技术领域
[0001] 本实用新型属于低温设备技术领域，具体涉及一种透平膨胀机的外功输出装置的
传动轴支承机构。
背景技术
[0002] 膨胀机按其运动方式和结构形式通常分为两类：一为
活塞膨胀机；二为透平膨胀机。由于透平膨胀机相对于活塞膨胀机而言具有流量大、结构简单、体积小、效率高和运转周期长等特点而被广泛应用于各种低温设备中。
[0003] 如业界所知之理，透平膨胀机是以气体膨胀时速度能的变化而藉以传递
能量的机械，其传递的能量也称外功，通常通过与其连接的配接设备如并不限于的发
电机、鼓
风机、
水泵、
增压机、油
制动器等吸收。在已公开的中国
专利文献中不乏关于透平膨胀机的技术信息，略以例举的如CN2388351Y推荐有“微型透平膨胀机”、CN2185339Y提供有“气体悬浮式陶瓷低温透平膨胀机”、CN200955408Y公告有“透平膨胀机组”、CN201367920Y公开有“透平膨胀机”和CN202039906U举荐有“一种
气体轴承透平膨胀机”，等等。
[0004] 如业界所知，由于透平膨胀机在工作时的转速高达每分钟万转以上，因此作为外功输出装置的传动轴与用于转动地支承传动轴的传动轴转动支承机构（即支承轴承）之间的磨损程度会随着时间的推移加剧，从而一方面增加支承轴承与传动轴之间的间隙，另一方面会降低预负载能
力，结果导致轴承阻尼的损失，进而加剧透平膨胀机的
转子的振动。因此如何克服这种欠缺是业界长期以来密切关注并且期望解决的问题，但是在已公开的中、外专利和非专利文献中均未给出相应的技术启示，为此本
申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
[0005] 本实用新型的任务在于提供一种有助于使轴承在合理的使用期限内始终与传动轴之间保持恒定的间隙而藉以避免因磨损而影响传动轴的转动效果并且避免诸如振动现象发生的透平膨胀机的外功输出装置的传动轴支承机构。
[0006] 本实用新型的任务是这样来完成的，一种透平膨胀机的外功输出装置的传动轴支承机构，包括轴瓦座套，在该轴瓦座套的中央构成有一轴瓦配合腔，并且在轴瓦配合腔内壁体上围绕轴瓦配合腔的圆周方向以间隔状态开设有一组自轴瓦配合腔的一侧贯通至另一侧的轴瓦枢转肋配合槽，在轴瓦座的左侧凹设有一外挡盘腔和一卡环槽，卡环槽位于外挡盘腔的外侧，在外挡盘腔内设有一外挡盘，而在卡环槽内嵌设有一卡环，在轴瓦座的右侧构成有一内挡盘腔，在该内挡盘腔内设有一内挡盘；一组轴瓦，该组轴瓦以彼此围合的状态设置在所述的轴瓦配合腔内，各轴瓦朝向轴瓦配合腔的一侧并且位于轴瓦的宽度方向的中部构成有一突起于轴瓦的表面的自轴瓦的一端延伸至另一端的轴瓦枢转肋，轴瓦枢转肋置入于所述的轴瓦枢转肋配合槽内，其中：相邻轴瓦之间保持有间隙，藉由该间隙构成为用于向由轴瓦围合成的轴瓦腔内引入
润滑油的
油槽。
[0007] 在本实用新型的一个具体的
实施例中，在所述的轴瓦座的外壁上凹设有一道环通的轴瓦座油槽，在该轴瓦座油槽的底部开设有与所述的一组轴瓦的数量相等的并且与轴瓦配合腔相通的用于向轴瓦配合腔内引入润滑油的一组进油通孔，各进油通孔与所述的油槽相对应。
[0008] 在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的轴瓦枢转肋配合槽的横截面形状呈英文字母的C字形，而所述的轴瓦枢转肋的横截面形状呈半圆柱形。
