可流动通过的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种能够由工艺流体(PFF)沿主流动方向(MFD)流动通过的装置(ARG)，包括能够围绕轴线(X)在旋转方向(RTD)上旋转的叶轮(IMP)以及位于叶轮(IMP)下游且设置有导向叶片(VNE)的立式扩压器(DFF)，其中叶轮(IMP)具有用于基本轴向流入的入口(ILI)和用于基本径向流出的出口(EXI)，其中径向且轴向延伸的转子叶片(BLD)被布置在叶轮(IMP)的轮盘(HWI)与盖盘(SWI)之间，这些转子叶片(BLD)在圆周方向(CDR)上使叶轮通道(ICH)彼此界定，其中扩压器(DFF)沿主流动方向(MFD)基本径向延伸，其中扩压器(DFF)具有轴向盖盘侧(SWS)和轴向轮盘侧(HWS)，在轴向盖盘侧(SWS)与轴向轮盘侧(HWS)之间限定了扩压器(DFF)的轴向通道宽度(SAC)，其中扩压器具有用于基本径向流入的扩压器入口(IND)和扩压器出口(EXD)，其中沿叶片高度方向轴向延伸且沿流通方向径向延伸的导向叶片(VNE)被布置在扩压器(DFF)的轮盘侧(HWS)与盖盘侧(SWS)之间，这些导向叶片(VNE)在圆周方向(CDR)上使导向叶片通道(HCN)彼此界定。本发明专利技术提出了，对于每个轴向叶片高度，入口边缘角(LEA)被定义为骨架线(BWL)在相应的导向叶片(VNE)的入口边缘(DLE)上的入口边缘切线(TLV)与穿过入口边缘的周缘切线(CTG)之间的角度，其中在盖盘侧上的入口边缘角(LEA)小于在轮盘侧上的入口边缘角。

Flow through device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可流动通过的装置
本专利技术涉及一种能够由工艺流体沿主流动方向流动通过的装置，该装置包括能够围绕轴线在旋转方向上旋转的叶轮以及位于叶轮下游且设置有导向叶片的立式扩压器，其中叶轮具有用于基本轴向流入的入口和用于基本径向流出的出口，其中径向且轴向延伸的多个转子叶片被布置在叶轮的轮盘与盖盘之间，这些转子叶片在圆周方向上使多个叶轮通道彼此界定，其中扩压器沿主流动方向基本径向延伸，其中扩压器具有轴向盖盘侧和轴向轮盘侧，在轴向盖盘侧与轴向轮盘侧之间限定了扩压器的轴向通道宽度，其中扩压器具有用于基本径向流入的扩压器入口并且具有扩压器出口，其中沿叶片高度方向轴向延伸且沿流通方向径向延伸的多个导向叶片被布置在扩压器的轮盘侧与盖盘侧之间，这些导向叶片在圆周方向上使导向叶片通道彼此界定。
技术介绍
从EP2650546A1已知一种相应的装置。其中提出了以倾斜的形式将导向叶片布置在位于叶轮后面的立式扩压器中(双面叶片)。特别是在所谓的“低稠度扩压器”(具有多个导向叶片，这些导向叶片在圆周方向上的彼此间距相对大于导向叶片的径向延伸)的情况下，借助于该空气动力学措施可以实现压力损失降低。然而，由于扩压器中的流型很大程度上取决于叶轮中和叶轮后的流动条件，因此根据叶轮的状况，所提出的措施可以得到正面或负面的效果，从而该措施的预期效果仅在非常特定的其他空气动力学边界条件下才会出现，或根本不出现。从DE102010020379A1已知一种可调节的径向压缩机扩压器，其中基本径向延伸的扩压器的轴向通道宽度被设计为可变的。从DE102014219107A1已知一种径向压缩机叶轮，该径向压缩机叶轮的盖盘和轮盘在外周缘上被设计为锥形表面。从DE102016201256A1已知一种由叶轮和扩压器构成的装置，其中各个扩压器导向叶片具有与旋转轴线的不同间距。从EP2650546A1已知径向涡轮机的扩压器中的导向叶片在圆周方向上倾斜的布置。文献US2372880A、EP2778431A2、WO2011/011335A1分别提出了在开放式叶轮下游的三维扩压器导向叶片设计。由于附着条件，即使在开放式叶轮上的轮盘对面的导流定子上，开放式叶轮上的流动条件也不能够与封闭式叶轮中的流动条件相比。因此，在开放式叶轮的下游产生完全不同的流型，特别是关于轮盘与盖盘方面的区别。EP0648939A2提出了一种具有封闭式叶轮的涡轮机。EP2650546A1提出了一种导向叶片设计，该导向叶片设计在封闭式叶轮的下游沿叶片高度具有弯曲的轮廓重心线。
技术实现思路
