向心离心复合式压气机制造技术

本发明专利技术属于压气机技术领域，公开了一种向心离心复合式压气机，包括：向心压气机，其内安装有第一动轮盘，所述第一动轮盘与主轴的一端转动连接；离心压气机，其内安装有第二动轮盘，所述第二动轮盘与所述主轴的另一端转动连接；所述向心压气机置于所述离心压气机之前，所述向心压气机置于第一壳体内，所述离心压气机置于第二壳体内，所述第一壳体和所述第二壳体连通设置；其中，所述第一壳体上设有工质进口，所述第二壳体上设有工质出口。本发明专利技术具有进气流量大、流体压比大、整级效率高、轴向推力小以及系统稳定性优等优势。

【技术实现步骤摘要】
向心离心复合式压气机
本专利技术属于压气机
，公开了一种向心离心复合式压气机。
技术介绍
叶轮式压气机一般分为离心式与轴流式两大类，也有少量的混流式压气机，如授权公告号CN206668584U的技术所公开的新型斜流-离心组合压气机。轴流压气机具有单级质量流量大，压比小的特点，适用于大流量范围，但是由于在不同半径处的旋转线速度不同，为了使压气机获得最佳性能，必须采用扭叶片设计。而离心压气机具有单级质量流量小，压比高的特点，但是其存在气动与几何不匹配的问题，即沿着流动方向气流不断被压缩，比容不断减小，与此同时流道的旋转周长不断增加，根据流量守恒定律，叶高不断减小，叶片变化剧烈。而且，常规离心压气机大都为单向悬臂式结构，故轴向推力较大，在旋转过程中，容易振动，增加系统的不稳定性。与离心压气机相反，向心式压气机能弥补离心式压气机气动设计上的不足，气动与几何相匹配，沿流动方向气体体积流量逐渐减小，流通旋成面逐渐减小，沿气体流动方向叶高变化缓慢，可设计成等叶高，方便多级设计，结构简单紧凑。PLCrowe在1927年获批的US1644565号美国专利CentripetalCom-pressor中，讨论了几种结构的向心压气机构想，VHPavlecka在1957年至1962年先后获批的US2804747号、US2949224号和US3040971号美国专利中，提及了超声速多级和亚声速多级向心压气机的结构设想和叶栅参数选择设计；在国内，单鹏、王靖元等对向心式压气机的可行性进行了基本物理分析，设计了叶型参数并进行了数值模拟，得到了向心压气机是可行并有意义的这一结论。根据现有的研究，可以看出单级向心压气机具有质量流量中等，压比低等特点。综合以上几种压气机的特点，由此本申请提出一种向心与离心压气机相结合的复合式压气机。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点或不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种进气流量较大、流体压比较大、整级效率较高、轴向推力较小以及系统稳定性较优的向心离心复合式压气机。为解决上述技术问题，本专利技术具有如下构成：向心离心复合式压气机，包括：向心压气机，其内安装有第一动轮盘，所述第一动轮盘与主轴的一端转动连接；离心压气机，其内安装有第二动轮盘，所述第二动轮盘与所述主轴的另一端转动连接；所述向心压气机置于所述离心压气机之前，所述向心压气机置于第一壳体内，所述离心压气机置于第二壳体内，所述第一壳体和所述第二壳体连通设置；其中，所述第一壳体上设有工质进口，所述第二壳体上设有工质出口。所述向心压气机的叶片均为直叶片，所述叶片截面形状沿叶高方向不变。所述向心压气机内还设有第一动叶栅，所述第一动叶栅一部分连接在所述第一动轮盘上，另一部分嵌入设置在所述第一壳体中；其中，所述第一动叶栅与所述第一壳体之间设置有齿形气封。所述向心压气机内还设有静叶栅，所述静叶栅包括导向叶栅与出气叶栅；所述导向叶栅设置于所述第一动叶栅的外圈，其两侧与所述第一壳体连接；所述出气叶栅设置于所述第一动叶栅的内圈，所述出气叶栅的一侧与所述第一壳体连接。所述出气叶栅与所述第一动轮盘之间还设置有导流锥，所述导流锥通过所述出气叶栅固定在所述第一壳体上；其中，所述导流锥与所述主轴之间设置有中间轴套，所述导流锥与所述中间轴套之间设置有齿形气封。所述复合式压气机还包括中间混流壳体，所述第一壳体和所述第二壳体之间通过所述中间混流壳体连接，其中，所述导流锥通过所述出气叶栅固定在所述中间混流壳体上。所述离心压气机内还设有第二动叶栅，所述第二动叶栅固定在所述第二动轮盘上。所述主轴与所述第一动轮盘、所述主轴与所述第二动轮盘通过键槽连接。所述主轴为阶梯轴，所述主轴的两端分别套设有匹配使用的第一轴承、第一轴套以及匹配使用第二轴承、第二轴套；其中，所述第一轴承与所述主轴的第一阶梯段接触设置；所述第一轴套与所述第一动轮盘接触设置；所述第二轴套与所述第二动轮盘接触设置；所述主轴的端部还设置有离心端紧固件，所述第二轴承设置于所述主轴的第二阶梯段与所述离心端紧固件之间；所述第一轴承的外圈与所述第一壳体接触设置，所述第二轴承的外圈与所述第二壳体接触设置。所述复合式压气机还包括设置在所述主轴两端的端盖，所述端盖与所述第一壳体、所述端盖与所述第二壳体通过螺栓固定连接。与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：本专利技术具有进气流量较大、流体压比较大、整级效率较高、轴向推力较小及系统稳定性较优等优势；本专利技术通过将比容小的压缩过程置于向心压气机内，充分利用了向心压气机体积流量大，单级增压比低以及增压效率高等特点。本专利技术将向心压气机放在离心压气机之前，工质比容较大的部分在向心压气机流道内实现压缩，而比容较小的部分在离心压气机内实现压缩。既利用了向心压气机的优点，同时也增加了离心压气机进口的压力，降低了进口比容，在同等尺寸下，增加了流量，提高了压比。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1：本专利技术向心离心复合式压气机的剖视图；图2：本专利技术向心离心复合式压气机外部结构图；图3：如图1所示A处的结构示意图；图4：如图1所示B处的结构示意图。附图标记说明：1-主轴；2-第一轴套；3-第一轴承；4-螺栓；5-端盖；6-导流锥；7-第一动轮盘；8-第一壳体；10-复合式压气机；11-导向叶栅；12-第一动叶栅；13-出气叶栅；16-第二壳体；17-第二动叶栅；18-第二动轮盘；19-第二轴承；22-离心端紧固件；23-离心压气机出气流道；24-第二轴套；25-键；26-中间混流壳体；27-工质出口；28-工质进口；29-向心压气机进气流道；30-中间轴套；31-齿形气封。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。如图1和图2所示，本实施例向心离心复合式压气机10，包括：向心压气机，其内安装有第一动轮盘7，所述第一动轮盘7与主轴1的一端转动连接；离心压气机，其内安装有第二动轮盘18，所述第二动轮盘18与所述主轴1的另一端转动连接；所述向心压气机置于所述离心压气机之前，所述向心压气机置于第一壳体8内，所述离心压气机置于第二壳体16内，所述第一壳体8和所述第二壳体16连通设置；其中，所述第一壳体8上设有工质进口28，所述第二壳体16上设有工质出口27。向心压气机具有体积流量大，单级增压比低，增压效率高等特点。离心压气机具有单级质量流量小，压比高的特点，但是其存在气动与几何不匹配的问题，即沿着流动方向气流不断被压缩，比容不断减小。利用上述特点，将向心压气机放在离心压气机前部，工质比容较大的部分在向心压气机流道内实现压缩，而比容较小的部分在离心压气机内实现压缩。本实施例利用了向心压气机的优点，同时也增加了离心压气机进口的压力，降低了进口比容，在同等尺寸下，可以增加流量，提高增压比。向心压气机还具有气动与几何相匹配的优点，具体来说，气体沿着流动方向，工质被压缩，比容不断减小，流道面积需要不断减小，而由于向心流道结构使得流道的旋转周长不断减小，故叶片变化较平缓。因此，在本实施例中，所述向心压气机的叶片均为直叶片，所述叶片截面形状沿叶高方向不变，加工简单，且三维效应弱，易于优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.向心离心复合式压气机，其特征在于，所述复合式压气机包括：向心压气机，其内安装有第一动轮盘，所述第一动轮盘与主轴的一端转动连接；离心压气机，其内安装有第二动轮盘，所述第二动轮盘与所述主轴的另一端转动连接；所述向心压气机置于所述离心压气机之前，所述向心压气机置于第一壳体内，所述离心压气机置于第二壳体内，所述第一壳体和所述第二壳体连通设置；其中，所述第一壳体上设有工质进口，所述第二壳体上设有工质出口。

