透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其包括調(diào)節(jié)套筒(3)、上蓋板(4)、填料(5)、上管板(6)、調(diào)節(jié)柱塞(7)、殼程接頭(8)、筒體(10)、翅片板(11)、換熱管(12)、下管板(13)、連接法蘭(14)及管程接頭(15、16)，調(diào)節(jié)套筒(3)及調(diào)節(jié)柱塞(7)相連接固定，調(diào)節(jié)套筒(3)和上管板(6)固定連接，兩者之間的間隙通過填料(5)密封，換熱管(12)套設(shè)有翅片板(11)，并分別與上管板(6)和下管板(13)連接，上蓋板(4)、上管板(6)、殼程接頭(8)、筒體(10)、下管板(13)、連接法蘭(14)及管程接頭(15、16)相連接。所述透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)結(jié)構(gòu)緊湊、換熱高效。
【專利說明】透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及低溫【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)緊湊、換熱高效、可實(shí)現(xiàn)閉式可調(diào)風(fēng)機(jī)制動(dòng)的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼。

【背景技術(shù)】
[0002]透平膨脹機(jī)工作在特定的轉(zhuǎn)速下才有較高的效率，現(xiàn)有透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)大多采用開式循環(huán)，透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)通過改變進(jìn)排氣閥門開度，調(diào)節(jié)制動(dòng)風(fēng)機(jī)吸氣量及排氣壓力實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)氣體從大氣中吸氣，進(jìn)入透平風(fēng)機(jī)機(jī)殼內(nèi)對(duì)透平轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)，制動(dòng)后的氣體溫度升高后排入大氣，制動(dòng)氣消耗量大。高溫的制動(dòng)氣體會(huì)使風(fēng)機(jī)殼溫度過高，造成膨脹端及制動(dòng)端溫差過大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸向?qū)岜容^嚴(yán)重，引起透平冷量的流失，降低透平效率。高溫制動(dòng)排氣通過蝸殼加熱制動(dòng)吸氣溫度，降低制動(dòng)氣粘度，降低了制動(dòng)效率，增加了制動(dòng)器的消耗。此種技術(shù)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉而廣泛應(yīng)用于空氣透平膨脹機(jī)。
[0003]對(duì)于一些特殊工質(zhì)的透平膨脹機(jī)，需要相同工質(zhì)作為制動(dòng)氣體，避免空氣進(jìn)入帶來的污染。此時(shí)開式制動(dòng)風(fēng)機(jī)循環(huán)不能滿足技術(shù)要求，大量的制動(dòng)氣消耗會(huì)增加額外成本，同時(shí)制動(dòng)后升溫的氣體需要采用外置水換熱器，通過閥門改變制動(dòng)排氣壓力調(diào)節(jié)透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)改變透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸向力大小及方向，易引起透平膨脹機(jī)運(yùn)行失穩(wěn)而損壞。此種方案使得系統(tǒng)部件增多，設(shè)備運(yùn)行成本增加，透平運(yùn)行穩(wěn)定性降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、換熱高效、可實(shí)現(xiàn)閉式可調(diào)風(fēng)機(jī)制動(dòng)的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼。
[0005]一種透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其包括調(diào)節(jié)套筒(3)、上蓋板(4)、填料(5)、上管板(6)、調(diào)節(jié)柱塞(7)、殼程接頭(8)、內(nèi)管(9)、筒體(10)、翅片板(11)、換熱管(12)、下管板
(13)、連接法蘭(14)及管程接頭(15、16)，調(diào)節(jié)套筒(3)及調(diào)節(jié)柱塞(7)相連接固定，調(diào)節(jié)套筒(3)和上管板￠)固定連接，兩者之間的間隙通過填料(5)密封，換熱管(12)套設(shè)有翅片板(11)，分別與上管板(6)和下管板(13)連接，并設(shè)置于內(nèi)管(9)和筒體(10)之間，上蓋板(4)、上管板￠)、殼程接頭(8)、筒體(10)、下管板(13)、連接法蘭(14)及管程接頭(15,16)相連接。
[0006]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，內(nèi)管(9)上端開有多排篩孔，所述篩孔的面積與內(nèi)管(9)的內(nèi)截面積相同。
[0007]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，上管板￠)與上蓋板(4)組合后共同形成腔體
