[发明专利]一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构

说明书

本发明公开了一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，包括：位于透平膨胀机轴承室中并且分别套于主轴上的迷宫式密封套、油轴承、止推轴承，油轴承位于迷宫式密封套和止推轴承之间，迷宫式密封套位于主轴上叶轮和油轴承之间，油轴承用于对靠近膨胀机制动端的主轴端部支撑，膨胀机主轴上还套有气轴承和迷宫式分隔套，气轴承位于迷宫式密封套和油轴承之间，气轴承用于对靠近膨胀机叶轮的主轴端部支撑，迷宫式分隔套位于气、油轴承之间。上述油气组合轴承结构将靠近叶轮的油轴承替换为气轴承，从而避免了油轴承因低温被冻住，使膨胀机运行更可靠稳定，而离叶轮较远的膨胀机制动端采用油轴承，保障了膨胀机的可靠运行，并且大大降低了使用成本。

技术领域

本发明涉及透平膨胀机领域，具体涉及一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构。

背景技术

透平膨胀机是低温气液化系统中关键设备之一。透平膨胀机其主要原理是利用有一定压力的工质气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀推动主轴一端上的叶轮旋转对外做功而消耗气体本身的内能，从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的，工质气体对外做功的能量由主轴另一端上的制动器消耗。透平膨胀机主要具有高转速、低温、压差大等工作特点，透平膨胀机轴承室中支撑主轴运行的轴承结构直接影响透平膨胀机的运行效率和使用寿命。目前国内透平膨胀机主要采用单一的油轴承或者单一的气轴承对透平膨胀机主轴进行支撑。油轴承为采用油作为润滑剂的滑动轴承，气轴承为采用气作为润滑剂的滑动轴承；油轴承技术成熟、价格适中，承载能力大，但是在低温下靠近膨胀机叶轮的油轴承容易被冻住，因此容易引发烧瓦事故，降低了透平膨胀机运行的可靠稳定性。气轴承具有摩擦损失低、重量轻、转速高、适用温度范围广等优点，但是气轴承加工精度要求高，承载能力偏小，为了维持膨胀机运行，这种轴承需要连续消耗功率；气轴承表面采用的聚四氟乙烯材质在启停时易造成磨损，影响使用寿命，需定期检查磨损更换备件，使用成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：将提供一种能使透平膨胀机可靠稳定运行、能降低透平膨胀机使用成本的用于透平膨胀机的油气混合轴承结构。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，包括：位于透平膨胀机轴承室中并且分别套装于透平膨胀机主轴上的迷宫式密封套、油轴承、止推轴承，油轴承用于对主轴进行支撑，止推轴承用于防止主轴轴向窜动，迷宫式密封套中通有密封气，油轴承位于迷宫式密封套和止推轴承之间，迷宫式密封套位于主轴上膨胀机叶轮和油轴承之间，迷宫式密封套中的密封气能对主轴和轴承室端部之间的间隙进行密封，其特征在于：油轴承用于对靠近透平膨胀机制动端的主轴端部进行支撑，在轴承室中的透平膨胀机主轴上还套装有气轴承和迷宫式分隔套，迷宫式分隔套中通有分隔气，气轴承位于迷宫式密封套和油轴承之间，并且气轴承用于对靠近透平膨胀机叶轮的主轴端部进行支撑，迷宫式分隔套位于气轴承和油轴承之间，使得迷宫式分隔套中的分隔气能将气轴承和油轴承分隔开。

进一步的，前述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，其中：迷宫式密封套中的密封气、迷宫式分隔套中的分隔气、气轴承中的润滑气均为相同气体，并且均由同一个供气循环系统提供。

进一步的，前述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，其中：油轴承和止推轴承中的润滑油均由同一个油循环系统提供。

进一步的，前述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，其中：气轴承和油轴承上均设置有温度传感器和压力传感器。

进一步的，前述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，其中：迷宫式分隔套和迷宫式密封套上的迷宫结构均为环行密封齿。