一種低溫防爆型渦輪增壓器的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種排氣式渦輪增壓器，尤其涉及適用于礦井開采場所用的防爆型渦輪增壓器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]排氣式渦輪增壓器是利用發(fā)動機(jī)排出的壓力高溫廢氣作為動力源，發(fā)動機(jī)排出的高溫壓力廢氣引入渦輪增壓器中的渦輪機(jī)，利用廢氣所含有的能量推動渦輪機(jī)中的渦輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，同時帶動與之同軸的壓氣機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動，由壓氣機(jī)將吸入空氣進(jìn)行縮壓后輸送發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，向發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)充入高密度空氣，增加氣缸中的氧氣含量，這樣既能提高同型號發(fā)動機(jī)的輸出功率，也能顯著提高發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，促使柴油充分燃燒，提高發(fā)動機(jī)的熱效率，降低燃油消耗率，減少有害氣體排放，降低噪聲，因此，車用發(fā)動機(jī)和船用發(fā)動機(jī)都需要匹配渦輪增壓器，增壓供氧是發(fā)動機(jī)的發(fā)展方向。
[0003]在礦井探測開采過程中所使用的發(fā)電機(jī)組必須是防爆型的，發(fā)動機(jī)是發(fā)電機(jī)組中的核心設(shè)備，而渦輪增壓器又是發(fā)動機(jī)上的關(guān)鍵部件，而渦輪增壓器的工作溫度很高，其排氣溫度在300度以上，根據(jù)煤礦和石巖氣開采的防爆技術(shù)要求，發(fā)動機(jī)的排氣溫度應(yīng)低于70度，這就對渦輪增壓器的工作溫度提出十分高的要求，現(xiàn)有的渦輪增器都不能滿足要求。
[0004]現(xiàn)有的排氣式渦輪增壓器，如圖1所示，包括渦輪殼1、渦輪2、渦輪軸3、滑動軸承4、中間體5、擴(kuò)壓板6、增壓葉輪7、壓殼8和擋熱圈9，渦輪2和增壓葉輪7分別安裝在渦輪軸3的兩端，渦輪2位于渦輪殼1中，增壓葉輪7位于壓殼8中，渦輪軸3通過二只滑動軸承4安裝在中間體5上，禍輪殼1和壓殼8分別密封地固定安裝在中間體5的兩側(cè)，兩只滑動軸承4由帶壓潤滑油進(jìn)行潤滑和冷卻。
[0005]根據(jù)渦輪增壓器的工作原理可知，要降低渦輪增壓的工作溫度必須首先降低渦輪殼的溫度，其次要降低壓殼的工作溫度，第三要降低渦輪殼的排氣溫度，寄予上述解決思路申請人發(fā)明了一種低溫防爆型渦輪增壓器。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種低溫防爆型渦輪增壓器，它能理想地滿足礦井探測開采過程中對渦輪增壓器提出的防爆要求。
[0007]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0008]—種低溫防爆型渦輪增壓器，其特征是:包括渦輪殼、渦輪、渦輪軸、滑動軸承、中間體、擴(kuò)壓板、增壓葉輪和壓殼、斷橋隔熱結(jié)構(gòu)和水冷排氣控溫管，渦輪和增壓葉輪分別安裝在渦輪軸的兩端，渦輪位于渦輪殼中，增壓葉輪位于壓殼中，渦輪軸通過二只滑動軸承安裝在中間體上，渦輪殼通過斷橋隔熱結(jié)構(gòu)固定安裝在中間體的左側(cè)，壓殼通過擴(kuò)壓板固定安裝在中間體的右側(cè)，中間體上的潤滑油路與兩只滑動軸承相通連，水冷排氣控溫管與渦輪殼的排氣口密封連接，在渦輪殼的渦流氣道的外側(cè)壁內(nèi)設(shè)有冷卻水道，冷卻水道沿渦流氣道設(shè)置，冷卻水道的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道的出水口與冷卻水池相連。
