Центробежный компрессор



Центробежный компрессор
Центробежный компрессор
Центробежный компрессор

 


Владельцы патента RU 2439378:

Закрытое акционерное общество "Объединенные газопромышленные технологии "Искра-Авигаз" (ЗАО "Искра-Авигаз") (RU)

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к центробежным компрессорам, может быть использовано в центробежных компрессорах высокого давления для повышения КПД путем уменьшения объемных потерь и затраченной работы сжатия центробежного компрессора. Указанный технический результат достигается тем, что в центробежном компрессоре, содержащем установленный в корпусе вал с рабочими колесами, диск думмиса, наружная поверхность которого выполнена ступенчатой, и охватывающую его втулку думмиса, наружная поверхность диска думмиса выполнена цилиндрической, состоящей из участков различных диаметров, с образованием на наружной цилиндрической поверхности диска думмиса выступа, а на внутренней поверхности втулки думмиса размещены лабиринтные гребешки и выполнена проточка, ответная выступу диска думмиса. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Заявляемое решение относится к компрессоростроению, в частности к центробежным компрессорам, и наиболее эффективно может быть использовано в центробежных компрессорах высокого давления.

Известен центробежный компрессор, содержащий установленный в корпусе вал с рабочими колесами, диск думмиса и охватывающую его думмисную втулку (патент РФ №2289729 C1 F04D 29/051, F04D 29/66, F04D 29/42, опубл. 20.12.2006 г.) - аналог.

Недостатком известного решения, особенно при высоких выходных давлениях, например выше 5,5 МПа, является наличие существенных утечек через зазор, образованный гладким лабиринтным уплотнением думмисной втулки и наружной цилиндрической поверхностью думмиса, что приводит к повышению объемных потерь и снижению КПД всего центробежного компрессора.

Известен центробежный компрессор, содержащий установленный в корпусе вал с рабочими колесами, снабженный лопатками диск думмиса со ступенчатой наружной поверхностью и охватывающую его ступенчатую втулку (А.С. СССР №1469210, F04D 29/08, БИ №12 за 1989 г.) - аналог.

Недостатком данного решения является низкий КПД центробежного компрессора. Это объясняется тем, что лопатки, выполненные в ступенчатом думмисе снижают величину утечки части потока газа, сжатого в центробежном компрессоре через ступенчатый зазор уплотнения думмиса, за счет увеличения работы сжатия и потребляемой мощности центробежного компрессора. Увеличение потребляемой мощности центробежного компрессора обусловлено интенсивной турболизацией потока в зоне вращения лопатки, которая и препятствует утечке газа. При этом КПД центробежного компрессора снижается на величину, равную дополнительной величине затраченной работы, за счет которой и обеспечивается интенсивность турбулизации потока в зоне вращения лопатки ступенчатого думмиса. Указанная турбулизация потока повышает суммарные потери на трение центробежного компрессора и тем самым снижает его КПД.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение КПД путем уменьшения объемных потерь и затраченной работы сжатия центробежного компрессора.

Указанный технический результат достигается тем, что в центробежном компрессоре, содержащем установленный в корпусе вал с рабочими колесами, диск думмиса, наружная поверхность которого выполнена ступенчатой, и охватывающую его втулку думмиса, наружная поверхность диска думмиса выполнена цилиндрической, состоящей из участков различных диаметров, с образованием на наружной цилиндрической поверхности диска думмиса выступа, а на внутренней поверхности втулки думмиса размещены лабиринтные гребешки и выполнена проточка, ответная выступу диска думмиса.

Центробежный компрессор, характеризующийся тем, что выступ диска и проточка втулки могут быть выполнены с торцевой стороны, обращенной к рабочему колесу.

Центробежный компрессор, характеризующийся тем, что в проточке может быть установлено кольцо из упругого материала.

Центробежный компрессор, в котором цилиндрическая поверхность проточки втулки может быть выполнена с истираемым покрытием.

Центробежный компрессор, в котором высота цилиндрического выступа диска думмиса может превышать на 10-15% высоту лабиринтного гребешка втулки.

Центробежный компрессор, в котором выступ и проточка могут быть расположены между лабиринтными гребешками, при этом втулка выполнена разъемной.

Центробежный компрессор, в котором длина проточки превышает длину выступа, например длина проточки составляет от 1,15 до 1,3 длины цилиндрического выступа.

