CN106762742A - 一种带能量回收透平的高速透平真空泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及透平机械，适用于石油、化工、电力、轻纺、造纸、医药等真空泵应用领域，特别涉及一种带能量回收透平的高速透平真空泵，整机总体为卧式结构，包括透平真空泵段，高速直连电机，主轴以及能量回收透平段，所述透平真空泵段为负载端，驱动端包括所述高速直连电机与能量回收透平段两大部分协同辅助实现；所述主轴固定安装在高速直连电机内；所述高速直连电机一侧装有透平真空泵段，能量回收透平段则安装在高速直连电机的另一侧。本发明的有益效果为：高效率的效果，并且可满足中高压力抽吸，且稳定工况宽等优点，高效环保、稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及透平机械，适用于石油、化工、电力、轻纺、造纸、医药等真空泵应用领域，特别涉及一种带能量回收透平的高速透平真空泵,。
背景技术
随着社会的进步与工业的现代化发展，真空应用技术在生产和科学研究领域中对其抽气量与真空度范围的要求越来越宽，通常情况下，由真空泵和其他设备组成真空***,广泛应用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药、食品、电子、冶金、航天等领域,而目前市场上应用较广泛的传统真空泵产品主要有液环式真空泵、旋片式真空泵、往复式真空泵和罗茨真空泵等。
液环泵属于粗真空泵，转子偏心安装在泵体内,旋转时以水作为工作液体,靠泵腔容积的变化实现吸气、压缩和排气,所以,需要消耗水与作用于水的能耗，转速一般低于3000r/min,虽然在国内石油、化工、电力、轻纺、造纸等领域仍有着较大的市场。但一般存在真空度与效率低等问题，效率一般在30%左右，最高也只有50%。
旋片式真空泵是一种机械式低压真空泵,带有弹簧的二个或以上旋片的转子偏心安装在泵体内,旋转时,以油作为密封介质,靠离心力和弹簧的弹力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触与滑动,周期性地改变进排气口容积来实现吸气与排气,所以,需要消耗油与作用于油的能耗,效率较低,同时抽气量也较小。
往复真空泵属于容积式真空泵，通过连杆曲轴机构在曲轴箱内运动使活塞在气缸中作往复运动，周期性地改变吸排气腔的容积，并依靠吸排气阀的作用完成吸排气动作，从而获得真空。往复式真空泵对于抽除腐蚀性或含有颗粒状灰尘的气体是不适用的。往复真空泵属于低真空获得设备，并且对灰尘颗粒等较为敏感。
总之,以上容积式真空泵普遍存在效率低、能耗高、噪音大、抽气量小等不足,尤其是对于需要满足大抽气量要求时,虽然水环真空泵或液环真空泵能满足使用要求,但还存在配置数量多、占地面积大等问题。随着时代的进步发展，现代工业化的快速向前推进，目前对大流量、高真空度透平机械设备的需求越来越多，要求也越来越苛刻，对于大抽气量、高效环保稳定可靠的透平机械设备的研究提出以及应用极为迫切。
根据容积式真空泵的不足,同时综合兼顾考虑现代透平机械的不足与现代能源节约的需求发展趋势，提出了一种带能量回收透平的高速透平真空泵,并以适应现代工业对大抽气量的真空抽取与压缩设备的高效环保、与真空度集成化等方面的发展需要。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，结合透平机械高效高速的特性，提供一种带能量回收透平的高速透平真空泵，以满足现代工业对高真空度，大抽气量的抽取，节能环保等方面的使用需要。
本发明采用的技术方案为：
一种带能量回收透平的高速透平真空泵，整机总体为卧式结构，包括透平真空泵段，高速直连电机，主轴以及能量回收透平段，所述透平真空泵段为负载端，驱动端包括所述高速直连电机与能量回收透平段两大部分协同辅助实现；所述主轴固定安装在高速直连电机内；所述高速直连电机一侧装有透平真空泵段，能量回收透平段则安装在高速直连电机的另一侧；
其中所述透平真空泵段包括进气喇叭管，叶轮和排气蜗壳，所述进气喇叭管配合安装在排气蜗壳上，所述叶轮位于排气蜗壳内安装在主轴一端，所述排气蜗壳则通过相应零部件配合固定安装在高速直连电机一侧；
其中所述能量回收透平段包括透平蜗壳，导叶，透平叶轮和出口段，所述出口段配合安装在透平蜗壳上，所述透平叶轮位于透平蜗壳内安装在主轴的另一端，所述排气蜗壳则通过相应零部件配合固定安装在高速直连电机的另一侧。
进一步地：
所述的能量回收透平段包括液力透平能量回收装置和气体透平能量回收装置。
所述的主轴为空心轴或实心轴，具体根据负载的临界转速与轴强度设计。
所述进气喇叭管与叶轮进口处和所述主轴与排气蜗壳内圈处均通过相应气封环进行密封。
所述的透平真空泵段中的排气蜗壳内从气体进口径向向外的环形空间内设有扩压器，包括无叶扩压器和有叶扩压器，其中扩压器内空间与排气蜗壳相通。
所述进气喇叭管内设有导流板，导流板枚数为4均布于进气喇叭管内靠近叶轮进口处。
所述透平真空泵叶轮为带长短叶片叶轮。
本发明的有益效果为：
（1）综合考虑了高速真空透平机械与能量回收透平运行的性能及优缺点，本发明中能量回收透平可补偿直联电机的功率不足，兼顾高速透平真空泵的运行工况，达到大抽气量，高效率的效果，并且可满足中高压力抽吸，且稳定工况宽等优点；
