透平蜗壳及透平膨胀机的制作方法

1.本实用新型涉及膨胀机技术领域，尤其是涉及一种透平蜗壳及透平膨胀机。


背景技术：

2.透平膨胀机是膨胀机的一种，是空气分离设备和液化分离设备等获取冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心脏。透平膨胀机包括透平蜗壳和叶轮等部件，透平蜗壳又具有进气管和排气管，常规的进气管和排气管位于透平蜗壳的不同侧，其中，进气管一般沿透平蜗壳侧面的径向或切线方向设置，排气管一般沿透平蜗壳的轴向设置；高温介质由进气管进入透平蜗壳并流经叶轮后内能减少，形成低温介质，低温介质由排气管排至透平蜗壳外。
3.真空冷箱是一种绝热装置，在氢、氦液化等超低温设备中，透平膨胀机的透平蜗壳也需要插入真空冷箱内进行绝热，而常规的透平蜗壳由于进气管和排气管位于透平蜗壳的不同侧，并且二者的朝向也不同，使得透平蜗壳的几何尺寸较大，真空冷箱上用于安装透平蜗壳的开口也较大，这既削弱了透平蜗壳与真空冷箱之间的密封效果，也增大了真空冷箱的尺寸，而这对超低温设备系统本身是不利的。
4.因此，有必要重新设计一种透平蜗壳及透平膨胀机。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.针对上述情况，本实用新型提供一种透平蜗壳及透平膨胀机，旨在解决常规透平蜗壳的几何尺寸较大，真空冷箱上用于安装透平蜗壳的开口也较大，这既削弱了透平蜗壳与真空冷箱之间的密封效果，也增大了真空冷箱的尺寸的技术问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.第一方面，本实用新型提供一种透平蜗壳，其主要可以包括壳体、排气管和进气管；
9.还包括设置在壳体内的导气通道，导气通道的一端与排气管连通、另一端与进气管连通；
10.其中，
11.导气通道内留有用于安装叶轮的空间，高温介质能够流经该叶轮；
12.进气管和排气管位于壳体的同侧。
13.在本实用新型的一些实施例中，进气管的外壁与排气管的外壁之间留有间距。
14.在本实用新型的一些实施例中，进气管有多个。
15.在本实用新型的一些实施例中，多个进气管沿排气管的周向分布。
16.在本实用新型的一些实施例中，进气管与排气管的朝向相同或大致相同。
17.在本实用新型的一些实施例中，沿排气管的轴线方向，越远离壳体，进气管的外壁
与排气管的外壁之间的间距越大。
18.在本实用新型的一些实施例中，透平蜗壳还包括支撑柱和隔板；
19.隔板和支撑柱均安装在壳体内，支撑柱位于隔板和排气管之间；
20.支撑柱的第一端靠近隔板设置且二者之间留有间隙、第二端与排气管连通，壳体、隔板和支撑柱共同形成导气通道；
21.叶轮位于支撑柱内，或者，叶轮位于支撑柱的第一端和隔板之间。
22.在本实用新型的一些实施例中，间隙内之间设置有喷嘴，高温介质先流经喷嘴，再流经叶轮。
23.在本实用新型的一些实施例中，隔板将喷嘴压在支撑柱的第一端。
24.第二方面，本实用新型提供一种透平膨胀机，其主要可以包括上述的透平蜗壳。
25.本实用新型实施例至少具有如下优点或有益效果：
26.通过将进气管和排气管设置在壳体的同侧，减小了透平蜗壳自身的几何尺寸，以及进气管和排气管在配管时所需的空间尺寸，以使透平蜗壳的结构更紧凑，这一方面使得在将透平蜗壳与真空冷箱连接时，真空冷箱与透平蜗壳连接的开口缩小，以便于保证透平蜗壳与真空冷箱之间的密封效果；另一方面，使得透平蜗壳在配管后整体的几何尺寸也减小，真空冷箱的尺寸便能够得到改善，有利于真空冷箱尺寸的控制。
27.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型提供的透平蜗壳的结构示意图。
30.图标：
31.11-壳体，12-排气管，13-进气管，14-支撑柱，15-隔板，16-间隙；
32.21-叶轮，22-喷嘴。
具体实施方式
33.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。
34.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。
35.此外，术语“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连
接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
