Центробежный компрессор
Владельцы патента RU 2384744:
Открытое акционерное общество "Уральский электрохимический комбинат" (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям центробежных одноступенчатых компрессоров для сжатия газов с большим молекулярным весом, и при своем использовании обеспечивает увеличение объемного расхода компрессора при двойном снижении частоты вращения рабочего колеса. Указанный технический результат достигается в центробежном компрессоре, содержащем корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым улиточным каналом переменного поперечного сечения, закрепленный на дне привод, установленное в газовой полости на валу привода рабочее колесо, расположенный по оси вращения рабочего колеса всасывающий патрубок и два нагнетательных патрубка, расположенных по касательной к наружной поверхности кольцевого улиточного канала, причем второй нагнетательный патрубок имеет такое же или большее сечение, чем первый нагнетательный патрубок. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции центробежных компрессоров для сжатия газов с большим молекулярным весом, например центробежных компрессоров, используемых в технологии разделения изотопов урана.
Известен центробежный компрессор, содержащий корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым каналом, привод, закрепленное на валу привода рабочее колесо, всасывающий патрубок, расположенный по оси вращения рабочего колеса, нагнетательный патрубок, присоединенный к корпусу (см., например, SU 1114818 А, М кл. F04D 17/00, оп. 23.09.1984) [1].
Недостатком [1] является недостаточный объемный расход при имеющейся мощности при уменьшении частоты вращения рабочего колеса, в связи с чем необходимо или устанавливать в системе более мощные компрессоры, или использовать два компрессора параллельно, что существенно усложняет конструкцию систем, повышает эксплуатационные расходы.
Технический результат от использования изобретения заключается в существенном увеличении объемного расхода компрессора при двойном снижении частоты вращения рабочего колеса без изменения его конструкции и обеспечении возможности изготовления нового компрессора путем несложной доработки существующего.
Указанный технический результат достигается в центробежном компрессоре, содержащим корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым улиточным каналом переменного поперечного сечения, закрепленный на дне привод, установленное в газовой полости на валу привода рабочее колесо, расположенный по оси вращения рабочего колеса всасывающий патрубок и два нагнетательных патрубка, расположенных по касательной к наружной поверхности кольцевого улиточного канала, причем второй нагнетательный патрубок имеет такое же или большее сечение, чем первый нагнетательный патрубок.
Кроме того, второй нагнетательный патрубок соединен с первым нагнетательным патрубком в общий нагнетательный патрубок перемычкой, сечение которой не менее сечения второго патрубка, при этом выходное сечение общего патрубка не менее суммы сечений обоих патрубков в месте их выхода из корпуса.
Кроме того, угол между нагнетательными патрубками выполнен в пределах 60°-180°.
На фиг.1 изображен общий вид центробежного компрессора; на фиг.2 - вид А на фиг.1 (вид со стороны всасывающего патрубка компрессора); на фиг.3 - вид А на фиг.1 (вид с объединенными нагнетательными патрубками); на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.
Компрессор состоит из корпуса 1 и дна 2, образующих газовую полость 8. На дне 2 закреплен привод 3. На его валу 4 закреплено рабочее колесо 5. Патрубок 6 является всасывающим и расположен на оси рабочего колеса 5. Патрубок 7 - нагнетательный патрубок. Рабочее колесо 5 расположено в газовой полости 8, которая кольцевым зазором 9 соединена с кольцевым улиточным каналом 10 переменного сечения, образованным корпусом 1 и дном 2. Второй нагнетательный патрубок 11 может быть выполнен с фланцем 12 или связан перемычкой 13, имеющей большее сечение, чем сечение кольцевого канала 10 между корпусом 1 и дном 2, с общим нагнетательным патрубком 14 (см. фиг.4), сечение которого не менее суммарного сечения обоих нагнетательных патрубков 7 и 11. Патрубок 14 снабжен фланцем 15. Начальные участки нагнетательных патрубков 7 и 11 входят в кольцевой канал 10 по касательной к его наружной поверхности 16 и направлены в сторону направления скорости газа в точке касания. Угол между нагнетательными патрубками 7 и 11 может составлять 60°-180°.
Компрессор работает следующим образом.
Всасывающий патрубок 6 и нагнетательные (или нагнетательный) патрубки 7 и 11 компрессора подсоединяются к газовым трубопроводам системы. При включении электропривода 3 рабочее колесо 5 создает разрежение во всасывающем патрубке 6. Рабочий газ устремляется к лопаткам рабочего колеса 5 и отбрасывается ими в сторону кольцевого зазора 9, а по нему стекает, получив необходимую скорость, в кольцевой канал 10, и по нему направляется к нагнетательным патрубкам 7 и 11. В случае, когда оба патрубка 7 и 11 сходятся в одном нагнетательном патрубке 14, газ из патрубка 11 по перемычке 13 устремляется так же, как и газ из патрубка 7, к общему нагнетательному патрубку 14. Скорость газа в этих патрубках заметно ниже звуковой.
Использование предлагаемого компрессора позволяет увеличить объемный расход газа примерно в два раза в сравнении с известными за счет увеличения суммарного сечения нагнетательных патрубков компрессора, что и позволяет на системах вместо двух компрессоров устанавливать один и этим снижать эксплуатационные расходы. В ряде случаев возможна установка описываемого компрессора взамен более мощного.
Изобретение доказывает возможность увеличения производительности компрессоров путем увеличения объемного расхода компрессора при снижении скорости вращения рабочего колеса и снижения давления на нагнетательном патрубке колеса, например, путем врезки второго патрубка, равного или большего по сечению по сравнению с первым.
1. Центробежный компрессор, содержащий корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым улиточным каналом переменного поперечного сечения, закрепленный на дне привод, установленное в газовой полости на валу привода рабочее колесо, расположенный по оси вращения рабочего колеса всасывающий патрубок и два нагнетательных патрубка, расположенных по касательной к наружной поверхности кольцевого улиточного канала, причем второй нагнетательный патрубок имеет такое же или большее сечение, чем первый нагнетательный патрубок.
2. Центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что второй нагнетательный патрубок соединен с первым нагнетательным патрубком в общий нагнетательный патрубок перемычкой, сечение которой не менее сечения второго патрубка, при этом выходное сечение общего патрубка не менее суммы сечений обоих патрубков в месте их выхода из корпуса.
3. Центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что угол между нагнетательными патрубками выполнен в пределах 60-180°.
