專利名稱：一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)及其控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于廢熱利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)及其控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國的一次能源現(xiàn)狀不容樂觀，煤炭資源儲(chǔ)量雖然世界排名第二(美國第一，是 我國儲(chǔ)量的一倍)，但我國可開采的煤炭資源不足百年時(shí)間，遠(yuǎn)少于世界前六位儲(chǔ)煤量的國 家，另外，我國的石油和天然氣資源也僅夠開采幾十年，世界范圍內(nèi)的石油開采也可能在本 世紀(jì)內(nèi)短缺。因此，針對以上形勢，可有效回收多余熱量以進(jìn)行發(fā)電的廢汽回收利用系統(tǒng)非常 有實(shí)用價(jià)值，通常而言，廢汽回收利用系統(tǒng)可回收工業(yè)廢水、高爐廢渣、高溫廢汽等中的多 余熱量，將多余熱量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能進(jìn)行發(fā)電或其他工作。請參考圖IA和圖1B，顯示了現(xiàn)有技術(shù)的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體10的基本原理。廢 熱煙氣或者熱液由進(jìn)汽道3經(jīng)進(jìn)汽道口 4進(jìn)入陽螺桿1的齒槽內(nèi)，隨著陽螺桿1和陰螺桿 2的轉(zhuǎn)動(dòng)，工作流體(如廢汽或工質(zhì))的容腔逐漸增大，工作流體降壓降溫膨脹做功，推動(dòng) 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，做完功的工作流體由排汽道5排出。功率由陽螺桿1的輸出端輸出，可帶動(dòng)給水 泵、風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備。圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)30的基本結(jié)構(gòu)，其包括螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主 體10、負(fù)載設(shè)備20、調(diào)節(jié)閥32、電器控制柜33、油箱34以及基座31。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體 10具有圖1所示的進(jìn)汽道3及排汽道5。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)10與負(fù)載設(shè)備20通過陽螺桿 (圖未示)的輸出軸相連。有時(shí)螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)10的轉(zhuǎn)速較快，需要在螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)10 與負(fù)載設(shè)備20之間設(shè)置減速機(jī)(圖未示)。在現(xiàn)有的廢汽回收利用系統(tǒng)中，螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的進(jìn)汽入口大小通常由以下方式 確定，即預(yù)先估算廢汽回收利用系統(tǒng)所能獲取的工作流體(例如為廢汽或工質(zhì))流量，然后 根據(jù)該工作流體流量設(shè)定與之匹配的進(jìn)汽入口的大小，因此在以后的正常使用中，一般而 言會(huì)在螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中使用固定大小的進(jìn)汽入口。以上采用固定進(jìn)汽入口的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)在對當(dāng)前工作流體(例如廢汽或工質(zhì)) 的流量或壓力大小相對穩(wěn)定的情況下非常有效率，但是當(dāng)前工作流體的流量或壓力大小 不穩(wěn)定時(shí)，設(shè)置為固定大小的進(jìn)汽入口會(huì)浪費(fèi)當(dāng)前工作流體的熱量并造成壓力不足(或過 大)，這對于提高整個(gè)廢汽回收利用系統(tǒng)的熱利用效率來說是非常不利的。因此，需要提供一種能夠根據(jù)當(dāng)前工作流體流量或壓力大小而自動(dòng)調(diào)整進(jìn)汽入口 大小的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)及其控制系統(tǒng)，從而解決以上問題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)及其控制系統(tǒng)，其 能夠根據(jù)當(dāng)前工作流體的流量或壓力大小而自動(dòng)調(diào)整進(jìn)汽入口大小，從而提高了熱利用效率。本實(shí)用新型提供一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)，包括管道式入口裝置，用于控制輸入的工 作流體的流量；螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體，與管道式入口裝置連通，從管道式入口裝置獲取工作 流體，利用工作流體做功以輸出機(jī)械能；其中，管道式入口裝置包括多個(gè)進(jìn)口，用于輸入 工作流體；多個(gè)出口，用于輸出工作流體至螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)；轉(zhuǎn)軸，包括第一端部和第二端 部，第一端部帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸表面設(shè)置有多個(gè)弧形管狀通道，多個(gè)進(jìn)口通過多個(gè)弧形管 狀通道分別與多個(gè)出口連通，其中，多個(gè)弧形管狀通道的弧度在η到之間。根據(jù)本實(shí)用新型之一優(yōu)選實(shí)施例，管道式入口裝置進(jìn)一步包括限位板，第一端部沿中軸穿置于限位板，沿限位板繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型之一優(yōu)選實(shí)施例，管道式入口裝置進(jìn)一步包括支撐件，第二端部 容置于支撐件，沿支撐件繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型之一優(yōu)選實(shí)施例，工作流體為廢氣。根據(jù)本實(shí)用新型之一優(yōu)選實(shí)施例，工作流體為工質(zhì)。本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種控制螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的控制系統(tǒng)，包括壓力測量閥， 用于測量工作流體的壓力值；流量測量閥，用于測量工作流體的流量值；控制模組，根據(jù)壓 力值或流量值控制管道式入口裝置的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。