本技術(shù)涉及機(jī)械，特別涉及一種膨脹機(jī)及循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、朗肯循環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)采用低沸點(diǎn)的有機(jī)物作為工質(zhì)，儲(chǔ)液罐中的工質(zhì)通過(guò)工質(zhì)泵被加壓，隨后在蒸發(fā)器中吸收熱量變成高焓值的飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽，通過(guò)膨脹機(jī)輸出機(jī)械功(或膨脹機(jī)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)，輸出電能等)后變成低壓的蒸汽，再進(jìn)入冷凝器冷卻到飽和液體或過(guò)冷液體，最后回到儲(chǔ)液罐。其中，工質(zhì)即工作介質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)熱、功轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)；在朗肯循環(huán)系統(tǒng)中就是在系統(tǒng)中流動(dòng)的用于換熱及功轉(zhuǎn)換的介質(zhì)。

2、現(xiàn)有高壓朗肯循環(huán)系統(tǒng)和低壓朗肯循環(huán)系統(tǒng)存在組合使用情況，兩系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)，需要各自配獨(dú)立的膨脹機(jī)、冷凝器、工質(zhì)泵、蒸發(fā)器等，系統(tǒng)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)空間大，體積臃腫，不便于安裝布置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型公開(kāi)了一種膨脹機(jī)及循環(huán)系統(tǒng)，用于使高壓朗肯循環(huán)回路和低壓朗肯循環(huán)回路共用膨脹機(jī)，以簡(jiǎn)化循環(huán)系統(tǒng)。

2、為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案：

3、第一方面，提供一種膨脹機(jī)，該膨脹機(jī)包括：殼體、轉(zhuǎn)軸、高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件，其中，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件均與所述轉(zhuǎn)軸固定，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件用于在高壓工質(zhì)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生動(dòng)能，所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件用于在低壓工質(zhì)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而產(chǎn)生動(dòng)能，高壓循環(huán)和低壓循環(huán)共用一根轉(zhuǎn)軸，高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件回收的機(jī)械動(dòng)能和低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件回收的機(jī)械動(dòng)能耦合疊加后，一起通過(guò)轉(zhuǎn)軸輸出，將高壓膨脹機(jī)和低壓膨脹機(jī)集成于一體，高壓朗肯循環(huán)回路和低壓朗肯循環(huán)回路共用膨脹機(jī)，以簡(jiǎn)化循環(huán)系統(tǒng)，消除冗余部分；所述殼體具有高壓級(jí)進(jìn)口、高壓級(jí)出口、低壓級(jí)進(jìn)口和低壓級(jí)出口，其中，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件位于所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述高壓級(jí)出口之間，所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件位于所述低壓級(jí)進(jìn)口和所述低壓級(jí)出口之間；高壓工質(zhì)從高壓級(jí)進(jìn)口進(jìn)入殼體內(nèi)，通過(guò)高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)上述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，隨后高壓工質(zhì)從高壓級(jí)出口排出；低壓工質(zhì)從低壓級(jí)進(jìn)口進(jìn)入殼體內(nèi)，通過(guò)低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)上述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，隨后低壓工質(zhì)從低壓級(jí)出口排出。其中，所述高壓級(jí)進(jìn)口與所述低壓級(jí)進(jìn)口之間相互隔離，以防止高壓工質(zhì)和低壓工質(zhì)提前混合。

4、可選地，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件沿軸向分布，且分別與所述轉(zhuǎn)軸連接。

5、可選地，所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述低壓級(jí)進(jìn)口均位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件之間，所述高壓級(jí)出口位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件遠(yuǎn)離所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的一側(cè)，所述低壓級(jí)出口位于所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件遠(yuǎn)離所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的一側(cè)。

6、可選地，所述膨脹機(jī)還包括位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件之間的隔離件，所述隔離件固定于所述轉(zhuǎn)軸，所述隔離件與所述殼體內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，以將所述高壓級(jí)進(jìn)口與所述低壓級(jí)進(jìn)口之間相互隔離。

7、可選地，所述高壓級(jí)進(jìn)口位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件遠(yuǎn)離所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的一側(cè)，所述低壓級(jí)進(jìn)口位于所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件遠(yuǎn)離所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的一側(cè)，所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口均位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件之間。

8、可選地，所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口相互獨(dú)立且間隔設(shè)置；或者，所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口共用一個(gè)出口。

9、可選地，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件包括沿軸向依次位于所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述高壓級(jí)出口之間的高壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件和高壓級(jí)葉輪；所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件包括沿軸向依次位于所述低壓級(jí)進(jìn)口和所述低壓級(jí)出口之間的低壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件和低壓級(jí)葉輪；所述高壓級(jí)葉輪與所述低壓級(jí)葉輪旋向相反。

10、可選地，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件沿徑向分布，且相互連接。

11、可選地，所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述低壓級(jí)進(jìn)口在軸向上位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的同一側(cè)；所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口在軸向上位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的同一側(cè)。

