【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体膨胀制冷，具体而言，尤其涉及一种新型双开口振荡管膨胀制冷方法及其装置。
技术介绍
1、在气体膨胀制冷领域，常采用节流技术、透平膨胀制冷技术以及气波膨胀制冷技术。由于节流为等焓过程，制冷效率低。考虑透平膨胀制冷转速高，维护难度大，其携带液体能力较差等原因，在大体积流量低温气源领域，仍存在应用制约。双开口振荡管技术利用其管内压缩波以及膨胀波实现两股介质压力能交换，可用于气体膨胀制冷、相同或者不同介质间压力能量交换等领域。由于双开口振荡管制冷机其结构简单，易于小型化，携带液体能力强，维护便捷等优势，逐步在大体积流量气体膨胀制冷领域占有越来越重要的地位。轴流双开口振荡管制冷机自驱动，压缩功的有效利用以及提升其携液能力是本领域研究人员需要解决的技术问题，同样也是本专利技术需要解决的关键问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷方法及其装置。能够有效解决大体积流量轴流双开口振荡管制冷机自驱动以及压缩功有效利用问题。
2、本专利技术的技术方案：一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，制冷机承压外壳包括高压腔封头、低温壳体、低压壳体、中压封头，所述高压封头上焊接高压进气口，中压封头上焊接中压端口；制冷机内部被中压轴承座与高压轴承座分割为三个区域：高压轴承座左侧为高压区，中压轴承座右侧为中压区，中压轴承座与高压轴承座之间为低压区；
3、高压喷嘴与高压轴承座采用螺栓或者焊接方式连接，中压喷嘴与中压轴承座采用螺栓或者
4、前级驱动叶片通过叶轮键设置在低速主轴上，低速轴承内垫片、低速轴承外垫片、低速轴承依次安装于中压轴承座内，最后利用低速轴承内螺母将低速轴承内圈与低速主轴锁紧，利用低速轴承外压盖将低速轴承的外圈与中压轴承座锁紧；
5、所述中压封头上通过高速轴承设置高速轴，通过高速轴承压盖将高速轴承与中压封头锁紧，高速轴承的两侧分别设置高速轴承内垫片和高速轴承内圈；所述高速轴伸出中压封头的端部通过高速带轮键设置高速皮带轮，高速轴置于中压封头内的端部设置中压叶片；
6、所述制冷机内设置冷凝器，冷凝器置于中压喷嘴与中压叶片之间；或者冷凝器设置在制冷机外部，中压端口经过冷凝器后连接至低压端口。
7、所述高压腔封头、高压轴承座以及低温壳体采用螺栓连接，低温壳体与低压壳体采用螺栓连接，低压壳体与中压封头采用螺栓连接；低温端口焊接在低温壳体上，低压端口焊接在低压壳体。
8、所述前级驱动叶片设置在低速主轴的前端置于高压区，或前级驱动叶片设置在低速主轴的后端置于中压区。
9、所述前级驱动叶片采用直叶片、圆弧叶片、三维叶片或多级叶片；中压叶片采用透平膨胀叶轮。
10、所述高压喷嘴与中压喷嘴为沿着圆周的倾斜喷嘴，利用倾斜喷嘴构造推动力，推动双开口振荡管转动。
11、所述双开口振荡管的通道数量2-200根，通道截面为方形、梯形、圆形或多段线形，两个相邻通道夹角β为1.8-180°。
12、一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机的制冷方法，该制冷方法包括第一阶段和第二阶段，第一阶段包括前级驱动叶片设置在高压区的工作模式和前级驱动叶片设置在中压区的工作模式两种模式，第二阶段包括冷凝器设置在制冷机外部的工作模式和冷凝器设置在制冷机内部的工作模式两种模式；
13、前级驱动叶片设置在高压区的工作模式：
14、高压新鲜气体从自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机高压进气口流入，推动前级驱动叶片转动，为自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机提供动力；高压新鲜气体流过前级驱动叶片后，流入高压喷嘴，当高压喷嘴与双开口振荡管接通后，高压新鲜气体在高压喷嘴内将压力能转化为速度能，并压缩双开口振荡管内循环气体，使得双开口振荡管内的循环气体增压，增压后的循环气体从自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机中压喷嘴排出，循环气体获得压力能变为中压循环气体，中压循环气体通过中压叶片，中压叶片转动带动高速轴转动，将中压循环气压力能变为轴功，最终通过17-皮带轮将轴功外输；
15、前级驱动叶片设置在中压区的工作模式：
16、高压新鲜气体从自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机高压进气口流入，流入高压喷嘴，当高压喷嘴与双开口振荡管接通后，高压新鲜气体在高压喷嘴内将压力能转化为速度能，并压缩双开口振荡管内循环气体，使得双开口振荡管内的循环气体增压，增压后的循环气体从自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机中压喷嘴排出，循环气体获得压力能变为中压循环气体；中压循环气体驱动设置在低速主轴后端的前级驱动叶片转动，为自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机提供动力；中压循环气体通过中压叶片，中压叶片转动带动高速轴转动，将中压循环气压力能变为轴功，最终通过17-皮带轮将轴功外输；
17、冷凝器设置在制冷机外部的工作模式：
18、中压循环气压力能变为轴功后，中压循环气变为循环废气，从中压端口排出，经过外部冷凝器降温后，重新从低压端口流入自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，完成循环气体压缩-膨胀循环；
19、高压新鲜气在双开口振荡管内膨胀后，温度降低变为新鲜低温气体，利用循环废气与新鲜低温气压差将新鲜低温气体从低温端口排出自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，自此完成一个气体制冷循环；