根據(jù)本實(shí)用新型之一優(yōu)選實(shí)施例，控制模組包括油動(dòng)機(jī)，根據(jù)液壓信號(hào)產(chǎn)生液壓 行程；位移傳感器，根據(jù)液壓行程獲得行程檢測信號(hào)；數(shù)字電液控制模塊，獲取壓力值和流 量值，根據(jù)壓力值和流量值輸出伺服給定值；伺服模塊，接收行程檢測信號(hào)和伺服給定值， 根據(jù)行程檢測信號(hào)和伺服給定值輸出控制信號(hào)；電液轉(zhuǎn)換器，接收控制信號(hào)，將控制信號(hào)轉(zhuǎn) 換為液壓信號(hào)輸出至油動(dòng)機(jī)；十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，根據(jù)液壓行程控制管道式入口裝置的轉(zhuǎn)軸的 轉(zhuǎn)動(dòng)角度。根據(jù)本實(shí)用新型之一優(yōu)選實(shí)施例，十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相互嚙合的齒輪和齒條，第 一端部與齒輪同軸固定，齒條受液壓行程推動(dòng)，齒條移動(dòng)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，本實(shí)用新型提供了一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)及其控制系統(tǒng)，其能夠根據(jù)當(dāng)前工 作流體的流量或壓力大小而自動(dòng)調(diào)整進(jìn)汽入口大小，從而提高了熱利用效率。

可參考附圖通過實(shí)例更加具體地描述本實(shí)用新型，其中附圖并未按照比例繪制， 在附圖中圖IA和圖IB顯示了現(xiàn)有技術(shù)的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體的基本原理；圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。圖3顯示了使用了本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的廢汽回收利用系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu) 選實(shí)施例的原理圖；圖4顯示了使用了本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的廢汽回收利用系統(tǒng)的另一個(gè) 優(yōu)選實(shí)施例的原理圖；圖5顯示了本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置的縱向剖面圖；圖7是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置的轉(zhuǎn)軸在第一角度下的橫向剖面圖；圖8是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置的轉(zhuǎn)軸在第二角度下的橫向剖面圖；圖9是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置的轉(zhuǎn)軸在第三角度下 的橫向剖面圖；圖10是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的控制系統(tǒng)的電路連接框圖；以及圖11顯示了本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的控制系統(tǒng)的十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié) 構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式為了能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請 參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖，相信本實(shí)用新型的目的、特征與特點(diǎn)，可由此 得到深入且具體的了解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本實(shí)用新型加以 限制。請參考圖3，圖3顯示了使用了本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的廢汽回收利用系 統(tǒng)100的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的原理圖。在圖3中，本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)104包括管 道式入口裝置140以及螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體102，廢汽從廢汽排放設(shè)備101排出，經(jīng)由管道 105進(jìn)入管道式入口裝置140以及螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體102。流量測量閥106、壓力測量閥 160設(shè)置在管道105中螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)104的入口側(cè)，控制模組111從流量測量閥106、壓 力測量閥160獲取流量、壓力數(shù)據(jù)。管道式入口裝置140的進(jìn)汽口大小受控制模組111控 制，另外，螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體102將從管道式入口裝置140輸入的高溫汽體所蘊(yùn)含的熱量 轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，功率從螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體102的輸出端輸出，可帶動(dòng)負(fù)載設(shè)備(圖3中并 未繪示，其可以是水泵、風(fēng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)等設(shè)備，本實(shí)用新型對此并不作出限制)，做功后的 廢汽可從螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體102排出，沿Sl流向廢汽回收工作站103。圖4顯示了使用了本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的廢汽回收利用系統(tǒng)200的另一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的原理圖。在圖4中，本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)204包括管道式入口裝置 240以及螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體202，廢汽從廢汽排放設(shè)備201排出，經(jīng)由管道205進(jìn)入換熱 器217，經(jīng)換熱處理后流出至廢汽回收工作站203，工質(zhì)循環(huán)回路216同樣經(jīng)過換熱器217， 換熱器217可將管道205中的廢汽所蘊(yùn)含的熱量傳遞給工質(zhì)循環(huán)回路205中的工質(zhì)(該 工質(zhì)流動(dòng)方向?yàn)閳D2中S2所指向)。