带可调喷嘴的向心涡轮的制作方法

本发明涉及涉及气体压力能回收的向心涡轮装置领域，具体是一种带可调喷嘴的向心涡轮。

背景技术：

在工业应用中，向心涡轮广泛应用在从气体压力的热力循环来获取动力与能源的装置中，如利用蒸汽压力的向心汽轮机、利用高炉尾气压力的trt、车用或船用增压器等。随着节能环保政策和意识的推广，越来越多中小型的气体差压回收利用逐步受到重视，各种尾气、废气和过程气体的压力回收利用装置在工业领域里应用案例越来越多。

然而大多数中小型应用中涉及的各种尾气、废气和过程气体的压力和流量都不如大工业装置那么稳定，来源受诸多因素的限制，通常存在压力和流量波动范围大的实际情况。而一般采用涡轮/汽轮机来回收这些压力能时，由于涡轮/汽轮机的特性，在低压和低流量工况下，效率很低；在高压力大流量条件下又不具备足够的通流能力，需要额外辅助放气，造成能源浪费。

例如，如附图3所示，其描述了一般向心涡轮的效率特性，在设计点a，向心涡轮的效率最高，此时其速度三角形匹配性最好，在偏离设计点的小流量工作点b，其效率衰减很快，从而导致输出功率严重降低。而在大流量工况点c，效率也有一定程度的下降，虽然工况点c的效率下降并不像工况点b那么严重，然后对于工业应用的向心涡轮而言，如果没有可调节错误，此时就面临涡轮前压力持续升高的情况，会影响上下游工艺并危及向心涡轮机组本身的安全性，因此在实际应用中，一般会采取放气措施。这部分被放气体的能量就浪费了，此时虽然向心涡轮机组本身的效率还能保持，但实际整体效率也很低。

因此，需要一种向心涡轮，解决压力和流量波动范围大的气体差压回收利用问题，使得利用气体差压的动力装置具有更高的效率和更宽广的应用范围。在同样的条件下，获取更多的能源输出。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种带可调喷嘴的向心涡轮，解决压力和流量波动范围大的气体差压回收利用问题，使得利用气体差压的动力装置具有更高的效率和更宽广的应用范围。在同样的条件下，获取更多的能源输出。

本发明的带可调喷嘴的向心涡轮，包括涡轮罩壳，设置于所述涡轮罩壳内的涡轮，设置于所述涡轮罩壳上的喷嘴，用于封堵所述封嘴的堵头，以及用于带动堵头插入或拔出喷嘴的驱动机构；

进一步，所述驱动机构的输出端可输出往复直线运动，且堵头固定于所述输出端；

进一步，所述驱动机构为直线推杆；

进一步，所述直线推杆通过伺服电机驱动；

进一步，所述喷嘴为多个，且多个喷嘴沿涡轮罩壳圆周方向分布；所述堵头和驱动机构与喷嘴的数量相同且一一对应设置；

进一步，所述堵头外套有密封圈。

本发明的有益效果是：本发明的带可调喷嘴的向心涡轮，可以保持涡轮气动速度三角形基本不变，对于利用差压涡轮发电的应用而言，该涡轮尤其有效，因为输出发电的发电机转速要保持转速不变，从而涡轮的转速也必须保持不变，则只有保证速度三角形不变，涡轮的气动效率才能最高。对于其他应用，诸如作为驱动用的涡轮装置，大部分也有保持转速的特性，对于部分需要变速的工况，本发明所提供的涡轮，与调节喷嘴角度的方法比较，具有相近的效率，但是其调节方法要便利得多，调节范围也更宽。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为涡轮特性图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的剖视图；图3为涡轮4特性图；如图所示：本实施例的带可调喷嘴3的向心涡轮4，包括涡轮4罩壳1，设置于所述涡轮4罩壳1内的涡轮4，设置于所述涡轮4罩壳1上的喷嘴3，用于封堵所述封嘴的堵头6，以及用于带动堵头6插入或拔出喷嘴3的驱动机构；所述驱动机构的输出端可输出往复直线运动，且堵头6固定于所述输出端；所述驱动机构为直线推杆7，所述直线推杆7通过伺服电机2驱动；

本实施例中，在涡轮4的喷嘴3的数个通道(一般20～30个)内，根据涡轮4应用的实际场合，选择一部分或者全部通道，在该通道内设计通道堵头6，通道堵头6经过直线推杆7与伺服电机2连接；通过对伺服电机2的运动控制，控制直线推杆7的进退，从而实现通道堵头6对喷嘴3通道的开与堵。在大流量工作点b，通过伺服电机2控制直线推杆7向外运动，将通道堵头6从喷嘴3通道中抽出，打开该喷嘴3通道，增大向心涡轮4的通流流量，同时保持每个喷嘴3与涡轮4之间的速度三角形状态基本不变，从而保持涡轮4的高效工作，并保证所有流量能经过涡轮4做功，大大提高涡轮4的输出功率。在小流量点c，通过伺服电机2控制直线推杆7向内运动，将通道堵头6插入喷嘴3通道中，堵塞该喷嘴3通道，降低向心涡轮4的通流流量，同时保持每个喷嘴3与涡轮4之间的速度三角形状态基本不变，从而保持涡轮4的高效。

所述堵头6外套有密封圈8，通过密封圈8提高堵头6的封堵效果，避免气流从堵头6与喷嘴3之间的缝隙流过。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种带可调喷嘴的向心涡轮，包括涡轮罩壳，设置于所述涡轮罩壳内的涡轮，设置于所述涡轮罩壳上的喷嘴，用于封堵所述封嘴的堵头，以及用于带动堵头插入或拔出喷嘴的驱动机构；本涡轮解决压力和流量波动范围大的气体差压回收利用问题，使得利用气体差压的动力装置具有更高的效率和更宽广的应用范围。在同样的条件下，获取更多的能源输出。

技术研发人员：李伟华;李传旭
受保护的技术使用者：重庆冲能动力机械有限公司
技术研发日：2018.05.11
技术公布日：2018.11.06