CN86103011A - 全动压气体轴承低温增压-膨胀机 - Google Patents
全动压气体轴承低温增压-膨胀机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN86103011A CN86103011A CN 86103011 CN86103011A CN86103011A CN 86103011 A CN86103011 A CN 86103011A CN 86103011 CN86103011 CN 86103011 CN 86103011 A CN86103011 A CN 86103011A CN 86103011 A CN86103011 A CN 86103011A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- low temperature
- decompressor
- supercharging
- bearing
- expander
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
动压气体轴承低温增压—膨胀机属气体的液化技术领域，主要用于制氧机及低温装置，作为提供冷量的来源。为了回收膨胀功和增大制冷量，将传统的透平膨胀机的制动风机用作低温增压压缩机，将来自压缩机的气体先进入低温增压压缩，然后再进入膨胀叶轮膨胀制取冷量。同时本发明所述的增压—膨胀机采用柔性全动压气体轴承将透平膨胀机和低温增压压缩机连为一体。
Description
本发明属于气体的液化技术领域，国际专利分类号为F25J。
液化气体装置如制氧机及其他低温装置，常采用透平膨胀机以提供必要的冷量。传统的透平膨胀机，利用由压缩机来的压力气体，在膨胀叶轮中膨胀制取冷量，同时输出外功。在大多数工业应用中，因透平膨胀机的转速高达每分钟数万转到数十万转，往往受到电机转速的限制，致传动系统相当复杂必须采用变速齿轮箱。因此，这种电机制动的透平膨胀机的应用受到限制，（见“透平膨胀机”162-199页计光华编机械工业出版社）如苏制的BP-5型制氧机配套的电机制动的透平膨胀机。目前另有一种用风机制动的透平膨胀机，它比前者简单可靠，但膨胀机不能回收外功，而作为无用功释放掉，如我国制造的PLK2500×2/4.83-0.37型风机制动透平膨胀机。有的膨胀机，它的轴承是采用由外界供气的静压气体轴承，且由于附加供气系统使整个机构较为复杂。也有采用刚性支承的动压气体轴承。（见①大众机械杂志1986年NO.2“动压气体轴承新技术”-叶士禄，②O.Decker：Proc.Gas Bearing Symp.，Churchill College，Paper C21976，③十合晋一，岗野真：特许第1075919号和④十合晋一，岗野真，松本文雄，小美浓：特愿昭56-145501，昭58-50314）。因此，在目前能源紧张时代，如何降低制氧机及低温装置的能耗，已成为人们普遍关注的研究课题。
本发明的特征是在制氧机及低温装置中，利用膨胀功而降低压缩机压力，以降低能耗为目标而设计的全动压气体轴承低温增压-膨胀机。这种低温增压-膨胀机的特点是将压缩机来的气体，先通过透平膨胀机的增压叶轮，（可将传统的透平膨胀机的制动风机改为增压压缩机的增压叶轮），进行低温增压，然后再进入膨胀叶轮进行低温膨胀，制取冷量。由于气体增压后进入膨胀机，扩大了膨胀比，使制冷量增大约40%，因而可使整个制氧机及低温装置的正常工作压力下降，能耗降低。在结构上，所述低温增压-膨胀机是将低温增压压缩机与透平膨胀机结合为一体，中间采用柔性全动压气体轴承连接，整个机器处于低温下工作，正常运转时无附加功耗，不需要外界供应轴承气。
附图是全动压气体轴承低温增压-膨胀机的剖视图。
图中（1）是低温增压压缩机，（2）是动压径向轴承，（3）是径向柔性环，（4）是轴向柔性环，（5）是动压止推轴承，（6）是透平膨胀机，（A）表示气体来自压缩机，（B）表示气体来自低温增压压缩机，（C）表示低温低压气体输送至制氧机或低温装置的分离液化系统。
低温增压压缩机（1）的进口压力可以根据制氧机或低温装置流程的需要决定。气体自附图中（A）所示的方向通过低温压缩措施后，使压缩气量大大增加，增压后的低温气体进入下一级膨胀叶轮时可产生制氧机低温装置所需要的足够冷量。透平膨胀机（6）与传统的透平膨胀机不同，气体是循附图中（B）所示的方向来自低温增压压缩机（1），其压力高于压缩机的压力。透平膨胀机（6）出口的低温低压气体（C）就送往制氧机或低温装置的分离液化系统中。所述低温增压-膨胀机还必须配有动压止推轴承（5）应为柔性后弯式阿基米德螺旋槽型结构，动压径向轴承（2）应为柔性半人字槽型结构。这种动压止推轴承（5）及动压径向轴承（2）与一般的刚性动压轴承不同，它借助于轴承的柔性，可以简化与降低动压气体轴承的制造难度。这种柔性轴还提高了透平机械的涡动起始转速，增加了轴承运转的高速稳定性。
采用本发明所提出的全动压气体轴承低温增压-膨胀机后，可有效地利用气体的膨胀功使来自压缩机的气体增加压力，再进入膨胀叶轮使气体膨胀，制冷量的增加是必然的。对于同样的制氧机或低温装置来说，如采用本发明所提出的结构形式后，实现了膨胀功的回收利用。则其能耗将下降40%。采用全动压柔性气体轴承后，低温增压-膨胀机的结构简单，便于制造。成本亦将降低。
