平面回转式膨胀机制造技术

本发明专利技术公开了一种平面回转式膨胀机，其包括主轴、转子、缸体、偏心座、机架、滑板、气缸端盖和机架端盖，主轴一端与转子固定连接，另一端支撑于机架端盖上，转子的一端端部设置有相连通的汽道和径向进汽口，另一端的轴面上设有滑板槽，滑板槽底部设有导流孔；偏心座与气缸端盖分别紧固于缸体两端构成气缸，所述滑板在转子的滑板槽中做往复移动和平面摆动，并带动气缸同步旋转，在缸体上设置有旋转的径向旋转排汽口，并且缸体、转子、气缸端盖、偏心座及滑板组成了工作腔的月牙形基元容积。本发明专利技术做到了废气液的梯级利用，可广泛用于各种气体压缩机、流体输送泵及制冷空调压缩机等各种领域。

【技术实现步骤摘要】
平面回转式膨胀机
本专利技术属于压缩机领域，具体涉及一种可应用于工业企业产生的大量中、低品位废热资源的回收利用，既杜绝了环境污染，又回收了大量可利用的资源的平面回转式膨胀机。
技术介绍
膨胀机是一种回收高、中、低品位能源发电的新型热动力装置，它大量使用在新能源及钢铁工业、电力工业、石化工业、制药和食品工业、建材造纸等工业中余热、废热回收的领域。目前膨胀机领域中所使用的机械包括螺杆式膨胀机和汽轮机等。汽轮机不仅结构复杂、维护要求高且需要专业检修队伍和设备，同时由于转速高而存在振动大、飞车等安全隐患，更重要的是汽轮机对工作介质品质要求高，它仅仅只适用于过热的蒸汽，对于饱和蒸汽和湿蒸汽其应用则受到了限制。螺杆膨胀机结构虽较为简单，且对工作介质的品位要求不高，它是目前使用较多能回收过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相及热水热液的新型动力机，但由于螺杆膨胀机的进出口位置是固定不变的，所以是能源难以做到梯级利用，同样会造成余热的浪费和环境的污染；由于螺杆膨胀机的容积是固定值，对气水两相的水的含量有一确定的比例要求；另外，由于螺杆膨胀机的工作原理是依靠一对转子和缸体之间所形成的间隙来密封汽液，螺杆转子在静止的缸体中高速旋转运动，使得转子与气缸体之间存在着较大的相对速度，造成了较大的摩擦磨损，更重要的是加工精度高工艺复杂,且轴向力难以平衡，导致较大的摩擦磨损，如果废气中存在着小的硬颗粒，很容易拉伤螺杆转子的型线，使得泄漏增加而效率下降，即使为了避免拉伤转子的型线而在一个转子上采用橡胶，但由于废热中的高温使得橡胶不断老化，影响性能和使用寿命，另外螺杆转子的加工工艺复杂，成本高也而影响了其广泛使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能进行余热梯级回收的平面回转式膨胀机，它既可用于工业余热回收热水热液、蒸汽、烟气发电，也可以用于地热、太阳能级生物质热能等能源发电领域；该平面回转式膨胀机由于使用旋转的进排汽口，所以允许热源压力、流量在大范围的波动；机器可移动，可集中，可分散，很适合工业余热的特点和发电利用。本专利技术采取的技术方案是：一种平面回转式膨胀机，其包括主轴、转子、缸体、偏心座、机架、滑板、气缸端盖和机架端盖，所述主轴一端伸入机架并与转子固定连接，另一端通过主轴承支撑于机架端盖上，且主轴绕转子中心定轴转动；所述转子的一端端部设置有相连通的汽道和径向进汽口，另一端的轴面上设有滑板槽，滑板槽底部设有导流孔；所述偏心座与气缸端盖分别紧固于缸体两端构成气缸，该气缸由位于偏心座和机架上的气缸轴承支撑，并绕气缸中心线定轴旋转；所述滑板在转子的滑板槽中做往复移动和平面摆动，并带动气缸同步旋转，所述的缸体上设置有旋转的径向旋转排汽口，并且缸体、转子、气缸端盖、偏心座及滑板组成了工作腔的月牙形基元容积，滑板将月牙形基元容积分为进汽腔V和膨胀腔V；所述的机架径向设置有排汽通道，进汽端盖周向设置有进汽通道，且进汽通道通过偏心座、转子端部的汽道与开设在转子上的径向进汽口相通，构成平面回转式膨胀机的进汽通路。