膨胀机的叶轮背板密封装置制造方法及图纸

一种膨胀机的叶轮背板密封装置，膨胀机包括涡壳，涡壳有出气环，出气环的左端有出气环出气口、右端有导流罩配合腔；密封环座，与涡壳固定，密封环座的中央设主轴让位孔、左侧孔口的位置设密封环，密封环与隔热板固定；导流罩，其左侧设在出气环上、右侧与导流罩固定座固定、中心区域为叶轮腔；叶轮本体，与主轴连接，叶轮本体的背板的右侧有背板主轴配合座，主轴的左端与密封环配合、中部和右端支承在齿轮箱上，叶轮背板密封装置包括阶梯齿环密封圈，阶梯齿环密封圈与隔热板固定，背板的右侧有背板密封座，背板密封座的外表面有密封座阶梯密封台，背板主轴配合座的外壁与背板密封座的内壁之间的空间为高压气减压腔。减少高压气的泄漏量。

【技术实现步骤摘要】
膨胀机的叶轮背板密封装置
本技术属于膨胀机
，具体涉及一种膨胀机的叶轮背板密封装置。
技术介绍
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。图5为已有技术中的膨胀机的叶轮的示意图，包括叶轮本体1，该叶轮本体1的右侧构成为背板11并且在叶轮本体1的中心位置开设有一拉杆轴孔12，该拉杆轴孔12自叶轮本体1的左侧贯通至右侧。当气体经过高速旋转运动下的叶轮本体1的叶片13时，气体会膨胀或压缩。以图5所示状态为例，若气体流动方向由叶轮导流槽14的第一槽口141流向第二槽口142，则该气体被膨胀，而当气体流动方向由第二槽口142流向第一槽口141，则该气体被压缩。但不论气体是膨胀还是压缩，都会在叶轮本体1的第一、第二槽口141、142之间即在进出气口之间形成压差，在已知的受力面积下，若压差越大，那么叶轮本体1所受的轴向力也越大。由于叶轮本体1的叶型的几何尺寸以及前述第一、第二槽口141、142一旦被设计定型，那么一般不能变更，因此若要降低轴向力，最好的方式是变更叶轮本体1的背板11的几何尺寸。以透平膨胀机的高压气进口压力为4-5MPa为例，叶轮本体1的背部即轮背受泄漏高压气压力通常在70%，约3MPa，背板11受压面积愈大，叶轮本体1的推动力也愈大，该力会通过设在拉杆轴孔12内的拉杆轴传递到与拉杆轴连接的主轴，再通过主轴上的推力盘传递给大斜齿轮，再由输出轴传递到推力轴承，加大推力轴承的轴向推力，反之亦然。此外，由于膨胀机高压进气用的介质较多情况下为五氟丙烷，因而价格高。毫无疑问，对前述叶轮本体1的背板11实施有效的且合理的密封不仅可以减少高压气的泄漏量而藉以节省资源、降低利用成本，而且在一定程度上可以合理降低叶轮本体1的轴向受力，同时降低用于支承主轴的止推轴承的轴向受力以及降低运行时的机械损失，保障运行的稳定性及可靠性。通过上述说明可知，如何有效地改变叶轮本体1的背板11的几何形状而藉以起到降低因叶轮本体1的气体进出口在大压差工况下所产生的轴向力以及如何对背板11实施良好的密封而藉以减少高压气的泄漏并体现既节省资源又降低使用成本的问题困扰于业界，并且在迄今为止公开的专利和非专利文献中均未见诸可借鉴的技术启示，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本技术的任务在于提供一种既有助于改变背板的形状而藉以降低叶轮进出口在大压差的工况下所产生的轴向推力、有利于显著减少高压气的泄漏量而藉以节省资源并且降低使用成本的膨胀机的叶轮背板密封装置。本技术的任务是这样来完成的，一种膨胀机的叶轮背板密封装置，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，并且导流罩的中心区域构成为叶轮腔；一叶轮本体，该叶轮本体在对应于叶轮腔的位置与主轴连接，并且在叶轮本体的背板的右侧中央位置构成有一背板主轴配合座，主轴的左端在对应于主轴让位孔的位置与所述密封环密封配合，并且在探出密封环后与所述背板主轴配合座相配合，主轴的中部和右端转动地支承在齿轮箱上并且与同样转动地支承在齿轮箱上的输出轴传动连接，所述的叶轮背板密封装置包括一阶梯齿环密封圈，该阶梯齿环密封圈在对应于隔热板的隔热板中心孔的位置与隔热板固定，在所述背板的右侧构成有一背板密封座，在该背板密封座的外表面构成有密封座阶梯密封台，该密封座阶梯密封台与所述阶梯齿环密封圈相配合，所述背板主轴配合座位于背板密封座的中心位置并且背板主轴配合座的外壁与背板密封座的内壁之间的空间构成为高压气减压腔。