一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机制造技术

为了解决现有的单轴离心压缩机无法满足单缸大流量、高压比、多级数工程需求的技术问题，本实用新型专利技术提供了一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机，该压缩机包括机壳、主轴、进气口、叶轮组件及排气口，其中叶轮组件包括沿主轴间隔排列的多级叶轮，首级叶轮为半开式叶轮，半开式叶轮的开口方向远离进气口，其余叶轮为闭式叶轮；在首级叶轮的前端设有调节机构，用于调节进气流量，采用此方案可大幅提高叶轮出口线速度，解决叶轮强度和材料对大流量多级数压缩机单级流量压比的限制，从而有效解决单轴多级大流量高压比压缩机的问题。级大流量高压比压缩机的问题。级大流量高压比压缩机的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机


[0001]本技术涉及一种离心压缩机，具体涉及一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机。

技术介绍

[0002]单轴离心压缩机在石油、化工、钢铁等领域被广泛应用，随着装置大型化和高压比的要求，单轴离心压缩机进口流量不断增大，整机压比也逐渐增大，从而导致单轴离心压缩机叶轮直径不断增大，级数也逐渐增加。同时，单轴离心压缩机的叶轮为闭式叶轮，闭式叶轮由于强度和材料的限制，其出口线速度一般不能超过320m/s，这严重限制了单轴离心压缩机的应用范围。
[0003]目前，为满足大流量的需求，单轴离心压缩机采用双吸进气方式，即采用两端分别进入一半流量的方式，叶轮仍然使用闭式叶轮，此结构使得离心压缩机转子部位的轴向距离翻倍。而由于转子的轴向距离长、跨距大，易导致机组的临界转速难以满足设计要求，即便临界转速满足要求，转子的稳定性和抗干扰能力也会降低，进而影响机组的长周期稳定运行。
[0004]另外，若大流量、高压比的压缩机采用双吸方案，则需要增加缸数或者降低工艺参数才能满足要求。同时，通过转子动力学计算和工程应用验证，一般情况下，超过3级的双吸离心压缩机，其临界转速已达到极限值，而在石化领域，对于单轴离心压缩机来说，多数情况下叶轮数量一般需要9
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10级，甚至更多级数。因此，对于单轴离心压缩机来讲，如果减少缸数，在采用双吸方案时，根本无法满足单缸大流量，高压比，多级数的工程应用需求。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了解决现有的单轴离心压缩机无法满足单缸大流量、高压比、多级数工程需求的技术问题，而提供一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机。
[0006]为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0007]一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机，包括机壳、设置在机壳上的进气口和排气口、设置在机壳内的主轴和叶轮组件，其特殊之处在于：
[0008]所述叶轮组件包括从前至后依次设置在主轴上的多级叶轮，其中，靠近进气口的第一个叶轮为首级叶轮，所述首级叶轮为半开式叶轮，半开式叶轮的开口方向远离进气口，其余叶轮为闭式叶轮；
[0009]所述首级叶轮的前端设有调节机构，用于调节进气流量。
[0010]进一步地，所述首级叶轮的前盘表面设有非金属耐磨涂层，以此提高密封性压缩机前端的密封性。
[0011]进一步地，所述进气口沿轴向设置在机壳的前端，所述调节机构位于进气口内且与主轴连接；所述调节机构的前端设有轴承箱，轴承箱位于进气口内，轴承箱内置与主轴一端连接的止推轴承和支撑轴承。
[0012]进一步地，所述调节机构包括调节盘、设置在调节盘上的进口导叶、以及与调节盘一侧连接的调节杆；通过操纵调节杆，使得调节盘转动，进而控制进口导叶的径向安装角度，实现进气流量的调节。
[0013]进一步地，所述进气口沿径向设置在机壳的前端，所述调节机构位于进气口内且与主轴连接；所述调节机构的前端设有轴承箱，轴承箱位于进气口外，轴承箱内置与主轴一端连接的止推轴承和支撑轴承。
[0014]进一步地，所述调节机构包括调节盘和沿周向设置在调节盘上的进口导叶，通过调节进口导叶的安装角度，实现进气流量的调节。
[0015]进一步地，所述叶轮的材质均为或部分为合金钢或钛材。
[0016]进一步地，所述闭式叶轮的前盘与轮盘之间通过口圈密封连接，后盘与轮盘之间通过销钉密封连接。
[0017]进一步地，所述主轴另一端与壳体之间通过拉别令密封、干气密封或碳环密封连接。
[0018]与现有技术相比，本技术具有以下技术效果：
[0019]1、本技术的首级叶轮采用半开式叶轮，其余叶轮为闭式叶轮，同时在首级叶轮的前端还设有调节机构，用以调节进气流量，采用此方案提高了叶轮出口线速度，解决了叶轮强度和材料对大流量多级数压缩机单级流量压比的限制，能够有效解决单轴多级大流量高压比压缩机的问题。
[0020]2、本技术与现有的双吸方案相比，均可采用转速调节和进口节流调节两种方式，但本技术的方案增加了进口导叶调节的功能，在压缩机本体增加了调节手段，使压缩机整体调节范围更宽。在要求转速不做变动的场合，可以仅通过进口导叶调节，此方式调节损失小，且效率高于进口节流调节，同时减少了节流阀这个设备，从而可降低成本。
[0021]3、本技术可根据叶轮级数的不同，将进气口设置在轴向或径向，同时调节机构设置在进气口内，通过调节轴向或径向的进气流量，从而有效控制叶轮吹口的线速度。
[0022]4、本技术的叶轮材质可选择合金钢或钛材，若使用合金钢材料制得，则叶轮出口线速度可达到400m/s；若使用钛材制得，则叶轮出口线速度可达到500m/s以上，以此使得单轴离心压缩机可应用于大流量，高压比等工况。
[0023]5、本技术可应用到大型的空分领域，还可应用于丙烷脱氢产品及其它大流量的工程应用产品设计方案中，适用范围较广。
附图说明
[0024]图1为本技术带半开式叶轮的单轴离心压缩机实施例的第一种结构示意图。
[0025]图2为本技术带半开式叶轮的单轴离心压缩机实施例第一种结构中调节机构的局部示意图。
[0026]图3为本技术带半开式叶轮的单轴离心压缩机实施例的第二种结构示意图。
[0027]图4为本技术带半开式叶轮的单轴离心压缩机实施例第二种结构中调节机构的进口导叶示意图。
[0028]附图标记如下：
[0029]1‑
机壳，2
‑
主轴，3
‑
进气口，4
‑
排气口，5
‑
叶轮，6
‑
首级叶轮，7
‑
调节机构，71
‑
调节
盘，72
‑
进口导叶，73
‑
调节杆，8
‑
轴承箱。
具体实施方式
[0030]本技术的设计思路为：首级叶轮采用半开式叶轮代替闭式叶轮，半开式叶轮与闭式叶轮相比，同样宽度的应力较低，半开式叶轮可以采用更宽的进口叶片宽度，同时结合进气口的调节机构，可增大进口通流面积，使得单轴离心压缩机的通流能力更强，以此提高叶轮出口的线速度，本技术的技术方案完全可满足单缸大流量、高压比、多级数单轴离心压缩机的工程需求。
[0031]以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。需要说明的是，本技术中的术语“前”“前端”“前部”等指靠近进气口的一侧，“后”“后端”“后部”等指远离进气口的一侧。
[0032]如图1至图4所示，本技术提供了一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机，包括机壳1、主轴2、进气口3、叶轮组件及排气口4。其中，主轴2位于机壳1内，主轴2可为可单段，也可为多段。进气口3可设置在机壳1的轴向或径向，排气口4设置在机壳1的径向，机壳1内部装有隔板，隔板为水平剖分结构，隔板之间分别构成无叶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机，包括机壳(1)、设置在机壳(1)上的进气口(3)和排气口(4)、设置在机壳(1)内的主轴(2)和叶轮组件，其特征在于：所述叶轮组件包括从前至后依次设置在主轴(2)上的多级叶轮(5)，其中，靠近进气口(3)的第一个叶轮(5)为首级叶轮(6)，所述首级叶轮(6)为半开式叶轮，半开式叶轮的开口方向远离进气口(3)，其余叶轮(5)为闭式叶轮；所述首级叶轮(6)的前端设有调节机构(7)，用于调节进气流量。2.根据权利要求1所述的一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机，其特征在于：所述首级叶轮(6)的前盘表面设有非金属耐磨涂层。3.根据权利要求2所述的一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机，其特征在于：所述进气口(3)沿轴向设置在机壳(1)的前端，所述调节机构(7)位于进气口(3)内且与主轴(2)连接；所述调节机构(7)的前端设有轴承箱(8)，轴承箱(8)位于进气口(3)内，轴承箱(8)内置与主轴(2)一端连接的止推轴承和支撑轴承。4.根据权利要求3所述的一种带半开式叶轮的单轴离心压缩机，其特征在于：所述调节机构(7)包括调节盘(71)、设置在调节盘上的进口导叶(72)、以及与调节盘(71)一侧连接的调节杆(73)；通过操纵调节杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄靓，周根标，蔺满相，朱安安，祁周会，杜国栋，田鹏斌，
申请(专利权)人：西安陕鼓动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：