Сущность заявляемого решения поясняется чертежами двух предпочтительных, но не единственных вариантов осуществления, приведенных на фиг.1-3, где на фиг.1 изображен продольный (меридиональный) разрез, на фиг.2 - увеличенный вид I фиг.1 в случае, когда выступ и проточка расположены между лабиринтными гребешками, на фиг.3 - увеличенный вид I фиг.1 в случае, когда выступ диска и проточка втулки выполнены с торцевой стороны, обращенной к рабочему колесу.

Центробежный компрессор содержит корпус 1, в котором установлены вал 2 с рабочими колесами 3, 4, 5, 6 и 7, диск думмиса 8 со ступенчатой, цилиндрической наружной поверхностью 9, на которой выполнен цилиндрический выступ 10 и втулку 11 думмиса 8, с расположенными на внутренней поверхности 12 лабиринтными гребешками 13, между которыми выполнена проточка 14, ответная цилиндрическому выступу 10 диска думмиса 8. В проточке 14 втулки думмиса установлено кольцо 15 из упругого материала. Центробежный компрессор содержит всасывающую камеру 16, сборную камеру 17 и задуммисную полость 18, которая соединена трубопроводом 19 с всасывающей камерой 16.

Заявляемая конструкция центробежного компрессора обеспечивает существенное снижение утечки части потока газа через уплотнение думмиса за счет уменьшения величины радиального зазора δ между цилиндрическим выступом наружной поверхности диска думмиса 8 и кольцом 15 из упругого материала, установленным в проточке внутренней поверхности втулки 11 думмиса 8. Например, оптимальное уменьшение величины радиального зазора δ достигается при выходе центробежного компрессора на номинальную частоту вращения его ротора, за счет действия центробежных сил и теплового расширения, увеличивающих диаметр цилиндрического выступа диска думмиса 8. Причем когда ротор центробежного компрессора не вращается, величина зазора 8 меньше, чем величина зазора δ между наружной цилиндрической поверхностью диска думмиса 8 и лабиринтными гребешками внутренней поверхности втулки 11 думмиса 8. При этом величина зазора s определяется таким образом, чтобы при выходе центробежного компрессора на номинальную частоту вращения его ротора не было касания и смятия лабиринтных гребешков при переходе критических частот вращения. К тому же величина виброперемещения ротора не должна превысить величину выбранного зазора s. Конструктивное исполнение цилиндрического выступа диска думмиса и установленного в проточке внутренней поверхности втулки 11 думмиса 8 кольца 15 из упругого материала позволит без смятия производить выход центробежного компрессора на номинальный режим. При прохождении ротором критической частоты вращения величина виброперемещения, превышающая величину радиального зазора, будет компенсироваться упругостью материала кольца. Материал кольца 15 выбирается в каждом конкретном случае, исходя из вышеизложенных условий.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Поток рабочей среды (газа), поступая из всасывающей камеры 16, сжимается последовательно рабочими колесами 3, 4, 5, 6 и 7 и направляется в сборную камеру 17. При этом часть основного потока газа вследствие утечки через зазоры между цилиндрической наружной поверхностью 9 диска думмиса 8 и внутренней поверхностью 12 с лабиринтными гребешками 13 втулки 11 думмиса 8 и между цилиндрическим выступом 10 и кольцом 15 из упругого материала проточки 14 поступает в задуммисную полость 18 и далее по трубе 19 во всасывающую камеру 16. При выходе центробежного компрессора на номинальную частоту вращения выступ 10 диска думмиса 8 под воздействием центробежных сил и тепловой деформации приближается к кольцу 15 из упругого материала с образованием минимально возможного зазора. При этом утечки газа, поступающие в задуммисную полость 18 через зазор между цилиндрическим выступом 10 и кольцом 15 из упругого материала проточки 14, уменьшаются и становятся близкими к нулю.

Существенное снижение утечки газа в задуммисную полость 18 позволяет снизить объемные потери и затрачиваемую работу сжатия центробежного компрессора и тем самым повысить его КПД, т.е. заявленная в данном решении совокупность признаков обеспечивает достижение заявленного технического результата.

1. Центробежный компрессор, содержащий установленный в корпусе вал с рабочими колесами, диск думмиса, наружная поверхность которого выполнена ступенчатой, и охватывающую его втулку думмиса, причем наружная поверхность диска думмиса выполнена цилиндрической, состоящей из участков различных диаметров с образованием на наружной цилиндрической поверхности диска думмиса выступа, а на внутренней поверхности втулки думмиса размещены лабиринтные гребешки и выполнена проточка, ответная выступу диска думмиса.

2. Центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что выступ диска и проточка втулки выполнены с торцевой стороны, обращенной к рабочему колесу.

3. Центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что в проточке установлено кольцо из упругого материала.

4. Центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая поверхность проточки втулки выполнена с истираемым покрытием.

5. Центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что высота цилиндрического выступа диска думмиса превышает на 10-15% высоту лабиринтного гребешка втулки.

6. Центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что выступ и проточка расположены между лабиринтными гребешками, при этом втулка выполнена разъемной.

7. Центробежный компрессор по п.6, отличающийся тем, что длина проточки превышает длину выступа.

8. Центробежный компрессор по п.7, отличающийся тем, что длина проточки составляет от 1,15 до 1,3 длины цилиндрического выступа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для динамической уплотнительной системы, предназначенной для погружного насоса (1), содержащему, по меньшей мере, один подводящий трубопровод (7), проходящий в направлении динамической уплотнительной системы, первое клапанное устройство (8), установленное в подводящем трубопроводе (7), и второе клапанное устройство (12), установленное таким образом, что в открытом положении оно открывает первый перепускной трубопровод (13), который проходит от точки на подводящем трубопроводе (7), расположенной между первым клапанным устройством (8) и насосом (1), и источником низкого давления, расположенным в области насоса (1), с тем, чтобы понизить давление барьерной текучей среды в уплотнительной системе.

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано при проектировании компрессорной техники, а именно при разработке узлов бесконтактных лабиринтных уплотнений.

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в компрессорной технике, и при его использовании повышается эффективность компенсации осевых усилий на ротор и расширяется диапазон работы центробежного компрессора.

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям ротора турбокомпрессора наддува двигателя внутреннего сгорания, в частности к способам предотвращения утечек газа через лабиринтные уплотнения.

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей и повышает надежность и герметичность соединения диск - лабиринт. .

Изобретение относится к конструкции опоры вентилятора ГТД авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к компрессоростроению. .

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в газовых центробежных компрессорных машинах, где возможны кратковременные прекращения подачи буферного газа на уплотнения

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям насосов

Изобретение относится к системам уплотнения поверхностей раздела между вращающимися и неподвижными элементами ротационных машин

Изобретение относится к стояночным уплотнениям центробежных компрессоров

Изобретение относится к области компрессоростроения и насосостроения, а именно к торцевым уплотнениям. Техническим результатом изобретения является возможность изготовления уплотнения пакетного типа, которое устанавливается на компрессор полностью собранным и не требует доработки под фактические осевые размеры. В торцевом уплотнении, содержащем корпус и размещенные в нем установленное герметично на валу вращающееся кольцо и контактирующее с ним невращающееся кольцо, образующие пары трения, вращающееся кольцо фиксировано от осевого смещения гидродинамической пятой, выполненной в виде кольца, закрепленного на корпусе и контактирующего с вращающимся кольцом с образованием замкнутой полости для подачи уплотняющей жидкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газодобывающей, нефтедобывающей и другим областям промышленности. Система оснащена газодинамическими уплотнениями с двумя ступенями защиты, трубопроводной обвязкой системы газодинамических уплотнений для подвода буферного газа от станционной сети к контрольно-измерительной панели газодинамических уплотнений, включающей манометры, датчики перепада давления, счетчик газа с выводом показаний на главный щит управления, дроссельную шайбу для демпфирования, линию электрической обвязки контрольно-измерительной панели и трубопроводом отвода протечек буферного газа после первой ступени газодинамических уплотнений на свечу. При этом трубопровод отвода протечек газа после газодинамических уплотнений через дополнительный клапан-отсекатель соединен с газосборным коллектором, оснащенным контрольно-измерительными приборами и запорно-регулирующей предохранительной арматурой, ресивером-накопителем. Ресивер-накопитель соединен всасывающими трубопроводами с установленными параллельно друг другу газоперекачивающими компрессорами, которые подключены нагнетательными трубопроводами к трубопроводу подачи топливного газа на собственные нужды производства с давлением более 3 кгс/см2 и через редукционный клапан к газосборному коллектору. Техническим результатом является стабилизация давления газа и повышение надежности работы системы. 1 ил.

Насос содержит трубчатый наружный кожух, перекачивающий узел, узел двигателя, аксиально вставленный в кожух, закрывающие средства 50 для изоляции камеры узла двигателя от жидкости, подаваемой перекачивающим узлом, и от жидкости, присутствующей снаружи кожуха. Закрывающие средства 50 содержат закупоривающий элемент 51, снабженный круговым кольцом 56, выполненным из упругого материала в качестве отдельного изделия на внешней поверхности тела элемента 51 и приспособленным для взаимодействия по окружности с внутренней поверхностью кожуха, и крепежный элемент 52. Тело элемента 51 выполнено из материала иного типа, обладающего большей жесткостью по сравнению с круговым кольцом 56. Элемент 52 приспособлен для соединения с элементом 51 для радиального расширения кругового кольца 56 таким образом, чтобы закрепить кольцо 56 на внутренней поверхности кожуха. Кольцо 56 имеет первую рабочую сторону 57, располагающуюся в процессе использования рядом с внутренней поверхностью кожуха, и противоположную вторую рабочую сторону 58, приспособленную для взаимодействия с элементом 52. Тело элемента 51 несет по периферии круговое кольцо 56. Изобретение направлено на обеспечение защиты элементов двигателя от окружающей жидкости. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния контактных уплотнений в условиях эксплуатации. Способ определения технического состояния контактного уплотнения гидромашины включает определение допустимого диапазона изменения диагностического параметра, измерение фактического значения последнего, сравнение его со значениями из допустимого диапазона и отключение гидромашины при отклонении фактического значения диагностического параметра за пределы допустимого диапазона. В качестве диагностического параметра используют разность температур жидкости на входе и выходе из уплотнения. При измерении разности температур устанавливают режим работы гидромашины с номинальным давлением, либо приводят измеренное значение разности температур к номинальному давлению. Изобретение направлено на повышение точности контроля утечки через уплотнение за счет более точного определения технического состояния контактного уплотнения гидромашины. 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к насосам для перекачивания агрессивных жидкостей. Насос выполнен одноступенчатым, консольного типа. Корпус проточной части включает проточную полость, объединенную со спиральным сборником. Корпус ходовой части выполнен охватывающим большую часть длины вала, снабжен картером и подшипниковыми опорами. Рабочее колесо выполнено в виде многозаходной крыльчатки. Основной диск колеса защищен гидрозатвором, содержащим импеллер в виде дополнительного автономного диска с лучевидными лопатками. Корпус проточной части снабжен кольцевой съемной уступообразной стенкой. Меньший из внешних радиусов указанной стенки выполнен не менее проходного радиуса колеса, радиус импеллера гидрозатвора меньше радиуса колеса. Основной диск снабжен кольцевым гребнем с внутренним радиусом меньше радиуса диска импеллера и образует со стенкой ступицы колеса кольцевой канал, сообщенный с импеллером гидрозатвора. Основной диск содержит не менее одного сквозного отверстия для сообщения на проток с объемом колеса. Покрывной диск наделен входной горловиной, внутренний заходный радиус которой выполнен не менее радиуса входного проема корпуса проточной части. Изобретение направлено на повышение защиты от протечек перекачиваемой жидкости, долговечности и надежности работы насоса, снижение загрязнения атмосферного воздуха ядовитыми испарениями. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к химическим горизонтальным центробежным электронасосным агрегатам. Способ производства агрегата заключается в том, что изготавливают сборный корпус насоса, ротор с валом и рабочим колесом, а также силовой узел. Корпус ходовой части насоса оснащают подшипниковыми опорами. Корпус проточной части насоса выполняют с проточной полостью, достаточной для размещения в ней рабочего колеса и спирального сборника. Рабочее колесо выполняют в виде многозаходной крыльчатки закрытого типа с основным и покрывным дисками. За основным диском располагают гидрозатвор в виде автономного диска с импеллером и обрамляющий его по контуру кольцевой съемный элемент. Радиус импеллера гидрозатвора меньше радиуса колеса. Основной диск колеса снабжают кольцевым гребнем. Гребень образует со стенкой ступицы колеса кольцевой канал, сообщенный с гидрозатвором и посредством сквозного отверстия в основном диске напроток с объемом колеса. Осуществляют сборку насоса и монтаж на опорной платформе насоса и привода с помощью силовых полумуфт. После сборки электронасосного агрегата выполняют испытания. Группа изобретений направлена на повышение ресурса, долговечности, надежности работы, защиты от протечек перекачиваемых сред и ядовитых испарений в атмосферу при пониженной трудо-, материало- и энергоемкости производства. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх