一种激波对撞双重增压型气波增压器制造技术

一种激波对撞双重增压型气波增压器，其属于制冷、蒸发技术领域。该气波增压器利用激波和透射激波的双重增压机制，实现被压缩气体的高压比增压。主机体、上机体、下机体三部分通过双端活套法兰连接。主机体包括中部对称位置开有周向均布的增压气出口的主机体外壳、周向均布激波对撞管、中部对称位置对外开有方孔的转鼓。上机体、下机体相对主机体对称布置，分别装有周向周期性分布的高压驱动流体喷嘴和低压膨胀流体喷嘴出口的可拆卸喷嘴分布盘。该气波增压器采用激波对撞原理，中部等腰梯形增压流体出口气体增压效果大幅提高，增温效果显著，两侧低压膨胀流体出口气体，降压、降温明显，气体热分离速度快，效果好，机体尺寸小，轻便易维护。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种激波对撞双重增压型气波增压器，其属于为制冷、蒸发等领域提供满足要求的高压气体的增压装置。
技术介绍
目前应用于在制冷、蒸发领域的气体增压装置主要有压缩机、喷射器以及常规气波增压器。压缩机通过高速涡轮转动，将动能转化为气体的压力能，以此达到气体增压目的。由于压缩机的增压效果受介质种类影响较大，如压缩水蒸汽时，压缩机效率变得很低，在蒸发领域真空水蒸汽压缩机尺寸很大。喷射器通过高压驱动气流引射低压气流，动量交换后降速，以达到对气体增压的目的。由于喷射器的压缩比很低，且增压效率很低。气波增压器利用驱动气流的压力能通过与低压气流直接接触进行能量交换，利用非定常气波实现气体增压目的，过程效率较高。专利CN201320109090.9、CN201210081062.0、CN20121081102.1所述普通气波增压器利用高压气流的一次激波进行增压，可实现较高压缩效率，但是对于高增压比的场合(如沸点升高明显的部分蒸汽再压缩蒸发系统)受激波强度的制约，使用受限。因此研制一种高增压比的气波增压器是很有必要的。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的问题，本技术提供一种激波对撞双重增压型气波增压器，其目的在于充分利用激波的固有特性，构造激波二次压缩功能，可显著提高增压压比，这就构成了本项技术的主要思想。本技术的目的是:(I)利用激波和投射激波双重增压原理实现激波对气体的多次增压以解决增压压比不足的问题；(2)上机体外壳、下机体外壳、主机体外壳、可拆卸喷嘴分布盘均可旋转调位以改变气体进出口特定角度，以此来满足不同工况、不同增压介质，解决适用性不足的问题；( 3 )采用主机体外壳开口作为压缩后高压气体出口，采用上机体外壳、下机体外壳上两组具有特定角度的分离式开口分别作为高压驱动流体入口和低压膨胀流体出口，以此来解决压缩后高、低压气体不易分离的问题。本技术采用的技术方案是:一种激波对撞双重增压型气波增压器，它包括主机体部分、下机体和第一可拆卸喷嘴分布盘，它还包括上机体和第二可拆卸喷嘴分布盘，所述主机体部分包括主机体外壳和转鼓，转鼓设置在主机体外壳中，转鼓周向均匀布置激波对撞管，激波对撞管横截面为扇环形，且在中间位置向外开有方形通孔；所述主机体外壳的中部位置开有周向均布的等腰梯形增压流体出口，激波对撞管的方形通孔位置对应于等腰梯形增压流体出口，间隙通过加工精度确保最小，激波对撞管的方形通孔随转鼓的转动与主机体外壳的等腰梯形增压流体出口呈现周期性连通或关闭状态；所述上机体和下机体采用相同结构，第一可拆卸喷嘴分布盘和第二可拆卸喷嘴分布盘采用相同结构，所述上机体包括内部设置第二可拆卸喷嘴分布盘的上机体外壳，下机体包括内部设置第一可拆卸喷嘴分布盘的下机体外壳，所述上机体外壳、主机体外壳与下机体外壳依次连接；所述上机体外壳和下机体外壳上分别开有沿周向周期性分布的高压驱动流体入口和低压膨胀流体出口，沿转动方向高压驱动流体入口在前，低压膨胀流体出口在后；所述第二可拆卸喷嘴分布盘和第一可拆卸喷嘴分布盘上的高压驱动流体喷嘴、低压膨胀流体喷嘴和低压被驱流体喷嘴成组周期性周向布置，分别连通上机体外壳和下机体外壳的高压驱动流体入口、低压膨胀流体出口和低压被驱流体入口 ；所述第一可拆卸喷嘴分布盘和第二可拆卸喷嘴分布盘上的高压驱动流体喷嘴、低压膨胀流体喷嘴和低压被驱流体喷嘴沿轴向与转鼓上的激波对撞管两端的端部开口间隙通过加工精度确保最小，且随转鼓的转动呈现周期性连通或关闭状态；所述第一可拆卸喷嘴分布盘和第二可拆卸喷嘴分布盘上的高压驱动流体喷嘴和低压膨胀流体喷嘴低压被驱流体喷嘴以及主机体外壳上的等腰梯形增压流体出口的相对位置和尺寸由激波对撞的工作波图确定，两端高压驱动流体喷嘴连通激波对撞管后产生的一次激波对气体一次增压后相遇，透射激波对气流进行二次增压，透射激波与对面来的接触面相遇的瞬时，激波对撞管中间的方形通孔与等腰梯形增压流体出口连通开始，至接触面到达方形通孔时完全关闭，确定等腰梯形增压流体出口的位置和尺寸；低压膨胀流体喷嘴与激波对撞管连通或关闭时刻由激波对撞管内气流速度决定，进而确定位置和尺寸；低压被驱流体喷嘴开启时刻为激波对撞管排出膨胀气体后耗散完毕时刻，关闭时刻为高压驱动流体喷嘴开启之前，进而确定位置和尺寸。所述第一可拆卸喷嘴分布盘和第二可拆卸喷嘴分布盘上的高压驱动流体喷嘴和低压膨胀流体喷嘴位置和尺寸通过更换可拆卸喷嘴分布盘以适用不同介质、工况；主机体外壳与上机体和下机体连接时通过双端活套法兰连接；主机体外壳上的等腰梯形增压流体出口长、短边位置分布随转鼓转向逐渐减小。 所述主机体部分主要包括主机体外壳和其内部的转鼓，转鼓轴向开有沿圆周均布的激波对撞管；转鼓主轴两端分别通过上机体、下机体部分的骨架密封、串联高速轴承、紧固螺母进行定位紧固，两轴端通过上机体、下机体部分的机械密封进行密封；主机体部分高速驱动电机驱动转鼓主轴带动转鼓高速旋转；主机体外壳中部开有沿圆周均布的梯形高压气体出口 ；主机体部分还包括两端活套法兰使主机体外壳同上机体外壳、下机体外壳相连接；上机体、下机体部分主要包括上机体外壳、下机体外壳，上机体外壳、下机体外壳上分别开有沿周向周期性分布的扇环形高压驱动流体入口、低压膨胀流体出口和低压被驱流体入口 ；上机体外壳、下机体外壳内部分别安置一个可拆卸喷嘴分布盘；上机体、下机体部分还包括两个对称安置的轴承座和两个对称安置于上机体外壳、下机体外壳的机械密封箱。所述激波对撞双重增压型气波增压器增压原理为激波对撞双重增压原理，即通过高、低压气体相接触，在所述主机体部分的高速旋转的激波对撞管两端通用气体进出口产生初始不连续边界条件，进而产生等强度左右激波分别压缩激波对撞管内低压气体，使其温度、压力升高，左右行激波在激波对撞管中部相交，产生透射激波，透射激波对已经经过一次压缩后温度压力升高的气流进行二次压缩，使其温度压力更高，透射后的接触面间气流速度降为低速，在激波对撞管中部形成特定宽度的高温高压静止区，高压区内产生的膨胀波，使激波对撞管两端气体温度、压力降低，以此在激波对撞管内形成高、低压气体区。所述主机体部分的转鼓周向均布的激波对撞管，横截面为扇环形，包括轴向两端的端部开口和在中间对称位置向外贯通转鼓的方形通孔；所述主机体部分的转鼓轴向两端包括一对圆周式迷宫式密封，保证较好的密封性；所述主机体部分的主机体外壳包括轴向两端梯台和轴向两端坡型面，两端梯台分别与所述上机体、下机体部分的一对对称布置的可拆卸喷嘴分布盘相配合，两端坡型面均有一定坡度分别与上机体、下机体壳相配合，便于安装定位；所述主机体部分主机体外壳上梯形高压气体出口，梯形长、短边方位同转鼓转向相关；所述主机体部分的活套法兰套于所述主机体外壳上，用于改变上机体外壳、下机体外壳同主机体外壳的连接角