膨胀机的叶轮与导流罩密封配合装置的制作方法

本实用新型属于膨胀机技术领域，具体涉及一种膨胀机的叶轮与导流罩密封配合装置。

背景技术：

膨胀机按其运动方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。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。

如业界所知之理，透平膨胀机是以气体膨胀时速度能的变化而藉以传递能量的机械，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，配接设备如并不限于的发电机、鼓风机、水泵、增压机、油制动器等吸收。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（微型透平膨胀机）、CN2185339Y（气体悬浮式陶瓷低温透平膨胀机）、CN200955408Y（透平膨胀机组）、CN201367920Y（透平膨胀机）、CN201190583Y（一种复合式透平膨胀机）、CN201326419Y（透平膨胀机组）和CN202039906U举荐有“一种气体轴承透平膨胀机”，等等。

透平膨胀机工作时，干燥的压缩空气从工作涡壳经喷嘴进入并推动工作轮叶片，使工作轮（也称“叶轮”）运动，工作轮轴（也称“拉杆轴”）高速转动，由于工作轮轴与主轴（也称“输出过渡轴”）连接，因而由工作轮轴带动主轴，由主轴上的主轴小齿轮通过设在输出轴上的输出轴大齿轮带动输出轴，由输出轴带动与其连接的如前述的发电机、鼓风机、水泵、增压机或油制动器等。

已有技术通常需对叶轮与导流罩之间实施密封，以将透平机的高压的进口工艺气与低压的出口工艺气之间隔离。CN106640219A推荐的“透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统”是在喷嘴压板上开设迷宫环形密封齿作为辅助密封屏障对高压的进口工艺气与低压的出口工艺气之间起隔离作用，但是并不能起到使叶轮与导流罩之间密封的作用，因为叶轮与导流罩之间最容易出现工质泄漏情形，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

技术实现要素：

本实用新型的任务在于提供一种有助于使叶轮与导流罩之间形成良好的密封关系而藉以体现对高压的进口工艺气与低压的出口工艺气之间可靠的隔离效果的膨胀机的叶轮与导流罩密封配合装置。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种膨胀机的叶轮与导流罩密封配合装置，所述的膨胀机包括一涡壳，该涡壳具有一出气环，该出气环的左端构成为用于将出气环的出气环腔内的低压气引出的出气环出气口，而出气环的右端构成有一导流罩配合腔；一密封环座，该密封环座在对应于涡壳的右侧的位置与涡壳固定，在该密封环座的中央位置开设有一主轴让位孔，在对应于该主轴让位孔的左侧孔口的位置嵌设有一密封环，该密封环与隔热板固定，而该隔热板在对应于密封环座的左侧的位置与密封环座贴触；一导流罩，该导流罩的左侧在对应于所述导流罩配合腔的位置设置在出气环上，而导流罩的右侧探出导流罩配合腔与导流罩固定座固定，并且导流罩中心区域构成为叶轮腔；一叶轮，该叶轮在对应于叶轮腔的位置通过拉杆轴与主轴连接，主轴与所述主轴让位孔相对应并且与所述密封环密封配合，所述的叶轮与导流罩密封配合装置包括一密封套保持架和一密封套，密封套保持架在对应于所述导流罩的左侧的位置与导流罩固定，而密封套在对应于密封套保持架的右侧的位置嵌设在导流罩上并且与密封套保持架固定，在密封套朝向所述叶轮的一侧并且围绕密封套的圆周方向构成有密封套齿，而在所述的叶轮上并且在对应于密封套齿的位置构成有叶轮密封配合台阶。

在本实用新型的一个具体的实施例中，在所述导流罩的左侧构成有一保持架配合腔，所述密封套保持架在对应于该保持架配合腔的位置通过保持架固定螺钉与导流罩固定，在导流罩上并且在对应于所述密封套的位置构成有一密封套配合腔，密封套在对应于密封套配合腔的位置通过密封套固定螺钉与密封套保持架固定。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，在所述密封套保持架的右侧并且围绕密封套保持架的圆周方向开设有一保持架密封圈槽，在该保持架密封圈槽内嵌设有一保持架密封圈，该保持架密封圈与所述导流罩的左侧壁密封配合，所述的密封套朝向密封套保持架的一侧构成有一密封套限位凸圈，而在密封套保持架上并且在对应于密封套限位凸圈的位置构成有一凸圈限定槽，密封套限位凸圈与凸圈限定槽相配合。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的密封套保持架由不锈钢制成，所述的密封套由改性聚四氟乙烯制成。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的密封套齿形成迷宫状，所述的叶轮密封配合台阶形成迷宫状。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，在所述导流罩的外壁上并且围绕导流罩的圆周方向构成有一导流罩固定法兰圈，该导流罩固定法兰圈由法兰圈螺钉与所述导流罩固定座固定。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，在所述导流罩固定座朝向所述隔热板的一侧构成有一喷嘴压板腔，在该喷嘴压板腔内设置有一喷嘴压板，在该喷嘴压板与隔热板之间设置有喷嘴。

本实用新型提供的技术方案由于将叶轮与导流罩密封配合装置的结构体系采用了密封套保持架和密封套并且在叶轮上形成了与密封套齿相对应的叶轮密封配合台阶，因而能有效地减小叶轮与导流罩之间的间隙，体现对高压的进口工艺气与低压的出口工艺气之间的可靠隔离效果。