(20)，管程介質(zhì)通過管程接頭(16)進(jìn)入腔體(20)，管程介質(zhì)在腔體(20)內(nèi)均布后進(jìn)入換熱管(12)與殼程介質(zhì)進(jìn)行換熱。
[0008]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，換熱管(12)包括直管部和180度彎頭部?jī)刹糠?，直管部穿設(shè)翅片板(11)，并和180度彎頭部焊接在一起。
[0009]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，翅片板(11)的外徑與筒體(10)的內(nèi)徑相同，翅片板(11)的內(nèi)徑與內(nèi)管(9)的外徑相同。
[0010]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，翅片板(11)的外沿設(shè)有用于固定翅片板(11)之間的距離的凸臺(tái)。
[0011]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，所述凸臺(tái)高I?3mm、寬2mm寬。
[0012]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，翅片板(11)上設(shè)有多個(gè)大孔與小孔，其中，大孔孔徑與換熱管(12)的外徑相同，數(shù)量及分布位置與換熱管(12)的布置數(shù)量及位置相同，小孔分布于大孔周圍。
[0013]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，所述小孔孔徑為0.5?2mm，每一片翅片上的小孔的總面積大于內(nèi)管(9)的內(nèi)截面積的2倍。
[0014]本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式中，進(jìn)一步包括手輪(I)和調(diào)節(jié)拉桿(2)，手輪(I)、調(diào)節(jié)拉桿(2)、調(diào)節(jié)套筒(3)及調(diào)節(jié)柱塞(7)采用螺紋連接，并采用鎖緊螺母(17)固定位置。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼具有如下優(yōu)點(diǎn):其一、結(jié)構(gòu)緊湊，換熱效率高；其二、與透平膨脹機(jī)集成后，制動(dòng)風(fēng)機(jī)介質(zhì)在蝸殼內(nèi)形成閉式循環(huán)，降低了風(fēng)機(jī)制動(dòng)氣消耗，減少殼程介質(zhì)被污染的可能性；其三、透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼結(jié)構(gòu)可以降低其表面溫度，提高制動(dòng)效率；其四、透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)孔通流面積改變制動(dòng)介質(zhì)流量，達(dá)到穩(wěn)定調(diào)節(jié)透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
[0016]上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型提供的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼的剖視圖；
[0018]圖2為圖1所示透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼中翅片板的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0020]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供一種透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼100，其包括手輪1、調(diào)節(jié)拉桿2、調(diào)節(jié)套筒3、上蓋板4、填料5、上管板6、調(diào)節(jié)柱塞7、殼程接頭8、內(nèi)管9、筒體10、翅片板11、換熱管12、下管板13、連接法蘭14、管程接頭15、16、緊固螺釘17及鎖緊螺母18、19。
[0021]制動(dòng)氣體從內(nèi)管9進(jìn)入下部裝配的透平膨脹機(jī)制動(dòng)風(fēng)機(jī)輪(圖未示)，制動(dòng)吸收軸功后溫度升高，壓力微升，排入至筒體10與內(nèi)管9之間的空腔，通過帶翅片的換熱管12與水換熱降溫降壓后，再通過內(nèi)管9上端的篩孔進(jìn)入內(nèi)管9內(nèi)部。制動(dòng)風(fēng)機(jī)輪高速旋轉(zhuǎn)吸氣形成負(fù)壓，將內(nèi)管9上端氣體吸回至制動(dòng)風(fēng)機(jī)輪。
[0022]可以理解的是，改變調(diào)節(jié)柱塞7的位置即可改變內(nèi)筒9的通氣面積，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)制動(dòng)風(fēng)機(jī)輪的制動(dòng)氣流量，進(jìn)而可達(dá)到改變透平膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速的目的。由于制動(dòng)氣體在透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼100內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，因此大大降低了制動(dòng)氣體的消耗。