度；所述上机体、下机体部分的上机体外壳、下机体外壳呈对称结构；所述上机体、下机体部分的上机体外壳、下机体外壳上的高压驱动流体入口、低压膨胀流体出口和低压被驱流体入口为分离结构，彼此相隔离，互不影响，保证隔离效果，高压驱动流体入口、低压膨胀流体出口和低压被驱流体入口间有与介质种类，工况条件相关的特定角度，高压驱动流体入口与所述主机体部分主机体外壳上的等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激波对撞双重增压型气波增压器，它包括主机体部分、下机体和第一可拆卸喷嘴分布盘（9），其特征是：它还包括上机体和第二可拆卸喷嘴分布盘（9a），所述主机体部分包括主机体外壳（1）和转鼓（12），转鼓（12）设置在主机体外壳（1）中，转鼓（12）周向均匀布置激波对撞管（14），激波对撞管（14）横截面为扇环形，且在中间位置向外开有方形通孔（16）；所述主机体外壳（1）的中部位置开有周向均布的等腰梯形增压流体出口（18），激波对撞管（14）的方形通孔（16）位置对应于等腰梯形增压流体出口（18），间隙通过加工精度确保最小，激波对撞管（14）的方形通孔（16）随转鼓（12）的转动与主机体外壳（1）的等腰梯形增压流体出口（18）呈现周期性连通或关闭状态；所述上机体和下机体采用相同结构，第一可拆卸喷嘴分布盘（9）和第二可拆卸喷嘴分布盘（9a）采用相同结构，所述上机体包括内部设置第二可拆卸喷嘴分布盘（9a）的上机体外壳（2），下机体包括内部设置第一可拆卸喷嘴分布盘（9）的下机体外壳（3），所述上机体外壳（2）、主机体外壳（1）与下机体外壳（3）依次连接；所述上机体外壳（2）和下机体外壳（3）上分别开有沿周向周期性分布的高压驱动流体入口（6）和低压膨胀流体出口（7），沿转动方向高压驱动流体入口（6）在前，低压膨胀流体出口（7）在后；所述第二可拆卸喷嘴分布盘（9a）和第一可拆卸喷嘴分布盘（9）上的高压驱动流体喷嘴（10）、低压膨胀流体喷嘴（11）和低压被驱流体喷嘴（36）成组周期性周向布置，分别连通上机体外壳（2）和下机体外壳（3）的高压驱动流体入口（6）、低压膨胀流体出口（7）和低压被驱流体入口（37）；所述第一可拆卸喷嘴分布盘（9）和第二可拆卸喷嘴分布盘（9a）上的高压驱动流体喷嘴（10）、低压膨胀流体喷嘴（11）和低压被驱流体喷嘴（36）沿轴向与转鼓（12）上的激波对撞管（14）两端的端部开口（15）间隙通过加工精度确保最小，且随转鼓（12）的转动呈现周期性连通或关闭状态；所述第一可拆卸喷嘴分布盘（9）和第二可拆卸喷嘴分布盘（9a）上的高压驱动流体喷嘴（10）和低压膨胀流体喷嘴（11）低压被驱流体喷嘴（36）以及主机体外壳（1）上的等腰梯形增压流体出口（18）的相对位置和尺寸由激波对撞的工作波图确定，两端高压驱动流体喷嘴（10）连通激波对撞管（14）后产生的一次激波对气体一次增压后相遇，透射激波对气流进行二次增压，透射激波与对面来的接触面相遇的瞬时，激波对撞管（14）中间的方形通孔（16）与等腰梯形增压流体出口（18）连通开始，至接触面到达方形通孔（16）时完全关闭，确定等腰梯形增压流体出口的位置和尺寸；低压膨胀流体喷嘴（11）与激波对撞管（14）连通或关闭时刻由激波对撞管内气流速度决定，进而确定位置和尺寸；低压被驱流体喷嘴（36）开启时刻为激波对撞管排出膨胀气体后耗散完毕时刻，关闭时刻为高压驱动流体喷嘴（10）开启之前，进而确定位置和尺寸。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：代玉强，胡大鹏，邹久朋，朱彻，张斯亮，武锦涛，程永航，陶盛洋，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21