（2）单轴结构以及直连电机等的应用，减少了齿轮传动等复杂结构，使透平机械整机尺寸小紧凑、传动损失小，大大的减小了整机占地面积，并且转速相对更高、高效环保、稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图。
图中，1透平真空泵段，2高速直连电机，3主轴，4能量回收透平段，5喇叭管，6叶轮，7排气蜗壳，8导流板，9气封环，10扩压器，11进口，12出口，13能量回收透平段进口，14能量回收透平段出口，15透平蜗壳，16导叶，17透平叶轮，18出口段。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行介绍。
如图1所示：
一种带能量回收透平的高速透平真空泵，整机总体为卧式结构，主要由透平真空泵段1，高速直连电机2，主轴3以及能量回收透平段4四大部分组成，所述透平真空泵段1为负载端，驱动端包括所述高速直连电机2与能量回收透平段4两大部分协同辅助实现；所述主轴3固定安装在高速直连电机2内；所述高速直连电机2一侧装有透平真空泵段，能量回收透平段则安装在高速直连电机2的另一侧；
其中所述透平真空泵段1包括进气喇叭管5，叶轮6和排气蜗壳7，所述进气喇叭管5配合安装在排气蜗壳7上，所述叶轮6位于排气蜗壳7内安装在主轴一端，所述排气蜗壳7则通过相应零部件配合固定安装在高速直连电机2一侧；
其中所述能量回收透平段4包括透平蜗壳15，导叶16，透平叶轮17和出口段18，所述出口段18配合安装在透平蜗壳15上，所述透平叶轮17位于透平蜗壳15内安装在主轴3的另一端，所述排气蜗壳7则通过相应零部件配合固定安装在高速直连电机2的另一侧；
进一步地：
所述的能量回收透平段4包括液力透平能量回收装置和气体透平能量回收装置。
所述的主轴3包括空心轴与实心轴，具体根据负载的临界转速与轴强度设计。
所述进气喇叭管5与叶轮6进口处和所述主轴3与排气蜗壳7内圈处均通过相应气封环9进行密封。
所述的透平真空泵段1中的排气蜗壳7内从气体进口径向向外的环形空间内设有扩压器10，包括无叶扩压器和有叶扩压器，其中扩压器10内空间与排气蜗壳7相通。
所述进气喇叭管5内设有导流板8)，导流板8枚数为4均布于进气喇叭管5内靠近叶轮6进口处。
所述透平真空泵叶轮6为带长短叶片叶轮。
高速透平真空泵运行原理：驱动装置包括主驱动装置高速直连电机2和辅助驱动装置能量回收透平段4，高压余能从能量回收透平段进口13进入并通过能量回收透平段内的蜗壳，导叶，叶轮的作用驱动主轴3旋转，而高速直连电动机可自动补偿能量回收透平段4功率输出的不稳定与功率输出不足，在两驱动装置的配合驱动下带动主轴3上从动端的叶轮6运转，叶轮6内气体在离心力的作用下被甩出，通过叶轮6、扩压器10和排气蜗壳7的作用下由动能转换成压能从排气蜗壳7出口12排出，叶轮6进口段内形成真空，气体相继从进口11被吸入经过透平真空泵的作用源源不断被排出从而达到真空的抽吸。
本发明的保护范围不限于上述实施例，也包含本发明构思范围内的其它实施例和变形例。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种带能量回收透平的高速透平真空泵，其特征在于：整机总体为卧式结构，包括透平真空泵段（1），高速直连电机（2），主轴（3）以及能量回收透平段（4），所述透平真空泵段（1）为负载端，驱动端包括所述高速直连电机（2）与能量回收透平段（4）两大部分协同辅助实现；所述主轴（3）固定安装在高速直连电机（2）内；所述高速直连电机（2）一侧装有透平真空泵段，能量回收透平段则安装在高速直连电机（2）的另一侧；
其中所述透平真空泵段（1）包括进气喇叭管（5），叶轮（6）和排气蜗壳（7），所述进气喇叭管（5）配合安装在排气蜗壳（7）上，所述叶轮（6）位于排气蜗壳（7）内安装在主轴一端，所述排气蜗壳（7）则固定安装在高速直连电机（2）一侧；
其中所述能量回收透平段（4）包括透平蜗壳（15），导叶（16），透平叶轮（17）和出口段（18），所述出口段（18）配合安装在透平蜗壳（15）上，所述透平叶轮（17）位于透平蜗壳（15）内安装在主轴（3）的另一端，所述排气蜗壳（7）则固定安装在高速直连电机（2）的另一侧。
2.根据权利要求1所述的一种带能量回收透平的高速透平真空泵，其特征在于：所述的能量回收透平段（4）包括液力透平能量回收装置和气体透平能量回收装置。
3.根据权利要求1所述的一种带能量回收透平的高速透平真空泵，其特征在于：所述的主轴（3）为空心轴或实心轴。
4.根据权利要求1所述的一种带能量回收透平的高速透平真空泵，其特征在于：所述进气喇叭管（5）与叶轮（6）进口处和所述主轴（3）与排气蜗壳（7）内圈处均通过相应气封环（9）进行密封。
5.根据权利要求1所述的一种带能量回收透平的高速透平真空泵，其特征在于：所述的透平真空泵段（1）中的排气蜗壳（7）内从气体进口径向向外的环形空间内设有扩压器（10），包括无叶扩压器和有叶扩压器，其中扩压器（10）内空间与排气蜗壳（7）相通。
6.根据权利要求1所述的一种带能量回收透平的高速透平真空泵，其特征在于：所述进气喇叭管（5）内设有导流板（8)，导流板（8）枚数为4均布于进气喇叭管（5）内靠近叶轮（6）进口处。
7.根据权利要求1所述的一种带能量回收透平的高速透平真空泵，其特征在于：所述透平真空泵叶轮（6）为带长短叶片叶轮。
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