本实用新型公开了一种自动化空分设备增压透平膨胀机，包括膨胀机体、增压机体、传动腔、主轴、连接轴承、膨胀叶轮、鼓风叶轮、密封螺栓、空腔、顶压螺钉、螺纹孔、卡柱、滑键、键槽、卡槽、伸缩弹簧、压板和伸缩槽，所述膨胀机体与增压机体通过传动腔密封连通，所述传动腔内设有主轴，且主轴两端通过连接轴承分别与膨胀机体和增压机体转动连接，所述主轴端部位于增压机体内部安装有鼓风叶轮，此增压透平膨胀机通过滑键和键槽的卡接，配合伸缩的卡柱与卡槽的卡接，实现对膨胀叶片的限位固定，连接结构置于空腔内，使用密封螺栓进行密封，避免带颗粒的空气对连接部位进行磨损，延长设备的使用寿命，同时膨胀叶片的安装也较为方便。