本發(fā)明涉及余熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種天然氣壓力能回收利用的單機(jī)雙級(jí)膨脹螺桿機(jī)。

背景技術(shù)：

國家天然氣管網(wǎng)的天然氣在管道輸送過程中，始終維持著較高的壓力，其壓力一般在10MPa左右。國家天然氣管網(wǎng)的天然氣輸送至各大城市管網(wǎng)及工業(yè)用戶，其主要通過各大城市管網(wǎng)的調(diào)壓站實(shí)現(xiàn)降壓，一般從10MPa降低至4.0MPa左右，降壓后的天然氣再通過各大城市管網(wǎng)的城市門站調(diào)壓至0.4MPa后，輸送到終端用戶。在天然氣調(diào)壓站的降壓過程中，具有巨大的壓力能可以利用。目前的調(diào)壓站是通過調(diào)壓閥門降低天然氣的壓力，其浪費(fèi)了大量的壓力能，如果能通過一種方式將該壓力能回收利用，將具有非常大的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

由于天然氣的工作壓力高，密封性要求嚴(yán)格，禁止泄漏，機(jī)體的強(qiáng)度要求高，現(xiàn)有的技術(shù)中很難找到一種適用的動(dòng)力機(jī)械進(jìn)行能量回收。而螺桿膨脹機(jī)是一種由高壓氣體驅(qū)動(dòng)螺桿的陰陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力機(jī)械，其核心部件為一對(duì)相互嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子，其特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，決定了螺桿膨脹機(jī)適合于天然氣壓力能的回收進(jìn)行發(fā)電，其是一種應(yīng)用范圍非常廣泛的專門回收天然氣壓力能進(jìn)行發(fā)電的高新技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的由于天然氣的工作壓力高，密封性要求嚴(yán)格，禁止泄漏，機(jī)體的強(qiáng)度要求高，現(xiàn)有的技術(shù)中很難找到一種適用的動(dòng)力機(jī)械進(jìn)行能量回收的問題，提供一種天然氣壓力能回收利用的單機(jī)雙級(jí)膨脹螺桿機(jī)。

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種天然氣壓力能回收利用的單機(jī)雙級(jí)膨脹螺桿機(jī)，其特征在于：包括一級(jí)機(jī)體、一級(jí)吸氣端座、二級(jí)機(jī)體和二級(jí)吸氣端座，所述的一級(jí)機(jī)體和二級(jí)機(jī)體均為空心殼體，一級(jí)機(jī)體的一級(jí)吸氣端與二級(jí)機(jī)體連接，一級(jí)機(jī)體的另一端設(shè)置有一級(jí)機(jī)體壓蓋二級(jí)機(jī)體的另一端設(shè)置有二級(jí)吸氣端座，所述的二級(jí)吸氣端座上設(shè)置有二級(jí)吸氣端壓蓋一和二級(jí)吸氣端壓蓋二；

一級(jí)機(jī)體內(nèi)設(shè)置有一級(jí)陽轉(zhuǎn)子和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子，所述的一級(jí)陽轉(zhuǎn)子和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子相對(duì)設(shè)置成圓柱狀，一級(jí)陽轉(zhuǎn)子和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子的兩側(cè)軸分別設(shè)置于一級(jí)機(jī)體和一級(jí)吸氣端座內(nèi)，一級(jí)陽轉(zhuǎn)子的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上依次設(shè)置有圓柱滾子軸承一、一級(jí)平衡活塞，所述的一級(jí)平衡活塞的圓周上設(shè)置有一級(jí)油缸套，一級(jí)陰轉(zhuǎn)子的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有圓柱滾子軸承一；所述的一級(jí)陽轉(zhuǎn)子和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上分別依次設(shè)置有一級(jí)迷宮密封套、圓柱滾子軸承二、單列接觸球軸承一、單列接觸球軸承二和鎖緊圓螺母一，所述的一級(jí)陽轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上還設(shè)置有單列接觸球軸承三，所述的單列接觸球軸承三設(shè)置于單列接觸球軸承二的右側(cè)，所述的一級(jí)迷宮密封套與一級(jí)陽轉(zhuǎn)子和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)節(jié)流密封；圓柱滾子軸承二設(shè)置于一級(jí)迷宮密封套的外側(cè)，圓柱滾子軸承二的外側(cè)設(shè)置有單列接觸球軸承一和單列接觸球軸承二；鎖緊圓螺母一設(shè)置于單列接觸球軸承二的外側(cè)；

二級(jí)機(jī)體內(nèi)設(shè)置有二級(jí)陽轉(zhuǎn)子和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子，所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子相對(duì)設(shè)置成圓柱狀；所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子的兩側(cè)軸分別設(shè)置于二級(jí)機(jī)體和二級(jí)吸氣端座內(nèi)；