在本技术的一个具体的实施例中，所述密封座阶梯密封台与所述阶梯齿环密封圈彼此形成迷宫式密封。在本技术的另一个具体的实施例中，在所述背板主轴配合座上开设有一主轴轴颈定位腔，所述主轴的左端构成有一主轴轴颈，该主轴轴颈与所述密封环相配合并且在探出密封环后与主轴轴颈定位腔相配合。在本技术的又一个具体的实施例中，在所述叶轮本体的中心位置开设有一拉杆轴孔，该拉杆轴孔自叶轮本体的左侧贯通至右侧并且在该拉杆轴孔内设置有一拉杆轴，该拉杆轴的左端由拉杆轴螺母锁定，而拉杆轴的右端与所述主轴连接。在本技术的再一个具体的实施例中，在对应于所述高压气减压腔的腔口的位置设置有一密封台圈，该密封台圈的中央位置与所述叶轮本体固定，藉由密封台圈将高压气减压腔的腔口遮闭。在本技术的还有一个具体的实施例中，在所述的导流罩的外壁上并且围绕导流罩的圆周方向构成一导流罩固定法兰圈，该导流罩固定法兰圈由法兰圈固定螺钉与所述导流罩固定座固定。在本技术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一喷嘴。在本技术的进而一个具体的实施例中，所述主轴的中部和右端各通过一主轴轴承转动地支承在所述齿轮箱上，并且在该主轴上固定有一主轴齿轮，所述的输出轴通过一对输出轴轴承转动地支承在齿轮箱上，并且在输出轴上设有一输出轴齿轮，该输出轴齿轮与主轴齿轮相啮合，其中：在主轴上还固定有一对推力盘，该对推力盘分别对应于主轴齿轮的两侧，在输出轴上还固定有一对推力轴承，该对推力轴承分别对应于输出轴齿轮的两侧。在本技术的又更而一个具体的实施例中，所述的主轴轴承为瓦形径向轴承。在本技术的又进而一个具体的实施例中，在所述的隔热板上并且在对应于所述阶梯齿环密封圈的位置构成有一阶梯齿环密封圈台阶固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膨胀机的叶轮背板密封装置，所述的膨胀机包括一涡壳(2)，该涡壳(2)具有一出气环(21)，该出气环(21)的左端构成为用于将出气环(21)的出气环腔(211)内的低压气引出的出气环出气口(212)，而出气环(21)的右端构成有一导流罩配合腔(213)；一密封环座(3)，该密封环座(3)在对应于涡壳(2)的右侧的位置与涡壳(2)固定，在该密封环座(3)的中央位置开设有一主轴让位孔(31)，在对应于该主轴让位孔(31)的左侧孔口的位置嵌设有一密封环(4)，该密封环(4)与隔热板(5)固定，而该隔热板(5)在对应于密封环座(3)的左侧的位置与密封环座(3)贴触；一导流罩(6)，该导流罩(6)的左侧在对应于所述导流罩配合腔(213)的位置设置在出气环(21)上，而导流罩(6)的右侧探出导流罩配合腔(213)与导流罩固定座(7)固定，并且导流罩(6)的中心区域构成为叶轮腔(61)；一叶轮本体(1)，该叶轮本体(1)在对应于叶轮腔(61)的位置与主轴(8)连接，并且在叶轮本体(1)的背板(11)的右侧中央位置构成有一背板主轴配合座(111)，主轴(8)的左端在对应于主轴让位孔(31)的位置与所述密封环(4)密封配合，并且在探出密封环(4)后与所述背板主轴配合座(111)相配合，主轴(8)的中部和右端转动地支承在齿轮箱(10)上并且与同样转动地支承在齿轮箱(10)上的输出轴(20)传动连接，其特征在于所述的叶轮背板密封装置包括一阶梯齿环密封圈(9)，该阶梯齿环密封圈(9)在对应于隔热板(5)的隔热板中心孔(51)的位置与隔热板(5)固定，在所述背板(11)的右侧构成有一背板密封座(112)，在该背板密封座(112)的外表面构成有密封座阶梯密封台(1121)，该密封座阶梯密封台(1121)与所述阶梯齿环密封圈(9)相配合，所述背板主轴配合座(111)位于背板密封座(112)的中心位置并且背板主轴配合座(111)的外壁与背板密封座(112)的内壁之间的空间构成为高压气减压腔(113)。...

