专利名称：一种增压透平膨胀机的膨胀轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种增压透平膨胀机，尤其是一种增压透平膨胀机的 膨胀轮。
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，膨胀轮和增压轮由油轴承或 气体轴承支撑。目前使用的膨胀轮一般是由铝铸造而成，这样得到的膨胀 轮较为粗糙，影响整个膨胀机的性能。另外，目前的膨胀轮由于叶片的形 状缘故，导致其工作效率也不是很高。
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，提供一种制造简单且工 作效率高的增压透平膨胀机的膨胀轮。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现
一种增压透平膨胀机的膨胀轮，由轴承支撑套合在转子上，设置在透 平蜗壳内，包括相互固定的轮盘和轮盖，所述的轮盘上均布有叶片，所述 的叶片呈圆柱抛物面设置。
进一步地，所述的轮盘和轮盖之间为钎焊接固定。再进一步地，所述的轮盖的表面设有环齿。所述的环齿共有5个。 更进一步地，所述的轮盘和轮盖为锻铝机加工而成。
本实用新型的有益效果主要体现在由于叶片呈圆柱抛物面设置，使 用数控铣床加工简单，且在轮盘上钎焊接有轮盖，使膨胀轮的绝热效率得 到进一步提高。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明 图l:本实用新型所应用的增压透平膨胀机膨胀端的示意图。 图2:本实用新型增压透平膨胀机膨胀轮的剖示图。 图3:本实用新型增压透平膨胀机膨胀轮的俯视图。 图4:图2中A部分的放大图。 其中
1 透平蜗壳 2
4膨胀轮 5 7轴承限位套 8 42轮盖 具体实施方式
如
图1所示，本实用新型的膨胀轮应用在增压透平膨胀机上。该增压 透平膨胀机包括一个中间壳体2，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(未示出)，中间壳体2内设有转子8，在转子8套合 有膨胀轮4，设置在透平蜗壳l内，膨胀轮4由油轴承或气体轴承支撑， 本实用新型为气体轴承6。气体轴承6的外圈被密封套5和轴承限位套7 所固定。
结合图2至图4所示，本实用新型的膨胀轮包括相互固定的轮盘41 和轮盖42，在本优选实施例中轮盘41和轮盖42之间为钎焊接固定，当然 本实用新型不排除其他的固定连接方式。所述的轮盘41上均布有叶片43，
中间壳体 3 内扩压器
密封套 6 气体轴承
转子 41轮盘
叶片 44环齿所述的叶片43呈圆柱抛物线设置，且叶片43的相对的两个面的圆柱横截 面为抛物面，即用同心圆柱面剖切叶片的两个表面，形成的截交面为抛物 面。这样的设置，使气体沿透平蜗壳1经导流器平均分配后，速度可达200 米/秒以上，气流与膨胀轮的叶片成一定的夹角，冲击膨胀轮使其高速转动， 气流然后沿叶片的半径方向进入到膨胀轮，在膨胀轮中改变其方向后，沿 膨胀轮的轴线方向流出，即此时气体为向心径轴向流动。
本实用新型最重要的特征为采用反动式叶轮。所谓反动式，指膨胀机 中的气流在喷嘴内只进行部分膨胀，便以一定的速度进入膨胀轮，推动膨 胀轮旋转。气流进入膨胀轮后还进一步膨胀，气流的进一步膨胀所产生的 反冲力进一步推动膨胀轮旋转对外做功。这个反冲力正像从火箭发动机尾 部喷出的高速气流推动火箭前进一样。对反动式膨胀机来说，压力分成在 导流器和膨胀轮中的两次降落。气体的焓值变化也是如此，即在导流器中 转换一部分能量，到膨胀轮中又转换一部分能量。通常把透平膨胀机在膨 胀轮内能量转换的多少(即焓值的降低数值)与通过导流器和叶轮整个级内 能量转换的数量(总焓降)之比称为透平膨胀机的反动度。显然，对传统的 冲击式透平膨胀机来说，反动度为零，对反动式透平膨胀饥，反动度一般 在0.5左右。由于在冲击式透平膨胀机中气流在喷嘴内的压降很大， 一般 从0.55MPa(绝对压力)左右降至0.135MPa(绝对压力)左右，喷嘴出口气流 的速度很高，流动损失大，因而效率较低，效率一般只有68%— 72%。 对于反动式透平膨胀机，在喷嘴中的压力降一般是从0.55MPa降至 0.27MPa左右，喷嘴出口气流速度相对较低，流动损失也较小。膨胀机效 率一般可达80%— 90%。因此，反动式膨胀机相对传统的冲击式透平膨 胀机来说，工作效率提高了很多。
进一步，所述的轮盖42的表面设有5个环齿44，与内扩压器3的表 面配合形成迷宫式密封，使整个膨胀机的密封效果更好，减少了气体内漏 流量。另外，轮盘41和轮盖42均为锻铝机加工而成。本优选实施例为数控铣床加工而成，输入坐标值就能加工出本实用新型的膨胀轮，简单方便。 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. 一种增压透平膨胀机的膨胀轮，由轴承(6)支撑套合在转子(8)上，设置在透平蜗壳(1)内，其特征在于包括相互固定的轮盘(41)和轮盖(42)，所述的轮盘(41)上均布有叶片(43)，所述的叶片(43)呈圆柱抛物面设置。
2. 根据权利要求1所述的增压透平膨胀机的膨胀轮，其特征在于 所述的轮盘(41)和轮盖(42)之间为钎焊接固定。
3. 根据权利要求1所述的增压透平膨胀机的膨胀轮，其特征在于 所述的轮盖(42)的表面设有环齿(44)。
4. 根据权利要求3所述的增压透平膨胀机的膨胀轮，其特征在于 所述的环齿(44)共有5个。
5. 根据权利要求1所述的增压透平膨胀机的膨胀轮，其特征在于 所述的轮盘(41)和轮盖(42)为锻铝机加工而成。
专利摘要本实用新型提供了一种增压透平膨胀机的膨胀轮，由轴承支撑套合在转子上，设置在透平蜗壳内，包括相互固定的轮盘和轮盖，所述的轮盘上设有叶片，所述的叶片呈抛物线设置，且叶片的相对的两个面的圆柱横截面为抛物面。本实用新型的有益效果主要体现在由于叶片呈圆柱抛物面设置，使用数控铣床加工简单，且在轮盘上焊接有轮盖，使膨胀轮的绝热效率得到提高。
文档编号F01D5/14GK201246188SQ20082003858
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