[0023]手輪1、調(diào)節(jié)拉桿2、調(diào)節(jié)套筒3及調(diào)節(jié)柱塞7采用螺紋連接，并采用鎖緊螺母固定位置，調(diào)節(jié)套筒3和上管板6通過螺釘17固定連接，兩者之間的間隙通過填料5密封。換熱管12套設(shè)有翅片板11，采用銀焊分別與上管板6和下管板13連接，并設(shè)置于內(nèi)管9和筒體10之間。上蓋板4、上管板6、殼程接頭8、筒體10、下管板13、連接法蘭14及管程接頭
15、16均采用焊接連接。
[0024]本實(shí)施例中，內(nèi)管9和筒體10同軸設(shè)置，具體地，筒體10套設(shè)于內(nèi)管9的外部。
[0025]本實(shí)施例中，連接法蘭14與透平膨脹機(jī)機(jī)體配作,尺寸在Φ80mm?Φ 10000mm,具體地，連接法蘭14與透平膨脹機(jī)機(jī)體通過螺釘連接，由此方便拆卸、更換及檢修。
[0026]本實(shí)施例中，下管板13和內(nèi)管9之間留有間隙，間隙大小根據(jù)制動(dòng)風(fēng)機(jī)輪的流量核算，以保證殼程介質(zhì)流道暢通。具體地，內(nèi)管9上端開有多排篩孔；優(yōu)選地，篩孔的面積與內(nèi)管9的內(nèi)截面積相同，以保證介質(zhì)流道暢通，制動(dòng)增壓后熱氣經(jīng)過換熱管12降溫后順暢回到制動(dòng)風(fēng)機(jī)的入口端。
[0027]本實(shí)施例中，下管板13的內(nèi)側(cè)及連接法蘭14上的通孔均為殼程介質(zhì)進(jìn)口通道?？梢岳斫獾氖?，通道面積可根據(jù)內(nèi)管9的截面積進(jìn)行核算，以保證殼程介質(zhì)流道暢通。
[0028]本實(shí)施例中，上管板6與上蓋板4組合后共同形成腔體20，管程介質(zhì)通過管程接頭16進(jìn)入腔體20，管程介質(zhì)在腔體20內(nèi)均布后進(jìn)入換熱管12與殼程介質(zhì)進(jìn)行換熱。
[0029]本實(shí)施例中，殼程接頭8與筒體10相焊接，當(dāng)殼程內(nèi)介質(zhì)壓力過高或過低時(shí)，通過殼程接頭8的殼程內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行排放或補(bǔ)充。
[0030]可以理解的是，換熱管12的根數(shù)及長度可以通過熱力計(jì)算獲得，具體設(shè)計(jì)時(shí)，換熱管12必須保證各根長度相同，得到相同殼程管阻，以獲得管程介質(zhì)在管程內(nèi)分布均勻。
[0031]本實(shí)施例中，換熱管12根據(jù)內(nèi)管9和筒體10之間的間距設(shè)計(jì)不同的管程，從而達(dá)到充分換熱的目的。
[0032]具體地，換熱管12分為直管部和180度彎頭部?jī)刹糠?，直管部通過模具先布置好位置，穿設(shè)翅片板11，然后將同一徑向位置的直管部通過180度彎頭部焊接在一起，從而形成多管程換熱結(jié)構(gòu)。
[0033]優(yōu)選地，翅片板11的外徑與筒體10的內(nèi)徑相同，翅片板11的內(nèi)徑與內(nèi)管9的外徑相同，本實(shí)施例中，翅片板11的外沿設(shè)有I?3mm高、2mm寬的凸臺(tái)，用于固定翅片板11之間的距離，翅片板11上設(shè)有一定數(shù)量的大孔與小孔，其中，大孔的孔徑與換熱管12的外徑相同，數(shù)量及分布位置與換熱管12的布置數(shù)量及位置相同，小孔分布于大孔的周圍，便于制動(dòng)氣體流通，本實(shí)施例中，小孔的孔徑為0.5?2_，每一片翅片上的小孔總面積大于內(nèi)管9的內(nèi)截面積的2倍。請(qǐng)參閱圖2，翅片板11具有多個(gè)換熱管裝配孔111和透氣孔113，換熱管裝配孔111用于轉(zhuǎn)配換熱管12，透氣孔113用于透氣。
[0034]優(yōu)選地，換熱管12的管體采用銅管，銅管可為光管，換熱管12的其他部件可以采用不銹鋼或者其他鋼種。
[0035]優(yōu)選地，翅片板11采用薄鋁板，厚度在0.5?2mm之間。
[0036]本實(shí)施例中，換熱管12與上管板6、換熱管12與下管板13均采用火焰釬焊，焊絲采用銀焊絲。換熱管12與上管板6、下管板13焊接位置焊前應(yīng)嚴(yán)格清洗，以去除油污和氧化皮。
[0037]本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)柱塞7的外徑比內(nèi)筒9的內(nèi)徑略小，以方便移動(dòng)。可以理解的是，調(diào)節(jié)柱塞7可采用四氟或其他材料，外形采用圓柱形、圓球或其它形狀。
[0038]加工透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼100時(shí)，上管板6、內(nèi)管9與管程接頭16先行焊接，然后將套好翅片板11的換熱管12 —端插入上管板6的焊接孔內(nèi)，套上筒體10并焊接。下管板13與管程接頭15焊接，待換熱管12另一端插入下管板13后安裝在筒體10上，固定好上管板6和下管板13的相對(duì)位置，但不焊接。接著分別焊接上管板6與筒體10、下管板13與筒體10。然后焊接上管板6與上蓋板4、連接法蘭14與下管板13。其后，調(diào)節(jié)柱塞7通過螺紋連接固定在調(diào)節(jié)拉桿2上，并從內(nèi)管9穿出通過上管板6，在上管板6中放入密封填料5，并從端蓋4 一端旋入調(diào)節(jié)套筒3，本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)套筒3與調(diào)節(jié)拉桿2采用螺紋連接。調(diào)整調(diào)節(jié)柱塞7安裝至合適位置后，采用螺釘17固定，并通過鎖緊螺母18固定位置。最后，手輪I通過鎖緊螺母19固定在調(diào)節(jié)拉桿2上。
