[發明專利]引流平衡型頂裝內嵌式氣波制冷機

有效

• 申請號: 201410061539.8
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103791646A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 朱徹;胡大鵬;代玉強;鄒久朋;劉培啟;劉鳳霞;張禮鳴;張大為
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F25B9/08
• 分類號: F25B9/08
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 花向陽

技術領域　　

本發明涉及一種引流平衡型頂裝內嵌式氣波制冷機,屬于壓力氣體膨脹制冷技術領域。

背景技術　

上世紀八十年代,大連理工大學研制了的氣波制冷機(專利號89213744.4)、多級氣波制冷機(96115022.X)，這些制冷節能機械均是利用裝置進出口氣體壓差使軸及氣體分配器轉動，以一定的旋轉速度將介質氣體依次對環周向的各末端封閉的接受管進行射流，使管內的潴留氣做不定常膨脹功而實現制冷，它們分別屬于一次或多次不定常膨脹制冷。該類制冷機在設計工況范圍內制冷效率一般均較高，但隨著使用期的延長，工況發生改變，制冷做功就難以保持高效率。這是機器自身調節能力不夠所致。另外在實際工程應用中，例如：在天然氣加工處理和化工生產尾氣處理過程中，一些重組分在低溫下會產生大量的冷凝液，其在制冷機機腔內和振蕩接受管內積存，嚴重影響了制冷機的制冷效率。由于氣波制冷機的制冷效率如何以及運行的可靠性是其性能最為關鍵的兩項內容，而影響制冷等熵效率的因素非常多，如：轉速、壓力、膨脹比、管長、管徑、噴嘴口徑形狀與尺寸、密封結構形式與尺寸、帶液運行性能、制冷機的設計結構等等。其設計結構及制造技術的優劣都關系和決定著該設備的可靠性。傳統式氣波制冷機結構和機理一般都較為復雜，內部轉動件較多，為防止制冷前后的氣體摻混及外泄，一般都設置有多種形式的動密封及靜密封，拆裝較為繁瑣。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過主軸內開孔引氣及噴嘴兩邊采用相同對稱的軸向結合徑向迷宮密封結構形式，能有效解決由高壓引發的軸向力過大導致壽命縮短的難題。并且結構更加簡單、操作維護簡便，承壓能力強，運轉穩定可靠、帶液運行效率高，適合于處理各種氣體介質的平衡型頂裝內嵌式氣波制冷機。

本發明采用的技術方案是：一種引流平衡型頂裝內嵌式氣波制冷機，包括由主機體、上機體、聯軸器箱座和軸承箱座構成的機體，在機體中設有驅動旋轉噴嘴轉動的主軸機構、主軸支撐裝置和主軸密封裝置；所述機體采用主機體、上機體、上軸承座、聯軸器箱座和軸承箱座依次固定連接在一起，所述主軸機構采用設有皮帶輪的外磁缸連體短軸經磁聯軸器連接主軸，主軸以安裝旋轉噴嘴的位置開始向兩邊分為設有氣壓平衡孔的連接端和設有進氣孔的進氣端，所述主軸支撐裝置采用位于嵌入式下軸承箱中的第一軸承和位于上軸承座中的第二軸承，所述主軸密封裝置采用下部迷宮靜環與主軸為一體的主軸迷宮動環相配合的下迷宮型密封和上部迷宮靜環與上部迷宮動環相配合的上迷宮型密封；所述主軸上依次設有進氣端的第一軸承、主軸迷宮動環、靠第二圓螺母壓帽緊固的旋轉噴嘴及蓋板、用第一圓螺母壓帽緊固的上部迷宮動環、支撐壓緊套筒環及第二軸承和通過鍵連接的內磁缸，還設有與旋轉噴嘴上的噴孔相配合的1-8個側向矩形孔、平衡孔和設置在主軸進氣孔內帶引氣孔的導流體；所述主機體上設有1個沿軸向中心設置的進氣管、1-4個按徑向分布的排氣管和10-99個沿周向均布的振蕩接受管，每個振蕩接受管都連接1個多級孔板耗散排液裝置，旋轉噴嘴的噴孔出口與位于主機體上連接振蕩接受管的管孔依次對應相配合。

對于所述下迷宮型密封，下部迷宮靜環的第二迷宮靜環外圓柱面上設有矩形密封槽，主軸迷宮動環和主軸迷宮段外圓柱面上設有矩形密封槽。

對于所述上迷宮型密封，上部迷宮動環的內圓柱面與外圓柱面上均設有矩形密封槽，支撐壓緊套筒環的外圓柱面上設有矩形密封槽。

所述下迷宮型密封和上迷宮型密封以主軸上的旋轉噴嘴為分界，下迷宮型密封和上迷宮型密封的密封長度和密封齒的數量和結構尺寸均按對稱選取；上部迷宮靜環最大外徑的下部設有一個縮徑臺階，使其通過上機體上的內凸臺定位；它的最大外圓處還設有一組多道O形密封圈以防止其與上機體之間的氣體泄漏。

所述主機體上管孔的直徑為4-45mm，管孔的偏角為0-25度，固定連接在管孔上的振蕩接受管長度為1000-12000mm。

所述多級孔板耗散排液裝置包括筒體和兩端的封頭，封頭上的第一接管(34)與振蕩接受管連接，第二接管與排液收集腔連接，筒體內設置一個用兩個半圓板固定在筒體內壁上的腔室,?腔室的上端封閉，下端開孔，兩端及中間設有多個孔板的短管伸入腔室下端的開孔中，腔室下端的開孔直徑大于短管的外直徑,短管的下端與第二接管固定連接。