[0009] 在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的轴瓦座的左侧扩设有一轴瓦座固定
法兰边，在该轴瓦座固定法兰边上间隔开设有一组轴瓦座固定孔，在各轴瓦座固定孔上配设有轴瓦座固定螺钉。
[0010] 在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的轴瓦的横截面形状呈人字形。
[0011] 本实用新型提供的技术方案的技术效果在于：由于一组轴瓦各自通过其上的轴瓦枢转肋与轴瓦座的轴瓦配合腔的轴瓦枢转肋配合槽相配合，因而可通过轴瓦的微渺偏转而使轴瓦腔形成收敛的楔形状，满足在润滑油膜上承载大的负荷要求，确保与轴瓦腔相配合的传动轴之间的配合效果，延长轴瓦的使用寿命并且避免轴瓦与传动轴之间的剧烈磨损。
附图说明
[0012] 图1为本实用新型的实施例结构图。
[0014] 图3为图2的剖示图。
具体实施方式
[0015] 为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。
[0016] 实施例：
[0017] 敬请参见图1，申请人需要说明的是：凡是在下面提及的左和右的方向性或称方位性的概念都是以图示的
位置状态而言的，因此不应由此而限制对本实用新型方案的理解。在图中，给出了一轴瓦座1，在该轴瓦座1的中央构成有一个贯通的轴瓦配合腔11，在该轴瓦配合腔11的腔壁上围绕轴瓦配合腔11的圆周方向以间隔状态开设有一组自轴瓦配合腔11的一侧即左侧贯通至另一侧即右侧的轴瓦枢转肋配合槽111，各轴瓦枢转肋配合槽111是相同的，并且横截面形状均呈英文字母的C字形。在轴瓦座1的左侧的凹设有一外挡盘腔12和一卡环槽13，卡环槽13位于外挡盘腔12的外侧，即位于外挡盘腔12的左侧，外挡盘腔12的深度与外挡盘131的厚度相适应，以便使外挡盘121恰到好处地置入于外挡盘腔12内。同样，卡环槽13的深度与卡环131的壁的宽度相匹配，以保障卡环131可靠置入。在轴瓦座1的右侧凹设有一内挡盘腔14，该内挡盘腔14的深度与内挡盘141的厚度相透配，以便使内挡盘141可靠地置入。
[0018] 由图所示，在轴瓦座1的外壁上并且围绕轴瓦座1的圆周方向凹设有一道环通即联通的轴瓦座油槽15，在该轴瓦座油槽15的底部以间隔状态开设有一组数量与下面即将详细说明的轴瓦2的数量相等的进油通孔151。又，在轴瓦座1的左侧扩设有一轴瓦座固定法兰边16，在该轴瓦座固定法兰边16上以间隔状态开设有一组轴瓦座固定孔161，在各轴瓦座固定孔161上配设有一轴瓦座固定螺钉1611（图2示）。
[0019] 请继续见图1，给出了一组轴瓦2，该组轴瓦2的数量在本实施例中为四枚，但是并不能凭此数量而构成对本实用新型方案的制约，因为轴瓦2的数量既可以少至至少两枚，也可以多至四枚以上，例如六枚或八枚等，但是四枚是较为优选的。不论一组轴瓦2的数量多寡，优选使各轴瓦2的形状大小彼此一致。又，由于轴瓦2在本实施例中的数量有四枚，因此前述的进油通孔151的数量为四个。
[0020] 一组轴瓦2彼此围绕圆周方向排列而构成为一个整体的轴瓦腔22，各轴瓦21朝向轴瓦配合腔11的腔壁的一侧并且位于轴瓦2的宽度方向的居中位置构成有一突起于轴瓦2的表面的并且自轴瓦2的一端（图示左端）延伸至另一端（图示右端）的轴瓦枢转肋21，轴瓦枢转肋21的横截面形状呈半圆柱形状，与前述的轴瓦枢转肋配合槽111相配合。由图1所示，整枚轴瓦2的横截面形状呈中国汉字的人字形的形状，并且相邻轴瓦2之间保持有间隙，藉由该间隙构成为油槽23，前述的进油通孔151对应于该油槽23。
