專利名稱：增壓透平膨脹機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增壓透平膨脹機(jī)，尤其是一種氣體軸承透平膨脹機(jī)。
背景技術(shù)：
增壓透平膨脹機(jī)是空氣分離設(shè)備及天然氣石油氣液化分離設(shè)備和低溫粉碎設(shè)備 等獲取冷量所必須的關(guān)鍵部機(jī)，是保證整套空氣分離設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的心臟。其主要原理是 利用有一定壓力的氣體在透平膨脹機(jī)內(nèi)進(jìn)行絕熱膨脹對外做功而消耗氣體本身的內(nèi)能，從 而使氣體自身強(qiáng)烈地冷卻而達(dá)到制冷的目的。透平膨脹機(jī)輸出的能量由同軸壓縮機(jī)回收或 制動風(fēng)機(jī)消耗。氣體軸承是空分設(shè)備(空氣分離設(shè)備)配套單機(jī)一透平膨脹機(jī)的關(guān)鍵零部件之 一，它的制造精度最高、難度最大，它也是膨脹機(jī)中最易損壞的零件，特別是隨著氣體軸承 膨脹機(jī)從小氣量、小膨脹比向大氣量、大膨脹比的發(fā)展，迫切要求氣體軸承的性能要更上一 個(gè)臺階，不但要求承載能力大，更重要的是，能在某些意外情況下，如在氣體軸承與轉(zhuǎn)子發(fā) 生接觸的情況下，也不發(fā)生氣體軸承損壞的情況?，F(xiàn)有的氣體軸承是采用J105與黃銅材料復(fù)合而成，屬于徑軸向復(fù)合軸承，其內(nèi)孔 為J105材料，即88%銅+8% PbO+4%石墨壓鑄而成，硬度80HB，摩擦系數(shù)彡0. 25，外圓與 端面材料為H62，由于為不同材料復(fù)合而成，所以膨脹比不同。每個(gè)氣體軸承的半徑間隙為 0. 03 0. 04毫米，軸向間隙為0. 05 0. 08毫米，在使用過程中，由于軸承處氣體高速旋 轉(zhuǎn)，所以溫度較高，很容易發(fā)生由于材料不同而造成的形狀變形，使間隙變化，承載力下降。 根據(jù)用戶反饋信息，氣體軸承80%以上是止推面損壞，即軸承的黃銅端面與轉(zhuǎn)子的止推面 發(fā)生摩擦，由于轉(zhuǎn)子所用的主軸均為3Crl3制成，所以發(fā)生摩擦后，一般都會造成軸承無法 使用而必須更換，主軸一般也必須修復(fù)，如果嚴(yán)重的話，就必須更換主軸，這樣就有可能影 響整套空分設(shè)備的正常運(yùn)行，造成較大的損失。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種可避免上述問題的氣體 軸承透平膨脹機(jī)，以提高氣體軸承透平膨脹機(jī)的性能。本發(fā)明的目的通過提供以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種增壓透平膨脹機(jī)，包括一個(gè)中間殼體，所述中間殼體的左端安裝透平蝸殼、右 端安裝有增壓機(jī)蝸殼，所述中間殼體內(nèi)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置有轉(zhuǎn)子，在所述轉(zhuǎn)子的兩端分別在透 平蝸殼和增壓機(jī)蝸殼內(nèi)設(shè)置有膨脹輪和增壓輪，在所述轉(zhuǎn)子上套設(shè)有左氣體軸承和右氣體 軸承，所述左氣體軸承用于支撐膨脹輪，所述右氣體軸承用于支撐增壓輪，其中，所述左氣 體軸承和所述右氣體軸承為石墨氣體軸承。進(jìn)一步地，所述的左氣體軸承與所述膨脹輪之間設(shè)有密封套。進(jìn)一步地，所述右氣體軸承與所述增壓輪之間設(shè)有隔熱套。進(jìn)一步地，所述左氣體軸承和右氣體軸承內(nèi)設(shè)有8只軸向排氣孔。
本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在穩(wěn)定、噪聲小、增壓比大、膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速提高，產(chǎn)冷量 比原來提高2% 3%左右，不易損壞且更為環(huán)保。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1為本發(fā)明的氣體軸承增壓透平膨脹機(jī)的縱剖示意圖。圖2為本發(fā)明的氣體軸承的縱剖示意圖。
具體實(shí)施例方式以下參照

本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。如圖1所示，本發(fā)明涉及的氣體軸承增壓透平膨脹機(jī)包括一個(gè)中間殼體2，所述中 間殼體2的左端安裝透平蝸殼1、右端安裝有增壓機(jī)蝸殼3，所述中間殼體2內(nèi)可轉(zhuǎn)動地設(shè) 置有轉(zhuǎn)子8，在所述轉(zhuǎn)子8的兩端分別在透平蝸殼1和增壓機(jī)蝸殼3內(nèi)設(shè)置有膨脹輪4和增 壓輪12。需要說明的是在所述轉(zhuǎn)子8上套設(shè)有左氣體軸承6和右氣體軸承9，所述左氣體 軸承6用于支撐膨脹輪4，所述右氣體軸承9用來支撐增壓輪12。所述的左氣體軸承6與膨脹輪4之間設(shè)有密封套5，所述的右氣體軸承9與增壓輪 12之間設(shè)有隔熱套10。這樣，使得氣體外漏量控制在最小范圍內(nèi)，在密封套5和隔熱套10 內(nèi)還可以充入常溫密封氣以阻止流經(jīng)膨脹機(jī)的低溫氣體外泄。如圖所示，在中間殼體2上 還設(shè)有兩個(gè)軸承氣輸入端，分別為左、右氣體軸承供氣。由于氣體軸承的潤滑劑為空氣，所以不用擔(dān)心是否會燃燒的問題。另外，氣體軸承 還有以下特點(diǎn)1.