專利名稱：圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透平膨脹機(jī)，特別涉及一種圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓 透平膨脹機(jī)。
背景技術(shù)：
氣體軸承具有摩擦力小、耗功小、耗氣量小、無(wú)污染、噪音低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以 及操作方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高轉(zhuǎn)速的增壓透平膨脹機(jī)。目前小流量高轉(zhuǎn)速的 低溫增壓透平膨脹機(jī)一般均采用徑向供氣圓孔氣腔式軸承(亦稱懸浮式軸承)。 但由于氣體連續(xù)地從軸承外邊緣排入大氣，所以氣體不具有邊界潤(rùn)滑能力。在高速 運(yùn)轉(zhuǎn)中，若氣體軸承的負(fù)荷一旦超過了規(guī)定的限速，立刻會(huì)發(fā)生固體的直接接觸而 抱死，致使軸承與主軸受損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種圓環(huán)氣 腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)，包 括低溫端蝸殼、高溫端蝸殼、連接低溫端蝸殼和高溫端蝸殼的中間體，中間體 包括外筒體和內(nèi)筒體，內(nèi)筒體內(nèi)配置主軸，在主軸兩端與內(nèi)筒體之間分別設(shè)有 左軸承和右軸承，左軸承和右軸承都是氣體軸承，該氣體軸承包括軸承體和襯 套在軸承體內(nèi)的軸承襯，在軸承體上設(shè)有多個(gè)切向通氣孔和連通該切向通氣孔 和止推軸承面的多個(gè)通氣小孔，在軸承襯上設(shè)有多個(gè)切向通氣孔和連通該切向 通氣孔和徑向軸承面的多個(gè)通氣小孔；其特點(diǎn)是，所述的左軸承和右軸承的止 推軸承面和徑向軸承面上分別設(shè)有至少一條圓環(huán)形淺槽，該圓環(huán)形淺槽將處于 同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成圓環(huán)氣腔。
所述的左軸承的徑向軸承面和止推軸承面上分別設(shè)有32個(gè)通氣小孔，徑
向軸承面上的32個(gè)通氣小孔分布在4條圓環(huán)線上，止推軸承面上的32個(gè)通氣 小孔分布在2條圓環(huán)線上；在左軸承的徑向軸承面上設(shè)有4條圓環(huán)形淺槽，4 條圓環(huán)形淺槽分別將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成4條圓環(huán) 氣腔；在左軸承的止推軸承面上設(shè)有2條圓環(huán)形淺槽，2條圓環(huán)形淺槽分別將 處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成2條圓環(huán)氣腔。
所述的右軸承的徑向軸承面上設(shè)有32個(gè)通氣小孔，32個(gè)通氣小孔分布在 4條圓環(huán)線上；右軸承的止推軸承面上設(shè)有16個(gè)通氣小孔，16個(gè)通氣小孔分 布在l條圓環(huán)線上；在右軸承的徑向軸承面上設(shè)有4條圓環(huán)形淺槽，4條圓環(huán) 形淺槽分別將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成4條圓環(huán)氣腔； 在右軸承的止推軸承面上設(shè)有1條圓環(huán)形淺槽，該條圓環(huán)形淺槽將處于同一圓 環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成1條圓環(huán)氣腔。
所述的圓環(huán)形淺槽的深度為0.12 —0.15mm，寬度為2 — 2.5mm。 本發(fā)明中的氣體軸承由于在止推軸承面和徑向軸承面上設(shè)置了圓環(huán)形淺 槽，使點(diǎn)源通氣變成線源通氣，從而使氣體出口壓力分布均勻，并具有表面節(jié) 流功效。將本發(fā)明中的氣體軸承應(yīng)用在低溫增壓透平膨脹機(jī)上，可以大大提高 低溫增壓透平膨脹機(jī)的承載能力和支承剛度，實(shí)現(xiàn)大流量和高轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的 圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)的承載能力要比圓孔氣腔式軸承增 壓透平膨脹機(jī)的承載能力高2倍，最大膨脹量己達(dá)3300mVh，可配套用于3200 4500mVh空氣分離設(shè)備，透平膨脹機(jī)的制造成本比油軸承透平膨脹機(jī)降低50M。


圖1是本發(fā)明圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明中的氣體軸承的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖3是圖2的I部放大圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參見圖1，本發(fā)明圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)包括低溫端蝸
殼l、高溫端蝸殼2、連接低溫端蝸殼和高溫端蝸殼的中間體，中間體包括外
筒體3和內(nèi)筒體4，內(nèi)筒體4內(nèi)配置主軸5，在主軸5兩端與內(nèi)筒體4之間分 別設(shè)有左軸承6和右軸承7，主軸兩端分別連接低溫端蝸殼內(nèi)的膨脹機(jī)葉輪8 和高溫端蝸殼內(nèi)的增壓葉輪9。
本發(fā)明中的左軸承6和右軸承7都是氣體軸承，該氣體軸承的結(jié)構(gòu)基本相 同。以左軸承6為例，其結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。它包括軸承體61和襯套在軸 承體內(nèi)的軸承襯62，在軸承體61上設(shè)有多個(gè)切向通氣孔611和連通該切向通 氣孔和止推軸承面的多個(gè)通氣小孔612，在止推軸承面上設(shè)有至少一條圓環(huán)形 淺槽613，該圓環(huán)形淺槽613將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔612相互連 通形成圓環(huán)氣腔。在軸承襯62上設(shè)有多個(gè)切向通氣孔621和連通該切向通氣 孔和徑向軸承面的多個(gè)通氣小孔622，在徑向軸承面上設(shè)有至少一條圓環(huán)形淺 槽623，該圓環(huán)形淺槽623將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔622相互連通 形成圓環(huán)氣腔。設(shè)置在止推軸承面和徑向軸承面上的各圓環(huán)形淺槽的深度為 0.12—0.15mm，寬度為2—2.5mm。