20、冷凝器设置在制冷机内部的工作模式：
21、中压循环气压力能变为轴功后，中压循环气变为循环废气，经过内部冷凝器降温后，从中压端口排出，重新从低压端口流入自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，完成循环气体压缩-膨胀循环；
22、高压新鲜气在双开口振荡管内膨胀后，温度降低变为新鲜低温气体，利用循环废气与新鲜低温气压差将新鲜低温气体从低温端口排出自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，自此完成一个气体制冷循环。
23、所述循环气体的介质选自脱湿空气或氮气，高压新鲜气选自脱湿空气、氮气、含湿空气或天然气。
24、本专利技术的有益效果为：该制冷机利用前级驱动叶片转动或者倾斜喷嘴提供功率驱动双开口振荡管制冷机自转。利用双开口振荡管的压力交换特性，获得低温气体的同时，将膨胀功以压力能形式回收，最后以轴功的方式对外输出，避免了压缩功的浪费。
25、由于双开口振荡管特性，气体膨胀制冷过程与循环气外功输出过程二者分离，循环气体不参与自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机工质的膨胀制冷过程，循环气体作用将激波传递的压缩功外输，转化为轴功，且将膨胀后的低温介质推离双开口振荡管。可采用不同介质进行能量交换，提升了制冷设备的带液能力，同时提高了设备的连续服役的期限。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其特征在于，制冷机承压外壳包括高压腔封头（2）、低温壳体（6）、低压壳体（7）、中压封头（9），所述高压封头（2）上焊接高压进气口（1），中压封头（9）上焊接中压端口（11）；制冷机内部被中压轴承座（8）与高压轴承座（29）分割为三个区域：高压轴承座（29）左侧为高压区，中压轴承座（8）右侧为中压区，中压轴承座（8）与高压轴承座（29）之间为低压区；
2.根据权利要求1所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其特征在于：所述高压腔封头（2）、高压轴承座（29）以及低温壳体（6）采用螺栓连接，低温壳体（6）与低压壳体（7）采用螺栓连接，低压壳体（7）与中压封头（9）采用螺栓连接；低温端口（28）焊接在低温壳体（6）上，低压端口（26）焊接在低压壳体（7）。
3.根据权利要求2所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其特征在于：所述前级驱动叶片（3）设置在低速主轴（27）的前端置于高压区，或前级驱动叶片（3）设置在低速主轴（27）的后端置于中压区。
4.根据权利要求3所述的一种自驱动外输
5.根据权利要求4所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其特征在于：所述高压喷嘴（4）与中压喷嘴（25）为沿着圆周的倾斜喷嘴，利用倾斜喷嘴构造推动力，推动双开口振荡管转动。
6.根据权利要求5所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其特征在于：所述双开口振荡管（5）的通道数量2-200根，通道截面为方形、梯形、圆形或多段线形，两个相邻通道夹角β为1.8-180°。
7.根据权利要求6所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机的制冷方法，其特征在于，该制冷方法包括第一阶段和第二阶段，第一阶段包括前级驱动叶片设置在高压区的工作模式和前级驱动叶片设置在中压区的工作模式两种模式，第二阶段包括冷凝器设置在制冷机外部的工作模式和冷凝器设置在制冷机内部的工作模式两种模式；
8.根据权利要求7所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机的制冷方法，其特征在于：所述循环气体的介质选自脱湿空气或氮气，高压新鲜气选自脱湿空气、氮气、含湿空气或天然气。
...【技术特征摘要】
1.一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其特征在于，制冷机承压外壳包括高压腔封头（2）、低温壳体（6）、低压壳体（7）、中压封头（9），所述高压封头（2）上焊接高压进气口（1），中压封头（9）上焊接中压端口（11）；制冷机内部被中压轴承座（8）与高压轴承座（29）分割为三个区域：高压轴承座（29）左侧为高压区，中压轴承座（8）右侧为中压区，中压轴承座（8）与高压轴承座（29）之间为低压区；
2.根据权利要求1所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其特征在于：所述高压腔封头（2）、高压轴承座（29）以及低温壳体（6）采用螺栓连接，低温壳体（6）与低压壳体（7）采用螺栓连接，低压壳体（7）与中压封头（9）采用螺栓连接；低温端口（28）焊接在低温壳体（6）上，低压端口（26）焊接在低压壳体（7）。
3.根据权利要求2所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其特征在于：所述前级驱动叶片（3）设置在低速主轴（27）的前端置于高压区，或前级驱动叶片（3）设置在低速主轴（27）的后端置于中压区。
4.根据权利要求3所述的一种自驱动外输功率轴流双开口振荡管制冷机，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，胡大鹏，刘凤霞，赵一鸣，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。