进一步的，所述转子上设有键槽，主轴通过键槽固定在转子上。进一步的，高压、高温的废气通过转子的径向进汽口进入进气腔V，经膨胀后由径向旋转排汽口排出。进一步的，所述转子位于缸体内，其旋转中心与缸体的旋转中心有一偏心，其偏心为缸体的半径与转子半径之差。进一步的，所述转子上的径向进汽口开设在滑板的旋转方向的后方，而径向旋转排汽口开设在缸体上且位于滑板的旋转方向的前方。进一步的，所述进汽端盖和偏心座相对运动的间隙之间设置有密封圈，防止高压、高温废气液向排汽通道泄漏。进一步的，所述偏心座与气缸端盖通过螺栓紧固于缸体两端以构成气缸。进一步的，所述滑板头部形状呈圆柱状，滑板的主体呈板状，其滑板头部嵌入到缸体内侧，滑板主体延伸至转子的滑板槽内。本专利技术的原理及功能与效果如下：本专利技术公开的一种新型平面回转式膨胀机，该膨胀机的转子分别由两个轴承支撑，并且绕自己的旋转中心转动。而气缸与转子有一偏心，且分别由两个气缸轴承支撑。滑板一端是铰接在缸体内侧，另一端是插入转子的滑槽内。高压、高温的废热通过进汽端盖及偏心座的进汽通道及滑板的进汽孔进入工作腔，在压力差的作用下驱动转子作定轴转动，同时转子又带动滑板驱动气缸与转子作同步的转动，气缸也是绕自己的旋转中心转动。转子的定轴转动，带动主轴转动，以提供发电机的动力。滑板不仅起到驱动气缸作回转运动，而且将转子与缸体偏心所形成的月牙形工作腔分为进气腔(进气基元容积)和膨胀腔(排气基元容积)，随着转子的转动，膨胀腔和进气腔反复交替地进行变换，完成一个工作循环的吸汽和膨胀及排汽过程。本平面回转式膨胀机包括机体、气缸、气缸端盖、转子、主轴、滑板、进气口、排气口、偏心座、主轴承、气缸轴承，其中所述的机体上设置有径向的排汽口，在进气端盖设置有轴向的进气通道，废热汽液通过其轴向的进气通道，经过转子上的进汽口在滑板的旋转后方进入进气基元容积V1，由于基元容积V1中充满了高压、高温的废气，膨胀腔V2通过排汽口通往环境气压，在压力差的作用下，驱动转子逆时针旋转并带动主轴作同方向的转动，而滑板也在转子的驱动下与转子作同方向的转动并带动气缸同步转动，由气缸与转子形成的月牙形膨胀腔V2越来越小，最后所有的废气经缸体上的排汽口全部排出，压力能和热能转换为主轴的动能并直接驱动发电机或驱动负载节电。由于进汽、排汽口是一个随转子和气缸转动的旋转进排汽口，所以进气基元容积在任意的角度均保持与高压高温废气相通，而膨胀腔在任意角度下均与大气相通，这样只要高于大气压力的任意废汽均可驱动转子旋转，其平面回转式膨胀机械的功率则通过主轴输出，带动发电机或者驱动负载节电，做到能源的梯级利用。本平面回转式膨胀机中的气缸由气缸体、偏心座和气缸端盖组成，偏心座和气缸端盖通过固定螺栓与缸体紧固在一起，气缸支撑在机架轴承座中，并绕自己的旋转中心转动，主轴通过一对主轴承支撑在机架上，主轴绕自己的旋转中心转动，转子通过定位键固定在主轴上，其旋转中心与主轴同心，气缸旋转中心轴线与所述的转子旋转中心轴线存在一个偏心，偏心的距离为气缸的内圆半径与转子的外圆半径之差，使得转子的外圆周面与气缸体内圆周面相切，切点始终在点M处，以形成一个月牙形的工作基元容积，偏心的大小根据废汽量的大小依靠偏心座控制，所述的滑板一端嵌入到缸体圆柱体内，滑板主体延伸至转子的滑槽内，且将转子外圆和气缸体内圆构成的月牙形基元容积分为进气腔和膨胀腔，所述转子的端部径向开有进汽通道，其进汽通道既与开设在进汽端盖上的进汽通道和偏心座的进汽通道相通，又与开设在转子上的径向进汽口相通，构成平面回转式膨胀机的进汽通路。