本發(fā)明中的左軸承的徑向軸承面和止推軸承面上分別設(shè)有32個(gè)通氣小孔， 徑向軸承面上的32個(gè)通氣小孔分布在4條圓環(huán)線上，止推軸承面上的32個(gè)通 氣小孔分布在2條圓環(huán)線上；在左軸承的徑向軸承面上設(shè)有4條圓環(huán)形淺槽， 4條圓環(huán)形淺槽分別將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成4條圓 環(huán)氣腔；在左軸承的止推軸承面上設(shè)有2條圓環(huán)形淺槽，2條圓環(huán)形淺槽分別 將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成2條圓環(huán)氣腔。壓力為 0.5Mpa (表壓)的干燥純凈空氣系列從64個(gè)小孔一次節(jié)流，再分別從6條圓 環(huán)氣腔二次節(jié)流后排入大氣。
本發(fā)明中的右軸承的徑向軸承面上設(shè)有32個(gè)通氣小孔，32個(gè)通氣小孔分 布在4條圓環(huán)線上；右軸承的止推軸承面上設(shè)有16個(gè)通氣小孔，16個(gè)通氣小 孔分布在l條圓環(huán)線上；在右軸承的徑向軸承面上設(shè)有4條圓環(huán)形淺槽，4條 圓環(huán)形淺槽分別將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成4條圓環(huán)氣 腔；在右軸承的止推軸承面上設(shè)有l(wèi)條圓環(huán)形淺槽，該條圓環(huán)形淺槽將處于同 一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成1條圓環(huán)氣腔。
權(quán)利要求
1. 一種圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)，包括低溫端蝸殼、高溫端蝸殼、連接低溫端蝸殼和高溫端蝸殼的中間體，中間體包括外筒體和內(nèi)筒體，內(nèi)筒體內(nèi)配置主軸，在主軸兩端與內(nèi)筒體之間分別設(shè)有左軸承和右軸承，左軸承和右軸承都是氣體軸承，該氣體軸承包括軸承體和襯套在軸承體內(nèi)的軸承襯，在軸承體上設(shè)有多個(gè)切向通氣孔和連通該切向通氣孔和止推軸承面的多個(gè)通氣小孔，在軸承襯上設(shè)有多個(gè)切向通氣孔和連通該切向通氣孔和徑向軸承面的多個(gè)通氣小孔；其特征在于所述的左軸承和右軸承的止推軸承面和徑向軸承面上分別設(shè)有至少一條圓環(huán)形淺槽，該圓環(huán)形淺槽將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成圓環(huán)氣腔。
2. 如權(quán)利要求l所述的圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)，其特 征在于所述的左軸承的徑向軸承面和止推軸承面上分別設(shè)有32個(gè)通氣小孔， 徑向軸承面上的32個(gè)通氣小孔分布在4條圓環(huán)線上，止推軸承面上的32個(gè)通 氣小孔分布在2條圓環(huán)線上；在左軸承的徑向軸承面上設(shè)有4條圓環(huán)形淺槽， 4條圓環(huán)形淺槽分別將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成4條圓 環(huán)氣腔；在左軸承的止推軸承面上設(shè)有2條圓環(huán)形淺槽，2條圓環(huán)形淺槽分別 將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成2條圓環(huán)氣腔。
3. 如權(quán)利要求l所述的圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)，其特 征在于所述的右軸承的徑向軸承面上設(shè)有32個(gè)通氣小孔，32個(gè)通氣小孔分 布在4條圓環(huán)線上；右軸承的止推軸承面上設(shè)有16個(gè)通氣小孔，16個(gè)通氣小 孔分布在l條圓環(huán)線上；在右軸承的徑向軸承面上設(shè)有4條圓環(huán)形淺槽，4條 圓環(huán)形淺槽分別將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成4條圓環(huán)氣 腔；在右軸承的止推軸承面上設(shè)有1條圓環(huán)形淺槽，該條圓環(huán)形淺槽將處于同 一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成1條圓環(huán)氣腔。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹 機(jī)，其特征在于所述的圓環(huán)形淺槽的深度為0.12 — 0.15mm，寬度為2 — 2.5mm。
全文摘要
一種圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)，包括設(shè)置在主軸兩端與內(nèi)筒體之間的左軸承和右軸承，左軸承和右軸承都是氣體軸承，在左軸承和右軸承的止推軸承面和徑向軸承面上分別設(shè)有至少一條圓環(huán)形淺槽，該圓環(huán)形淺槽將處于同一圓環(huán)線上的多個(gè)通氣小孔相互連通形成圓環(huán)氣腔。這種圓環(huán)氣腔使點(diǎn)源通氣變成線源通氣，從而使氣體出口壓力分布均勻，并具有表面節(jié)流功效。本發(fā)明的圓環(huán)氣腔式氣體軸承低溫增壓透平膨脹機(jī)的承載能力要比圓孔氣腔式軸承增壓透平膨脹機(jī)的承載能力提高2倍，最大膨脹量已達(dá)3300m³/h，可配套用于3200～4500m³/h空氣分離設(shè)備，透平膨脹機(jī)的制造成本比油軸承透平膨脹機(jī)降低50％。
文檔編號(hào)F01D25/16GK101382078SQ200810201219
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者嚴(yán)壽鵬, 建 俞, 胡正平 申請(qǐng)人:上海啟元空分技術(shù)發(fā)展有限公司