一種帶有新型推力軸承結構的透平機械的制作方法

本發明涉及機械設備領域，尤其涉及一種透平機械設備，具體是指一種帶有新型推力軸承結構的透平機械。

背景技術：

一般來說，透平機械通過將高溫高壓的流體膨脹為低溫低壓的流體的過程中，產生動力的渦輪-發電機，以及在電動機上投入動力，將低溫低壓流體壓縮為高溫高壓流體的壓縮機。

上述倆者的共同點是出/入口壓差大，倆者均因壓差在旋轉軸的軸向產生負荷的推力。這些推力的膨脹比或壓縮比越大，增加量也越大，渦輪的轉子或壓縮機的葉輪直徑越大，增加的越多。

為了支撐上述推力，會采用推力軸承，但如果發生了超出軸承負荷承載極限范圍的推力時，可能會導致軸承損壞或者轉軸的破損，所以，選擇適當的推力軸承是透平機械設計的必須要素。

但在一般的設計過程中，經常會發生實際發生的推力會超出推力軸承負荷極限的情況，所以想辦法縮減實際發生的推力大小是進行設計時必須考慮的因素。此外，如進行了縮減推力大小的設計后，還是出現推力超出推力軸承負荷極限，要做出拓展推力軸承負荷承載容量的多種方案，但增加軸承負荷容量時，會面臨增大軸承、費用增加等問題。

因此，如能在不增加推力軸承負荷容量的狀況下，做到增加透平機械的推力負荷承載容量，對于透平機械的設計將有諸多幫助。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是針對現有技術所存在的不足之處，將提供在不增加磁推力軸承本身負荷容量的狀態下，也可增加整體負荷承載容量的推力軸承結構的方案，提供一種帶有新型推力軸承結構的透平機械。

一種帶有新型推力軸承結構的透平機械，包括轉軸，所述轉軸一端設有渦輪，所述渦輪上設有渦輪葉片，所述透平機械還包括磁推力軸承，磁推力軸承配置于透平機械發生推力位置的反向位置處。

進一步的，所述透平機械還包括永久磁鐵，永久磁鐵兩個作為一組使用，透平機械至少安裝一組永久磁鐵。

進一步的，所述永久磁鐵與磁推力軸承配合使用。

進一步的，所述永久磁鐵是以轉軸為中心呈圓周狀態均勻分布。

進一步的，所述永久磁鐵作用于轉軸上的磁力與磁推力軸承自身承擔的磁力相等。

進一步的，所述磁推力軸承磁力值大小等于旋轉中透平機械最大推力的一半。

進一步的，所述透平機械還包括推力盤，推力盤為圓盤。

進一步的，所述推力盤安裝在渦輪轉盤后，推力盤的外徑保持與渦輪轉盤的外徑大小相等。

采用本技術方案的有益效果：將提供在不增加磁推力軸承本身負荷容量的狀態下，也可增加整體負荷承載容量的推力軸承結構的方案，提供一種帶有新型推力軸承結構的透平機械。

磁推力軸承產生的軸向引力作用于同一線上，最終只產生軸向力，不產生其它力矩，從而改善轉軸的動態特性；永久磁鐵在轉軸上產生對稱的引力以有助于轉軸可自動調心。

附圖說明

圖1為有機朗肯循環發電系統的結構圖。

圖2為透平-發電機的配置結構概略圖。

圖3為渦輪增壓機的新型推力軸承結構。

圖4為是補償（補正）推力的永久磁鐵配置示意圖

圖中所示：1-轉軸，2-渦輪，3-磁推力軸承，4-永久磁鐵，5-推力盤。

具體實施方式

如圖1至圖3中所示，實施例1，一種帶有新型推力軸承結構的透平機械，包括轉軸1，所述轉軸1至少有一端設有渦輪2，所述渦輪2上設有渦輪葉片。

所述透平機械還包括磁推力軸承3，磁推力軸承3配置于透平機械發生推力位置的反向位置處。

磁推力軸承3根據透平機械的需要安裝，磁推力軸承3可安裝在轉軸1其中一端，磁推力軸承3也可安裝在轉軸1兩端，轉軸1一端安裝的磁推力軸承3的數量至少為一個，若轉軸1一端安裝有兩個磁推力軸承3，則兩個磁推力軸承3對照配置。

所述透平機械還包括永久磁鐵4，永久磁鐵4兩個作為一組使用，透平機械至少安裝一組永久磁鐵4，永久磁鐵4作為補償推力與磁推力軸承3配合使用。

所述永久磁鐵4是以轉軸1為中心呈圓周狀態均勻分布，可與主軸進行分隔配置多個數量轉軸。將多個永久磁鐵4配置于圓周上達到磁力均衡的，并作用于渦輪葉片中，也可以做到增加磁鐵的大小增加推力，在轉軸1上產生對稱的引力以有助于轉軸1可自動調心

所述永久磁鐵4作用于轉軸1上的磁力與磁推力軸承3自身承擔的磁力相等，磁推力軸承3磁力值大小等于旋轉中透平機械最大推力的一半，將全部推力設定為一半時，一對磁推力軸承3各自的容量可以達到最佳化設置。

所述透平機械還包括推力盤5，推力盤5為圓盤，推力盤5安裝在渦輪2轉盤后，推力盤5的外徑保持與渦輪2轉盤的外徑大小相等，可確保磁推力軸承4產生的軸向引力作用于同一線上，最終只產生軸向力，不產生其它力矩，從而改善轉軸1的動態特性。

推力軸承結構應用于透平-發電機時，因渦輪2轉子的背面壓力高所以推力作用于左側，將分別在推力盤5的左側和渦輪2轉子的背面各配置一磁推力軸承3，構成相互對著的一對磁推力軸承3，配置于推力發生的反向位置處，即圖3中左側位置，用于補償推力的永久磁鐵結構在內的透平機械推力軸承結構。

整體推力作用于左側時，為了起到支撐作用，其引力由位于渦輪背面的磁推力軸承及永久磁鐵分擔，所以沒有必要增加磁推力軸承的負荷承載量。位于左側的磁推力軸承在開始運行推力較小時，為了使轉軸浮起用于永久磁鐵的引力相等的力拽住轉軸防止轉軸碰到永久磁鐵，隨著產生推力及增加量相應的縮減引力大小的同時維持一定的間距。

推力軸承結構應用于透平-壓縮機時，位于透平風輪尾流的發電機,流動方向為準配置于電動機前流的推力盤5的組成結構時，其中一個磁推力軸承3配置于渦輪2轉子的背面，另一個磁推力軸承3配置于推力盤5的前端。

在上述實施例中，對本發明的最佳實施方式做了描述，很顯然，在本發明的發明構思下，仍可做出很多變化。在此，應該說明，在本發明的發明構思下所做出的任何改變都將落入本發明的保護范圍內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種帶有新型推力軸承結構的透平機械，一種帶有新型推力軸承結構的透平機械，包括轉軸，所述轉軸一端設有渦輪，所述渦輪上設有渦輪葉片，所述透平機械還包括磁推力軸承，磁推力軸承配置于透平機械發生推力位置的反向位置處。具有以下優點：提供在不增加磁推力軸承本身負荷容量的狀態下，也可增加整體負荷承載容量的推力軸承結構。

技術研發人員：王芳;崔相現;李永勝;李明陽;姜曉麗
受保護的技術使用者：濰坊真率節能科技有限公司
技術研發日：2016.12.17
技術公布日：2017.08.18