专利名称：圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透平膨胀机，特别涉及一种圆环气腔式气体轴承低温增压 透平膨胀机。
背景技术：
气体轴承具有摩擦力小、耗功小、耗气量小、无污染、噪音低、结构简单以 及操作方便等优点，被广泛应用于高转速的增压透平膨胀机。目前小流量高转速的 低温增压透平膨胀机一般均采用径向供气圆孔气腔式轴承(亦称悬浮式轴承)。 但由于气体连续地从轴承外边缘排入大气，所以气体不具有边界润滑能力。在高速 运转中，若气体轴承的负荷一旦超过了规定的限速，立刻会发生固体的直接接触而 抱死，致使轴承与主轴受损。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种圆环气 腔式气体轴承低温增压透平膨胀机。
本发明的技术方案是 一种圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机，包 括低温端蜗壳、高温端蜗壳、连接低温端蜗壳和高温端蜗壳的中间体，中间体 包括外筒体和内筒体，内筒体内配置主轴，在主轴两端与内筒体之间分别设有 左轴承和右轴承，左轴承和右轴承都是气体轴承，该气体轴承包括轴承体和衬 套在轴承体内的轴承衬，在轴承体上设有多个切向通气孔和连通该切向通气孔 和止推轴承面的多个通气小孔，在轴承衬上设有多个切向通气孔和连通该切向 通气孔和径向轴承面的多个通气小孔；其特点是，所述的左轴承和右轴承的止 推轴承面和径向轴承面上分别设有至少一条圆环形浅槽，该圆环形浅槽将处于 同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成圆环气腔。
所述的左轴承的径向轴承面和止推轴承面上分别设有32个通气小孔，径
向轴承面上的32个通气小孔分布在4条圆环线上，止推轴承面上的32个通气 小孔分布在2条圆环线上；在左轴承的径向轴承面上设有4条圆环形浅槽，4 条圆环形浅槽分别将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成4条圆环 气腔；在左轴承的止推轴承面上设有2条圆环形浅槽，2条圆环形浅槽分别将 处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成2条圆环气腔。
所述的右轴承的径向轴承面上设有32个通气小孔，32个通气小孔分布在 4条圆环线上；右轴承的止推轴承面上设有16个通气小孔，16个通气小孔分 布在l条圆环线上；在右轴承的径向轴承面上设有4条圆环形浅槽，4条圆环 形浅槽分别将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成4条圆环气腔； 在右轴承的止推轴承面上设有1条圆环形浅槽，该条圆环形浅槽将处于同一圆 环线上的多个通气小孔相互连通形成1条圆环气腔。
所述的圆环形浅槽的深度为0.12 —0.15mm，宽度为2 — 2.5mm。 本发明中的气体轴承由于在止推轴承面和径向轴承面上设置了圆环形浅 槽，使点源通气变成线源通气，从而使气体出口压力分布均匀，并具有表面节 流功效。将本发明中的气体轴承应用在低温增压透平膨胀机上，可以大大提高 低温增压透平膨胀机的承载能力和支承刚度，实现大流量和高转速。本发明的 圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机的承载能力要比圆孔气腔式轴承增 压透平膨胀机的承载能力高2倍，最大膨胀量己达3300mVh，可配套用于3200 4500mVh空气分离设备，透平膨胀机的制造成本比油轴承透平膨胀机降低50M。
图1是本发明圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机的剖视结构示意图;
图2是本发明中的气体轴承的局部剖视结构示意图3是图2的I部放大图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1，本发明圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机包括低温端蜗
壳l、高温端蜗壳2、连接低温端蜗壳和高温端蜗壳的中间体，中间体包括外
筒体3和内筒体4，内筒体4内配置主轴5，在主轴5两端与内筒体4之间分 别设有左轴承6和右轴承7，主轴两端分别连接低温端蜗壳内的膨胀机叶轮8 和高温端蜗壳内的增压叶轮9。
本发明中的左轴承6和右轴承7都是气体轴承，该气体轴承的结构基本相 同。以左轴承6为例，其结构如图2、图3所示。它包括轴承体61和衬套在轴 承体内的轴承衬62，在轴承体61上设有多个切向通气孔611和连通该切向通 气孔和止推轴承面的多个通气小孔612，在止推轴承面上设有至少一条圆环形 浅槽613，该圆环形浅槽613将处于同一圆环线上的多个通气小孔612相互连 通形成圆环气腔。在轴承衬62上设有多个切向通气孔621和连通该切向通气 孔和径向轴承面的多个通气小孔622，在径向轴承面上设有至少一条圆环形浅 槽623，该圆环形浅槽623将处于同一圆环线上的多个通气小孔622相互连通 形成圆环气腔。设置在止推轴承面和径向轴承面上的各圆环形浅槽的深度为 0.12—0.15mm，宽度为2—2.5mm。
