[實用新型]一種交叉軸錐形雙螺桿膨脹機

有效

• 申請號: 201922346047.4
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN211287795U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 武萌;沙潤東;王君;劉譯陽;董麗寧;許超
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F01C1/16
• 分類號: F01C1/16;F01C21/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種交叉軸錐形雙螺桿膨脹機，包括錐形陽螺桿轉子(1)、錐形陰螺桿轉子(2)、錐形泵體(3)、左傳動齒輪(4)和右傳動齒輪(5)；錐形陽螺桿轉子(1)和錐形陰螺桿轉子(2)從低壓端面(Ⅱ?Ⅱ)到高壓端面(Ⅰ?Ⅰ)均呈線性錐形，使兩螺桿轉子在異向交叉軸傳動下，能夠實現正確嚙合，并保證兩螺桿轉子之間的有效密封；兩螺桿轉子之間的接觸線在高壓端較短，有效地減少了工作過程中的氣體泄漏量；提高了雙螺桿膨脹機的內容積比，使雙螺桿膨脹機軸向尺寸更加緊湊，對提高雙螺桿膨脹機工作性能和提高循環發電效率具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及雙螺桿膨脹機，特別涉及一種交叉軸錐形雙螺桿膨脹機。

背景技術

雙螺桿膨脹機是一種容積式膨脹機，主要由一對螺桿轉子、機殼體、軸承、同步齒輪、密封組件以及聯軸器組成。其工作過程包括吸氣過程、膨脹過程和排氣過程，通過流體在兩螺桿和泵腔形成的封閉容積中的降壓膨脹做功，推動螺桿轉動以實現能量轉換。雙螺桿膨脹機具有工質適應能力強、操作簡單、占地小、應用范圍廣的優點，適用于工業余熱發電、地熱能發電的技術應用。

在雙螺桿膨脹機的應用中，其內容積比對發電循環系統有極大的影響，現有的相互嚙合的雙螺桿轉子所能形成的內容積比較小；較大內容積比的雙螺桿膨脹機有利于提高系統的性能，如大內容積的雙螺桿膨脹機能夠實現全流發電循環。為提高螺桿膨脹機的內容積比，中國專利 (專利號CN 109458226 A)提出了一種雙螺桿膨脹機的變截面螺桿轉子，該轉子通過漸變截面型線的方法，使螺桿轉子的吸氣體積較小，而排氣體積較大，從而提高了雙螺桿轉子所形成的內容積比，但這種方法對內容積比的提高有限。中國專利(專利號CN104141606A)提出了一種錐形雙螺桿壓縮泵，采用5：3傳動的陰、陽錐形螺桿，理論上有較高的壓縮系數，但兩平面截面在交叉軸嚙合情況下的接觸線只能存在一條直線，平面型線在交叉軸嚙合情況下會出現不完全嚙合或不嚙合，不能保證兩螺桿轉子之間的密封性能。

發明內容

本發明為了提高雙螺桿膨脹機的內容積比，以滿足發電循環系統對內容積比和膨脹比需求，本發明提出了一種交叉軸錐形雙螺桿膨脹機；兩螺桿轉子均呈線性錐形，在工作過程中兩螺桿轉子能實現傳動比為3：2的交叉軸嚙合，在相同外形尺寸的條件下，內容積比是現有的平行軸雙螺桿膨脹機的2～3倍；在相同內容積比情況下比原有雙螺桿膨脹機結構更為簡單緊湊。本發明采用球截面完成對兩螺桿轉子的設計，使兩螺桿轉子在交叉軸工作狀態下能夠實現正確嚙合，并保證兩螺桿轉子之間的有效密封。提高了雙螺桿膨脹機的內容積比，減小了螺桿轉子所受的氣體軸向力，使雙螺桿膨脹機軸向結構更加緊湊，對提高雙螺桿膨脹機工作性能和提高系統發電循環效率具有重要意義。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種交叉軸錐形雙螺桿膨脹機，包括：錐形陽螺桿轉子、錐形陰螺桿轉子、錐形泵體、左傳動齒輪和右傳動齒輪，錐形陽螺桿轉子和錐形陰螺桿轉子均由從低壓端面到高壓端面呈線性錐形，即錐形陽螺桿轉子和錐形陰螺桿轉子的節圓半徑線性減小；

錐形陽螺桿轉子和錐形陰螺桿轉子在高壓端面處的端面為一內凹球面，其半徑為R_h；錐形陽螺桿轉子在高壓端面處的節圓半徑為r_mh，且滿足r_mh＝R_h·sinθ₁，θ₁為陽螺桿轉子節圓圓錐的圓錐半角；錐形陰螺桿轉子在高壓端面處的節圓半徑為r_fh，且滿足r_fh＝R_h·sinθ₂；θ₂為陰螺桿轉子節圓圓錐的圓錐半角；