CN220955731U - 一种背压可控型膨胀机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及膨胀机领域，公开了一种背压可控型膨胀机，包括具有径向的流体进口和轴向的流体出口的膨胀机本体；还包括设于流体出口上的压力传感器和背压控制元件，压力传感器和背压控制元件连接有一组控制器，根据压力传感器测得的压力值，控制器控制背压控制元件调整流体出口的开口大小；本实用新型的膨胀机中，通过将背压控制元件与膨胀机一体化集成，根据压力传感器检测数据，由控制器内的逻辑单元对背压控制元件开度进行适时调整，确保膨胀机背压符合运行要求，控制响应速度快，有效提高机组运行安全性和变工况适应性；尤其对流体进口条件变化可能导致流体出口出现相变加大振动或流体出口背压突降引发膨胀机超速联锁等，具有积极预防作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及膨胀机领域，具体而言，涉及一种背压可控型膨胀机。
背景技术
目前，在常规透平膨胀机中，膨胀机的流体出口背压通常由与膨胀机相连接的后续系统(如空分设备中的下塔结构)来调整和保证，而膨胀机自身则无法实现对流体出口背压的主动控制；但是，在高空模拟试验舱或可能出现相变的透平膨胀机应用场景中，又存在希望根据实际情况，在启机、入口工况变化时膨胀机自身能进行背压适时调整的需求，以确保机组自身安全稳定运行性，同时实现后续系统的需求。
基于此，有必要设计一种背压可控的膨胀机。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服背景技术的缺点，提供一种背压可控型膨胀机。
本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
一种背压可控型膨胀机，包括具有径向的流体进口和轴向的流体出口的膨胀机本体；
还包括设于所述流体出口上的压力传感器和背压控制元件，所述压力传感器和所述背压控制元件连接有一组控制器，且所述控制器被配置为：根据所述压力传感器测得的压力值，控制所述背压控制元件调整所述流体出口的开口大小。
进一步地，所述流体出口上设有喇叭筒状的扩压管，所述扩压管的小径端与所述膨胀机本体连接，用以使气体减速增压；所述压力传感器及所述背压控制元件连接在所述扩压管的大径端上。
进一步地，所述膨胀机本体包括膨胀端和制动端，所述流体进口和所述流体出口设于所述膨胀端上；
所述膨胀端和所述制动端之间通过中间体连接，其中，所述膨胀端内的转子通过所述中间体并与所述制动端相接，所述制动端用于消耗/转换所述膨胀端输出的功率。
进一步地，所述背压控制元件通过法兰组件与所述扩压管连接。
进一步地，所述扩压管的大径端还设有直管段，所述法兰组件连接在所述直管段上。
进一步地，所述背压控制元件为调节阀。
进一步地，所述背压控制元件包括变截面节流元件和动力源，其中，所述变截面节流元件可沿所述直管段径向移动地设置在所述扩压管端部；所述动力源与所述控制器连接，用以驱动所述变截面节流元件移动，以调解所述扩压管的大径端的开口大小。
进一步地，所述流体进口的自由端呈弯管状，且平行于所述流体出口的朝向。
本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本实用新型的膨胀机中，通过将背压控制元件与膨胀机一体化集成，根据压力传感器检测数据，由控制器内的逻辑单元对背压控制元件开度进行适时调整，确保膨胀机背压符合运行要求，控制响应速度快，可有效提高机组运行安全性和变工况适应性；尤其对流体进口条件变化可能导致流体出口出现相变加大振动、或流体出口背压突降引发膨胀机超速联锁等，具有积极预防作用。
附图说明
图1为本实用新型的背压可控型膨胀机的结构示意图；
图标：1-膨胀机本体，10-膨胀端，100-流体进口，101-流体出口，11-制动端，12-中间体，13-扩压管，130-直管段，14-法兰组件，20-控制器，21-压力传感器，22-背压控制元件。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
参照图1，本实用新型公开了一种背压可控型膨胀机，包括膨胀机本体1，其中，膨胀机本体1包括膨胀端10和制动端11，膨胀端10与制动端11之间通过中间体12连接；膨胀端10内设有叶轮转子结构，转子通过中间体12并被中间体12内的轴承支撑，转子的末端与制动端11相接，制动端11的目的是消耗或者转换膨胀端10输出的功率。
