[实用新型]一种大气量的气体轴承透平膨胀机

说明书

本实用新型公开了一种大气量的气体轴承透平膨胀机，采用气体轴承润滑；所述气体轴承内设有环形槽，在所述气体轴承的轴向钻有多个与所述环形槽连通的第一排气孔，以将承载摩擦后的热气体通过所述环形槽、再经过多个第一排气孔排到机身空腔中；本实用新型通过增加止推供气孔数量以增大供气面积,并提升气体轴承的排气散热能力，继而提高气体轴承的承载力和稳定性，使得膨胀机工作时可达到5000Nm³/h的膨胀量，平均等熵效率可达到86％；不仅结构简单、重量轻、维护方便，且节能效果明显。

技术领域

本实用新型涉及一种膨胀机的改进,特别是一种工作时可达到5000Nm³/h的膨胀量，平均等熵效率可达到86％的大气量的气体轴承透平膨胀机。

背景技术

透平膨胀机作为空分产品的核心设备，它基本上提供了空分设备的所有的冷量，它的性能直接决定了整套产品的技术水平。

目前透平膨胀机主要有两种润滑方式：一种为气体轴承润滑，另一种为油轴承润滑；油轴承承载力大，运行稳定，但附件多，体积大，重量重，特别是当轴封失效时，润滑油可能被带入工艺气体中，造成严重的安全事故；气体轴承适用速度范围大，摩阻低，摩擦功耗低，温升低，噪音小，无污染，适应温度范围大，结构简单，体积小，重量轻，安装、操作、维护方便，可靠性高，寿命长，节省电耗、油耗，操作费用低，经济性高，综合对比油轴承和气体轴承膨胀机可以发现，气体轴承膨胀机性价比很高，具有非常大的发展前景和优势。

但是气体轴承存在承载力小的缺点；目前国内气体轴承透平膨胀机，进口压力在0.1-2MPa，进口温度-270-200℃，输出功率范围0.5-50kW，转速范围为10000-200000r/min，通常其进口状态下的流量范围10-600Nm³/h，折算成标准气量范围为50～3000Nm³/h，膨胀轮直径一般小于140mm，风机轮直径一般小于180mm；而油轴承透平膨胀机适用范围为：进口压力在0.1-8MPa，进口温度-200-200℃，输出功率＞50KW，最大可达几十万千瓦，转速范围为5000-100000r/min，其进口状态下的流量范围＞200Nm³/h，折算成标准气量范围为＞2000NNm³/h，膨胀轮直径一般大于80毫米，风机轮直径一般大于100毫米；因此当透平膨胀机的设计气量＞30000Nm³/h时，设计成气体轴承透平膨胀机难以保证气体轴承能够承受较大的轴向和径向载荷，所以一般是设计成油轴承透平膨胀机比较稳妥。

为此，我们研发了一种工作时可达到5000Nm³/h的膨胀量，平均等熵效率可达到86％的大气量的气体轴承透平膨胀机。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种工作时可达到5000Nm³/h的膨胀量，平均等熵效率可达到86％的大气量的气体轴承透平膨胀机。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种大气量的气体轴承透平膨胀机，采用气体轴承润滑，其特征在于：所述气体轴承内设有环形槽，所述气体轴承的轴向钻有多个与所述环形槽连通的第一排气孔，以将承载摩擦后的热气体通过所述环形槽、再经过多个第一排气孔排到机身空腔中。

进一步地，所述气体轴承的内侧端面处设有多个第一止推供气孔和第二止推供气孔；所述第一止推供气孔和第二止推供气孔分别平行气体轴承的旋转中心线且第二止推供气孔比第一止推供气孔更远离气体轴承的旋转中心线，同时所述第二止推供气孔的数量少于第一止推供气孔的数量。

进一步地，所述第一排气孔均匀分布。

进一步地，所述膨胀机的膨胀轮采用高效率的闭式径轴流向心反动型式。

进一步地，所述膨胀机的喷嘴采用高效率的气动TCP-3超音速叶型。

进一步地，所述膨胀机的膨胀轮密封副采用轮盖齿迷宫密封。