本发明中的左轴承的径向轴承面和止推轴承面上分别设有32个通气小孔， 径向轴承面上的32个通气小孔分布在4条圆环线上，止推轴承面上的32个通 气小孔分布在2条圆环线上；在左轴承的径向轴承面上设有4条圆环形浅槽， 4条圆环形浅槽分别将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成4条圆 环气腔；在左轴承的止推轴承面上设有2条圆环形浅槽，2条圆环形浅槽分别 将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成2条圆环气腔。压力为 0.5Mpa (表压)的干燥纯净空气系列从64个小孔一次节流，再分别从6条圆 环气腔二次节流后排入大气。
本发明中的右轴承的径向轴承面上设有32个通气小孔，32个通气小孔分 布在4条圆环线上；右轴承的止推轴承面上设有16个通气小孔，16个通气小 孔分布在l条圆环线上；在右轴承的径向轴承面上设有4条圆环形浅槽，4条 圆环形浅槽分别将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成4条圆环气 腔；在右轴承的止推轴承面上设有l条圆环形浅槽，该条圆环形浅槽将处于同 一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成1条圆环气腔。
权利要求
1. 一种圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机，包括低温端蜗壳、高温端蜗壳、连接低温端蜗壳和高温端蜗壳的中间体，中间体包括外筒体和内筒体，内筒体内配置主轴，在主轴两端与内筒体之间分别设有左轴承和右轴承，左轴承和右轴承都是气体轴承，该气体轴承包括轴承体和衬套在轴承体内的轴承衬，在轴承体上设有多个切向通气孔和连通该切向通气孔和止推轴承面的多个通气小孔，在轴承衬上设有多个切向通气孔和连通该切向通气孔和径向轴承面的多个通气小孔；其特征在于所述的左轴承和右轴承的止推轴承面和径向轴承面上分别设有至少一条圆环形浅槽，该圆环形浅槽将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成圆环气腔。
2. 如权利要求l所述的圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机，其特 征在于所述的左轴承的径向轴承面和止推轴承面上分别设有32个通气小孔， 径向轴承面上的32个通气小孔分布在4条圆环线上，止推轴承面上的32个通 气小孔分布在2条圆环线上；在左轴承的径向轴承面上设有4条圆环形浅槽， 4条圆环形浅槽分别将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成4条圆 环气腔；在左轴承的止推轴承面上设有2条圆环形浅槽，2条圆环形浅槽分别 将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成2条圆环气腔。
3. 如权利要求l所述的圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机，其特 征在于所述的右轴承的径向轴承面上设有32个通气小孔，32个通气小孔分 布在4条圆环线上；右轴承的止推轴承面上设有16个通气小孔，16个通气小 孔分布在l条圆环线上；在右轴承的径向轴承面上设有4条圆环形浅槽，4条 圆环形浅槽分别将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成4条圆环气 腔；在右轴承的止推轴承面上设有1条圆环形浅槽，该条圆环形浅槽将处于同 一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成1条圆环气腔。
4. 如权利要求1或2或3所述的圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀 机，其特征在于所述的圆环形浅槽的深度为0.12 — 0.15mm，宽度为2 — 2.5mm。
全文摘要
一种圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机，包括设置在主轴两端与内筒体之间的左轴承和右轴承，左轴承和右轴承都是气体轴承，在左轴承和右轴承的止推轴承面和径向轴承面上分别设有至少一条圆环形浅槽，该圆环形浅槽将处于同一圆环线上的多个通气小孔相互连通形成圆环气腔。这种圆环气腔使点源通气变成线源通气，从而使气体出口压力分布均匀，并具有表面节流功效。本发明的圆环气腔式气体轴承低温增压透平膨胀机的承载能力要比圆孔气腔式轴承增压透平膨胀机的承载能力提高2倍，最大膨胀量已达3300m<sup>3</sup>/h，可配套用于3200～4500m<sup>3</sup>/h空气分离设备，透平膨胀机的制造成本比油轴承透平膨胀机降低50％。
文档编号F01D25/16GK101382078SQ200810201219
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者严寿鹏, 建 俞, 胡正平 申请人:上海启元空分技术发展有限公司