【技術實現步驟摘要】
本申請涉及透平機械，尤其涉及一種壓縮膨脹一體機。
技術介紹
1、壓縮膨脹一體機通過將壓縮機、膨脹機集成在同一個轉子上，省卻了聯軸器、齒輪箱等傳動機構，簡化了主機配置，提高了傳動效率；同時轉動部件集成在同一個主機殼體內，對外只有靜密封，不再有動密封，提高了主機密封可靠性。相比于傳統離心壓縮機或透平膨脹機，其在提高功率密度、運行可靠性等方面優勢突出。
2、現有的應用于低溫工況的壓縮膨脹一體機轉子大多采用油軸承支撐，潤滑油和低溫介質氣不可避免地會存在相互干擾的問題，通常需要在兩者之間設置充氣式密封進行隔離，這對于某些閉式循環系統是不可接受的。
3、常規的壓縮膨脹一體機通常只有膨脹端和壓縮端兩部分，而當膨脹端和壓縮端功率嚴重不匹配時，需要在中間段引入電機部分進行功率補償。低溫工況下，由于電機的適宜運行溫度與膨脹端的運行溫度差異大，且溫度對各自的性能均有顯著影響，因此，電機部分的引入對整機溫度場設計帶來了新的挑戰。
技術實現思路
1、本專利技術提出了一種壓縮膨脹一體機，其集成了膨脹機、壓縮機、電機三部分為一體，采用磁懸浮軸承支撐，并設計控溫部件實現主機內部溫度分區平衡，從而使主機適用于低溫零污染運行工況。
2、本專利技術實施例提供一種壓縮膨脹一體機，包括：膨脹側殼體3、膨脹側端蓋1、膨脹側機匣2、導葉16、膨脹輪4、軸14、壓縮側殼體7、壓縮側端蓋8、壓縮側機匣9、擴壓器17、壓縮輪10、膨脹側軸端密封5、壓縮側軸端密封11、電機段殼體12、電機定子13、
3、所述膨脹側殼體3、所述膨脹側端蓋1、所述膨脹側機匣2、所述導葉16、所述膨脹輪4和所述膨脹側軸端密封5構成膨脹側部件；
4、所述壓縮側殼體7、所述壓縮側端蓋8、所述壓縮側機匣9、所述擴壓器17、所述壓縮輪10和所述壓縮側軸端密封11構成壓縮側部件；
5、所述電機段殼體12、所述電機定子13、所述控溫板15和所述磁懸浮軸承6構成電機段部件；
6、所述電機段部件一端與所述膨脹側部件拼接，另一端與所述壓縮側部件拼接；
7、所述軸14貫穿所述膨脹側部件、所述電機段部件及所述壓縮側部件；
8、所述軸14一端懸掛所述膨脹輪4，與所述膨脹側部件組合成完整的膨脹機通流部分；
9、所述軸14另一端懸掛所述壓縮輪10，與所述壓縮側部件組合成完整的壓縮機通流部分；
10、所述軸14的中間段熱套相應的磁鋼組件14a，與所述電機段部件組合成完整的磁懸浮電機部分。
11、在一些實施例中，所述膨脹側軸端密封5及所述控溫板15用于將適量的冷量引入電機腔，實現電機冷卻。
12、在一些實施例中，所述的冷量包含低溫氣冷和低溫導冷兩部分。
13、在一些實施例中，所述低溫氣冷通過所述膨脹側軸端密封5實現。
14、在一些實施例中，所述低溫氣冷通過所述膨脹側軸端密封5實現，包括：所述膨脹側軸端密封5采用梳齒迷宮或碳環的形式。
15、在一些實施例中，所述低溫導冷通過所述控溫板15實現。
16、在一些實施例中，所述低溫導冷通過所述控溫板15實現，包括：所述控溫板15采用低導熱系數材料制成，或者在結構件表面覆蓋一層熱障涂層以降低導熱系數。
17、在一些實施例中，還包括：輔助冷卻方式。
18、在一些實施例中，所述輔助冷卻方式包括在所述電機段殼體12開設輔助冷卻氣進氣孔，引入系統管線上的常溫介質氣至電機腔體內，與低溫冷氣混合，共同對所述電機定子13進行冷卻。
19、在一些實施例中，所述輔助冷卻方式包括在所述電機段殼體12外側設計夾層，所述夾層內通入冷卻流體，從而對所述電機段殼體12及所述電機定子13進行冷卻。
20、本專利技術上述實施例將膨脹機、壓縮機、電機集成為一體，采用磁懸浮軸承支撐，并設計控溫部件實現主機內部溫度分區平衡，從而使主機適用于低溫零污染運行工況。
21、本專利技術上述實施例充分利用膨脹側低溫條件，通過設計膨脹側軸端密封和控溫板，采用低溫氣冷和低溫導冷相結合的方式實現電機冷卻。
22、本專利技術上述實施例通過增加輔助冷卻方式，可提高整機關于電機冷卻方面的變工況適應能力。
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1.一種壓縮膨脹一體機，其特征在于，包括：膨脹側殼體(3)、膨脹側端蓋(1)、膨脹側機匣(2)、導葉(16)、膨脹輪(4)、軸(14)、壓縮側殼體(7)、壓縮側端蓋(8)、壓縮側機匣(9)、擴壓器(17)、壓縮輪(10)、膨脹側軸端密封(5)、壓縮側軸端密封(11)、電機段殼體(12)、電機定子(13)、控溫板(15)及磁懸浮軸承(6)；
2.根據權利要求1所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述膨脹側軸端密封(5)及所述控溫板(15)用于將適量的冷量引入電機腔，實現電機冷卻。
3.根據權利要求2所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述的冷量包含低溫氣冷和低溫導冷兩部分。
4.根據權利要求3所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述低溫氣冷通過所述膨脹側軸端密封(5)實現。
5.根據權利要求4所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述低溫氣冷通過所述膨脹側軸端密封(5)實現，包括：所述膨脹側軸端密封(5)采用梳齒迷宮或碳環的形式。
6.根據權利要求3所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述低溫導冷通過所述控溫板(15)實現。
<...【技術特征摘要】
1.一種壓縮膨脹一體機，其特征在于，包括：膨脹側殼體(3)、膨脹側端蓋(1)、膨脹側機匣(2)、導葉(16)、膨脹輪(4)、軸(14)、壓縮側殼體(7)、壓縮側端蓋(8)、壓縮側機匣(9)、擴壓器(17)、壓縮輪(10)、膨脹側軸端密封(5)、壓縮側軸端密封(11)、電機段殼體(12)、電機定子(13)、控溫板(15)及磁懸浮軸承(6)；
2.根據權利要求1所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述膨脹側軸端密封(5)及所述控溫板(15)用于將適量的冷量引入電機腔，實現電機冷卻。
3.根據權利要求2所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述的冷量包含低溫氣冷和低溫導冷兩部分。
4.根據權利要求3所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述低溫氣冷通過所述膨脹側軸端密封(5)實現。
5.根據權利要求4所述的壓縮膨脹一體機，其特征在于，所述低溫氣冷通過所述膨脹側軸端密封(5)實現，包括：所述膨脹側軸端密封(5)采用梳齒...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁瑋瑋，刁安娜，曾躍波，遲志男，張傲，劉釋杰，楊小強，袁龍健，姚彥辰，李百強，
申請(專利權)人：中國船舶集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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