Корпус центробежного нагнетателя
Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к конструкциям корпусов центробежных нагнетателей для перекачки природного газа. Корпус центробежного нагнетателя содержит обечайку (О) с всасывающим и нагнетательным отверстиями, направленными в разные стороны. Оси отверстий расположены в одной плоскости в продольном сечении. Наружная поверхность О выполнена эллиптической формы и имеет со стороны всасывающего и нагнетательного отверстий плоские срезанные перпендикулярно осям отверстий стороны. Центр радиуса (Р) эллиптической наружной поверхности О смещен в вертикальной плоскости относительно центра Р внутренней поверхности в сторону от оси отверстий на определенное расстояние. Отношение Р наружной и внутренней поверхностей О связаны определенным соотношением. Расстояние от плоских срезанных сторон до вертикальной плоскости связано с Р внутренней поверхности определенным соотношением. Изобретение направлено на повышение надежности, снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления. 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к компрессоростроению, а более конкретно к конструкциям корпусов центробежных нагнетателей, применяемых для перекачки природного газа.
Обычно центробежные нагнетатели высокого давления выполняются с корпусами, имеющими вертикальный разъем, так называемые корпуса баррельного типа, т.е. корпуса бочкообразной формы, имеющие цилиндрическую обечайку.
Корпуса являются самой дорогостоящей деталью нагнетателя вследствие больших габаритов, материалоемкости, трудоемкости изготовления и высоких требований к их прочности. Вследствие этого весьма актуальной является задача снижения трудоемкости изготовления, снижения веса корпусов и повышения их надежности.
Известен корпус центробежного компрессора, содержащий цилиндрическую обечайку со всасывающим и нагнетательным отверстиями, в котором снижение материалоемкости осуществлено за счет уменьшения диаметра наружной поверхности обечайки (см. a.c. SU №1506177, кл. F 04 D 29/42).
При этом всасывающий и нагнетательный отверстия расположены по одну сторону от продольной оси обечайки.
Известен также корпус центробежного нагнетателя, содержащий обечайку со всасывающим и нагнетательным патрубками, приваренными к обечайке и расположенными по разные стороны и перпендикулярно продольной оси корпуса (см. a.c. SU №966316, кл. F 04 D 29/40).
Наиболее близким по технической сущности относительно заявляемого объекта, является корпус центробежного нагнетателя, изображенный на фиг.1 (см. a.c. SU №1758292А1, кл. F 04 D 29/40).
Этот корпус содержит обечайку 1 со всасывающим и нагнетательным отверстиями, направленными в разные стороны, и оси этих отверстий расположены в одной плоскости в продольном сечении. К наружной поверхности обечайки привариваются патрубки 2 с фланцами 3. К этим патрубкам присоединяются газопроводы 4 для подвода и отвода газа. При этом фланцы к патрубкам и патрубки к обечайке крепятся при помощи сварных швов 5.
Обечайка выполнена цилиндрической. Центр радиуса R, описывающего наружную поверхность, лежит на одной оси с центром радиуса r, описывающего внутреннюю поверхность.
Такое конструктивное выполнение, а именно присоединение патрубков к обечайке с помощью сварных швов, снижает надежность конструкции и удорожает себестоимость изготовления нагнетателя вследствие сложности сварки толстостенных обечаек, которые должны выдерживать высокое давление.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка конструкции корпуса центробежного нагнетателя, обеспечивающего повышение надежности и снижение материалоемкости и трудоемкости его изготовления за счет отказа от приварных патрубков с фланцами и крепления трубопроводов непосредственно к корпусу нагнетателя.
Поставленная техническая задача решается тем, что в корпусе центробежного нагнетателя преимущественно высокого давления, содержащем обечайку со всасывающим и нагнетательным отверстиями, направленными в разные стороны, и оси этих отверстий расположены в одной плоскости в продольном сечении, согласно изобретению центры радиуса r внутренней поверхности и радиуса R наружной поверхности обечайки лежат в одной вертикальной плоскости, наружная поверхность выполнена эллиптической формы и имеет со стороны всасывающего и нагнетательного отверстий плоские срезанные перпендикулярно осям этих отверстий стороны, и центр радиуса R эллиптической наружной поверхности смещен относительно центра радиуса r внутренней поверхности в сторону от оси отверстий на расстояние h, величина которого составляет 0,43÷0,46 r, при этом отношение радиусов составляет R/r=1,58÷1,62, а величина расстояния Н от плоских срезанных сторон эллиптической наружной поверхности до вертикальной оси составляет Н=1,2 ÷1,25 r.
Выполнение наружной поверхности обечайки в виде эллипса со срезанными боковыми поверхностями позволяет получить на корпусе нагнетателя приливы, достаточные для установки в них шпилек для крепления фланца газопровода без ущерба прочности корпуса (т.е. таким конструктивным решением исключена сварка патрубков).
Выполнение указанных выше соотношений диаметров и размеров обеспечивает необходимую прочность корпуса нагнетателя.
Заданные диапазоны размеров и соотношений при изготовлении корпуса учитывают изменение давления, на которое рассчитан корпус, при нарушении этих соотношений либо не обеспечивается достаточная прочность корпуса, либо неоправданно увеличивается его материалоемкость.
Исключение сварки снижает трудоемкость изготовления корпуса и повышает его надежность.
В дальнейшем изобретение будет подробно раскрыто в описании со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает известный корпус центробежного нагнетателя, в разрезе (прототип),
фиг.2 - принципиальную схему предлагаемого корпуса с присоединенными к нему газопроводами.
Предлагаемый корпус центробежного нагнетателя содержит обечайку 1 со всасывающим 6 и нагнетательным 7 отверстиями, оси 8 которых расположены в одной плоскости в продольном сечении и направлены в разные стороны, как это видно на фиг.2.
Центры радиуса R, описывающего наружную поверхность 9 обечайки и радиуса r, описывающего внутреннюю поверхность 10 обечайки, лежат в одной вертикальной плоскости 11-11. Наружная поверхность 9 выполнена эллиптической формы и имеет со стороны отверстий 6 и 7 плоские срезанные перпендикулярно осям этих отверстий стороны 12 и 13. Центры радиусов R наружной поверхности 9 смещен относительно центра радиуса r внутренней поверхности 10 на расстояние h, величина которого составляет 0,43÷0,46 r. Отношение радиусов R/r составляет 1,58÷1,62. Величина расстояний Н от плоских срезанных сторон 12 и 13 наружной поверхности 9 до вертикальной плоскости 11-11 составляет Н=1,2÷1,25 r. К плоским срезанным сторонам 12 и 13 непосредственно крепятся газопроводы 14 для подвода и отвода газа.
В дальнейшем изобретение будет подтверждено конкретными примерами его осуществления.
Ниже в таблице 1 приведены размеры корпусов центробежного нагнетателя для давления Р, равного 40; 76 и 120 ата, и при производительности Q, равной 66 м3/сек.
Производительность Q = 66 м /сек.
| Таблица 1 | |||
| Обозначение | Р = 40 ата | Р = 76 ата | Р= 120 ата |
| Размер в мм | Размер в мм | Размер в мм | |
| r | 510 | 510 | 510 |
| R | 805,8 | 813,5 | 826,0 |
| Н | 612 | 625 | 637,5 |
| h | 234 | 226 | 219 |
| Соотношения размеров | |||
| h/r | 0,46 | 0,445 | 0,43 |
| R/r | 1,58 | 1,59 | 1,62 |
| H/r | 1,2 | 1,225 | 1.25 |
В таблице 2 приведены размеры корпусов центробежного нагнетателя для давления Р, равного 40; 76 и 120 ата, и при производительности Q, равной 148 м3/сек.
Производительность Q=148 м3/сек.
| Таблица 2 | |||
| Обозначение | Р = 40 ата | Р = 76 ата | Р= 120 ата |
| Размер в мм | Размер в мм | Размер в мм | |
| r | 900 | 900 | 900 |
| R | 1422 | 1435 | 1450 |
| Н | 1080 | 1104 | 1125 |
| h | 414 | 400 | 387 |
| Соотношения размеров | |||
| h/r | 0,46 | 0,45 | 0,43 |
| R/r | 1,58 | 1.594 | 1.62 |
| H/r | 1,2 | 1,226 | 1.25 |
Корпус центробежного нагнетателя преимущественно высокого давления, содержащий обечайку со всасывающим и нагнетательным отверстиями, направленными в разные стороны, и оси этих отверстий расположены в одной плоскости в продольном сечении, отличающийся тем, что центры радиуса r внутренней поверхности и радиуса R наружной поверхности обечайки лежат в одной вертикальной плоскости, наружная поверхность выполнена эллиптической формы и имеет со стороны всасывающего и нагнетательного отверстий плоские срезанные перпендикулярно осям этих отверстий стороны, и центр радиуса R эллиптической наружной поверхности смещен относительно центра радиуса r внутренней поверхности в сторону от оси отверстий на расстояние h, величина которого составляет 0,43÷0,46 r, при этом отношение радиусов составляет R/r=1,58÷1,62, а величина расстояния Н от плоских срезанных сторон наружной поверхности до вертикальной плоскости составляет H=1,2÷1,25 r.