二級(jí)陽轉(zhuǎn)子和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置有二級(jí)迷宮密封套、圓柱滾子軸承二、四點(diǎn)接觸球軸承和鎖緊圓螺母二，所述的二級(jí)迷宮密封套與二級(jí)陽轉(zhuǎn)子和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)節(jié)流密封；圓柱滾子軸承二設(shè)置于二級(jí)迷宮密封套的外側(cè)，圓柱滾子軸承二的外側(cè)設(shè)置有四點(diǎn)接觸球軸承；鎖緊圓螺母二設(shè)置于四點(diǎn)接觸球軸承的外側(cè)，所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上還設(shè)置有機(jī)械密封組件，二級(jí)吸氣端座內(nèi)還設(shè)置有二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋，二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋設(shè)置于四點(diǎn)接觸球軸承的右側(cè)，用于固定圓柱滾子軸承二和四點(diǎn)接觸球軸承的外圈，所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋的外圓周上設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有O型密封圈，二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋的內(nèi)圓周上設(shè)置有軸封安裝套，軸封安裝套的內(nèi)圓周上設(shè)置有軸封一，軸封一設(shè)置于軸封軸套上，軸封軸套設(shè)置于二級(jí)陽轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上，軸封軸套的外側(cè)設(shè)置有機(jī)械密封組件，所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置有圓柱滾子軸承三、二級(jí)平衡活塞、二級(jí)油缸套，二級(jí)陰轉(zhuǎn)子的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有圓柱滾子軸承三；所述的二級(jí)平衡活塞和二級(jí)油缸套設(shè)置于圓柱滾子軸承三的外側(cè)，二級(jí)油缸套設(shè)置在二級(jí)機(jī)體內(nèi)部，所述的一級(jí)陽轉(zhuǎn)子的吸氣端轉(zhuǎn)軸端部和二級(jí)陽轉(zhuǎn)子的排氣端轉(zhuǎn)軸端部通過聯(lián)軸節(jié)組件連接；所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋的外側(cè)設(shè)置有二級(jí)吸氣端壓蓋二，二級(jí)吸氣端壓蓋二的內(nèi)圈內(nèi)設(shè)置有軸封二。

所述的一級(jí)平衡活塞布置在所述的一級(jí)油缸套內(nèi)，所述的二級(jí)平衡活塞布置在所述的二級(jí)油缸套內(nèi)。

所述的聯(lián)軸節(jié)組件設(shè)置在二級(jí)平衡活塞的外側(cè)。

所述的一級(jí)油缸套設(shè)置在一級(jí)機(jī)體內(nèi)部。

所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子吸氣端的轉(zhuǎn)軸伸出于二級(jí)吸氣端壓蓋二。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

本發(fā)明具有單機(jī)頭、雙級(jí)膨脹、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠、效率高及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，其可廣泛應(yīng)用于天然氣壓力能回收系統(tǒng)中，具有非常大的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1的剖視圖；

附圖標(biāo)記說明，1-一級(jí)機(jī)體、2-一級(jí)吸氣端座、3-二級(jí)機(jī)體、4-二級(jí)吸氣端座、5-一級(jí)機(jī)體壓蓋、6-一級(jí)陽轉(zhuǎn)子、7-一級(jí)陰轉(zhuǎn)子、8-二級(jí)陽轉(zhuǎn)子、9-二級(jí)陰轉(zhuǎn)子、10-圓柱滾子軸承一、11-一級(jí)平衡活塞、12-一級(jí)油缸套、13-一級(jí)迷宮密封套、14-圓柱滾子軸承二、15-單列角接觸軸承一、16-單列角接觸軸承二、17-鎖緊圓螺母一、18-聯(lián)軸節(jié)組件、19-二級(jí)迷宮密封套、20-圓柱滾子軸承二、21-四點(diǎn)接觸球軸承、22-鎖緊圓螺母二、23-二級(jí)陰轉(zhuǎn)子軸承壓蓋、24-二級(jí)吸氣端壓蓋一、25-二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋、26-O型密封圈、27-軸封安裝套、28-軸封一、29-軸封軸套、30-機(jī)械密封組件、31-軸封二、32-二級(jí)吸氣端壓蓋二、33-圓柱滾子軸承三、34-二級(jí)平衡活塞、35-二級(jí)油缸套，36-單列角接觸軸承三。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本設(shè)計(jì)做詳細(xì)描述：