[0039]使用時(shí)，松開鎖緊螺母18，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪1，改變調(diào)節(jié)柱塞7位置及內(nèi)筒9通氣面積，調(diào)節(jié)制動(dòng)風(fēng)機(jī)的制動(dòng)氣流量，即可達(dá)到改變透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
[0040]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼具有如下優(yōu)點(diǎn):其一、結(jié)構(gòu)緊湊，換熱效率高；其二、與透平膨脹機(jī)集成后，制動(dòng)風(fēng)機(jī)介質(zhì)在蝸殼內(nèi)形成閉式循環(huán)，降低了風(fēng)機(jī)制動(dòng)氣消耗，減少殼程介質(zhì)被污染的可能性；其三、透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼結(jié)構(gòu)可以降低其表面溫度，提高制動(dòng)效率；其四、透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)孔通流面積改變制動(dòng)介質(zhì)流量，達(dá)到穩(wěn)定調(diào)節(jié)透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
[0041]以上所述，僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，包括調(diào)節(jié)套筒(3)、上蓋板(4)、填料(5)、上管板(6)、調(diào)節(jié)柱塞(7)、殼程接頭(8)、內(nèi)管(9)、筒體(10)、翅片板(11)、換熱管(12)、下管板(13)、連接法蘭(14)及管程接頭(15、16)，調(diào)節(jié)套筒(3)及調(diào)節(jié)柱塞(7)相連接固定，調(diào)節(jié)套筒(3)和上管板￠)固定連接，兩者之間的間隙通過填料(5)密封，換熱管(12)套設(shè)有翅片板(11)，分別與上管板(6)和下管板(13)連接，并設(shè)置于內(nèi)管(9)和筒體(10)之間，上蓋板(4)、上管板(6)、殼程接頭(8)、筒體(10)、下管板(13)、連接法蘭(14)及管程接頭(15、16)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，內(nèi)管(9)上端開有多排篩孔，所述篩孔的面積與內(nèi)管(9)的內(nèi)截面積相同。
3.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，上管板(6)與上蓋板(4)組合后共同形成腔體(20)，管程介質(zhì)通過管程接頭(16)進(jìn)入腔體(20)，管程介質(zhì)在腔體(20)內(nèi)均布后進(jìn)入換熱管(12)與殼程介質(zhì)進(jìn)行換熱。
4.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，換熱管(12)包括直管部和180度彎頭部?jī)刹糠?，直管部穿設(shè)翅片板(11)，并和180度彎頭部焊接在一起。
5.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，翅片板(11)的外徑與筒體(10)的內(nèi)徑相同，翅片板(11)的內(nèi)徑與內(nèi)管(9)的外徑相同。
6.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，翅片板(11)的外沿設(shè)有用于固定翅片板(11)之間的距離的凸臺(tái)。
7.如權(quán)利要求6所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，所述凸臺(tái)高I?3mm、寬2mm寬。
8.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，翅片板(11)上設(shè)有多個(gè)大孔與小孔，其中，大孔孔徑與換熱管(12)的外徑相同，數(shù)量及分布位置與換熱管(12)的布置數(shù)量及位置相同，小孔分布于大孔周圍。
9.如權(quán)利要求8所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，所述小孔孔徑為0.5?2_，每一片翅片上的小孔的總面積大于內(nèi)管(9)的內(nèi)截面積的2倍。
10.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹機(jī)制動(dòng)蝸殼(100)，其特征在于，進(jìn)一步包括手輪(I)和調(diào)節(jié)拉桿(2)，手輪(I)、調(diào)節(jié)拉桿(2)、調(diào)節(jié)套筒(3)及調(diào)節(jié)柱塞(7)采用螺紋連接，并采用鎖緊螺母(17)固定位置。
【文檔編號(hào)】F01D25/12GK203962056SQ201420369949
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】李清, 孫立佳, 喬佳, 孫郁, 郭保玲, 任小坤, 趙杰, 季偉, 程進(jìn)杰, 張武 申請(qǐng)人:北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司, 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所