12、可選地，所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口共用一個(gè)出口。

13、可選地，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件包括沿軸向依次位于所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述高壓級(jí)出口之間的高壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件和高壓級(jí)葉輪；所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件包括沿軸向依次位于所述低壓級(jí)進(jìn)口和所述低壓級(jí)出口之間的低壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件和低壓級(jí)葉輪；所述高壓級(jí)葉輪位于所述低壓級(jí)葉輪的外圍，且與所述低壓級(jí)葉輪固定連接；所述高壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件位于所述低壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件的外圍，且與所述低壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件固定連接。

14、可選地，所述高壓級(jí)葉輪與所述低壓級(jí)葉輪旋向相同。

15、第二方面，提供一種循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)系統(tǒng)包括：儲(chǔ)液罐、高壓工質(zhì)泵、高壓蒸發(fā)器、低壓工質(zhì)泵、低壓蒸發(fā)器、高低壓冷凝器和上述任一技術(shù)方案所述的膨脹機(jī)；所述儲(chǔ)液罐、所述高壓工質(zhì)泵、所述高壓蒸發(fā)器、所述膨脹機(jī)和所述高低壓冷凝器依次首尾連接，形成高壓朗肯循環(huán)回路；所述儲(chǔ)液罐、所述低壓工質(zhì)泵、所述低壓蒸發(fā)器、所述膨脹機(jī)和所述高低壓冷凝器依次首尾連接，形成低壓朗肯循環(huán)回路；其中，所述高壓蒸發(fā)器與所述高壓級(jí)進(jìn)口連接，所述低壓蒸發(fā)器與所述低壓級(jí)進(jìn)口連接，所述高低壓冷凝器分別與所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口連接。

16、所述的循環(huán)系統(tǒng)與上述的膨脹機(jī)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)相同，在此不再贅述。

技術(shù)特征：

1.一種膨脹機(jī)，其特征在于，包括：殼體、轉(zhuǎn)軸、高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件，其中，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件均與所述轉(zhuǎn)軸固定，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件用于在高壓工質(zhì)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件用于在低壓工質(zhì)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件沿軸向分布，且分別與所述轉(zhuǎn)軸連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述低壓級(jí)進(jìn)口均位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件之間，所述高壓級(jí)出口位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件遠(yuǎn)離所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的一側(cè)，所述低壓級(jí)出口位于所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件遠(yuǎn)離所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述膨脹機(jī)還包括位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件之間的隔離件，所述隔離件固定于所述轉(zhuǎn)軸，所述隔離件與所述殼體內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，以將所述高壓級(jí)進(jìn)口與所述低壓級(jí)進(jìn)口之間相互隔離。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)進(jìn)口位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件遠(yuǎn)離所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的一側(cè)，所述低壓級(jí)進(jìn)口位于所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件遠(yuǎn)離所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的一側(cè)，所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口均位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口相互獨(dú)立且間隔設(shè)置；或者，

7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項(xiàng)所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件包括沿軸向依次位于所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述高壓級(jí)出口之間的高壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件和高壓級(jí)葉輪；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件沿徑向分布，且相互連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述低壓級(jí)進(jìn)口在軸向上位于所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和所述低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件的同一側(cè)；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)出口和所述低壓級(jí)出口共用一個(gè)出口。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件包括沿軸向依次位于所述高壓級(jí)進(jìn)口和所述高壓級(jí)出口之間的高壓級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)件和高壓級(jí)葉輪；

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的膨脹機(jī)，其特征在于，所述高壓級(jí)葉輪與所述低壓級(jí)葉輪旋向相同。

13.一種循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括：儲(chǔ)液罐、高壓工質(zhì)泵、高壓蒸發(fā)器、低壓工質(zhì)泵、低壓蒸發(fā)器、高低壓冷凝器和權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的膨脹機(jī)；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)一種膨脹機(jī)及循環(huán)系統(tǒng)，該膨脹機(jī)包括：殼體、轉(zhuǎn)軸、高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件，高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件和低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件均與轉(zhuǎn)軸固定，高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件用于在高壓工質(zhì)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件用于在低壓工質(zhì)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，高壓循環(huán)和低壓循環(huán)共用一根轉(zhuǎn)軸，簡(jiǎn)化循環(huán)系統(tǒng)；高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件位于高壓級(jí)進(jìn)口和高壓級(jí)出口之間，低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件位于低壓級(jí)進(jìn)口和低壓級(jí)出口之間；高壓工質(zhì)從高壓級(jí)進(jìn)口進(jìn)入殼體內(nèi)，通過(guò)高壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)上述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，隨后高壓工質(zhì)從高壓級(jí)出口排出；低壓工質(zhì)從低壓級(jí)進(jìn)口進(jìn)入殼體內(nèi)，通過(guò)低壓級(jí)驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)上述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，隨后低壓工質(zhì)從低壓級(jí)出口排出。

技術(shù)研發(fā)人員：張繼剛,李敏,王思洋,王國(guó)華,張春壘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濰柴動(dòng)力股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240115
技術(shù)公布日：2024/12/19