一種有機(jī)朗肯循環(huán)單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種有機(jī)朗肯循環(huán)單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)，其利用有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油混合物在蒸發(fā)器中可以分成氣態(tài)工質(zhì)和液態(tài)潤滑油,來完成有機(jī)朗肯循環(huán)單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)。其可以完成中低溫?zé)岚l(fā)電螺桿膨脹機(jī)的潤滑，向螺桿機(jī)軸承部位不斷輸送潤滑油，并返回油箱繼續(xù)循環(huán)使用；不易發(fā)生油的泄露，延長膨脹機(jī)使用壽命，提供有機(jī)朗肯循環(huán)效率。
【專利說明】
一種有機(jī)朗肯循環(huán)單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明膨脹機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)朗肯循環(huán)單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 膨脹機(jī)是利用壓縮氣體膨脹降壓時向外輸出機(jī)械功使氣體溫度降低的原理以獲 得能量的機(jī)械。膨脹機(jī)常用于深低溫設(shè)備中。膨脹機(jī)按運(yùn)動形式和結(jié)構(gòu)分為活塞膨脹機(jī)和 透平膨脹機(jī)兩類?；钊蛎洐C(jī)主要適用于高壓力比和小流量的中小型高、中壓深低溫設(shè)備。 透平膨脹機(jī)與活塞膨脹機(jī)相比，具有流量大、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高和運(yùn)轉(zhuǎn)周期長等特 點(diǎn)，適用于大中型深低溫設(shè)備。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，中低溫?zé)岚l(fā)電螺桿膨脹機(jī)的潤滑是一個技術(shù)難點(diǎn)。由于單螺桿機(jī) 膨脹過程是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下完成的，如果不能解決潤滑的技術(shù)問題，則整個中低溫?zé)岚l(fā) 電裝置將無法穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的螺桿機(jī)潤滑系統(tǒng)由油栗、油箱和油路系統(tǒng)組成，油箱中的潤 滑油在油栗的作用下，向螺桿機(jī)軸承部位不斷輸送潤滑油，并返回油箱繼續(xù)循環(huán)使用；另外 冷卻水在水栗的作用下進(jìn)入螺桿機(jī)的外套中，冷卻由于軸承運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦造成部過熱件。這種 傳統(tǒng)的潤滑冷卻方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)問題較多，極易造成密封泄漏，致使發(fā)電介質(zhì)向油箱泄 漏，造成整體設(shè)備運(yùn)行的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種有機(jī)朗肯循環(huán)單螺桿膨 脹機(jī)潤滑系統(tǒng)，其利用有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油混合物在蒸發(fā)器中可以分成氣態(tài)工質(zhì)和液態(tài) 潤滑油，來完成有機(jī)朗肯循環(huán)單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：
[0006] -種有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)，包括由工質(zhì)管道順次連接的冷凝器1、工質(zhì) 栗2、蒸發(fā)器3、氣液分離器4、單螺桿膨脹機(jī)5,所述冷凝器1和所述單螺桿膨脹機(jī)5首尾連接 起來構(gòu)成循環(huán)環(huán)路;氣液分離器4上設(shè)置有氣態(tài)工質(zhì)出口和液態(tài)潤滑油出口，氣態(tài)工質(zhì)出口 通過所述工質(zhì)管道與單螺桿膨脹機(jī)5相連，液態(tài)潤滑油出口和單螺桿膨脹機(jī)5的注油孔之間 用油管相連。
[0007] 該有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)的工作原理是:將液態(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑 油的混合物經(jīng)過工質(zhì)栗2加壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器3,將液態(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物 進(jìn)一步加熱，有機(jī)朗肯工質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)，潤滑油仍為液態(tài)，氣態(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和液態(tài)潤滑油 的混合物進(jìn)入氣液分離器4進(jìn)行分離后，液態(tài)潤滑油經(jīng)過油管從注油孔進(jìn)入單螺桿膨脹機(jī)5 的軸承部位完成潤滑作用，之后與直接進(jìn)入單螺桿膨脹機(jī)5的氣態(tài)有機(jī)朗肯工質(zhì)從單螺桿 膨脹機(jī)5的出口排除，進(jìn)入冷凝器1，重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物進(jìn) 行循環(huán)。
[0008] 優(yōu)選的，所述液態(tài)潤滑油出口和單螺桿膨脹機(jī)5的注油孔之間還連接有冷卻器7。 所述冷卻器7采用管道內(nèi)自然冷卻、風(fēng)冷卻或流水冷卻等形式。
[0009] 優(yōu)選的，所述單螺桿膨脹機(jī)5由同步發(fā)電機(jī)6控制。
[0010] 優(yōu)選的，所述氣液分離器4為旋風(fēng)分離式或?yàn)V芯分離式。
[0011] 優(yōu)選的，所述單螺桿膨脹機(jī)5為單螺桿容積式膨脹機(jī)。
