[實用新型]功率可調節單螺桿膨脹機

有效

• 申請號: 201420281522.9
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN203867621U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 曾勵;徐大明;曾志
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F01C1/16
• 分類號: F01C1/16;F01C20/24;F01C11/00;F01C21/00;F01C19/00;F01K7/02
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本實用新型涉及一種以低沸點有機介質為動力源的單螺桿膨脹動力機。

背景技術

單螺桿膨脹機主要由一個圓柱螺桿和兩個對稱配置的平面星齒輪組成嚙合副，裝在機殼內。螺桿、螺槽、機殼缸體和星齒輪頂面構成封閉的齒間容積。運轉時，高溫高壓氣體經調節閥由進氣口進入螺槽內推動螺桿運轉，螺桿轉動、齒間容積逐漸增大，氣體不斷膨脹做工，經由螺桿軸帶動發電機轉動。做完工的氣體由缸體上的排氣口排出。在計算螺桿槽數時，由于槽數越多，齒面積越小，齒槽長度與齒間面積之比增大，提高了內容積比，但轉子基元容積縮小，故通常設計螺桿有6個螺槽，兩個平面星齒輪將其分隔成上下兩個空間，各自實現進氣、膨脹和排氣過程。

單螺桿膨脹機的工作過程如下：

進氣過程。高壓高溫氣體經進氣口進入齒間容積后，將推動螺桿旋轉，并使齒間容積不斷增大，當單螺桿膨脹機螺桿、平面星齒輪、殼體形成齒間容積完全與進氣口脫離時，進氣過程結束。

膨脹過程。進氣結束后，螺桿在高壓氣體的作用下繼續轉動，隨著星輪齒沿著螺槽推進，齒間容積繼續增大，高壓高溫氣體將膨脹為低壓低溫的氣體，同時輸出功。當齒間容積與排氣口連通時，膨脹過程結束。

排氣過程。當齒間容積與排氣口連通后，由于螺桿繼續旋轉，做完功的氣體通過排氣口輸送至排氣管，直至星輪齒脫離該螺槽為止。

單螺桿膨脹機由于對稱的結構，使其轉子受力平衡，單螺桿膨脹機在運行過程中平穩，噪音低，壽命長。單螺桿膨脹機的核心部件為螺桿與星輪，螺桿與星輪幾何面垂直，可以從頂部或底部拆卸星輪。

單螺桿膨脹機功率P=m_g△h_gη_sη_m。其中m_g?——工質質量流量；_△h_g——單螺桿膨脹機進氣口、出氣口工質焓差；η_s——但螺桿膨脹機等熵效率；η_m——但螺桿膨脹機將機械效率。由于現有的單螺桿膨脹機的功率一般在10KW—1000KW，單機功率低；單螺桿膨脹機進口體積流量為一定值，且容積比確定，這樣在工質溫度不變的情況下，單螺桿膨脹機的功率不能隨需調節；還有單螺桿膨脹機的容積比一搬不大于10，這使得一定高溫高壓的氣體不能充分膨脹做工。基于上述單螺桿膨脹機的短缺，因此需要一種新型單螺桿膨脹機。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種功率可調節單螺桿膨脹機，解決了功率不能隨需調節、單機功率低、對于一定高溫高壓氣體膨脹不充分的缺陷。。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的，一種功率可調節單螺桿膨脹機，包括殼體、壓蓋、螺桿軸、螺桿轉子、平面星齒輪，殼體上設置進氣口和排氣口，所述螺桿軸上串聯設置兩個螺桿轉子，兩個螺桿轉子之間設有隔離屏，螺桿轉子的上方和下方設置所述平面星齒輪構成膨脹機芯，平面星齒輪與螺桿轉子嚙合；進氣口設置在殼體兩端，隔離屏四周的殼體內形成排氣腔，排氣腔對應的殼體上設置所述排氣口。

進一步地，所述螺桿轉子進氣端與排氣端之間的殼體上設有滑閥，滑閥與所述膨脹機芯的螺桿轉子滑動連接。

進一步地，所述螺桿轉子上加工有螺槽，螺槽在圓周方向上與所述平面星齒輪的嚙合相位錯位。

進一步地，所述殼體包括中間殼體和頭部殼體，中間殼體兩端設置頭部殼體，中間殼體為頂底可拆分式結構。

進一步地，所述中間殼體左端口和頭部殼體左側設置進氣口。

進一步地，所述螺桿軸兩端支撐在所述頭部殼體上，螺桿軸上設有軸承、機械密封，軸承外設置所述壓蓋，螺桿軸端設有聯軸器。

進一步地，所述螺桿轉子與所述螺桿軸鍵連接。

進一步地，所述膨脹機芯以隔離屏為對稱軸對稱設置。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有意效果：

第一，本實用新型由中間殼體、頭部殼體、螺桿軸?、螺桿、平面星齒輪、進氣口、排氣腔、排氣口、隔離屏、滑閥、軸尾壓蓋、軸端壓蓋、機械密封、軸承、聯軸器、平鍵組合而成。本實用新型功率可調節單螺桿膨脹機是將兩臺單螺桿膨脹機機芯螺桿部件串聯連接在一根螺桿軸上，安裝在一個機殼內，組裝而成的一種新型的單螺桿膨脹機，本實用新型的單機功率是普通單螺桿膨脹機的兩倍；

第二，由于功率的大小正比于螺桿膨脹機的工質質量流量及工質的焓差，本實用新型配置有滑閥，調節輸氣量及內容積比，實現工質質量流量及工質焓差的調節；