迄今为止，转子叶片和扩压器叶片的三维设计几乎没有相比常规实施方式能够可靠改善装置空气动力学的技术教导可以遵循。因此，本专利技术的目的是借助于根据本专利技术的教导改善空气动力学，特别是改善这类装置的扩压器的导向叶片的空气动力学。为了实现上述的目的，本专利技术提出了一种在开头提到类型的装置，该装置借助于独立权利要求的特征部分被进一步改进。各个导向叶片可以被定义为沿叶片高度的叶片轮廓的堆叠。在这里，叶片轮廓是二维的几何形状，该二维的几何形状在某个叶片高度位置定义叶片外轮廓。在这里，本专利技术将叶片轮廓的翼弦理解为轮廓前缘(轮廓鼻部)与轮廓后缘之间的(“假想的”)直线连接线。叶片轮廓的攻角对应于翼弦上的切线与转子的圆周运动上的切线之间的角度。因此，攻角沿垂直于叶片高度的叶片延伸(即基本平行于主流动方向的叶片延伸)是恒定的，并且攻角可以沿叶片高度变化。骨架线(曲率线)通过以下方式描述叶片在某个高度位置的轮廓截面或轮廓，即骨架线(曲率线)是由内切圆(或与轮廓的吸力侧和压力侧相切的圆)的中心所定义的线。如果没有另外说明，则诸如“轴向”、“径向”、“切向”或“圆周方向”的表述都是相对于装置的叶轮的旋转轴线。特别地，术语“相切的”、“切线”及其相关表述在本专利技术的描述中经常以另一曲线作为参考来使用。在这里，工艺流体可以是任何气态的、液态的或混合相的流体。工艺流体沿主流动方向移动通过装置，该装置通常是涡轮机的组成部分。“流出方向”被理解为工艺流体在区域中的平均前进方向，该区域在相应的关系中由具体的限定壁定义。例如，在扩压器中，工艺流体从导向叶片的入口边缘的区域通过由导向叶片轴向限定且在圆周方向上限定的各个流动通道径向向外移动到导向叶片的出口边缘的区域中。由于导向叶片分别具有轮廓的曲率，因此只能提到基本径向的主流动方向。在任何情况下，术语“主流动方向”均不考虑局部涡流和湍流。装置的叶轮通常具有轮盘和盖盘。在这里，轮盘将叶轮的流动通道一方面限制为径向向内(主要在流入区域中)，并且另一方面限制为向轴向侧(越来越靠近叶轮出口)，该轴向侧在轴向上位于流入侧对面，并且工艺流体不会通过该轴向侧流入到叶轮中。盖盘从轮盘的对侧对叶轮的流动通道做出了限定。在位于轮盘侧对面的轴向盖盘侧上，工艺流体轴向地流入到叶轮中，并且对于叶轮的流动通道径向向外偏转。因此，盖盘侧也可以被称为流入侧。在圆周方向上借助于转子叶片使叶轮的流动通道彼此界定，其中转子叶片将轮盘和盖盘彼此连接。在整个装置的范畴中，轮盘和盖盘还分别定义了轮盘侧和盖盘侧，在扩压器的描述中同样参考轮盘侧和盖盘侧。在根据本专利技术的装置中，扩压器的流入总是径向地从内向外。优选地，扩压器在这里还设置有扩压器出口形式的基本径向向外的流出。原则上，可以设想，扩压器也被设计为弯曲的，并且可能是径向轴向地、轴向地或径向向内地流出。原则上，根据本专利技术，扩压器的一部分总是基本径向地延伸。该部分可以位于流朝轴向或朝径向向内的流动方向转向之前的位置。根据本专利技术提出对于每个轴向叶片高度将入口边缘角定义为骨架线在相应的导向叶片的入口边缘上的入口边缘切线与穿过入口边缘的周缘切线之间的角度，其中盖盘侧的入口边缘角小于轮盘侧的入口边缘角。在这里，“穿过入口边缘的周缘切线”意味着该周缘切线垂直于径向线穿过导向叶片的相应轮廓截面的入口边缘点。在这里，入口边缘角是从周缘切线开始到骨架线上的入口边缘切线所覆盖的数学上的正向角。基于扩压器导向叶片的盖盘侧来规定用于轮盘侧的入口边缘上的骨架线设计实现了工艺流体无损地流入到扩压器中。本专利技术的一个有利改进方案规定，盖盘侧的入口边缘角与轮盘侧的入口边缘角之差为至少5°。本专利技术的这种量级的实施方式实现了对装置的空气动力学特性的明显改善。本专利技术的另一有利改进方案规定，导向叶片的盖盘侧的攻角小于轮盘侧的攻角。该实施方式附加地考虑了离开叶轮之后的流型在盖盘侧与轮盘侧之间的区别，从而进一步改善了空气动力学。如果导向叶片的盖盘侧的攻角与轮盘侧的攻角之差为至少5°，则该改善将更加明显。本专利技术的另一改进方案规定，如果设置有叶片的扩压器的轴向通道宽度与最大叶轮出口直径的商大于0.04，则能够特别有利地对离开叶轮之后的流在进入扩压器之前进行准备。本专利技术的另一有利改进方案规定，设置有叶片的扩压器的轴向通道宽度与叶轮在最大叶轮出口直径上的轴向通道宽度的商小于0.95。随着进入到扩压器中，流动以这种方式被加速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够由工艺流体(PFF)沿主流动方向(MFD)流动通过的装置(ARG)，包括能够围绕轴线(X)在旋转方向(RTD)上旋转的一个叶轮(IMP)以及位于所述叶轮(IMP)下游且设置有多个导向叶片(VNE)的一个立式的扩压器(DFF)，/n其中所述叶轮(IMP)具有用于基本轴向流入的一个入口(ILI)和用于基本径向流出的一个出口(EXI)，/n其中径向且轴向延伸的多个转子叶片(BLD)被布置在所述叶轮(IMP)的一个轮盘(HWI)与一个盖盘(SWI)之间，所述多个转子叶片(BLD)在圆周方向(CDR)上使多个叶轮通道(ICH)彼此界定，/n其中所述扩压器(DFF)沿主流动方向(MFD)基本径向延伸，/n其中所述扩压器(DFF)具有一个轴向盖盘侧(SWS)和一个轴向轮盘侧(HWS)，在所述轴向盖盘侧(SWS)与所述轴向轮盘侧(HWS)之间限定了所述扩压器(DFF)的一个轴向通道宽度(SAC)，/n其中所述扩压器(DFE)具有用于基本径向流入的一个扩压器入口(IND)并且具有一个扩压器出口(EXD)，/n其中沿叶片高度方向轴向延伸且沿流通方向径向延伸的多个导向叶片(VNE)被布置在所述扩压器(DFF)的所述轮盘侧(HWS)与所述盖盘侧(SWS)之间，所述多个导向叶片(VNE)在圆周方向(CDR)上使多个导向叶片通道(HCN)彼此界定，/n其特征在于，/n对于每个轴向叶片高度，入口边缘角(LEA)被定义为骨架线(BWL)在相应的所述导向叶片(VNE)的入口边缘(DLE)上的入口边缘切线(TLV)与穿过所述入口边缘的周缘切线(CTG)之间的角度，其中在盖盘侧上的所述入口边缘角(LEA)在盖盘侧上小于在轮盘侧上的所述入口边缘角(LEA)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170920 EP 17192114.11.一种能够由工艺流体(PFF)沿主流动方向(MFD)流动通过的装置(ARG)，包括能够围绕轴线(X)在旋转方向(RTD)上旋转的一个叶轮(IMP)以及位于所述叶轮(IMP)下游且设置有多个导向叶片(VNE)的一个立式的扩压器(DFF)，
其中所述叶轮(IMP)具有用于基本轴向流入的一个入口(ILI)和用于基本径向流出的一个出口(EXI)，
其中径向且轴向延伸的多个转子叶片(BLD)被布置在所述叶轮(IMP)的一个轮盘(HWI)与一个盖盘(SWI)之间，所述多个转子叶片(BLD)在圆周方向(CDR)上使多个叶轮通道(ICH)彼此界定，
其中所述扩压器(DFF)沿主流动方向(MFD)基本径向延伸，
其中所述扩压器(DFF)具有一个轴向盖盘侧(SWS)和一个轴向轮盘侧(HWS)，在所述轴向盖盘侧(SWS)与所述轴向轮盘侧(HWS)之间限定了所述扩压器(DFF)的一个轴向通道宽度(SAC)，
其中所述扩压器(DFE)具有用于基本径向流入的一个扩压器入口(IND)并且具有一个扩压器出口(EXD)，
其中沿叶片高度方向轴向延伸且沿流通方向径向延伸的多个导向叶片(VNE)被布置在所述扩压器(DFF)的所述轮盘侧(HWS)与所述盖盘侧(SWS)之间，所述多个导向叶片(VNE)在圆周方向(CDR)上使多个导向叶片通道(HCN)彼此界定，
其特征在于，
对于每个轴向叶片高度，入口边缘角(LEA)被定义为骨架线(BWL)在相应的所述导向叶片(VNE)的入口边缘(DLE)上的入口边缘切线(TLV)与穿过所述入口边缘的周缘切线(CTG)之间的角度，其中在盖盘侧上的所述入口边缘角(LEA)在盖盘侧上小于在轮盘侧上的所述入口边缘角(LEA)。


2.根据权利要求1所述的装置(ARG)，
其中盖盘侧的入口边缘角(LEA)与轮盘侧的入口边缘角(LEA)之差为至少5°。


3.根据权利要求1或2所述的装置(ARG)，
其中所述导向叶片(VNE)在盖盘侧上的攻角(AOA)小于在轮盘侧上的攻角(AOA)。


4.根据权利要求3所述的装置(ARG)，
其中所述导向叶片(VNE)的盖盘侧的攻角(AOA)与轮盘侧的攻角(AOA)之差为至少5°。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置(ARG)，
其中设置有叶片的所述扩压器(DFF)的轴向通道宽度(SAC)与最大叶轮出口直径(DIE)的商大于0.04。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：U·马滕斯，N·彼得里，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE