專利名稱：透平膨脹機的葉輪與主軸的配合結構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于低溫設備技術領域，具體涉及一種透平膨脹機的葉輪與主軸的配合結構。
背景技術：
膨脹機按其運動方式和結構形式通常分為兩類一為活塞膨脹機；二為透平膨脹機。由于透平膨脹機相對于活塞膨脹機而言具有流量大、結構簡單、體積小、效率高和運轉周期長等特點而被廣泛應用于各種低溫設備中。如業(yè)界所知之理，透平膨脹機是以氣體膨脹時速度能的變化而藉以傳遞能量的機械，其傳遞的能量也稱外功通常通過與葉輪連接的主軸傳遞給作為吸收能量的配接設備， 配接設備如并不限于的發(fā)電機、鼓風機、水泵、增壓機、油制動器等吸收。在已公開的中國專利文獻中不乏關于透平膨脹機的技術信息，略以例舉的如CN2388351Y推薦有“微型透平膨脹機”、CN2185339Y提供有“氣體懸浮式陶瓷低溫透平膨脹機”、CN200955408Y公告有“透平膨脹機組”、CN201367920Y公開有“透平膨脹機”和CN202039906U舉薦有“一種氣體軸承透平膨脹機”，等等。并不限于上面例舉的專利技術方案均未披露葉輪與主軸的配合得以良好地傳遞其轉動所需的扭矩的技術啟示，因為已有技術中的透平膨脹機在高速旋轉時容易發(fā)生葉輪與主軸彼此松脫的情形，輕則影響傳動效果，嚴重時造成葉輪的葉片損壞乃至損及膨脹機。業(yè)界雖然不懈地致力于解決上述問題，但是由于膨脹機的出口溫度通常在_150°C甚至更低，并且材料在低溫環(huán)境下的收縮率大，尤其是葉輪、主軸以及緊固件(用于將葉輪與主軸連接的緊固件如螺栓和螺母等)的材質相異，因此各自的熱脹冷縮系數不同，如果僅僅借助于緊固件連接，那么很難甚至無法達到期望的連接效果。針對上述已有技術，本申請人作了有益的嘗試，終于找到了解決問題的辦法，并且在采取了嚴格的保密措施下在本申請人單位進行了模擬試驗，結果驚人地表現了出了意想不到的效果，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。
發(fā)明內容本實用新型的任務在于提供一種有助于顯著改善葉輪與主軸之間的連接效果而藉以滿足在低溫高速旋轉狀態(tài)下體現彼此之間的連接可靠性要求以避免兩者之間因松脫而損及葉輪乃至損及膨脹機整機情形發(fā)生的透平膨脹機的葉輪與主軸的配合結構。本實用新型的任務是這樣來完成的，一種透平膨脹機的葉輪與主軸的配合結構，所述的葉輪包括具有一螺桿過渡孔的葉輪本體，所述的主軸包括主軸本體，主軸本體與葉輪本體的螺桿過渡孔固定連接，特征在于在所述葉輪本體朝向所述主軸本體的一側的端面上并且圍繞螺桿過渡孔的孔口部位的圓周方向延伸有一異形軸套，而在所述主軸本體朝向所述葉輪本體的一端并且位于該一端的中央位置構成有一凹入主軸本體的端面的異形軸套配合腔，所述的異形軸套以榫卯配合方式置入于該異形軸套配合腔內，并且在該異形軸套配合腔的底部進而凹設有一螺桿頭固定孔，在葉輪本體與主軸本體之間配設有一端具有一第一螺桿頭而另一端具有一第二螺桿頭的雙頭螺桿，其中第一螺桿頭在穿過所述的螺桿過渡孔后配設有一用于阻止雙頭螺桿竄動的第一螺母，而第二螺桿頭旋入所述螺桿頭固定孔內并且由第二螺母鎖定。在本實用新型的一個具體的實施例中，所述的異形軸套的橫截面形狀呈圓弧過渡的三角形，而所述的異形軸套配合腔的橫截面形狀同樣呈圓弧過渡的三角形。在本實用新型的另一個具體的實施例中，在所述的雙頭螺桿上并且朝向所述的主軸本體的一端構成有一對用于供扳手操作的銑平面，該對銑平面圍繞雙頭螺桿的圓周方向彼此間隔180°。本實用新型提供的技術方案由于在葉輪本體朝向主軸本體的一端并且在圍繞螺桿過渡孔的孔口的圓周方向的位置延伸有一異形軸套，而在主軸本體朝向葉輪本體的一端 構成有一供異形軸套以榫卯配合方式置入的異形軸套配合腔，因而主軸本體既由其異形軸套配合腔與異形軸套配接，又由雙頭螺桿實現與葉輪本體固定連接，從而可滿足低溫高速旋轉狀態(tài)下的可靠的傳動連接要求，不會出現因松脫而損及葉輪乃至損及透平膨脹機整機的情形。

圖I為本實用新型的實施例結構圖。圖2為圖I的剖視圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。
具體實施方式