[0012] 優(yōu)選的，所述蒸發(fā)器3內(nèi)的蒸發(fā)溫度為80-160°C，蒸發(fā)壓力為0.6-1. OMPa。
[0013] 優(yōu)選的，所述冷凝器1內(nèi)的冷凝溫度為20-40°C，冷凝壓力為0.2-0.5MPa。
[0014] 優(yōu)選的，所述有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物由2-lOwt%的潤滑油和90-98wt% 的有機(jī)朗肯工質(zhì)組成。所述有機(jī)朗肯工質(zhì)為2,2_二氯-1，1，1-三氟乙烷、環(huán)戊烷、三氟丙基 甲基環(huán)三硅氧烷中的一種或多種的混合物，所述有機(jī)朗肯工質(zhì)進(jìn)一步優(yōu)選為2，2-二氯-1， 1，1_三氟乙烷、環(huán)戊烷、三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷按質(zhì)量比（1-3) :(1-3) :(1-3)的混合物。
[0015] 優(yōu)選的，所述潤滑油為栗領(lǐng)域常規(guī)機(jī)械潤滑油。
[0016] 本發(fā)明中，
[0017] 2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷，CAS 號：306-83-2;
[0018] 環(huán)戊烷，CAS 號：287-92-3;
[0019] 三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷，CAS號：2374-14-3。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明所述有機(jī)朗肯循環(huán)單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為測試?yán)?的測試結(jié)果線形圖。
[0022] 附圖標(biāo)記說明：1-冷凝器;2-工質(zhì)栗;3-蒸發(fā)器;4-氣液分離器;5-單螺桿膨脹機(jī)； 6_同步發(fā)電機(jī);7-冷卻器。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述，但是本發(fā)明 的保護(hù)范圍并不限于這些實(shí)施例。凡是不背離本發(fā)明構(gòu)思的改變或等同替代均包括在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0024]實(shí)施例中所述潤滑油為英尊ET9全合成潤滑油0W-40。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 如圖1所示，一種有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)，包括由工質(zhì)管道順次連接的冷 凝器1、工質(zhì)栗2、蒸發(fā)器3、氣液分離器4、單螺桿膨脹機(jī)5,所述冷凝器1和所述單螺桿膨脹機(jī) 5首尾連接起來構(gòu)成循環(huán)環(huán)路;氣液分離器4上設(shè)置有氣態(tài)工質(zhì)出口和液態(tài)潤滑油出口，氣 態(tài)工質(zhì)出口通過所述工質(zhì)管道與單螺桿膨脹機(jī)5相連，液態(tài)潤滑油出口和單螺桿膨脹機(jī)5的 注油孔之間用油管相連。
[0027] 該有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)的工作原理是:將液態(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑 油的混合物經(jīng)過工質(zhì)栗2加壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器3,將液態(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物 進(jìn)一步加熱，有機(jī)朗肯工質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)，潤滑油仍為液態(tài)，氣態(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和液態(tài)潤滑油 的混合物進(jìn)入氣液分離器4進(jìn)行分離后，液態(tài)潤滑油經(jīng)過油管從注油孔進(jìn)入單螺桿膨脹機(jī)5 的軸承部位完成潤滑作用，之后與直接進(jìn)入單螺桿膨脹機(jī)5的氣態(tài)有機(jī)朗肯工質(zhì)從單螺桿 膨脹機(jī)5的出口排除，進(jìn)入冷凝器1，重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物進(jìn) 行循環(huán)。
[0028] 所述液態(tài)潤滑油出口和單螺桿膨脹機(jī)5的注油孔之間還連接有冷卻器7。所述冷卻 器7米用風(fēng)冷卻。
[0029] 所述單螺桿膨脹機(jī)5由同步發(fā)電機(jī)6控制。
[0030] 所述氣液分離器4為旋風(fēng)分離式。
[0031]所述單螺桿膨脹機(jī)5為單螺桿容積式膨脹機(jī)。
[0032]所述有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物由5wt%的潤滑油和95wt%的有機(jī)朗肯工質(zhì) 組成。所述有機(jī)朗肯工質(zhì)為2,2_二氯三氟乙烷、環(huán)戊烷、三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷 按質(zhì)量比1:1:1的混合物。
[0033] 實(shí)施例2
[0034]同實(shí)施例1，但將有機(jī)朗肯工質(zhì)替換為2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷、環(huán)戊烷按質(zhì)量 比1:1的混合物。
[0035] 實(shí)施例3
[0036]同實(shí)施例1，但將有機(jī)朗肯工質(zhì)替換為2,2_二氯-1，1，1-三氟乙烷、三氟丙基甲基 環(huán)三硅氧烷按質(zhì)量比1:1的混合物。
[0037] 實(shí)施例4
[0038]同實(shí)施例1，但將有機(jī)朗肯工質(zhì)替換為環(huán)戊烷、三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷按質(zhì)量比 1:1的混合物。
[0039] 測試?yán)?
