Центробежный многоступенчатый компрессор

 

Использование: в компрессоростроении. Сущность изобретения: разгрузочный поршень 4 многоступенчатого центробежного компрессора установлен на валу 3, образует с корпусной деталью 5 зазор 6, обращен одним торцом к полости 7 высокого давления, а другим - k пояости 8 низкого давления, сообщенной с полостью УОСЬ вания, и имеет выемку 11, образующую с корпусной деталью 5 кольцевую камеру 12. разделяющую зазор 6 на два участка различной длины, определяемой неравенством 1 -г- 4, где Li - длина участка зазора со стороны полости высокого давления; L&- длина участка зазора со стороны полости низкого давления. 2 ил. сл с sj 00 о СП СЬ Сл Т 7 4 6 П П 6 58

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 О 17/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Я ;::- ;вгч

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4898332/06 (22) 15,10,90 (46) 07.12,92, Бюл, М 45 (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных ком:и рессоров (72) С.Г.Коханов, P.Ô.Móðòàçèí и Г.Г.Петросян (73) Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров" (56) Селезнев К,П., Подобуев Ю,С. и Анисимов С.А. Теория и расчет турбокомпрессо-. .ров. Л.: Машиностроений, t968, с, 397. рйс. 169.

- Авторское свидетельство СССР

М 1328583, кл, F 04 D 29/04, 1987, .. 2 (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР (57) Йспользование: в компрессоростроении. Сущность изобретенйя: разгрузочный поршень 4 многоступенчатого центробежного компрессора устайовлен на валу 3, образует с корпусной деталью 5 зазор 6, обращен одним торцом к полости 7 высокого давления, а другим - к полости 8 низкого давлеййя, сообщенной с полостью вовсе. ания, и имеет выемку 11, образующую с кррпусной деталью 5 кольцевую камеру 12, разделяющую зазор 6 на два участка различной длины, определяемой неравенством

1 — „Ы 4, где L> — длина участка зазора со

Lg -2 стороны полости высокого давления Li, — длина участка зазора со стороны полости низкого давления, 2 ил, 1780561

Изобретение относится к компрессоростроению и касается конструкции центробежных многоступенчатых компрессоров.

Известен центробежный многоступенчатый компрессор, содержащий корпус, расположенные в нем последовательно рабочие ступени и установленный на валу разгде L> — длина участка зазора со стороны полости высокого давления; длина участка зазора со стороны полости низкого давления, и сообщающую участок зазора со стороны полости высокого давления с одной из промежуточных рабочих ступеней. грузочный поршень, образующий с

Сопоставительный анализ с прототикорпусной деталью зазор и обращенный одним тооцом к полости высокого давления, а 10 пом показывает, что заявляемый центробежный компрессор отличается тем, что другим к полости низкого давления, сооб- " разгруэочйый поршень имеет выемку, обращенной с полостью всасыванйя (1). зующую с корпусной деталью кольцевую каНедостатком такого компрессора явля- меру, разделяющую зазор на два участка ется невысокий КПД, обусловленйый сжати-: различной длины, определяемой неравенством (1), и сообщающую участок зазора со ем относительно большого количества горячего газа, перетекающего через зазор стороны полости высокогодавления содной на всасывание компрессора. ..: из промежуточных рабочих ступеней. Известен также центробежный . много- Таким образом заявляемый центробежступенчатый компрессор. содержащий кор- ный компрессор соответствует критерию пус, расположенные в нем последовательно 20 изобретения "новизна". рабочие ступени и установленный на валу Заявляемое техническое решение соот-, разгрузочный поршень. образующий с кор- ветствует критерию "существенные отлипусной деталью зазор и обращейный одним чия", т.к. отличительные от прототипа торцом к полости высокого давленйя, à дру- признаки ранее не использовались совместгим к полости низкого давления, сообщен- 25 но в составе совокупностей признаков друной с полостью всасывания f2). Здесь Topeö гих технических решений с той же целью с поршня, обращенный к полости высокого достижеййем того результата. давления, снабжен лопатками и покрывйым, На фиг, 1 изображен центробежный диском, образующими центробежное коле- многоступенчатый компрессор, продольсо, что создает гидравлическое сопротивле- 30 ный разрез; на фиг. 2 — кривые зависимоние осевому потоку утечек через зазор, ". стей коэффициентов затрат мощности

Однако КПД такого компрессора также AN>" недостаточно высокий, т.к. центробежное колесо, установленное на торце разгрузоч- емая на вторичное сжатие газа, перетекаю- . ного поршня, потребляет дополнительнуьо 35 щего через уплотняющий зазор между энергию, ....... -:: ..; -.:. ":.: " разгрузочным поршнем и корпусной деЦелью изобретения является повыше- талью в компрессоре традиционного, класние КПД центробе>кного компрессора пу- сического исполнения, Л Q — мощность, тем уменьшения затрат э.нергии на. затрачиваемая на вторичное сжатие газа, вторичное сжатие рабочей среды, перетека- 40 перетекающего через уплотняющий зазор ющей через уплотняющий зазор между pa3- . между разгрузочным поршнем и корпусной грузочным поршНем и корпусной деталью деталью в компрессоре предлагаемой конструкции при различных соотношениях указанная цель достигается тем ; что e длин участков зазора, взависимости отдавцентробе>кном многоступенчатом компрес- 45 ления в промежуточной ступени, выраженсоре, содержащем корпус, расЪбЪоженные -" "" ного через степень и соотношения в нем последовательно рабочие ступени и: -..::: рпр — P„vx„р установленный на валу разгрузочный пор- где p» — "-давление в промежуточной ступешень,образующийс корпуснойдетальюэа- ни, с которой сообщен участок зазора со зор и обращенный одним торцом к полости 50 стороны полости высокого давления; высокого давления, а другим к полости ниэ " Р с — давление всасывания компрессокого давления, сообщенной с полбстью вса-: - .Pa; сываниЯ, РазгРУзочный поршвнь имЕет д — степень повышения давления в комвыемку; образующую с корпусной деталью прессоре кольцевую камеру, Разделяющую зазор "e 55 Центробежный многоступенчатый комдва участка различной длины, определяе прессорсодержит корпус 1, расположенные мой неравенством . -. - - в нем последовательно рабочие ступени 2 и

1< <4 р установленный на валу 3 разгрузочный nopL2 шень 4, образующий с корпусной деталью 5

1780561 зазор 6 и обращенный одним торцом к по- Рос бак Рпр — Рвс <å лости 7 высокого давления, а д гим к полоRPy к поло- где Р— давление всасывания компрессости 8 низкого давления, сообщенной линией

9 с полостью 10 всасывания. Раэг зочный поршень 4 имеет выемк 11, об а э рузочныи Рпр — давление в промежуточной ступеу, образующую с 5 ни, с которой сообщен участок зазора 6 со корпусной деталью 5 кол ьцев ю кам ц ую камеру 12, - стороны полости 7 высокого давления; разделяющую зазо б на ва ча р д а участка раз- ч„— степень повйшения давления в личной длины, определяемой неравенством комп рессоре. (l

1 < — <4. -2

На фиг. 2 кривые отражают зависимости .10, соотньшений затрат мощйости на сжатие

rue 1, — длина участка зазора 6 со сторойы перетекающегочерезуплотняющийзазо 6

R;, газа при обычйом и предлагаемом варианP

L2 — длина участка зазора 6 со стороны тах исполйенИя "Центробежного компрессополости 8 низкого давления, исообщающуюучастокзазора бсостороны 15 Снижение потерь мощности на вторичполости 7 высокого авления д ения с одйой из ное сжатие перетекающего через зазор 6

-Ф. промежуточных рабочих ступеней 2 кана- газа для компрессора; имеющего степе нь повышения давления лк=16 и газ с коэффиЦентробежный многоступенчатый ком- циентом адиаба 1.4, иа аты ., составляет до 38прессор работает следующим образом. 20 42%. Д

П ив а ениив . Для других компрессоров с другими ри вращении вала 3 рабочий газ через газами и степенями" по ы полость 10 всасывания пост пает к а ями" и вышения давления вания поступает к рабочим зависимости сохраняются, причем чем этом на то ы азг ступеням 2, где происходитегосжатие. При больше коэффициент а и б н диа аты и степень торцы разгрузочного поршнЯ 4 дей- повышения давления, тем б ствует перепад авления, в ния, тем ольше снижение давления, который умень- 25 потерь мощности. Таким образом такое вышает осевую нагр зк на грузку на упорный полнение компрессора "снижает зат аты подшипник (не показан) комп ессо а. Бв) р ссора. Вви- мощности на вторичное сжатие газа, переду разности давлений в полости 7, коль еольце- текающего через уплотняющий зазор между вой камере 12 и полости 8 некото ое о оpoå разгрузочным поршнем и корпусной деколичество газа пе етекает че р рез уплотня- 30 талью за счет отбора части газа в о н из ющий зазор 6, и ичем газ, пе р, р г з, перетекающий промежуточных рабочих ступеней и оптиор длиной 1, попадает в мального его перераспределения между по. кольцевую камеру 12, из которой часть его следней и полостью всасывания, что поступает по канал 13 в о н и лу в одну из промежу- повышает КПД компрессора, ормула изобретения точных рабочих ступеней 2, а оставшаяся 35 Ф о м л а и

Центробежный многоступенчатый компоступает в полость 8 низкого давления, д ения, прессор, содержащий корпус, расположеноткуда по линий 9 направляется в полост-

10 всасывания, р олост6 ные в нем последовательно рабочие ступени и установленный на валуразгрузочВыбор соотношений длин L3 и Lg част- 40 д 1 2 участ- ныи поршень, образующий с корпусной деков зазора 6, а также промеж точной абор у paáo- талью зазор и обращенный одним торцом к чей ступени 2, с кото ой б ет р уд сообщена полости высокого давления, а другим — к кольцевая каме а 12, и р, о ределяет количест- полости низкого давления, сооб енной с щ г ч .реэ уллотняющий за- областью всасывания, отличающийся оо щеннои с зор б газа и работу. которая будет затрачена 45 тем, что, с целью повышения КПД, аэг на его вторичное сжатие в комп ессо е. рессоре. зочный поршень имеет выемку, образующую с корпусной деталью кольцевую

Вышеприведенное не авенство 1

В р д еравенство (1) . камеру, разделяющую зазор на два участка длин участков уплотняющего эаэо а 6 являэора 6 явля- различной длины, определяемой неравенстется оптимальным, т.к. при этом обеспечи- 50 ( вается снижение потерь мощности на вом " 4 где - и -2 д"инь участка б2 сжатие перетекающего через зазор 6 газа зазо а со ть зазора со стброны полости высокого и низкого давлений, соответственно, и сообщаюнезависимо от того, с какой промежуточной ра очей ступенью 2 сообщена кольцевая ка-:

12 М мера . аксимальному снижению потерь 55 высокого высокого дав ения с одной из промежуточмощности отвечает вы ор промежуточйой ных рабочих ступе ей: ступени исходя из соотношения

1780561...ф7 г ; - c.

Составитель С.Коханов . -:.:.:;"-.—

Техред M.Ìîðãåíòàë .. Корректор М.Максимишинец:. Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 4446, . Тираж .. ..--, . Подписное

ВНИИПИ Государственною. комитета оо изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,.Раушская наб., 4/5