為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實用新型的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本實用新型方案的限制，任何依據本實用新型構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本實用新型的技術方案范疇。請參見圖I和圖2，示出了透平膨脹機的葉輪本體1，在該葉輪本體I的中央開設有一螺桿過渡孔11，也就是說在葉輪本體I的輪轂的中央開設有自一端貫通至另一端的一螺桿過渡孔11。一主軸本體2在對應于螺桿過渡孔11的位置與葉輪本體I固定連接，以便由葉輪本體I帶動主軸本體2，進而由主軸本體2帶動與其傳動連接的并且依據需要而可選擇的諸如發(fā)電機、水泵、鼓風機、增壓機或油制動器之類的配接設備。作為本實用新型提供的技術方案的技術實質，在前述的葉輪本體I朝向主軸本體2的一側的端面上并且在圍繞螺桿過渡孔11的圓周方向的位置延伸有一異形軸套12，而在主軸本體2朝向葉輪本體I的一端的中央位置構成有一用于補償異形軸套12的異形軸套配合腔21，并且在該異形軸套配合腔21的底部進而開設有一具有內螺紋的螺桿頭固定孔21，該螺桿頭固定孔21為盲孔。如果將異形軸套12定義為榫，而將異形軸套配合腔21定義為卯，那么異形軸套12與異形軸套配合腔21的彼此配合的形式表現為榫卯配合，十分有助于保障葉輪本體I與主軸本體2之間的轉動所需的扭矩，不會出現主軸本體2打滑乃至消極旋轉的情形。[0018]給出的雙頭螺桿3的一端具有一第一螺桿頭31，而另一端即朝向主軸本體2的一端具有一第二螺桿頭32，第一螺桿頭31在穿過前述的螺桿過渡孔11后用第一螺母311與第一螺桿頭31上的螺紋相旋配，第二螺桿頭32與前述的螺桿頭固定孔211螺紋連接，并且由第二螺母321鎖定，藉由第一、第二螺母311、321的配合而使主軸本體2避免在旋轉過程中出現竄動，更確切地講確保主軸本體2與葉輪本體I之間的良好配接。圖中示意的構成于雙頭螺桿3上的一對銑平面33用以供扳手或類似的工具操作，以便第二螺桿頭32可靠而省力地與螺桿頭固定孔211固定連接。請參見圖3，由該圖3的示意可知，前述的異形軸套12的橫截面形狀呈圓弧過渡的三角形，這里所稱的圓弧過渡是指三角形的三條棱邊的部位呈圓弧形，同樣，異形軸套配合腔21的橫截面形狀也呈圓弧過渡的三角形。 由上述說明可知，雙頭螺桿3擔當著將主軸本體2與葉輪本體I之間的拉桿式固定連接的作用，而異形軸套12與異形軸套配合腔21之間的連接擔當著傳遞轉動扭矩的連接作用，這種雙管齊下的連接方式能夠彌補已有技術中的連接不可靠而致松脫的問題，能滿足透平膨脹機的低溫(_150°C或以下)高速旋轉(10000n/min或以上)的連接要求，保障工作的可靠性。
權利要求1.一種透平膨脹機的葉輪與主軸的配合結構，所述的葉輪包括具有一螺桿過渡孔(11)的葉輪本體(I),所述的主軸包括主軸本體(2)，主軸本體(2)與葉輪本體(I)的螺桿過渡孔(11)固定連接，其特征在于在所述葉輪本體⑴朝向所述主軸本體⑵的一側的端面上并且圍繞螺桿過渡孔(11)的孔口部位的圓周方向延伸有一異形軸套(12)，而在所述主軸本體(2)朝向所述葉輪本體(I)的一端并且位于該一端的中央位置構成有一凹入主軸本體(2)的端面的異形軸套配合腔(21)，所述的異形軸套(12)以榫卯配合方式置入于該異形軸套配合腔(21)內，并且在該異形軸套配合腔(21)的底部進而凹設有一螺桿頭固定孔(211)，在葉輪本體(I)與主軸本體(2)之間配設有一端具有一第一螺桿頭(31)而另一端具有一第二螺桿頭(32)的雙頭螺桿(3)，其中第一螺桿頭(31)在穿過所述的螺桿過渡孔(11)后配設有一用于阻止雙頭螺桿(3)竄動的第一螺母(311)，而第二螺桿頭(32)旋入所述螺桿頭固定孔(211)內并且由第二螺母(321)鎖定。
2.根據權利要求I所述的透平膨脹機的葉輪與主軸的配合結構，其特征在于所述的異形軸套(12)的橫截面形狀呈圓弧過渡的三角形，而所述的異形軸套配合腔(21)的橫截面形狀同樣呈圓弧過渡的三角形。
3.根據權利要求I所述的透平膨脹機的葉輪與主軸的配合結構，其特征在于在所述的雙頭螺桿(3)上并且朝向所述的主軸本體(2)的一端構成有一對用于供扳手操作的銑平面(33)，該對銑平面(33)圍繞雙頭螺桿(3)的圓周方向彼此間隔180°。
專利摘要一種透平膨脹機的葉輪與主軸的配合結構，屬于低溫設備技術領域。葉輪包括具有螺桿過渡孔的葉輪本體，主軸包括主軸本體，主軸本體與葉輪本體的螺桿過渡孔連接，特點在葉輪本體的一側延伸有異形軸套，在主軸本體的一端并且位于該一端的中央位置構成有異形軸套配合腔，異形軸套置入于異形軸套配合腔內，在異形軸套配合腔的底部進而凹設有螺桿頭固定孔，在葉輪本體與主軸本體之間配設雙頭螺桿，第一螺桿頭在穿過螺桿過渡孔后配設有第一螺母，第二螺桿頭旋入螺桿頭固定孔內并且由第二螺母鎖定。優(yōu)點可滿足低溫高速旋轉狀態(tài)下的可靠的傳動連接要求，不會出現因松脫而損及葉輪乃至損及透平膨脹機整機的情形。
文檔編號F16C3/02GK202690140SQ201220318869
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權日2012年7月4日
發(fā)明者陳文政, 楊仁泓 申請人:聯優(yōu)機械(常熟)有限公司