【技术特征摘要】
1.一种膨胀机的叶轮背板密封装置，所述的膨胀机包括一涡壳(2)，该涡壳(2)具有一出气环(21)，该出气环(21)的左端构成为用于将出气环(21)的出气环腔(211)内的低压气引出的出气环出气口(212)，而出气环(21)的右端构成有一导流罩配合腔(213)；一密封环座(3)，该密封环座(3)在对应于涡壳(2)的右侧的位置与涡壳(2)固定，在该密封环座(3)的中央位置开设有一主轴让位孔(31)，在对应于该主轴让位孔(31)的左侧孔口的位置嵌设有一密封环(4)，该密封环(4)与隔热板(5)固定，而该隔热板(5)在对应于密封环座(3)的左侧的位置与密封环座(3)贴触；一导流罩(6)，该导流罩(6)的左侧在对应于所述导流罩配合腔(213)的位置设置在出气环(21)上，而导流罩(6)的右侧探出导流罩配合腔(213)与导流罩固定座(7)固定，并且导流罩(6)的中心区域构成为叶轮腔(61)；一叶轮本体(1)，该叶轮本体(1)在对应于叶轮腔(61)的位置与主轴(8)连接，并且在叶轮本体(1)的背板(11)的右侧中央位置构成有一背板主轴配合座(111)，主轴(8)的左端在对应于主轴让位孔(31)的位置与所述密封环(4)密封配合，并且在探出密封环(4)后与所述背板主轴配合座(111)相配合，主轴(8)的中部和右端转动地支承在齿轮箱(10)上并且与同样转动地支承在齿轮箱(10)上的输出轴(20)传动连接，其特征在于所述的叶轮背板密封装置包括一阶梯齿环密封圈(9)，该阶梯齿环密封圈(9)在对应于隔热板(5)的隔热板中心孔(51)的位置与隔热板(5)固定，在所述背板(11)的右侧构成有一背板密封座(112)，在该背板密封座(112)的外表面构成有密封座阶梯密封台(1121)，该密封座阶梯密封台(1121)与所述阶梯齿环密封圈(9)相配合，所述背板主轴配合座(111)位于背板密封座(112)的中心位置并且背板主轴配合座(111)的外壁与背板密封座(112)的内壁之间的空间构成为高压气减压腔(113)。2.根据权利要求1所述的膨胀机的叶轮背板密封装置，其特征在于所述密封座阶梯密封台(1121)与所述阶梯齿环密封圈(9)彼此形成迷宫式密封。3.根据权利要求1所述的膨胀机的叶轮背板密封装置，其特征在于在所述背板主轴配合座(111)上开设有一主轴轴颈定位腔(1111)，所述主轴(8)的左端构成有一主轴轴颈(81)，该主轴轴颈(81)与所述密封环(4)相配合并且在探出密封环(4)后与主轴轴颈定位腔(1111)相配合...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光宏，杨仁泓，王振新，
申请(专利权)人：联优机械常熟有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32