本发明实施时应将气体增压压缩机和膨胀机联成为一体，利用环境气体在流道中流动。低温增压压缩机（1）的进口压力可选从4公斤力/平方厘米至20公斤力/平方厘米，增压压比在1.5～1.8间选定，进口温度选定在-120～-140摄氏度范围内。同时，还必须采用柔性的动压轴承解决由于热膨胀而使轴承卡死的可能。当轴承运转时，轴承受热膨胀则径向和轴向柔性环（3）（4）受到压缩，即自动调整间隙。这样，就能始终保持所需要的轴承间隙。根据本发明的研究资料，动压止推轴承（5）的轴向间隙控制在15～50微米之间，动压径向轴承（2）的径向间隙控制在10～25微米之间。径向柔性环（3）是用丁晴椽胶按设计尺寸制成，轴向柔性环（4）是用不锈钢，50CrV，60Si2MnA或MnA按设计形状和尺寸制成的。径向柔性环（3）在低温增压-膨胀机中一般采用2个或4个。
Claims (8)
1、制氧机及低温装置中，一般都利用由压缩机来的压力气体在膨胀机中膨胀制取冷量，并且均配有由外界供气的刚性静压气体轴承或刚性动、静压气体轴承支承的透平膨胀机，本发明的特征在于这种装置是由低温增压压缩机(1)，透平膨胀机(6)动压径向轴承(2)，动压止推轴承(5)，并利用柔性环结构构成的。
2、按照权利要求1所述的低温增压-膨胀机，其特征在于低温增压压缩机（1）是由透平膨胀机（6）的制动功率驱动的。
3、按照权利要求1、2所述的低温增压-膨胀机，其特征在于低温增压压缩机（1），一般按进口压力4公斤力/平方厘米-20公斤力/平方厘米，增压比1.5～1.8之间，进口温度-120～-140摄氏度范围内设计的。
4、按照权利要求1、2所述的低温增压-膨胀机，其特征在于低温增压压缩机（1）和透平膨胀机（6）是由动压的径向柔性环（3）和动压的轴向柔性环（4）支承的。
5、按照权利要求4所述的低温增压-膨胀机，其特征在于动压的径向柔性环（3）是由丁晴椽胶材料制作的;动压的轴向柔性环（4）是由不锈钢，50CrV，60Si2MnA或MnA材料制作的。
6、按照权利要求1所述的低温增压-膨胀机，其特征在于动压止推轴承（5）的轴向间隙控制在15～50微米之间;动压径向轴承（2）的径向间隙控制在10～25微米之间。
7、按照权利要求1、6所述的低温增压-膨胀机，其特征在于动压止推轴承（5）是柔性后弯式阿基米德螺旋槽型结构;动压径向轴承（2）是柔性半人字槽型结构。
8、按照权利要求4所述的低温增压-膨胀机，其特征在于径向柔性环（3）在低温增压-膨胀机中一般采用2个或4个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN86103011A CN1003185B (zh) | 1986-04-29 | 1986-04-29 | 全动压气体轴承低温增压-膨胀机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN86103011A CN1003185B (zh) | 1986-04-29 | 1986-04-29 | 全动压气体轴承低温增压-膨胀机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN86103011A true CN86103011A (zh) | 1987-11-18 |
| CN1003185B CN1003185B (zh) | 1989-02-01 |
Family
ID=4801918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN86103011A Expired CN1003185B (zh) | 1986-04-29 | 1986-04-29 | 全动压气体轴承低温增压-膨胀机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1003185B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101363330B (zh) * | 2008-09-18 | 2011-07-06 | 苏州制氧机有限责任公司 | 增压透平膨胀机 |
| CN102290946A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-12-21 | 北京虎渡能源科技有限公司 | 大功率空气悬浮永磁高速电机 |
| CN109184824A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-11 | 北京航空航天大学 | 一种气浮轴承结构的逆布雷顿循环低温制冷膨胀机 |
| CN111486104A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种离心式压缩机和热泵系统 |
| CN111486102A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种离心式压缩机和热泵系统 |
| CN114320499A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-04-12 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种全低温气体轴承透平膨胀机 |
-
1986
- 1986-04-29 CN CN86103011A patent/CN1003185B/zh not_active Expired
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101363330B (zh) * | 2008-09-18 | 2011-07-06 | 苏州制氧机有限责任公司 | 增压透平膨胀机 |