制动端11可以是气动压缩机制动形式，也可是油制动、发电机制动或直接驱动其它耗能设备制动形式。
其中，膨胀端10径向侧侧壁上设有流体进口100，且轴向的端部上设置有流体出口101，气体沿流体进口100输入并驱动叶轮转动，再沿流体出口101排出，流体进口100的自由端呈弯管状，且平行于流体出口101的朝向。
为了实现膨胀机本体1的背压调节，本实施例中，在膨胀机本体1的膨胀端10上集成了背压控制元件22，背压控制元件22和一组压力传感器21设置在流体出口101上，背压控制元件22和压力传感器21连接控制20，控制器20被配置为，根据压力传感器21测得的压力值，控制背压控制元件22调整所述流体出口101的开口大小，即：当压力传感器21检测到流体出口100处的背压小于需求值时，通过控制器20控制背压控制元件22调小气口100的开口，以使膨胀端10内背压增大；反之，当压力传感器21检测到流体出口100处的背压大于需求值时，通过控制器20控制背压控制元件22调大气口100的开口，以使膨胀端10内背压减小。
上述实施例中，背压控制元件22可以是电动调节阀，或其它可变截面节流元件的电磁阀产品。
参照图1，在另一个实施例中，膨胀端10的流体出口101上设有喇叭筒状的扩压管13，其中，扩压管13的小径端与膨胀机本体1连接，用以使气体减速增压，以将背压预热调到一定取值范围之内，方便后续背压控制元件22的进一步调整，其中，在该实施例中，压力传感器21及背压控制元件22连接在扩压管13的大径端上，
上述实施例中，扩压管13的大径端还设有直管段130，背压控制元件22通过法兰组件14与扩压管13上的直管段130连接，便于拆装和维护操作。
在一个实施例中，背压控制元件22包括变截面节流元件和动力源，其中，易于理解的是：变截面节流元件可沿直管段130径向移动地设置在扩压管13端部，以通过变截面节流元件的移动，可实现扩压管13端部的开口大小调解，动力源可以是电缸、液压缸或气压缸等结构，动力源与控制器20连接，通过控制器20控制动力源驱动变截面节流元件，以调解所述扩压管13的大径端的开口大小。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种背压可控型膨胀机，包括具有径向的流体进口(100)和轴向的流体出口(101)的膨胀机本体(1)，其特征在于：
还包括设于所述流体出口(101)上的压力传感器(21)和背压控制元件(22)，所述压力传感器(21)和所述背压控制元件(22)连接有一组控制器(20)，且所述控制器(20)被配置为：根据所述压力传感器(21)测得的压力值，控制所述背压控制元件(22)调整所述流体出口(101)的开口大小；
所述流体出口(101)上设有喇叭筒状的扩压管(13)，所述背压控制元件(22)通过法兰组件(14)与所述扩压管(13)连接，所述扩压管(13)的大径端还设有直管段(130)，所述背压控制元件(22)包括变截面节流元件和动力源，其中，所述变截面节流元件可沿所述直管段(130)径向移动地设置在所述扩压管(13)端部；所述动力源与所述控制器(20)连接，用以驱动所述变截面节流元件移动，以调节所述扩压管(13)的大径端的开口大小。
2.根据权利要求1所述的背压可控型膨胀机，其特征在于：所述扩压管(13)的小径端与所述膨胀机本体(1)连接，用以使气体减速增压；所述压力传感器(21)及所述背压控制元件(22)连接在所述扩压管(13)的大径端上。
3.根据权利要求1或2所述的背压可控型膨胀机，其特征在于：所述膨胀机本体(1)包括膨胀端(10)和制动端(11)，所述流体进口(100)和所述流体出口(101)设于所述膨胀端(10)上；
所述膨胀端(10)和所述制动端(11)之间通过中间体(12)连接，其中，所述膨胀端(10)内的转子通过所述中间体(12)并与所述制动端(11)相接，所述制动端(11)用于消耗/转换所述膨胀端(10)输出的功率。
4.根据权利要求1所述的背压可控型膨胀机，其特征在于:所述法兰组件(14)连接在所述直管段(130)上。
5.根据权利要求1所述的背压可控型膨胀机，其特征在于:所述背压控制元件(22)为调节阀。
6.根据权利要求1所述的背压可控型膨胀机，其特征在于:所述流体进口(100)的自由端呈弯管状，且平行于所述流体出口(101)的朝向。
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