一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，包括：位于透平膨胀机轴承室中并且分别套于主轴上的迷宫式密封套、油轴承、止推轴承，油轴承位于迷宫式密封套和止推轴承之间，迷宫式密封套位于主轴上叶轮和油轴承之间，油轴承用于对靠近膨胀机制动端的主轴端部支撑，膨胀机主轴上还套有气轴承和迷宫式分隔套，气轴承位于迷宫式密封套和油轴承之间，气轴承用于对靠近膨胀机叶轮的主轴端部支撑，迷宫式分隔套位于气、油轴承之间。上述油气组合轴承结构将靠近叶轮的油轴承替换为气轴承，从而避免了油轴承因低温被冻住，使膨胀机运行更可靠稳定，而离叶轮较远的膨胀机制动端采用油轴承，保障了膨胀机的可靠运行，并且大大降低了使用成本。了使用成本。了使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构


[0001]本专利技术涉及透平膨胀机领域，具体涉及一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构。

技术介绍

[0002]透平膨胀机是低温气液化系统中关键设备之一。透平膨胀机其主要原理是利用有一定压力的工质气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀推动主轴一端上的叶轮旋转对外做功而消耗气体本身的内能，从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的，工质气体对外做功的能量由主轴另一端上的制动器消耗。透平膨胀机主要具有高转速、低温、压差大等工作特点，透平膨胀机轴承室中支撑主轴运行的轴承结构直接影响透平膨胀机的运行效率和使用寿命。目前国内透平膨胀机主要采用单一的油轴承或者单一的气轴承对透平膨胀机主轴进行支撑。油轴承为采用油作为润滑剂的滑动轴承，气轴承为采用气作为润滑剂的滑动轴承；油轴承技术成熟、价格适中，承载能力大，但是在低温下靠近膨胀机叶轮的油轴承容易被冻住，因此容易引发烧瓦事故，降低了透平膨胀机运行的可靠稳定性。气轴承具有摩擦损失低、重量轻、转速高、适用温度范围广等优点，但是气轴承加工精度要求高，承载能力偏小，为了维持膨胀机运行，这种轴承需要连续消耗功率；气轴承表面采用的聚四氟乙烯材质在启停时易造成磨损，影响使用寿命，需定期检查磨损更换备件，使用成本较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：将提供一种能使透平膨胀机可靠稳定运行、能降低透平膨胀机使用成本的用于透平膨胀机的油气混合轴承结构。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，包括：位于透平膨胀机轴承室中并且分别套装于透平膨胀机主轴上的迷宫式密封套、油轴承、止推轴承，油轴承用于对主轴进行支撑，止推轴承用于防止主轴轴向窜动，迷宫式密封套中通有密封气，油轴承位于迷宫式密封套和止推轴承之间，迷宫式密封套位于主轴上膨胀机叶轮和油轴承之间，迷宫式密封套中的密封气能对主轴和轴承室端部之间的间隙进行密封，其特征在于：油轴承用于对靠近透平膨胀机制动端的主轴端部进行支撑，在轴承室中的透平膨胀机主轴上还套装有气轴承和迷宫式分隔套，迷宫式分隔套中通有分隔气，气轴承位于迷宫式密封套和油轴承之间，并且气轴承用于对靠近透平膨胀机叶轮的主轴端部进行支撑，迷宫式分隔套位于气轴承和油轴承之间，使得迷宫式分隔套中的分隔气能将气轴承和油轴承分隔开。
[0005]进一步的，前述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，其中：迷宫式密封套中的密封气、迷宫式分隔套中的分隔气、气轴承中的润滑气均为相同气体，并且均由同一个供气循环系统提供。
[0006]进一步的，前述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，其中：油轴承和止推轴承中的润滑油均由同一个油循环系统提供。
[0007]进一步的，前述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，其中：气轴承和油轴承上均设置有温度传感器和压力传感器。
[0008]进一步的，前述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，其中：迷宫式分隔套和迷宫式密封套上的迷宫结构均为环行密封齿。
[0009]本专利技术的优点为：本专利技术所述的油气混合轴承结构将靠近膨胀机低温叶轮端的油轴承替换为气轴承，从而避免了油轴承因低温被冻住的风险，使膨胀机运行更可靠稳定，而离叶轮冷端较远的膨胀机制动端则采用油轴承，相对于采用气轴承，油轴承能有效降低轴承卡滞、抱轴或咬死现象的发生率，保障了膨胀机的可靠运行，并且油轴承不易损坏，避免了频繁更换气轴承，从而能大大降低使用成本；另外，在气轴承和油轴承之间设置了迷宫式分隔套进行分隔，减小了气轴承气路和油轴承油路之间的互相影响、以及减少了叶轮冷端对油轴承的影响，极大地减少了油气混合物的产生和浓度，从而降低了后续油气分离的难度。
附图说明
[0010]图1为本专利技术所述的一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构的结构示意图。
具体实施方式
[0011]下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步的详细描述。
[0012]如图1所示，一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，包括：位于透平膨胀机轴承室12中并且分别套装于透平膨胀机主轴1上的迷宫式密封套2、油轴承3、止推轴承4，油轴承3用于对主轴1进行支撑，止推轴承4用于防止主轴1轴向窜动，迷宫式密封套2中通有密封气，油轴承3位于迷宫式密封套2和止推轴承4之间，迷宫式密封套2位于主轴1上膨胀机叶轮11和油轴承3之间，迷宫式密封套2中的密封气能对主轴1和轴承室12端部之间的间隙进行密封，使得叶轮端的冷量和工质气体能被阻止泄露，从而减少叶轮冷端对轴承室12内部的影响，油轴承3用于对靠近透平膨胀机制动端5的主轴端部进行支撑，在轴承室12中的透平膨胀机主轴1上还套装有气轴承6和迷宫式分隔套7，迷宫式分隔套7中通有分隔气，气轴承6位于迷宫式密封套2和油轴承3之间，并且气轴承6用于对靠近透平膨胀机叶轮11的主轴1端部进行支撑，迷宫式分隔套7位于气轴承6和油轴承3之间，使得迷宫式分隔套7中的分隔气能将气轴承6和油轴承3分隔开。
[0013]在本实施例中，迷宫式密封套2和迷宫式分隔套7均为迷宫密封，迷宫结构均为环行密封齿，并且齿为篦齿，迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的迷宫式曲折通道，通道与通道之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。迷宫密封不受旋转速度和温度的限制，摩擦功耗极小。
[0014]在本实施例中，迷宫式密封套2中的密封气、迷宫式分隔套7中的分隔气、气轴承6中的润滑气均为与透平膨胀机中的工质气体相同的气体，比如：氢气或者氦气，并且均由同一个供气循环系统8提供。油轴承3和止推轴承4中的润滑油均由同一个油循环系统9提供。气轴承6和油轴承3上均设置有温度传感器和压力传感器，这样就可以检测轴承的温度和压力，检测到温度和压力后会产生相应的电信号发送到中控系统，从而就能通过控制并制动膨胀机的转速来维持轴承系统的稳定使用。
[0015]将靠近膨胀机低温叶轮端的油轴承替换为气轴承后能避免油轴承因低温被冻住的风险，使膨胀机运行更可靠稳定，而离叶轮冷端较远的膨胀机制动端则采用油轴承，相对于采用气轴承，油轴承能有效降低轴承卡滞、抱轴或咬死现象的发生率，保障了膨胀机的可靠运行，并且油轴承不易损坏，避免了频繁更换气轴承，从而能大大降低使用成本；在气轴承与叶轮之间设置气密封的迷宫式密封套后能使得叶轮端的低温被更好的隔绝；气轴承、迷宫式分隔套、迷宫式密封套共用同一供气循环系统，均使用膨胀机工质相同的气体，气体来源于液化装置内分离出的部分工质气体，从而能大大节约成本；分隔气能较好的把气轴承气路和油轴承油路分开，减小互相间的影响、以及减少叶轮冷端对油轴承的影响，极大地减少了油气混合物的产生和浓度，从而降低了后续油气分离的难度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于透平膨胀机的油气组合轴承结构，包括：位于透平膨胀机轴承室中并且分别套装于透平膨胀机主轴上的迷宫式密封套、油轴承、止推轴承，油轴承用于对主轴进行支撑，止推轴承用于防止主轴轴向窜动，迷宫式密封套中通有密封气，油轴承位于迷宫式密封套和止推轴承之间，迷宫式密封套位于主轴上膨胀机叶轮和油轴承之间，迷宫式密封套中的密封气能对主轴和轴承室端部之间的间隙进行密封，其特征在于：油轴承用于对靠近透平膨胀机制动端的主轴端部进行支撑，在轴承室中的透平膨胀机主轴上还套装有气轴承和迷宫式分隔套，迷宫式分隔套中通有分隔气，气轴承位于迷宫式密封套和油轴承之间，并且气轴承用于对靠近透平膨胀机叶轮的主轴端部进行支撑，迷宫式分隔套位于气轴承和油轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亚丽，陈甲楠，何春辉，唐健，苏红艳，邬海强，倪中华，魏蔚，严岩，
申请(专利权)人：江苏国富氢能技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：