当主轴的转角为β＝0时，月牙形的进气腔与膨胀腔相等，但由于进汽腔中V1充满了高压、高温的废汽液，而膨胀腔中V2则为低压的大气压力，在压力差的作用下驱动转子逆时针转动，转子也带动固定在转子上的主轴作定轴同方向转动，同时转子通过滑板也带动气缸同步转动，当β＞0时,进气基元容积V1越来越大，而与大气相通的膨胀腔V1会逐渐减小，当β＝180°时，进气腔达到最大，而膨胀腔则减小为零，当转子上的径向进汽孔到达并越过切点M后，第一膨胀循环结束，这时进汽腔为零，而原来的进气腔则转变为膨胀腔，当β＞180°和转子上的进汽孔越过切点M后，则开始本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面回转式膨胀机，其特征在于包括主轴（1）、转子（2）、缸体（3）、偏心座（4）、机架（7）、滑板（8）、气缸端盖（11）和机架端盖（13），所述主轴（1）一端伸入机架并与转子（2）固定连接，另一端通过主轴承（5）支撑于机架端盖（13）上，且主轴（1）绕转子（2）中心定轴转动；所述转子（2）的一端端部设置有相连通的汽道和径向进汽口（17），另一端的轴面上设有滑板槽（15），滑板槽（15）底部设有导流孔（16）；所述偏心座（4）与气缸端盖（11）分别紧固于缸体（3）两端构成气缸，该气缸由位于偏心座（4）和机架（7）上的气缸轴承（6）支撑，并绕气缸中心线定轴旋转；所述滑板（8）在转子（2）的滑板槽（15）中做往复移动和平面摆动，并带动气缸同步旋转，所述的缸体(3)上设置有旋转的径向旋转排汽口（19），并且缸体（3）、转子（2）、气缸端盖（11）、偏心座（4）及滑板（8）组成了工作腔的月牙形基元容积，滑板（8）将月牙形基元容积分为进汽腔V1和膨胀腔V2；所述的机架（7）径向设置有排汽通道（10），进汽端盖（14）周向设置有进汽通道（9），且进汽通道（9）通过偏心座（4）、转子（2）端部的汽道与开设在转子（2）上的径向进汽口（17）相通，构成平面回转式膨胀机的进汽通路。...

【技术特征摘要】
1.一种平面回转式膨胀机，其特征在于包括主轴（1）、转子（2）、缸体（3）、偏心座（4）、机架（7）、滑板（8）、气缸端盖（11）和机架端盖（13），所述主轴（1）一端伸入机架并与转子（2）固定连接，另一端通过主轴承（5）支撑于机架端盖（13）上，且主轴（1）绕转子（2）中心定轴转动；所述转子（2）的一端端部设置有相连通的汽道和径向进汽口（17），另一端的轴面上设有滑板槽（15），滑板槽（15）底部设有导流孔（16）；所述偏心座（4）与气缸端盖（11）分别紧固于缸体（3）两端构成气缸，该气缸由位于偏心座（4）和机架（7）上的气缸轴承（6）支撑，并绕气缸中心线定轴旋转；所述滑板（8）在转子（2）的滑板槽（15）中做往复移动和平面摆动，并带动气缸同步旋转，所述的缸体(3)上设置有旋转的径向旋转排汽口（19），并且缸体（3）、转子（2）、气缸端盖（11）、偏心座（4）及滑板（8）组成了工作腔的月牙形基元容积，滑板（8）将月牙形基元容积分为进汽腔V1和膨胀腔V2；所述的机架（7）径向设置有排汽通道（10），进汽端盖（14）周向设置有进汽通道（9），且进汽通道（9）通过偏心座（4）、转子（2）端部的汽道与开设在转子（2）上的径向进汽口（17）相通，构成平面回转式膨胀机的进汽通路。2.根据权利要求1所述的平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓冬，屈宗长，刘鹏超，
申请(专利权)人：江苏丰泰流体机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32