流量測量閥206、壓力測量閥260設(shè)置在工質(zhì)循環(huán)回 路205中螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)204的入口側(cè)，控制模組211從流量測量閥206、壓力測量閥260 獲取流量、壓力值，管道式入口裝置240受控制模組211控制，螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體202將 從管道式入口裝置240輸入的高溫工質(zhì)所蘊(yùn)含的熱量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，功率從螺桿膨脹動(dòng)力 機(jī)主體202的輸出端輸出，可帶動(dòng)負(fù)載設(shè)備(圖4中并未繪示，可以是水泵、風(fēng)機(jī)以及發(fā)電 機(jī)等設(shè)備，本實(shí)用新型對此并不作出限制)，做功后的工質(zhì)可從螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體202排 出，沿S2流向換熱器217重新加熱。另外，在圖4中，在工質(zhì)循環(huán)回路205中還可包括冷凝 器218，冷凝器218設(shè)置在螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體202的工質(zhì)輸出側(cè)，用于進(jìn)一步冷卻工質(zhì)。請參考圖5，其顯示了本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置340的 結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖5示出的本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置340與圖3和圖4所示的管道式入口裝置140和240完全相同，管道式入口裝置340可用于控制 輸入的高溫工作流體(如廢汽或工質(zhì))的流量。如圖5所示，管道式入口裝置340包括進(jìn) 口 309，310，311、出口 303，304，305、轉(zhuǎn)軸312以及限位板313。轉(zhuǎn)軸312的表面設(shè)置有通道 306，307，308，通道306，307，308設(shè)置為弧形管狀，其弧度例如可為在π到2 π之間(即其 圓心角在180度到360度之間)，而限位板313和支撐件301用于固定轉(zhuǎn)軸312。其中，進(jìn) 口 309，310，311和出口 303，304，305固定設(shè)置，而轉(zhuǎn)軸312可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。工作流體可從進(jìn)口 309，310，311輸入，而出口 303，304，305與螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)相 連，工作流體可通過出口 303，304，305進(jìn)入螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體(如圖 3中的102或圖4中的202所示)中。因此螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體與管道式入口裝置340連 通，從管道式入口裝置340獲取高溫工作流體，利用其做功以輸出機(jī)械能。轉(zhuǎn)軸312包括第一端部314以及第二端部302，其中第一端部314、第二端部302 以及轉(zhuǎn)軸312—體成型，并且第一端部314插置于限位板313中，而限位板313被固定，第 一端部314沿中軸穿置于限位板313，可相對于限位板313繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，第二端部302 呈凸出的錐形，而支承件301設(shè)置為與之相對應(yīng)的凹入的錐形，使得第二端部302可剛好嵌 入到支承件301中，并且支承件301被固定設(shè)置，因此第二端部302可沿支承件301繞軸轉(zhuǎn) 動(dòng)。值得注意的是，本實(shí)用新型并不對第二端部302和支承件301的形狀作任何限定，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可采用任何技術(shù)方案，只要可保證第二端部302沿支承件301繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)即可。通過以上設(shè)置，轉(zhuǎn)軸312可沿固定設(shè)置的支承件301和限位板313繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。圖6是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置的縱向剖面圖。參照圖 6可知，當(dāng)轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度時(shí)，進(jìn)口 309，310，311可分別通過通道306，307，308與 出口 303，304，305相連通，此時(shí)工作流體可從通道306，307，308進(jìn)入到螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主 體中。值得注意的是，當(dāng)轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)到其它角度時(shí)，進(jìn)口 309，310，311可分別通過通道 306，307，308中的一者或二者與出口 303，304，305部分連通，從而使得工作流體只能通過 一個(gè)或二個(gè)通道進(jìn)入到螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體中。圖7是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置340的轉(zhuǎn)軸312在第一 角度下的橫向剖面圖。如圖7中所示，轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)到第一角度時(shí)，進(jìn)口 309，310，311可分 別通過通道306，307，308與出口 303，304，305相連通，此時(shí)工作流體可通過通道306，307， 308排出進(jìn)入到螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體中。圖8是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置的轉(zhuǎn)軸在第二角度下 的橫向剖面圖。如圖8中所示，轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)到第二角度時(shí)(即轉(zhuǎn)軸312相對于圖5所示 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)α度)，進(jìn)口 310，311可分別通過通道307，308與出口 304，305相連通，此時(shí)工 作流體可從通道307，308進(jìn)入到螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體中。而進(jìn)口 309因轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)而不 能與通道306相連通，因此進(jìn)口 309被轉(zhuǎn)軸312的非通道部分堵塞，工作流體不能通過出口 303進(jìn)入螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體。圖9是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)中的管道式入口裝置的轉(zhuǎn)軸在第三角度下 的橫向剖面圖。如圖9中所示，轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)到第三角度時(shí)(即轉(zhuǎn)軸312相對于圖7所示 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)2 α度)，進(jìn)口 311可通過通道308與出口 305相連通，此時(shí)工作流體可從通道 308進(jìn)入到螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體中。而進(jìn)口 309和310因轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)而不能與通道306和307相連通，因此進(jìn)口 309和310被轉(zhuǎn)軸312的非通道部分堵塞，工作流體不能通過出口303和304排出至螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體。綜上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)在不同角度，入口可與相應(yīng)的通道連通，從而可從相應(yīng) 連通的出口排出工作流體至螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體。在以上實(shí)施例中，隨著轉(zhuǎn)軸312位于不 同的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，通道打開的數(shù)量分別是3、2、1，而當(dāng)通道打開的數(shù)量越多，流入螺桿膨脹動(dòng) 力機(jī)做功的工作流體就越多，當(dāng)通道打開的數(shù)量越少，流入螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體做功的工 作流體就越少，因此可通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸312而決定采用多少工作流體流入螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主 體做功。值得注意的是，本實(shí)用新型為了方便說明而在說明書和附圖上僅介紹了采用3個(gè) 進(jìn)口 309，310，311、3個(gè)通道306，307，308以及3個(gè)出口 303，304，305的情況，本實(shí)用新型 并不對進(jìn)口、出口以及通道的數(shù)目進(jìn)行限制，一般而言，可根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的 進(jìn)口、出口以及通道的數(shù)目，使其適合系統(tǒng)控制需求。圖10是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的控制系統(tǒng)的電路連接框圖。請參照圖10， 該控制系統(tǒng)控制模組700、壓力測量閥711以及流量測量閥731，其中控制模組700包括數(shù) 字電液控制模塊702、伺服模塊703、電液轉(zhuǎn)換器704、油動(dòng)機(jī)705、十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)706以及位 移傳感器741。數(shù)字電液控制模塊702可從壓力測量閥711獲取代表所測得壓力值，可從流 量測量閥731獲取代表所測得流量值。數(shù)字電液控制模塊702對以上壓力值和流量值進(jìn)行計(jì)算，輸出伺服給定值。伺服模塊703用于實(shí)現(xiàn)對十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)706進(jìn)行控制，該伺服模塊703可接收數(shù) 字電液控制模塊702輸出的伺服給定值以及由位移傳感器741輸出的行程檢測信號(hào)，對以 上信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算以輸出控制信號(hào)。電液轉(zhuǎn)換器704用于接收伺服模塊703輸出的控制信號(hào)，將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為液壓 信號(hào)輸出。油動(dòng)機(jī)705用于接收電液轉(zhuǎn)換器704輸出的液壓信號(hào)，根據(jù)該液壓控制信號(hào)產(chǎn)生 液壓行程，十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)706根據(jù)液壓行程帶動(dòng)管道式入口裝置340轉(zhuǎn)動(dòng)。位移傳感器741檢測油動(dòng)機(jī)705的液壓行程獲得行程檢測信號(hào)，將行程檢測信號(hào) 輸入至伺服模塊703。伺服模塊703、位移傳感器741、電液轉(zhuǎn)換器704構(gòu)成伺服回路，根據(jù)數(shù)字電液控制 模塊702的伺服給定值，并檢測油動(dòng)機(jī)705的液壓行程獲得行程檢測信號(hào)，通過反饋控制， 獲得伺服給定值所期望的油動(dòng)機(jī)液壓行程，實(shí)現(xiàn)對油動(dòng)機(jī)705的伺服控制。十字傳動(dòng)結(jié)構(gòu)706根據(jù)油動(dòng)機(jī)705產(chǎn)生的液壓行程推動(dòng)管道式入口裝置340轉(zhuǎn)動(dòng)。圖11顯示的是本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的控制系統(tǒng)的十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械 結(jié)構(gòu)圖。