摩擦阻力低，由于氣體粘度比液體低很多，在室溫下空氣粘度僅為10號機(jī)械油 的五千分之一，而軸承的摩擦阻力與粘度成正比，所以氣體軸承的摩擦阻力比液體潤滑軸 承低；2.使用速度范圍大，氣體軸承的摩擦阻力低，溫升低；3.適用溫度范圍大，氣體能在極大的溫度范圍內(nèi)保持氣態(tài)，其粘度受溫度影響很因此，在使用氣體軸承后，能量能利用得更為徹底。為了提高氣體軸承的性能，本發(fā)明的氣體軸承為純石墨軸承，是通過材料為100% 的鱗片石墨粉末通過幾百噸壓力的液壓機(jī)壓鑄而成。將棒狀的石墨與相同規(guī)格的黃銅材料在80°C水里浸泡后，其外徑外徑尺寸變大 0. 013毫米，黃銅變大0. 045毫米，這樣就說明在使用時(shí)，石墨比黃銅變形小，間隙變化小， 耗氣量小，軸承剛度大，承載力大，而且石墨具有自潤滑性能和吸音功能，摩擦系數(shù)低，這樣 就可以使軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，減少摩擦噪聲，給操作人員一個(gè)較好的工作環(huán)境。由于石墨相 對于3Crl3來說，硬度相差有4 5倍，即使發(fā)生與主軸長時(shí)間的接觸摩擦，也不會損傷主 軸。石墨軸承還具有材料成本低，僅為原來的銅軸承成本的10%，加工制造容易，工時(shí)僅為 原銅軸承成本的50%。在設(shè)計(jì)時(shí)，該軸承尺寸與原銅軸承外形尺寸相同，主要不同之處就是在軸承由原 來的四排改為兩排或三排，然后在軸承體內(nèi)加工了 8只軸向排氣孔13，如圖2所示。在制造時(shí)，由于石墨端面氣孔率大，所以端面形狀精度不易達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，為解決此問題，采取 在精加工端面后，涂上一層502膠水，在膠水干后，再重復(fù)一刀車到尺寸。采用了石墨氣體軸承后，氣體軸承增壓透平膨脹機(jī)更穩(wěn)定，噪聲更小，增壓比增 大，膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速提高，產(chǎn)冷量比原來提高2% 3%左右。當(dāng)采用石墨軸承后，相當(dāng)于采用了 一種“咬不壞”的軸承，即使其與主軸短時(shí)間接觸，也不影響其使用性能，從而保證膨脹機(jī)更 不易損壞，極大地提高了氣體軸承膨脹機(jī)的可靠性，使其運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)接近零，甚至從此消失。 綜合來說，石墨軸承達(dá)到了節(jié)能減排環(huán)保的效果，性價(jià)比高，并提高了膨脹機(jī)的運(yùn)行的可靠 性，是一種非常有前途的產(chǎn)品。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員將意識到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改 進(jìn)、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種增壓透平膨脹機(jī)，包括一個(gè)中間殼體，所述中間殼體的左端安裝透平蝸殼、右端 安裝有增壓機(jī)蝸殼，所述中間殼體內(nèi)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置有轉(zhuǎn)子，在所述轉(zhuǎn)子的兩端分別在透平 蝸殼和增壓機(jī)蝸殼內(nèi)設(shè)置有膨脹輪和增壓輪，在所述轉(zhuǎn)子上套設(shè)有左氣體軸承和右氣體軸 承，所述左氣體軸承用于支撐膨脹輪，所述右氣體軸承用于支撐增壓輪，其特征在于，所述 左氣體軸承和所述右氣體軸承為石墨氣體軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓透平膨脹機(jī)，其特征在于，所述的左氣體軸承與所述膨 脹輪之間設(shè)有密封套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓透平膨脹機(jī)，其特征在于，所述右氣體軸承與所述增壓 輪之間設(shè)有隔熱套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓透平膨脹機(jī)，其特征在于，所述左氣體軸承和右氣體軸 承內(nèi)設(shè)有8只軸向排氣孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種增壓透平膨脹機(jī)，包括一個(gè)中間殼體，所述中間殼體的左端安裝透平蝸殼、右端安裝有增壓機(jī)蝸殼，所述中間殼體內(nèi)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置有轉(zhuǎn)子，在所述轉(zhuǎn)子的兩端分別在透平蝸殼和增壓機(jī)蝸殼內(nèi)設(shè)置有膨脹輪和增壓輪，在所述轉(zhuǎn)子上套設(shè)有左氣體軸承和右氣體軸承，所述左氣體軸承用于支撐膨脹輪，所述右氣體軸承用于支撐增壓輪，其中，所述左氣體軸承和所述右氣體軸承為石墨氣體軸承。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在穩(wěn)定、噪聲小、增壓比大、膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速提高，產(chǎn)冷量比原來提高2％～3％左右，不易損壞且更為環(huán)保。
文檔編號F01D11/00GK102061946SQ20101054514
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者徐友亮 申請人:蘇州制氧機(jī)有限責(zé)任公司