[發明專利]平面回轉式膨脹機

有效

• 申請號: 201810839132.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108678810B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 侯曉冬;屈宗長;劉鵬超
• 申請（專利權）人: 江蘇豐泰流體機械科技有限公司
• 主分類號: F01C1/344
• 分類號: F01C1/344;F01C21/18;F01C21/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 許軻;徐冬濤

本發明公開了一種平面回轉式膨脹機，其包括主軸、轉子、缸體、偏心座、機架、滑板、氣缸端蓋和機架端蓋，主軸一端與轉子固定連接，另一端支撐于機架端蓋上，轉子的一端端部設置有相連通的汽道和徑向進汽口，另一端的軸面上設有滑板槽，滑板槽底部設有導流孔；偏心座與氣缸端蓋分別緊固于缸體兩端構成氣缸，所述滑板在轉子的滑板槽中做往復移動和平面擺動，并帶動氣缸同步旋轉，在缸體上設置有旋轉的徑向旋轉排汽口，并且缸體、轉子、氣缸端蓋、偏心座及滑板組成了工作腔的月牙形基元容積。本發明做到了廢氣液的梯級利用，可廣泛用于各種氣體壓縮機、流體輸送泵及制冷空調壓縮機等各種領域。

技術領域

本發明屬于壓縮機領域，具體涉及一種可應用于工業企業產生的大量中、低品位廢熱資源的回收利用，既杜絕了環境污染，又回收了大量可利用的資源的平面回轉式膨脹機。

背景技術

膨脹機是一種回收高、中、低品位能源發電的新型熱動力裝置，它大量使用在新能源及鋼鐵工業、電力工業、石化工業、制藥和食品工業、建材造紙等工業中余熱、廢熱回收的領域。目前膨脹機領域中所使用的機械包括螺桿式膨脹機和汽輪機等。汽輪機不僅結構復雜、維護要求高且需要專業檢修隊伍和設備，同時由于轉速高而存在振動大、飛車等安全隱患，更重要的是汽輪機對工作介質品質要求高，它僅僅只適用于過熱的蒸汽，對于飽和蒸汽和濕蒸汽其應用則受到了限制。螺桿膨脹機結構雖較為簡單，且對工作介質的品位要求不高，它是目前使用較多能回收過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水兩相及熱水熱液的新型動力機，但由于螺桿膨脹機的進出口位置是固定不變的，所以是能源難以做到梯級利用，同樣會造成余熱的浪費和環境的污染；由于螺桿膨脹機的容積是固定值，對氣水兩相的水的含量有一確定的比例要求；另外，由于螺桿膨脹機的工作原理是依靠一對轉子和缸體之間所形成的間隙來密封汽液，螺桿轉子在靜止的缸體中高速旋轉運動，使得轉子與氣缸體之間存在著較大的相對速度，造成了較大的摩擦磨損，更重要的是加工精度高工藝復雜,且軸向力難以平衡，導致較大的摩擦磨損，如果廢氣中存在著小的硬顆粒，很容易拉傷螺桿轉子的型線，使得泄漏增加而效率下降，即使為了避免拉傷轉子的型線而在一個轉子上采用橡膠，但由于廢熱中的高溫使得橡膠不斷老化，影響性能和使用壽命，另外螺桿轉子的加工工藝復雜，成本高也而影響了其廣泛使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種能進行余熱梯級回收的平面回轉式膨脹機，它既可用于工業余熱回收熱水熱液、蒸汽、煙氣發電，也可以用于地熱、太陽能級生物質熱能等能源發電領域；該平面回轉式膨脹機由于使用旋轉的進排汽口，所以允許熱源壓力、流量在大范圍的波動；機器可移動，可集中，可分散，很適合工業余熱的特點和發電利用。

本發明采取的技術方案是：一種平面回轉式膨脹機，其包括主軸、轉子、缸體、偏心座、機架、滑板、氣缸端蓋和機架端蓋，所述主軸一端伸入機架并與轉子固定連接，另一端通過主軸承支撐于機架端蓋上，且主軸繞轉子中心定軸轉動；所述轉子的一端端部設置有相連通的汽道和徑向進汽口，另一端的軸面上設有滑板槽，滑板槽底部設有導流孔；所述偏心座與氣缸端蓋分別緊固于缸體兩端構成氣缸，該氣缸由位于偏心座和機架上的氣缸軸承支撐，并繞氣缸中心線定軸旋轉；所述滑板在轉子的滑板槽中做往復移動和平面擺動，并帶動氣缸同步旋轉，所述的缸體上設置有旋轉的徑向旋轉排汽口，并且缸體、轉子、氣缸端蓋、偏心座及滑板組成了工作腔的月牙形基元容積，滑板將月牙形基元容積分為進汽腔V和膨脹腔V；所述的機架徑向設置有排汽通道，進汽端蓋周向設置有進汽通道，且進汽通道通過偏心座、轉子端部的汽道與開設在轉子上的徑向進汽口相通，構成平面回轉式膨脹機的進汽通路。

進一步的，所述轉子上設有鍵槽，主軸通過鍵槽固定在轉子上。

進一步的，高壓、高溫的廢氣通過轉子的徑向進汽口進入進氣腔V，經膨脹后由徑向旋轉排汽口排出。

進一步的，所述轉子位于缸體內，其旋轉中心與缸體的旋轉中心有一偏心，其偏心為缸體的半徑與轉子半徑之差。

進一步的，所述轉子上的徑向進汽口開設在滑板的旋轉方向的后方，而徑向旋轉排汽口開設在缸體上且位于滑板的旋轉方向的前方。