附图说明

图1为本实用新型的实施例示意图。

图2为图1的A部放大图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是针对图1所处的位置状态而言的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。

请参见图1和图2，示出了膨胀机的结构体系的一涡壳1，该涡壳1具有一出气环11，该出气环11的左端构成为用于将出气环11的出气环腔111内的低压气引出的出气环出气口112，而出气环11的右端构成有一导流罩配合腔113；示出了一密封环座2，该密封环座2在对应于涡壳1的右侧的位置通过密封环座固定螺钉22与涡壳1固定，在该密封环座2的中央位置开设有一主轴让位孔21，在对应于该主轴让位孔21的左侧孔口的位置嵌设有一密封环3，该密封环3通过密封环固定螺钉31与隔热板4固定，而该隔热板4在对应于密封环座2的左侧的位置与密封环座2贴触；示出了一导流罩5，该导流罩5的左侧在对应于前述导流罩配合腔113的位置设置在出气环11上，而导流罩5的右侧探出导流罩配合腔113与导流罩固定座51固定，并且导流罩5中心区域构成为叶轮腔52；示出了一叶轮6，该叶轮6在对应于叶轮腔52的位置通过拉杆轴61与主轴7连接，主轴7与前述主轴让位孔21相对应并且与前述密封环3密封配合。

示出了本实用新型的叶轮与导流罩密封配合装置的结构体系的一密封套保持架8和一密封套9，密封套保持架8在对应于前述导流罩5的左侧的位置与导流罩5固定，而密封套9在对应于密封套保持架8的右侧的位置嵌设在导流罩5上并且与密封套保持架8固定，在密封套9朝向前述叶轮6的一侧并且围绕密封套9的圆周方向构成有密封套齿91，而在前述的叶轮6上并且在对应于密封套齿91的位置构成有叶轮密封配合台阶62。

在前述导流罩5的左侧构成有一保持架配合腔53，前述密封套保持架8在对应于该保持架配合腔53的位置通过保持架固定螺钉81与导流罩5固定，在导流罩5上并且在对应于前述密封套9的位置构成有一密封套配合腔54，密封套9在对应于密封套配合腔54的位置通过密封套固定螺钉92与密封套保持架8固定。

由图1和图2所示，在前述密封套保持架8的右侧并且围绕密封套保持架8的圆周方向开设有一保持架密封圈槽82，在该保持架密封圈槽82内嵌设有一保持架密封圈821，该保持架密封圈821与前述导流罩5的左侧壁密封配合，前述的密封套9朝向密封套保持架8的一侧构成有一密封套限位凸圈93，而在密封套保持架8上并且在对应于密封套限位凸圈93的位置构成有一凸圈限定槽83，密封套限位凸圈93与凸圈限定槽83相配合。

在本实施例中，前述的密封套保持架8由不锈钢制成，前述的密封套9由改性的聚四氟乙烯制成。

前述的密封套齿91形成迷宫状，前述的叶轮密封配合台阶62形成迷宫状，更确切地讲，两者共同形成迷宫式密封。

本申请将改性聚四氟乙烯充当密封套9，同时密封套保持架8采用不锈钢的积极意义在于：由于聚四氟乙烯对ORC循环（有机朗肯循环）的工质具有理想的耐腐蚀性，因而为长期运行提供了基础保障。由于改性聚四氟乙烯材料具有一定的自润滑性的良好的塑性，因而十分适合迷宫密封的运行工况，并且可适当减小密封间隙，改善与叶轮6之间的密封效果。另外，由于改性聚四氟的迷宫固定在不锈钢材质的密封套保持架8上，因而得以消除高温变形问题。如前述，由于改性聚四氟乙烯具有较好的塑性及自润滑性，因而本实用新型解决了叶轮6与密封套摩擦造成震动升高的问题，提高了设备运行的稳定性。由于改性聚四氟乙烯的硬底较低，因而可进一步减小叶轮6与密封套9之间的间隙，减少工艺气的泄漏，降低设备运行成本。此外改性聚四氟乙烯相对于高强度工程塑料而言，价格低廉，因而得以降低制造成本。

优选地，在前述导流罩5的外壁上并且围绕导流罩5的圆周方向构成有一导流罩固定法兰圈55，该导流罩固定法兰圈55由法兰圈螺钉551与前述导流罩固定座51固定。

由图1所示，在前述导流罩固定座51朝向前述隔热板4的一侧构成有一喷嘴压板腔511，在该喷嘴压板腔511内设置有一喷嘴压板5111，在该喷嘴压板5111与隔热板4之间设置有喷嘴10。

在图1和图2中还示出了设置在导流罩5与出气环11之间的出气环密封圈114。

由于膨胀机（本实用新型为透平膨胀机）的工作原理属于公知技术例如可参见申请人在上面的背景技术栏中提及的专利文献，因而申请人在下面仅作简要说明。自高压气进气口12进入涡壳1的涡壳高压气腔13内的高压气由喷嘴10喷至叶轮6的叶轮导流槽63，使叶片64运动，进入出气环腔111内的低压气经出气环出气口112引出。与此同时，在叶片64的运动下，叶轮6运动并且由拉杆轴61带动主轴7，由主轴7通过与其传动连接的输出轴带动与输出轴连接的诸如发电机、鼓风机、水泵、增压机或油制动器，等等。

综上所述，本实用新型提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。