[0021] 上述轴瓦23与轴瓦座1的轴瓦配合腔11配合后的技术效果如同本申请人在上面的技术效果栏所述。
[0022] 应用例：
[0023] 请参见图2和图3，给出了透平膨胀机的外功输出装置的一连接套筒3，该连接套筒3的两端即左、右端各向外扩设有一固定法兰边38，并且在各固定法兰边38上以间隔状态开设有一组法兰盘固定孔381。在连接套筒3的两端并且各自靠近相应的固定法兰边38的部位开设有一进气孔33，优选的方案是将一对进气孔33开设于连接套筒3在使用状态下朝向上的一侧的两端，来自于气源装置例如空气
压缩机或
增压泵之类的装置的压力空气或称压缩空气经管路引入进气孔33，各进气孔33具有一用于将压力空气朝向着下面还要描述的
密封圈座6的方向引送的引气道331，也就是说引气道331朝着密封圈座6的方向延伸。又，在连接套筒3上并且在使用状态下朝向下的部位的两端各开设有一回气孔34，各回气孔34具有一同样朝着密封圈座6的方向延伸的回气道341（具体可参见图3）。及，在连接套筒3的两端并且优选在使用状态下朝向上的一侧开设有一进油孔35，进油孔35具有一朝向前述的轴瓦座1的方向延伸的进油道351，并且在连接套筒3的两端还各开设有一引油孔37，各引油孔37与连接套筒3的套筒腔31相通。还，在连接套筒3使用状态下朝向下的一侧开设有一用于将进入到套筒腔31内的润滑油经管路引至外部的油箱的回油孔36。由图2所示，在连接套筒3的两端各构成有一轴瓦座腔32。
[0024] 一左法兰盘4通过一组第一螺钉43（图3示）与前述的连接套筒3左端的固定法兰边38的法兰盘固定孔381固定，在左法兰盘4的中央部位构成有一第一密封圈座腔41，并且在左法兰盘4的圆周方向的边缘部位以间隔状态开设有一组用于与透平膨胀机的蜗壳固定的左法兰盘固定孔42。
[0025] 一右法兰盘5通过一组第二螺钉53与前述的连接套筒3的右端的固定法兰边38的法兰盘固定孔381固定，在右法兰盘5的中央部位构成有一第二密封圈座腔51，并且在该右法兰盘5的圆周方向的边缘部位同样以间隔状态开设有一组用于与配接设备如发电机、增压机或鼓风机等固定连接的右法兰盘固定孔52。
[0026] 由图2和图3可知，上面的实施例中提及的轴瓦座1 有一对，每个轴瓦座1配设一组轴瓦2。其中一个轴瓦座1通过前述的轴瓦座固定螺钉1161（图2示）与连接套筒3的左端的轴瓦座腔32相配合，具体是将轴瓦座固定螺钉1161与预设在连接套筒3的轴瓦座腔32处的第一螺钉孔321固定，而一对轴瓦座1中的另一个轴瓦座1以相同方式与连接套筒3右端的轴瓦座腔32固定。
[0027] 前述的一对密封圈座6中的其中一个密封圈座6设置在所述的第一密封圈座腔41内，而该对密封圈座6中的另一个密封圈座6设置在所述的第二密封圈座腔51内。给出了一传动轴7，该传动轴7的左端转动地支承在前述的一对轴瓦座1中的左边的一个轴瓦座1上，并且在与一对密封圈座6中的左边的一个密封圈座6密封配合的状态下探出该左边的密封圈座6，传动轴7的右端转动地支承在一对轴瓦座1中的右边的一个轴瓦座1上，并且在与一对密封圈座6中的右边的一个密封圈座6密封配合的状态下探出该右边的密封圈座6，而传动轴7的中部位于所述的套筒腔31内。
