专利名称：气体轴承增压透平膨胀机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种增压透平膨胀机，尤其是一种使用气体轴承的增 压透平膨胀机。
背景技术：
增压透平膨胀机是空气分离设备及天然气石油气液化分离设备和低 温粉碎设备等获取冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心 脏。其主要原理是利用有一定压力的气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀对 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。透平膨胀机输出的能量由同轴压縮机回收或制动风机消耗。
增压透平膨胀机包括一个中间壳体，中间壳体的左端安装透平蜗壳、 右端安装有增压机蜗壳，中间壳体内设有转子，在转子的两端分别在透平 蜗壳和增压机蜗壳内设置有膨胀轮和增压轮。目前的增压透平膨胀机用于 支撑膨胀轮和增压轮的一般采用油轴承，而这种结构会带来很多的不便。
由于油轴承的工作介质是润滑油，而在膨胀机的工作过程中润滑油有可能 从膨胀端的出口处泄露出来，此时润滑油就和空气接触，就有可能有燃烧
的危险；另外，由于需要对油轴承提供润滑油，所以一般在膨胀机的工作 系统中还需要增加一套供油系统，这就会增加整套膨胀机系统的成本及结 构的复杂度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述的技术问题，提供一种安全性能好、 成本低、结构简单、能耗较小的气体轴承增压透平膨胀机。 本实用新型的目的通过以下技术方案来实现左端安装透平蜗壳、右端安装有增压机蜗壳，所述中间壳体内可转动地设 置有转子，在所述转子的两端分别在透平蜗壳和增压机蜗壳内设置有膨胀 轮和增压轮，在所述转子上套设有左气体轴承和右气体轴承，所述左气体 轴承用来支撑膨胀轮，所述右气体轴承用来支撑增压轮。
所述的左气体轴承和右气体轴承之间设有轴承限位套，所述的轴承限 位套套设在转子外、并与中间壳体配合。
所述的左气体轴承与膨胀轮之间设有密封套。所述的右气体轴承与增 压轮之间设有隔热套和限位密封板。
本实用新型的有益效果主要体现在结构简单，轴损耗小，能量利用 彻底，价格只有同样参数油轴承膨胀机的1/6-1/8左右；安全性能好，不
会有燃烧的危险；而且可以减少油轴承膨胀机中油汽的排放，减少了对环 境的污染。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明
图l:本实用新型气体轴承增压透平膨胀机的示意图。 ^中
1透平蜗壳 2 中间壳体
4膨胀轮 5 密封套
7轴承限位套 8 转子
10隔热套 11限位密封板
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型揭示了一种气体轴承增压透平膨胀机，与现 有技术一样，包括一个中间壳体2，所述中间壳体2的左端安装透平蜗壳 1、右端安装有增压机蜗壳3，所述中间壳体2内可转动地设置有转子8， 在所述转子8的两端分别在透平蜗壳1和增压机蜗壳3内设置有膨胀轮4 和增压轮12。与现有技术区别在于，在所述转子8上套设有左气体轴承6
3 增压机蜗壳
6 左气体轴承
9 右气体轴承
12 增压轮和右气体轴承9，所述左气体轴承6用来支撑膨胀轮4，所述右气体轴承9 用来支撑增压轮12。
由于气体轴承的润滑剂为空气，所以不用担心是否会燃烧的问题。另
外，气体轴承还有以下特点。①摩阻极低由于气体粘度比液体低得多，
在室温下空气粘度仅为10号机械油的五千分之一，而轴承的摩阻与粘度
成正比，所以气体轴承的摩阻比液体润滑轴承低。②适用速度范围大气 体轴承的摩阻低，温升低。③适用温度范围广气体能在极大的温度范围 内保持气态，其粘度受温度影响很小。因此在使用气体轴承后，能量能利 用的更彻底。
在增压透平膨胀机运行时，很容易发生增压轮背的高压高温气体沿着 主轴向轴承处流动，从而使轴承受热膨胀，使其与主轴的端面间隙变小，
发生抱轴或卡死现象，本实用新型在左气体轴承6和右气体轴承9之间设 有轴承限位套7，所述的轴承限位套7套设在转子8夕卜、并与中间壳体2 固定。这样的设计提高了轴承的承载能力，它可以强迫抑制轴承端面的膨 胀，以保证装配间隙。
所述的左气体轴承6与膨胀轮4之间设有密封套5，所述的右气体轴 承9与增压轮12之间设有隔热套10和限位密封板11。这样，使得气体外 漏量控制在最小的范围内，在密封套5和限位密封板11内还可充入常温 密封气(干燥空气或氮气)以阻止流经膨胀机的低温气体外泄。如图所示， 在中间壳体2上还设有两个轴承气输入端，分别为左、右气体轴承供气， 而不需要象现有技术一样还需提供一个供油系统，所以本实用新型的结构 简单，成本低廉；而且提高了膨胀机运行的稳定性，平衡了转子的轴向力。
本实用新型尚有多种具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换 而形成的所有技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
权利要求1. 一种气体轴承增压透平膨胀机，包括一个中间壳体(2)，所述中间壳体(2)的左端安装透平蜗壳(1)、右端安装有增压机蜗壳(3)，所述中间壳体(2)内可转动地设置有转子(8)，在所述转子(8)的两端分别在透平蜗壳(1)和增压机蜗壳(3)内设置有膨胀轮(4)和增压轮(12)，其特征在于在所述转子(8)上套设有左气体轴承(6)和右气体轴承(9)，所述左气体轴承(6)用来支撑膨胀轮(4)，所述右气体轴承(9)用来支撑增压轮(12)。
2. 根据权利要求1所述的气体轴承增压透平膨胀机，其特征在于 所述的左气体轴承(6)和右气体轴承(9)之间设有轴承限位套(7)，所 述的轴承限位套(7)套设在转子(8)夕卜、并与中间壳体(2)配合。
3. 根据权利要求2所述的气体轴承增压透平膨胀机，其特征在于 所述的左气体轴承(6)与膨胀轮(4)之间设有密封套(5)。
4. 根据权利要求2所述的气体轴承增压透平膨胀机，其特征在于 所述的右气体轴承(9)与增压轮(12)之间设有隔热套(10)和限位密 封板(11)。
专利摘要本实用新型提供了一种气体轴承增压透平膨胀机，包括一个中间壳体，所述中间壳体的左端安装透平蜗壳、右端安装有增压机蜗壳，所述中间壳体内可转动地设置有转子，在所述转子的两端分别设置有膨胀轮和增压轮，在所述转子上套设有两个气体轴承，用来支撑膨胀轮和增压轮。本实用新型的有益效果主要体现在结构简单，轴损耗小，成本低廉；安全性能好，而且可以减少油轴承膨胀机中油汽的排放，减少了对环境的污染。该膨胀机的优异性将为增压透平膨胀机的发展奠定了一个里程碑式的基础。
文档编号F01D25/16GK201246190SQ20082003858
公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者史银根, 张加雷, 徐友亮 申请人:苏州制氧机有限责任公司