[0009]進(jìn)一步，所述冷卻水道在渦輪殼的軸向截面形狀為波浪形，這樣能進(jìn)一步增加水與渦輪殼的接觸面積，提高散熱性能。
[0010]進(jìn)一步，所述冷卻水道在渦輪殼的徑向截面形狀為波浪形，這樣不僅能進(jìn)一步增加水與渦輪殼的接觸面積，還能降低水在冷卻水道的滯留時間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。
[0011 ]進(jìn)一步，所述斷橋隔熱結(jié)構(gòu)包括彈性隔熱圈、隔熱罩和止口壓環(huán)，所述隔熱罩為帶止口的環(huán)形罩，它由固定環(huán)邊、筒體、環(huán)形罩板和主軸孔組成，固定環(huán)邊設(shè)置在筒體的右端，環(huán)形罩板設(shè)置在筒體左端，主軸孔設(shè)置在環(huán)形罩板的中心位置，其孔徑與渦輪軸的對應(yīng)軸徑相對應(yīng)，所述止口壓環(huán)由渦輪殼壓合面、中間體壓合面和隔熱罩限位止口組成，隔熱罩限位止口與固定環(huán)邊相對應(yīng)，止口壓環(huán)通過隔熱罩限位止口套在隔熱罩的固定環(huán)邊上，所述止口壓環(huán)設(shè)置在固定環(huán)邊與渦輪殼之間，彈性隔熱圈設(shè)置在固定環(huán)邊與中間體之間。
[0012]由于本發(fā)明對渦輪增壓器的渦輪殼進(jìn)行了動態(tài)水冷處理，在渦輪殼的外側(cè)壁內(nèi)沿渦流氣道設(shè)有冷卻水道，冷卻水道的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道的出水口與冷卻水池相連，這樣就能對發(fā)動機(jī)排出高溫度氣體進(jìn)行第一道降溫，由于冷卻水道的設(shè)置使得進(jìn)氣口的溫度與排氣口的溫度形成較大的溫度差，不僅能增加發(fā)動機(jī)排出的高溫廢氣對渦輪的推動力，而且降低了渦輪殼的工作溫度，實現(xiàn)了對渦輪增壓器原始熱源的第一道降溫。
[0013]在渦輪殼與中間體的結(jié)合處增設(shè)了斷橋隔熱結(jié)構(gòu)，所述斷橋隔熱結(jié)構(gòu)由彈性隔熱圈、隔熱罩和止口壓環(huán)組成，這樣就在渦輪殼內(nèi)高溫氣腔與中間體結(jié)合端面之間形成隔熱層，這是渦輪殼內(nèi)高溫氣體向中間體傳導(dǎo)熱量的主要渠道，其中，彈性隔熱圈既是隔熱層又是端面密封件，隔熱罩是隔熱體，渦輪殼內(nèi)的高溫氣體很難傳遞給中間體，從而有效地阻止了熱量向中間體和壓殼傳遞。止口壓環(huán)既是渦輪殼與中間體之間的軸向限位件，也是隔熱罩的軸向限位件，在渦輪殼與中間體固定連接過程中，止口壓環(huán)在渦輪殼與中間體之間軸向受壓，止口壓環(huán)首先壓迫彈性隔熱圈在軸向變形密封，同時，帶動隔熱罩向彈性隔熱圈靠攏貼合，使得隔熱罩在軸向彈性受壓限位，但不會壓碎或壓裂，這種斷橋隔熱結(jié)構(gòu)，既能實現(xiàn)渦輪殼與中間體結(jié)合處的隔熱和密封，雖然渦輪殼的高溫氣體通過渦輪和渦輪軸也能向中間體和壓殼傳輸熱量，但是由于中間體由流動的高壓潤滑油不斷的流過，它能即時地將傳入的熱量帶出，有效地控制中間體和壓殼的工作溫度，這是降低渦輪增壓器工作溫度的第二道技術(shù)措施。
[0014]在渦輪殼的排氣口密封地對接有水冷排氣控溫管，在水冷排氣控溫管的內(nèi)腔通入流動的冷卻水，只要改變冷卻水的流量和流速就能有效控排出氣體的溫度，實現(xiàn)對渦輪排出氣體的最終降溫和控溫。
[0015]通過上述三步降溫措施不僅有效控渦輪增壓器的渦輪殼、中間體和壓殼的工作溫度，而且能降低和控制渦輪殼最終排出氣體的溫度，從而對渦輪增壓器的工作溫度進(jìn)行有效控制，使之降低到預(yù)控溫度以下，確保渦輪增壓器的防爆要求。
【【附圖說明】】
[0016]圖1為現(xiàn)有渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖3為