[發明專利]一種新型雙螺桿膨脹機

在審

• 申請號: 201810609401.5
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108729951A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 張帆;孫亞靜;朱君
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F01C1/16
• 分類號: F01C1/16;F03C2/08
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

一種新型雙螺桿膨脹機，屬于動力機械技術領域，陰轉子和陽轉子所在的工作腔呈錐形設置，位于進口端的工作腔直徑小于出口端的工作腔直徑，陰轉子和陽轉子自身呈錐形設置，其進口端的齒頂圓半徑逐漸小于出口端的齒頂圓半徑，陰轉子和陽轉子上的螺距呈規律變化，其進口端的螺距逐漸小于其出口端的螺距。本發明結構新穎，工作原理清晰，本設計與現有的膨脹機內部結構相比，本發明可適應多種規格參數或品質的工作介質，能很好的利用介質所提供的能量，本發明中工作腔的設計呈漸大的形式可以更好地利用氣體膨脹做功，并且更加平穩地出氣，進一步提高對工業廢熱液、廢熱氣的利用。

技術領域

本發明屬于動力機械技術領域，涉及一種雙螺桿膨脹機，具體的說是涉及一種可用于氣液兩箱液體、飽和蒸汽、過飽和蒸汽，也可用于全液介質，對工業廢熱液、廢熱氣具有高效利用率的新型雙螺桿膨脹機。

背景技術

現有技術中的雙螺桿膨脹機，其結構主要包括殼體，殼體的一端設有齒輪箱，殼體內設有嚙合的陰轉子和陽轉子，齒輪箱內設有嚙合的大齒輪和小齒輪，陰轉子和陽轉子的軸穿過殼體進入齒輪箱內，小齒輪通過鍵與陽轉子的軸連接，大齒輪安裝在陰轉子的軸上，大齒輪與陰轉子之間為錐配合，殼體的一端設有進口，殼體的另一端設有出口。雙螺桿膨脹機的原理是雙螺桿壓縮機的逆向使用的一種機械裝置，其可將高壓端的帶有壓力的氣體向低壓端釋放，可取代節流閥，在太陽能、地熱能及工業余(廢)熱動力利用方面，也有著很大的應用潛力。然而，現有的膨脹機的陰陽轉子的螺距都是相等的，同時其齒頂圓直徑和工作腔的左右端尺寸也都相等，這使得氣體在出口處存在較大的壓降，氣體輸出平穩性差，氣體能量損失大，不利于節能。

發明內容

本發明的目的是針對現有膨脹機氣體在出口處存在較大的壓降，氣體輸出平穩性差，氣體能量損失大，不利于節能等不足，提出一種新型雙螺桿膨脹機，該膨脹機可適應多種規格參數或品質的工作介質，能很好的利用介質所提供的能量，使氣體在低壓端能夠平穩輸出，能有效解決上述不足，進一步提高對工業廢熱液、廢熱氣的利用。

本發明的技術方案：一種新型雙螺桿膨脹機，包括殼體，殼體的一端設有齒輪箱，殼體內設有嚙合的陰轉子和陽轉子，齒輪箱內設有嚙合的大齒輪和小齒輪，陰轉子和陽轉子的軸穿過殼體進入齒輪箱內，小齒輪通過鍵與陽轉子的軸連接，大齒輪安裝在陰轉子的軸上，大齒輪與陰轉子之間為錐配合，殼體的一端設有進口，殼體的另一端設有出口；其特征在于：所述陰轉子和陽轉子所在的工作腔呈錐形設置，位于進口端的工作腔直徑小于出口端的工作腔直徑，所述陰轉子和陽轉子自身呈錐形設置，其進口端的齒頂圓直徑逐漸小于出口端的齒頂圓直徑，所述陰轉子和陽轉子上的螺距呈規律變化，其進口端的螺距逐漸小于其出口端的螺距。

所述陰轉子和陽轉子從流道出口端到進口端，其齒頂圓直徑由大到小逐步發生變化，直徑的變小量是一個固定值；陰陽轉子齒頂圓的初始設計直徑為D，每一圈的直徑變小量為t，陰、陽轉子的齒數分別為a、b，陽轉子的齒頂圓直徑由大到小以D+bt、D+(b-1)t、D+(b-2)t、D+(b-3)t依次遞推；陰轉子的齒頂圓直徑由大到小以D+at、D+(a-1)t、D+(a-2)t、D+(a-3)t依次遞推。

所述工作腔的直徑由大到小的初始設計為陰轉子與陽轉子齒頂圓直徑之和減去一個嚙合長度m再加空隙0.5，即錐形工作腔的直徑由大到小以2D+(a+b)t-(m-0.5)、2D+(a+b-2)t-(m-0.5)、2D+(a+b-4)t-(m-0.5)、2D+(a+b-6)t-(m-0.5)依次類推。

所述陰轉子和陽轉子從出口端到進口端，其螺距由大到小逐步發生變化，螺距的變小量是一個固定值，令陰陽轉子初始設計的螺距為p，每一圈的螺距變小量為d，均勻變螺距是陰陽轉子上螺距由大到小發生的變化，初始螺距為p，升距為d，陰陽轉子齒數為a、b，陽轉子的螺距由大到小以p+bd、p+(b-1)d、p+(b-2)d、p+(b-3)d依次遞推，陰轉子的螺距由大到小以p+ad、p+(a-1)d、p+(a-2)d、p+(a-3)d依次遞推。