[0040] 將所述循環(huán)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定為：
[0041 ]蒸發(fā)器3內(nèi)的蒸發(fā)溫度為95 °C，蒸發(fā)壓力為0.9MPa。
[0042]冷凝器1內(nèi)的冷凝溫度為20°C，冷凝壓力為0.4MPa。
[0043] 對有機(jī)朗肯循環(huán)的性能進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表1。
[0044] 表1測試?yán)?結(jié)果
[0045]
[0046] 由表1測試數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明的使用本系統(tǒng)，有機(jī)朗肯循環(huán)的單位質(zhì)量輸出功率較 高，有機(jī)朗肯循環(huán)效率高。尤其是實(shí)施例1使用了2,2-二氯-1，1，1-三氟乙烷、環(huán)戊烷、三氟 丙基甲基環(huán)三硅氧烷按質(zhì)量比1:1:1復(fù)配的有機(jī)朗肯基質(zhì)，比實(shí)施例2-4使用其中任意兩種 復(fù)配效果更好。
[0047] 測試?yán)?
[0048] 將蒸發(fā)器3內(nèi)的蒸發(fā)溫度依次設(shè)定為80、100、120、140、160 °C，蒸發(fā)壓力為0.9MPa。
[0049]冷凝器1內(nèi)的冷凝溫度為20°C，冷凝壓力為0.4MPa。
[0050]對有機(jī)朗肯循環(huán)的性能進(jìn)行測試，測試結(jié)果見圖2。
[0051]由圖2可見，本發(fā)明的使用本系統(tǒng)，在80_160°C的蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)，有機(jī)朗肯循環(huán) 的單位質(zhì)量輸出功率和有機(jī)朗肯循環(huán)效率都維持了較高水平，且隨溫度升高而升高。尤其 是實(shí)施例1使用了2,2-二氯-1，1，1-二氣乙焼、環(huán)戊焼、二氣丙基甲基環(huán)二娃氧焼按質(zhì)量比 1:1:1復(fù)配的有機(jī)朗肯基質(zhì)，比實(shí)施例2-4使用其中任意兩種復(fù)配效果更好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)潤滑系統(tǒng)，包括由工質(zhì)管道順次連接的冷凝器、工質(zhì)栗、 蒸發(fā)器、氣液分離器、單螺桿膨脹機(jī)，所述冷凝器和所述單螺桿膨脹機(jī)首尾連接起來構(gòu)成循 環(huán)環(huán)路;氣液分離器上設(shè)置有氣態(tài)工質(zhì)出口和液態(tài)潤滑油出口，氣態(tài)工質(zhì)出口通過所述工 質(zhì)管道與單螺桿膨脹機(jī)相連，液態(tài)潤滑油出口和單螺桿膨脹機(jī)的注油孔之間用油管相連； 將液態(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物經(jīng)過工質(zhì)栗加壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器，將液態(tài)的 有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物進(jìn)一步加熱，有機(jī)朗肯工質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)，潤滑油仍為液態(tài)，氣 態(tài)的有機(jī)朗肯工質(zhì)和液態(tài)潤滑油的混合物進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行分離后，液態(tài)潤滑油經(jīng)過油 管從注油孔進(jìn)入單螺桿膨脹機(jī)的軸承部位完成潤滑作用，之后與直接進(jìn)入單螺桿膨脹機(jī)的 氣態(tài)有機(jī)朗肯工質(zhì)從單螺桿膨脹機(jī)的出口排除，進(jìn)入冷凝器，重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的有機(jī)朗肯 工質(zhì)和潤滑油的混合物進(jìn)行循環(huán)； 其特征在于:所述有機(jī)朗肯工質(zhì)和潤滑油的混合物由2-lOwt%的潤滑油和90-98wt% 的有機(jī)朗肯工質(zhì)組成;所述有機(jī)朗肯工質(zhì)為2,2_二氯-1，1，1-三氟乙烷、環(huán)戊烷、三氟丙基 甲基環(huán)三硅氧烷中的一種或多種的混合物。2. 如權(quán)利要求1所述有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述有機(jī)朗肯工 質(zhì)為2,2-二氯-I，I，1-二氟乙燒、環(huán)戊燒、二氟丙基甲基環(huán)二硅氧烷按質(zhì)量比（1-3): (1-3): (1-3)的混合物。3. 如權(quán)利要求1或2所述有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述液態(tài)潤 滑油出口和單螺桿膨脹機(jī)的注油孔之間還連接有冷卻器。4. 如權(quán)利要求1或2所述有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述單螺桿 膨脹機(jī)由同步發(fā)電機(jī)控制。5. 如權(quán)利要求1或2所述有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述氣液分 離器為旋風(fēng)分離式或?yàn)V芯分離式。6. 如權(quán)利要求1或2所述有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述單螺桿 膨脹機(jī)為單螺桿容積式膨脹機(jī)。7. 如權(quán)利要求1或2所述有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸發(fā)器 內(nèi)的蒸發(fā)溫度為80_160°C，蒸發(fā)壓力為O · 6-1 · OMPa。8. 如權(quán)利要求1或2所述有機(jī)朗肯單螺桿膨脹機(jī)的潤滑系統(tǒng)，其特征在于:所述冷凝器 內(nèi)的冷凝溫度為20-40 °C，冷凝壓力為0 · 2-0 · 5MPa。
【文檔編號】F01C21/04GK105888731SQ201610395738
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】吳燕, 李亞斌
【申請人】碧城（上海）新能源科技有限公司