【技术特征摘要】
1.向心离心复合式压气机，其特征在于，所述复合式压气机包括：向心压气机，其内安装有第一动轮盘，所述第一动轮盘与主轴的一端转动连接；离心压气机，其内安装有第二动轮盘，所述第二动轮盘与所述主轴的另一端转动连接；所述向心压气机置于所述离心压气机之前，所述向心压气机置于第一壳体内，所述离心压气机置于第二壳体内，所述第一壳体和所述第二壳体连通设置；其中，所述第一壳体上设有工质进口，所述第二壳体上设有工质出口。2.根据权利要求1所述的向心离心复合式压气机，其特征在于，所述向心压气机的叶片均为直叶片，所述叶片截面形状沿叶高方向不变。3.根据权利要求1所述的向心离心复合式压气机，其特征在于，所述向心压气机内还设有第一动叶栅，所述第一动叶栅一部分连接在所述第一动轮盘上，另一部分嵌入设置在所述第一壳体中；其中，所述第一动叶栅与所述第一壳体之间设置有齿形气封。4.根据权利要求3所述的向心离心复合式压气机，其特征在于，所述向心压气机内还设有静叶栅，所述静叶栅包括导向叶栅与出气叶栅；所述导向叶栅设置于所述第一动叶栅的外圈，其两侧与所述第一壳体连接；所述出气叶栅设置于所述第一动叶栅的内圈，所述出气叶栅的一侧与所述第一壳体连接。5.根据权利要求4所述的向心离心复合式压气机，其特征在于，所述出气叶栅与所述第一动轮盘之间还设置有导流锥，所述导流锥通过所述出气叶栅固定在所述第一壳体上；其中，所述导流锥与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄典贵，王乃安，杨泽海，史旭阳，刘雨，罗丹，刘亚萍，杜雪霏，郭丹阁，麻启宇，常林森，庞可超，余海洋，吴毓境，许应桥，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31