| CN102290946A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-12-21 | 北京虎渡能源科技有限公司 | 大功率空气悬浮永磁高速电机 |
| CN109184824A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-11 | 北京航空航天大学 | 一种气浮轴承结构的逆布雷顿循环低温制冷膨胀机 |
| CN111486104A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种离心式压缩机和热泵系统 |
| CN111486102A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种离心式压缩机和热泵系统 |
| CN111486102B (zh) * | 2019-01-29 | 2022-06-14 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种离心式压缩机和热泵系统 |
| CN114320499A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-04-12 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种全低温气体轴承透平膨胀机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1003185B (zh) | 1989-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10677195B2 (en) | Engine driven by Sc02 cycle with independent shafts for combustion cycle elements and propulsion elements | |
| US5014518A (en) | ECS with advanced air cycle machine | |
| US4523896A (en) | Centrifugal compressor | |
| JP3694263B2 (ja) | 液体寒冷剤を製造するためのガス液化方法及び装置 | |
| US4428715A (en) | Multi-stage centrifugal compressor | |
| US6151909A (en) | Two spool air cycle machine having concentric shafts | |
| CN100541094C (zh) | 用于生产加压气态产品的低温空气分离方法 | |
| US4336693A (en) | Refrigeration process using two-phase turbine | |
| US5036678A (en) | Auxiliary refrigerated air system employing mixture of air bled from turbine engine compressor and air recirculated within auxiliary system | |
| US3657898A (en) | Method and apparatus for producing refrigeration | |
| US5722255A (en) | Liquid ring flash expander | |
| EP0687808A2 (en) | Expansion turbine for cryogenic rectification system | |
| CA2104632A1 (en) | Air cycle machine with magnetic bearings | |
| CN86103011A (zh) | 全动压气体轴承低温增压-膨胀机 | |
| US4876849A (en) | Gas turbine propulsion unit with a gas generator | |
| CN113431637B (zh) | 自带气浮轴承的纯径向式超声速微型涡轮结构 | |
| US3054269A (en) | Liquification of gas | |
| GB1469666A (en) | Air compressor assembly | |
| CN216198320U (zh) | 一种多轴透平压缩膨胀机 | |
| CN2185339Y (zh) | 气体悬浮式陶瓷低温透平膨胀机 | |
| US4303377A (en) | Turbine-compressor ejector | |
| CN113863996A (zh) | 一种多轴透平压缩膨胀机 | |
| CN112096521A (zh) | 立式流线隧道轮燃气轮机 | |
| Gistau et al. | Application range of cryogenic centrifugal compressors | |
| CN102061946A (zh) | 增压透平膨胀机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C13 | Decision | ||
| GR02 | Examined patent application | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |