[發明專利]圓環氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機

有效

• 申請號: 200810201219.2
• 申請日: 2008-10-15
• 公開（公告）號: CN101382078A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 胡正平;嚴壽鵬;俞建
• 申請（專利權）人: 上海啟元空分技術發展有限公司
• 主分類號: F01D25/16
• 分類號: F01D25/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及一種透平膨脹機，特別涉及一種圓環氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機。

背景技術

氣體軸承具有摩擦力小、耗功小、耗氣量小、無污染、噪音低、結構簡單以及操作方便等優點，被廣泛應用于高轉速的增壓透平膨脹機。目前小流量高轉速的低溫增壓透平膨脹機一般均采用徑向供氣圓孔氣腔式軸承(亦稱懸浮式軸承)。但由于氣體連續地從軸承外邊緣排入大氣，所以氣體不具有邊界潤滑能力。在高速運轉中，若氣體軸承的負荷一旦超過了規定的限速，立刻會發生固體的直接接觸而抱死，致使軸承與主軸受損。

發明內容

本發明的目的，就是為了解決現有技術存在的上述問題，提供一種圓環氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機。

本發明的技術方案是：一種圓環氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機，包括低溫端蝸殼、高溫端蝸殼、連接低溫端蝸殼和高溫端蝸殼的中間體，中間體包括外筒體和內筒體，內筒體內配置主軸，在主軸兩端與內筒體之間分別設有左軸承和右軸承，左軸承和右軸承都是氣體軸承，該氣體軸承包括軸承體和襯套在軸承體內的軸承襯，在軸承體上設有多個切向通氣孔和連通該切向通氣孔和止推軸承面的多個通氣小孔，在軸承襯上設有多個切向通氣孔和連通該切向通氣孔和徑向軸承面的多個通氣小孔；其特點是，所述的左軸承和右軸承的止推軸承面和徑向軸承面上分別設有至少一條圓環形淺槽，該圓環形淺槽將處于同一圓環線上的多個通氣小孔相互連通形成圓環氣腔。

所述的左軸承的徑向軸承面和止推軸承面上分別設有32個通氣小孔，徑向軸承面上的32個通氣小孔分布在4條圓環線上，止推軸承面上的32個通氣小孔分布在2條圓環線上；在左軸承的徑向軸承面上設有4條圓環形淺槽，4條圓環形淺槽分別將處于同一圓環線上的多個通氣小孔相互連通形成4條圓環氣腔；在左軸承的止推軸承面上設有2條圓環形淺槽，2條圓環形淺槽分別將處于同一圓環線上的多個通氣小孔相互連通形成2條圓環氣腔。

所述的右軸承的徑向軸承面上設有32個通氣小孔，32個通氣小孔分布在4條圓環線上；右軸承的止推軸承面上設有16個通氣小孔，16個通氣小孔分布在1條圓環線上；在右軸承的徑向軸承面上設有4條圓環形淺槽，4條圓環形淺槽分別將處于同一圓環線上的多個通氣小孔相互連通形成4條圓環氣腔；在右軸承的止推軸承面上設有1條圓環形淺槽，該條圓環形淺槽將處于同一圓環線上的多個通氣小孔相互連通形成1條圓環氣腔。

所述的圓環形淺槽的深度為0.12-0.15mm，寬度為2-2.5mm。

本發明中的氣體軸承由于在止推軸承面和徑向軸承面上設置了圓環形淺槽，使點源通氣變成線源通氣，從而使氣體出口壓力分布均勻，并具有表面節流功效。將本發明中的氣體軸承應用在低溫增壓透平膨脹機上，可以大大提高低溫增壓透平膨脹機的承載能力和支承剛度，實現大流量和高轉速。本發明的圓環氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機的承載能力要比圓孔氣腔式軸承增壓透平膨脹機的承載能力高2倍，最大膨脹量已達3300m³/h，可配套用于3200～4500m³/h空氣分離設備，透平膨脹機的制造成本比油軸承透平膨脹機降低50％。

附圖說明

圖1是本發明圓環氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機的剖視結構示意圖；

圖2是本發明中的氣體軸承的局部剖視結構示意圖；

圖3是圖2的I部放大圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

參見圖1，本發明圓環氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機包括低溫端蝸殼1、高溫端蝸殼2、連接低溫端蝸殼和高溫端蝸殼的中間體，中間體包括外筒體3和內筒體4，內筒體4內配置主軸5，在主軸5兩端與內筒體4之間分別設有左軸承6和右軸承7，主軸兩端分別連接低溫端蝸殼內的膨脹機葉輪8和高溫端蝸殼內的增壓葉輪9。