[实用新型]具有气动推力平衡功能的膨胀机

说明书

一种具有气动推力平衡功能的膨胀机，包括膨胀机机箱，其右侧中央有碳环密封件座腔；支承在膨胀机机箱上的主轴；碳环密封件座位于碳环密封件座腔内，碳环密封件设在主轴上；叶轮与蜗壳的蜗壳进气口相对应，蜗壳的四周边缘与膨胀机机箱固定、左侧中部有蜗壳叶轮背板容纳腔；叶轮背板容纳在蜗壳叶轮背板容纳腔内，其四周左侧面与膨胀机机箱的右侧面贴触、中央有叶轮背板中心腔，碳环密封件座和碳环密封件的右端探出膨胀机机箱的右侧面且探入到叶轮背板中心腔的左侧，叶轮探入叶轮背板中心腔的右侧，特点：叶轮背板中心腔的腔壁上且对应于叶轮的位置围绕腔壁的四周构成有复数道密封槽。制造成本低，提高整体空分设备的产量及有益于节约能耗。

技术领域

本实用新型属于低温设备技术领域，具体涉及一种具有气动推力平衡功能的膨胀机。

背景技术

膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低而得以获得冷量的机械，按其运动形式和结构形式通常分为两类：一为活塞膨胀机；二为透平膨胀机。活塞膨胀机主要适用于高压力比和小流量的中小型高、中压深低温设备。由于透平膨胀机相对于活塞膨胀机而言具有流量大、结构简单、体积小、效率高和运转周期长等特点而被广泛应用于各种低温设备中。

如业界所知，透平膨胀机是以气体膨胀时速度能的变化而得以传递能量的机械，其传递的能量也称外功，通常通过与叶轮连接的主轴传递给作为吸收能量的配接设备，配接设备如并非限于例举的发电机、鼓风机、水泵、增压机、油制动器等。在已公开的中国专利文献中不乏关于透平膨胀机的技术信息，略以例举的如CN2388351Y推荐有“微型透平膨胀机”、CN2185339Y提供有“气体悬浮式陶瓷低温透平膨胀机”、CN200955408Y公告有“透平膨胀机组”、CN201367920Y公开有“透平膨胀机”和CN202039906U举荐有“一种气体轴承透平膨胀机”，等等。

进而如业界所知，由于透平膨胀机的膨胀端有着高膨胀比的特性（10-20倍的膨胀比），此高膨胀比会造成膨胀端叶轮的出口与入口之间的悬殊压力差，并且此压力差往往会在叶轮的两侧造成一个较大或称很大的气动不平衡推力。通常而言，前述推力由设置于主轴（也称“传动轴”，以下同）上的推力轴承来承受，但是如前述由于压力差大，因而需要仰赖承受足够大的推力的前述推力轴承来担当。于是，若将推力轴承设计得过于庞大（即过度增大推力轴承的直径），一方面会提高透平膨胀机的制造成本，另一方面需要为推力轴承提供足够的冷却油，再一方面会造成较大的机械能损失而降低膨胀机有效的做功，最终影响整体空分设备的产量以及增大能耗。从技术意义上讲，如果能够有效地减少高压气泄漏至叶轮背板上的流量，那么叶轮背板所承受的压力会得以减小，前述推力轴承所承受的推力也相应减小，前述技术问题便可解决，但是在迄今为止公开的中外专利和非专利文献中均未见诸有解决前述技术问题的启示，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

实用新型内容

本实用新型的任务在于提供一种有助于显著减少高压气体泄漏到叶轮背板上的流量而得以减轻推力轴承所承受的推力的具有气动推力平衡功能的膨胀机。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种具有气动推力平衡功能的膨胀机，包括一膨胀机机箱，在该膨胀机机箱的右侧的中央位置构成有碳环密封件座腔；一通过推力轴承转动地支承在膨胀机机箱上的并且右端探出膨胀机机箱的右侧面的主轴；一碳环密封件座和一碳环密封件，碳环密封件座位于所述碳环密封件座腔内并且在对应于所述推力轴承的右侧的位置套置在碳环密封件外，而该碳环密封件设置在所述主轴上并且对应于推力轴承的右侧；一叶轮和一蜗壳，叶轮与蜗壳的蜗壳进气口相对应并且与所述主轴的右端端部固定，蜗壳的四周边缘部位与膨胀机机箱固定，并且在蜗壳的左侧中部区域构成有一凹陷于蜗壳的左侧的蜗壳叶轮背板容纳腔；一叶轮背板，该叶轮背板容纳在所述蜗壳叶轮背板容纳腔内，并且该叶轮背板的四周左侧面与膨胀机机箱的右侧面贴触，而在叶轮背板的中央位置构成有一叶轮背板中心腔，所述碳环密封件座和碳环密封件的右端探出所述膨胀机机箱的右侧面并且探入到叶轮背板中心腔的左侧，所述叶轮探入叶轮背板中心腔的右侧，特征在于在所述叶轮背板中心腔的腔壁上并且在对应于所述叶轮的位置围绕腔壁的四周构成有复数道密封槽。