如圖11所示，十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)706包括齒輪801和齒條804，其中管道式入口裝置的 轉(zhuǎn)軸312的第一端部314與齒輪801同軸固定，齒條804受油動(dòng)機(jī)705產(chǎn)生的液壓行程推 動(dòng)沿Pl方向往返移動(dòng)，另外，齒條804與齒輪801嚙合，齒條804沿Pl方向往返移動(dòng)會(huì)帶 動(dòng)齒輪801沿P2方向來回轉(zhuǎn)動(dòng)，而又因?yàn)榈谝欢瞬?14與齒輪801同軸固定，齒輪801會(huì) 帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸312轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，油動(dòng)機(jī)705產(chǎn)生的液壓行程可控制轉(zhuǎn)軸312的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而控 制多少工作流體流入螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體。[0054] 因此，本實(shí)用新型的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的控制系統(tǒng)可通過壓力測量閥711或流量測 量閥731測量管道中的工作流體的壓力值或流量值，控制模組700獲取該壓力值或流量值， 并其進(jìn)行運(yùn)算處理以決定管道式入口裝置的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，因此本實(shí)用新型所揭示的螺 桿膨脹動(dòng)力機(jī)可根據(jù)當(dāng)前工作流體的壓力或流量控制管道式入口裝置開放對應(yīng)數(shù)目的通 道，從而保證了螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體不受工作流體的流量或壓力的大幅度波動(dòng)影響，提高 熱利用效率。在上述實(shí)施例中，僅對本實(shí)用新型進(jìn)行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱 讀本專利申請后可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下對本實(shí)用新型進(jìn)行各種 修改。
權(quán)利要求一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)，其特征在于，包括管道式入口裝置，用于控制輸入的工作流體的流量；螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體，與所述管道式入口裝置連通，從所述管道式入口裝置獲取所述工作流體，利用所述工作流體做功以輸出機(jī)械能；其中，所述管道式入口裝置包括多個(gè)進(jìn)口，用于輸入所述工作流體；多個(gè)出口，用于輸出所述工作流體至所述螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)；轉(zhuǎn)軸，包括第一端部和第二端部，所述第一端部帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)軸表面設(shè)置有多個(gè)弧形管狀通道，所述多個(gè)進(jìn)口通過所述多個(gè)弧形管狀通道分別與所述多個(gè)出口連通，其中，所述多個(gè)弧形管狀通道的弧度在π到2π之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)，其特征在于，所述管道式入口裝置進(jìn)一步 包括限位板，所述第一端部沿中軸穿置于所述限位板，沿所述限位板繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)，其特征在于，所述管道式入口裝置進(jìn)一步 包括支撐件，所述第二端部容置于所述支撐件，沿所述支撐件繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)，其特征在于，所述工作流體為廢汽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)，其特征在于，所述工作流體為工質(zhì)。
6.一種控制權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括壓力測量閥，用于測量所述工作流體的壓力值； 流量測量閥，用于測量所述工作流體的流量值；控制模組，根據(jù)所述壓力值或所述流量值控制所述管道式入口裝置的所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模組包括 油動(dòng)機(jī)，根據(jù)液壓信號(hào)產(chǎn)生液壓行程；位移傳感器，根據(jù)所述液壓行程獲得行程檢測信號(hào)；數(shù)字電液控制模塊，獲取所述壓力值和流量值，根據(jù)所述壓力值或流量值輸出伺服給 定值；伺服模塊，接收所述行程檢測信號(hào)和所述伺服給定值，根據(jù)行程檢測信號(hào)和所述伺服 給定值輸出控制信號(hào)；電液轉(zhuǎn)換器，接收所述控制信號(hào)，將所述控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為液壓信號(hào)輸出至所述油動(dòng)機(jī)；十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述液壓行程控制所述管道式入口裝置的所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述十字傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相互嚙合的齒輪和齒條，所述第一端部與所述齒輪同軸固定，所述齒條受所述液壓行 程推動(dòng)，所述齒條移動(dòng)帶動(dòng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)，包括管道式入口裝置，控制輸入的工作流體流量；螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)主體，與管道式入口裝置連通，從管道式入口裝置獲取工作流體，利用工作流體做功輸出機(jī)械能；管道式入口裝置包括多個(gè)進(jìn)口，輸入工作流體；多個(gè)出口，輸出工作流體至螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)；轉(zhuǎn)軸，包括第一端部和第二端部，第一端部帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸表面設(shè)置多個(gè)弧形管狀通道，多個(gè)進(jìn)口通過多個(gè)弧形管狀通道分別與多個(gè)出口連通，多個(gè)弧形管狀通道弧度在π到2π之間。本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的控制系統(tǒng)。通過以上設(shè)置，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案能根據(jù)當(dāng)前工作流體的流量或壓力大小而自動(dòng)調(diào)整進(jìn)汽入口大小，從而提高熱利用效率。
文檔編號(hào)F01K27/02GK201771562SQ20102028581
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者康廣秋, 杜海燕, 楊文晶 申請人:深圳市海利科科技開發(fā)有限公司