[0028] 由于设置在左法兰盘4的第一密封圈座腔41内的密封圈座6与设置在右法兰盘5的第二密封圈座腔51内的密封圈座6的结构是完全相同的，因此申请人在下面仅针对设置于第一密封圈座腔41内的密封圈座6详细说明。
[0029] 密封圈座6用第四螺钉66与前述的连接套筒3上预设的螺钉孔固定，在该密封圈座6的中央并且朝向前述的轴瓦座1的一侧嵌设有一阻油密封套61，而另一侧嵌设有一阻气密封套62，并且在该密封圈座6上还开设有一与前述的进气道331相通的密封圈座进气道63以及一与前述的回气道341相通的密封圈座出气道64。此外，在密封圈座6的圆周方向的边缘部位嵌设有一组用于与前述的第一密封圈座腔41的腔壁形成密封的密封圈65。
[0030] 前述的传动轴7的两端以相同方式与一对轴瓦座1以及密封圈座6相配合，并且在传动轴7的两端各构成有一甩油环71。
[0031] 请重点见图2，传动轴7的两端各穿过前述的轴瓦腔22、阻油密封套61和阻气密封套62并且探出密封圈座6外，传动轴7的位于甩油环71一侧的轴承套配合段72（图2示）与轴瓦腔22配合，而位于甩油环71另一侧的密封套配合段73与密封圈座6相配合，即与阻油、阻气密封套61、62相配合。在轴瓦座1与密封圈座6之间并且在对应于甩油环71的位置构成有一油隙8。进入到轴瓦腔22内的润滑油自轴瓦2与传动轴7之间的隙缝进入油隙8，进入到油隙8中的润滑油经引油孔37引入套筒腔31，进而由与回油孔36配接的管路引入油箱内，具体可参见申请人标注在图3中的表示润滑油的流向的箭头。
[0032] 依然见图3，由于前述的密封圈进气道63与进气道331相通，又由于密封圈进气道63对应于阻油密封套61与阻气密封套62之间，因此在气流的压力作用下，压力空气会分别朝向阻油、阻气密封套61、62的方向分为两路，一路起到阻止前述的油隙8中的润滑油朝着背离油隙8的方向渗透，也就是说迫使润滑油向油隙8的方向流动而避免润滑油在依次途经阻油密封套61和阻气密封套62后朝着传动轴7的末端渗泄，另一路气流阻止来自于透平膨胀机的气体侵袭轴瓦座1（左端的轴瓦座1而言）。由密封圈进气道63引入的冗余的压力空气经密封圈座出气道64引出。就位于右端的设置于密封圈座6上的阻油、阻气密封套61、62而言，分成两路的气流中的其中一路同样起到阻止润滑油朝着背离油隙7的方向渗透的作用，而另一路则起到防止外部水汽等侵入轴瓦座1（右端的轴瓦座1）的作用。
[0033] 使用时将本实用新型的前述左法兰盘4用一组
螺栓421在对应于前述的左法兰盘固定孔42的透平膨胀机的蜗壳固定连接，而传动轴7的左端与透平膨胀机的
叶轮连接，传动轴7的另一端与前述的配接设备如鼓风机、水泵、发电机、增压机或油制动器连接。
[0034] 在传动轴7旋转的过程中，由于传动轴7的轴承配合段72与由一组轴瓦2围合形成的轴瓦腔22相配合，因此纵使轴瓦2和/或与轴瓦2相配的传动轴7的轴承套配合段72出现磨损，则由于一组轴瓦2的轴瓦枢转肋21与轴瓦座1的轴瓦配合腔11的轴瓦枢转肋配合槽111之间的配合情形能使一组轴瓦2表现出主动而非被动的偏转，尽管这种偏转程度是微渺的，但是却能使一组轴瓦2建立成一个收敛的楔形状，藉以实现了微薄的润滑油膜上承载大的负荷，使转动轴7表现出平稳的传动效果，尤其能使轴瓦2和传动轴7的使用寿命极致延长，降低维修成本。总而言之，本申请人将轴瓦2与轴瓦座1的这种结构形式开创性地应用于透平膨胀机不失为是一个极致的方案而可得以在工业上广泛使用。