37.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
38.实施例1
39.请参照图1，图1中箭头所示方向为介质流动的方向；第一方面，本实用新型提供一种透平蜗壳，其主要可以包括壳体11、排气管12、进气管13和设置在壳体11内的导气通道。
40.进气管13用于导入高温介质，排气管12用于将低温介质排至后续工艺管路系统；进气管13和排气管12均焊接在壳体11上，进气管13和排气管12位于壳体11的同侧；
41.导气通道的一端与排气管12连通、另一端与进气管13连通；导气通道内留有用于安装叶轮21的空间，叶轮21安装于透平膨胀机的主轴（图中未示出）上，叶轮21用于转换高温介质的内能，具体的，高温介质由进气管13进入导气通道后流经该叶轮21，通过叶轮21的旋转转换高温介质的内能从而形成低温介质，低温介质再由排气管12排出。
42.与常规的进气管13和排气管12的布局方式相比，本实施例将进气管13和排气管12设置在壳体11的同侧，减小了透平蜗壳自身的几何尺寸，以及进气管13和排气管12在配管时所需的空间尺寸，以使透平蜗壳的结构更紧凑，这一方面使得在将透平蜗壳与真空冷箱连接时，真空冷箱与透平蜗壳连接的开口缩小，以便于保证透平蜗壳与真空冷箱之间的密封效果；另一方面，使得透平蜗壳在配管后整体的几何尺寸也减小，真空冷箱的尺寸便能够得到改善，有利于真空冷箱尺寸的控制，即有利于减小真空冷箱的尺寸。
43.上文大体上描述了透平蜗壳的主要部件和作用原理，下文将对透平蜗壳做更为详细的阐述。
44.请参照图1，在本实施例中，上述导气通道主要由壳体11、隔板15和支撑柱14共同形成；具体的，隔板15和支撑柱14均安装在壳体11内，支撑柱14呈中空状，支撑柱14例如可以与壳体11一体成型，支撑柱14位于隔板15和排气管12之间；支撑柱14的上端靠近隔板15设置，且支撑柱14的上端与隔板15之间留有间隙16，支撑柱14的下端与排气管12连通；叶轮21位于支撑柱14内，或者，叶轮21位于支撑柱14的第一端和隔板15之间。
45.更具体的是，支撑柱14与隔板15的间隙16内设置有由多个叶栅环列形成的喷嘴22，喷嘴22的多个叶栅沿叶轮21的周向设置，高温介质先流经喷嘴22，再流经叶轮21。由多个叶栅环列形成的喷嘴22是现有技术，其能够调节流体的流动参数，这里就不再赘述其结构。
46.可以理解的是，导气通道的作用是连通排气管12和进气管13，叶轮21也位于高温介质在导气通道内流动的路径上，上述导气通道的组成，只是一种优选地具体实施方式，用户可根据实际需要对导气通道的组成进行合理的设置或调整。
47.为了便于喷嘴22的安装，隔板15将喷嘴22压在支撑柱14的第一端，从而通过隔板15和支撑柱14的共同配合将喷嘴22夹持固定。
48.在本实施例中，进气管13的外壁与排气管12的外壁之间留有间距，以便于为进气管13和排气管12的配管提供可操作的空间；当然，在其他实施例中，进气管13的外壁与排气管12的外壁也可以相互接触。
49.本实施例不限制进气管13的数量，优选地，在本实施例中，多个进气管13沿排气管12的周向分布。
50.第二方面，本实用新型提供一种透平膨胀机，其主要可以包括上述的透平蜗壳。具有上述的透平蜗壳的透平膨胀机在与真空冷箱连接时，一方面，真空冷箱的开口缩小，有利于保证透平膨胀机的透平蜗壳与真空冷箱之间的密封效果；另一方面，透平膨胀机的透平蜗壳在配管后整体的几何尺寸也减小，真空冷箱的尺寸便能够得到改善，有利于真空冷箱尺寸的控制，即有利于减小真空冷箱的尺寸。
51.实施例2
52.本实施例与实施例1的透平蜗壳的不同之处在于，在本实施例中，进气管13和排气管12不仅位于壳体11的同侧，进气管13与排气管12的朝向也相同或大致相同，这样，透平蜗壳整体的形状更为规整，更有利于控制透平蜗壳的几何尺寸，从而保证透平蜗壳与真空冷箱连接的密封性，以及减小真空冷箱的尺寸。
53.具体的，如图1所示，排气管12沿透平蜗壳的轴向设置，进气管13可大致与排气管12平行，进气管13可以是直管，也可以具有一定的弧度，在本实施例中，沿排气管12的轴线方向，越远离壳体11，进气管13的外壁与排气管12的外壁之间的间距越大，以进一步保证在为进气管13和排气管12配管时，操作者有更多的操作空间。
54.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。