參見圖1和圖2：一種天然氣壓力能回收利用的單機(jī)雙級(jí)膨脹螺桿機(jī)，其特征在于：包括一級(jí)機(jī)體1、一級(jí)吸氣端座2、二級(jí)機(jī)體3和二級(jí)吸氣端座4，所述的一級(jí)機(jī)體1和二級(jí)機(jī)體4均為空心殼體，一級(jí)機(jī)體1的一級(jí)吸氣端2與二級(jí)機(jī)體3連接，一級(jí)機(jī)體1的另一端設(shè)置有一級(jí)機(jī)體壓蓋5，二級(jí)機(jī)體3的另一端設(shè)置有二級(jí)吸氣端座4，所述的二級(jí)吸氣端座4上設(shè)置有二級(jí)吸氣端壓蓋一24和二級(jí)吸氣端壓蓋二32；

一級(jí)機(jī)體1內(nèi)設(shè)置有一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7，所述的一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7相對(duì)設(shè)置成圓柱狀，一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7的兩側(cè)軸分別設(shè)置于一級(jí)機(jī)體1和一級(jí)吸氣端座2內(nèi)，一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上依次設(shè)置有圓柱滾子軸承一10、一級(jí)平衡活塞11，所述的一級(jí)平衡活塞11的圓周上設(shè)置有一級(jí)油缸套12，一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有圓柱滾子軸承一10；所述的圓柱滾子軸承一10主要用于承受一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7的徑向氣體力；所述的一級(jí)平衡活塞11和一級(jí)油缸套12設(shè)置于圓柱滾子軸承一10的外側(cè)，一級(jí)平衡活塞11設(shè)置在一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6的排氣側(cè)軸上，

所述的一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上分別依次設(shè)置有一級(jí)迷宮密封套13、圓柱滾子軸承二14、單列接觸球軸承一15、單列接觸球軸承二16和鎖緊圓螺母一17，所述的一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上還設(shè)置有單列接觸球軸承三36，所述的單列接觸球軸承三36設(shè)置于單列接觸球軸承二16的右側(cè)，所述的一級(jí)迷宮密封套13與一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)節(jié)流密封；圓柱滾子軸承二14設(shè)置于一級(jí)迷宮密封套13的外側(cè)，其主要用于承受一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7的徑向氣體力，圓柱滾子軸承二14的外側(cè)設(shè)置有單列接觸球軸承一15和單列接觸球軸承二16，主要用于承受一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7的軸向氣體力；鎖緊圓螺母一17設(shè)置于單列接觸球軸承二16的外側(cè)，主要用于固定圓柱滾子軸承二14、單列接觸球軸承一15和單列接觸球軸承二16。

二級(jí)機(jī)體3內(nèi)設(shè)置有二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9，所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9相對(duì)設(shè)置成圓柱狀；所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9的兩側(cè)軸分別設(shè)置于二級(jí)機(jī)體3和二級(jí)吸氣端座4內(nèi)；

二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置有二級(jí)迷宮密封套19、圓柱滾子軸承二20、四點(diǎn)接觸球軸承21和鎖緊圓螺母二22，所述的二級(jí)迷宮密封套19與二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)節(jié)流密封；圓柱滾子軸承二20設(shè)置于二級(jí)迷宮密封套19的外側(cè)，其主要用于承受二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9的徑向氣體力，圓柱滾子軸承二20的外側(cè)設(shè)置有四點(diǎn)接觸球軸承21，主要用于承受二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9的軸向氣體力；鎖緊圓螺母二22設(shè)置于四點(diǎn)接觸球軸承21的外側(cè)，主要用于固定圓柱滾子軸承二20和四點(diǎn)接觸球軸承21的內(nèi)圈；所述的二級(jí)陰轉(zhuǎn)子軸承壓蓋23設(shè)置于二級(jí)吸氣端座4內(nèi)，用于固定圓柱滾子軸承二20和四點(diǎn)接觸球軸承21的外圈；所述的二級(jí)吸氣端壓蓋一24設(shè)置于二級(jí)陰轉(zhuǎn)子軸承壓蓋23的外側(cè)，用于固定二級(jí)陰轉(zhuǎn)子軸承壓蓋23；

所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8的的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上還設(shè)置有機(jī)械密封組件30，二級(jí)吸氣端座4內(nèi)還設(shè)置有二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋25，二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋25設(shè)置于四點(diǎn)接觸球軸承21的右側(cè)，用于固定圓柱滾子軸承二20和四點(diǎn)接觸球軸承21的外圈，所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋25的外圓周上設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有O型密封圈26，用于密封二級(jí)膨脹腔內(nèi)泄漏的氣體；二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋25的內(nèi)圓周上設(shè)置有軸封安裝套27，軸封安裝套27的內(nèi)圓周上設(shè)置有軸封一28，軸封一28設(shè)置于軸封軸套29上，軸封軸套29設(shè)置于二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8的吸氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上，軸封一28與軸封軸套29接觸，用于密封二級(jí)膨脹腔內(nèi)泄漏的氣體；軸封軸套29的外側(cè)設(shè)置有機(jī)械密封組件30，用于密封二級(jí)膨脹腔內(nèi)泄漏的氣體；

所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置有圓柱滾子軸承三33、二級(jí)平衡活塞34、二級(jí)油缸套35，二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9的排氣側(cè)轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置有圓柱滾子軸承三33，所述的圓柱滾子軸承三28主要用于承受二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9的徑向氣體力；所述的二級(jí)平衡活塞34和二級(jí)油缸套35設(shè)置于圓柱滾子軸承三33的外側(cè)，二級(jí)平衡活塞34設(shè)置在二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8的排氣側(cè)軸上，二級(jí)油缸套35設(shè)置在二級(jí)機(jī)體3內(nèi)部，所述的二級(jí)平衡活塞34布置在所述的二級(jí)油缸套35內(nèi)，所述的二級(jí)平衡活塞34在具有設(shè)定壓力的潤(rùn)滑油的作用下，對(duì)二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8施加設(shè)定的作用力，用于平衡二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8所受到的氣體力作用，二級(jí)油缸套35設(shè)置在二級(jí)機(jī)體3內(nèi)部，所述的一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6的吸氣端轉(zhuǎn)軸端部和二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8的排氣端轉(zhuǎn)軸端部通過聯(lián)軸節(jié)組件18連接；所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子軸承壓蓋25的外側(cè)設(shè)置有二級(jí)吸氣端壓蓋二32，用于固定二級(jí)吸氣端壓蓋二32；二級(jí)吸氣端壓蓋二32的內(nèi)圈內(nèi)設(shè)置有軸封二31，用于密封二級(jí)膨脹腔內(nèi)泄漏的氣體；

所述的一級(jí)平衡活塞11布置在所述的一級(jí)油缸套12內(nèi)，所述的一級(jí)平衡活塞11在具有設(shè)定壓力的潤(rùn)滑油的作用下，對(duì)一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6施加設(shè)定的作用力，用于平衡一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6所受到的氣體力作用。

所述的二級(jí)平衡活塞34布置在所述的二級(jí)油缸套35內(nèi)。

所述的聯(lián)軸節(jié)組件18設(shè)置在二級(jí)平衡活塞34的外側(cè)和兩個(gè)單列接觸球軸承二16的外側(cè)。

所述的一級(jí)油缸套12設(shè)置在一級(jí)機(jī)體1內(nèi)部。

所述的二級(jí)陽轉(zhuǎn)子9吸氣端的轉(zhuǎn)軸伸出于二級(jí)吸氣端壓蓋二32。

本發(fā)明的工作過程：來自管道內(nèi)的高壓天然氣通過一級(jí)吸氣端座2上的進(jìn)氣口A進(jìn)入一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7組成的吸氣腔內(nèi)，完成一級(jí)進(jìn)氣過程；一級(jí)吸氣腔內(nèi)的高壓天然氣進(jìn)行一級(jí)膨脹，驅(qū)動(dòng)一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7轉(zhuǎn)動(dòng)，完成一級(jí)膨脹過程；在一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6和一級(jí)陰轉(zhuǎn)子7轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，膨脹做功后的中間壓力壓天然氣通過一級(jí)機(jī)體1上的排氣孔口B排出，完成一級(jí)排氣過程；排出后的中間壓力天然氣進(jìn)入二級(jí)吸氣端座4的吸氣孔口C中，進(jìn)入二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9組成的吸氣腔內(nèi)，完成二級(jí)進(jìn)氣過程；二級(jí)吸氣腔內(nèi)的中間壓力天然氣進(jìn)行二級(jí)膨脹，驅(qū)動(dòng)二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8和二級(jí)陰轉(zhuǎn)子9轉(zhuǎn)動(dòng)，完成二級(jí)膨脹過程；在二級(jí)陰陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，中間壓力的天然氣膨脹做功后通過二級(jí)機(jī)體3上的排氣孔口D排出，完成二級(jí)排氣過程；一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6的吸氣端轉(zhuǎn)軸和二級(jí)陽轉(zhuǎn)子8的排氣端轉(zhuǎn)軸之間通過聯(lián)軸節(jié)組件18設(shè)置在一起，一級(jí)陽轉(zhuǎn)子6的伸出軸段連接發(fā)電機(jī)或其它動(dòng)力設(shè)備的驅(qū)動(dòng)軸，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)或其它動(dòng)力設(shè)備。

上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。