Двухсекционный центробежный компрессор


 


Владельцы патента RU 2585336:

Семенов Александр Алексеевич (RU)

Двухсекционный центробежный компрессор, содержащий корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, ротор с рабочими колесами и улиткой компрессора, в котором в статоре первой секции на валу жестко закреплено первое рабочее колесо, симметрично во второй секции на подшипниках вала расположено второе рабочее колесо, которое вращается в противоположную сторону относительно первого рабочего колеса первой секции. Вращение осуществляется приводом, включающим вал с закрепленной на нем ведущей шестерней редуктора и ведомые шестерни, вращающиеся на осях, закрепленных в корпусе редуктора, причем корпус редуктора жестко связан шлицевым соединением со вторым рабочим колесом второй секции. Изобретение направлено на повышение КПД компрессора. 1 ил.

 

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к центробежным компрессорам.

В процессе работы двухсекционного центробежного компрессора возникает осевое усилие на ротор, которое компенсируется расположением секций «спина к спине», за счет противоположного направления осевой силы в секциях компенсируется основная нагрузка на ротор.

Известна конструкция двухсекционного компрессора, содержащая корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, межсекционную перегородку с лабиринтным уплотнением, ротор с рабочими колесами и думмисом, причем думмис выполнен ступенчатым. Межступенчатая полость думмиса связана с нагнетательной камерой второй секции центробежного компрессора через канал в межсекционной перегородке и входные отверстия во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения, в котором отверстия во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения выполнены тангенциально или под углом к внутренней кольцевой поверхности уплотнения и направлены в сторону, противоположную направлению движения вращающегося потока, на внутренних торцовых стенках втулки за входными отверстиями уплотнения расположены ребра, на внутренней поверхности втулки уплотнения выполнены серповидные лунки и гребни (патент RU №2518785 МПК F04D 29/08, F04D 17/08, опубл. 10.06.2012 г.).

Недостатком такой конструкции двухсекционного центробежного компрессора является то, что при изменении режима работы компрессора величина осевых усилий возрастает и для компенсации необходимо увеличивать диаметр думмиса и, как следствие, его массу, что неблагоприятно сказывается на динамических характеристиках ротора. При этом в малорасходных ступенях сжатия двухсекционных центробежных компрессоров протечки газа через зазор в лабиринтных уплотнениях значительно снижают эффективность работы ступени сжатия компрессора по степени повышения давления и по коэффициенту полезного действия.

Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство для защиты от нестационарной динамической нагрузки на переходных режимах работы двухсекционного центробежного компрессора с индивидуальным контуром байпасирования каждой секции, с расположением рабочих колес «спина к спине» и разгрузочным устройством, имеющим думмис, полость низкого давления и полость высокого давления между секциями, включающее нормально закрытый клапан, установленный в канале, сообщающем полости низкого и высокого давления разгрузочного устройства, и выполненный с возможностью открытия и сообщения указанных полостей при перепаде давления между этими полостями, превышающем величину допустимого значения, в котором указанный клапан выполнен с возможностью сообщения полости низкого давления разгрузочного устройства с полостью всасывания секции низкого давления компрессора при необходимости повышения перепада давления между полостями разгрузочного устройства (патент RU №101753 МПК F04D 29/00, опубл. 27.01.2010 г.).

Недостатками известного компрессора являются сложность конструкции и, как следствие, повышение стоимости его эксплуатации.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение давления наддува, упрощение конструкции и повышение коэффициента полезного действия устройства.

Это достигается тем, что в центробежном компрессоре, содержащим корпус, расположенные в нем вал первой ступени с рабочим колесом 1 и вал второй ступени с рабочим колесом 2, приводимого во вращение противоположно вращению вала первой степени редуктором, связанным с ним механической связью. При этом рабочие колеса 1 и 2 повернуты друг к другу рабочими поверхностями с лопатками.

Введение в конструкцию двух противоположно вращающихся рабочих колес с лопатками, повернутыми плоскостями друг к другу, при вращении обеспечивают дополнительное разрежение в зазоре между ними, что обеспечивает подсос большего количества воздуха к рабочим лопаткам и соответственно большее его давление на выходе. На поставленные одинаковые два рабочих колеса суммарные силы, действующие вдоль оси колес, уравновешиваются и на их преодоление не тратится дополнительная энергия.

На чертеже изображен общий вид устройства. Двухсекционный центробежный компрессор, содержащий корпус 1, размещенные в нем статор первой 2 и второй секции 5, ротор 6 с рабочими колесами 7, 8 и улиткой компрессора 4, в котором в статоре первой секции 2 на валу 6 жестко закреплено первое рабочее колесо 7, симметрично во второй секции 5 на подшипниках вала расположено второе рабочее колесо 8, которое вращается в противоположную сторону относительно первого рабочего колеса 7 первой секции 2, осуществляемое приводом, включающим вал 6 с закрепленной на нем ведущей шестерней редуктора 11, и ведомые шестерни 10, 12, вращающиеся на осях, закрепленных в корпусе редуктора 3, причем корпус редуктора 3 жестко связан шлицевым соединением 9 со вторым рабочим колесом 8 второй секции.

Работает устройство двухсекционного центробежного компрессора следующим образом. Турбина вращает вал первой ступени 6 с первым рабочим колесом 7, при этом воздух поступает на лопатки первого рабочего колеса 7 через секцию подачи воздуха 5 и центробежной силой подается в улитку компрессора 4. Вращение вала первой ступени 6 передается на ведущую шестерню редуктора 11, а затем на ведомые шестерни 10, 12 и соответственно корпус редуктора 3 и через шлицевое соединение 9 - на второе рабочее колесо 8, которое вращается в результате преобразования в редукторе 3 в противоположную сторону относительно первого рабочего колеса 7. При вращении рабочих колес в разные стороны в зазоре между ними образуется разрежение, которое увеличивает подсос воздуха через секции подачи воздуха к рабочим колесам 2,5. Центробежными силами рабочих колес этот поток воздуха подается в улитку компрессора 4.

Применение предлагаемого устройства позволит повысить КПД компрессора, уменьшить износ подшипников, потому что симметричными рабочими колесами уравновешивается сила, действующая вдоль оси компрессора. Увеличивается напор нагнетаемого воздуха в связи с дополнительным подсосом воздуха в зазор между противоположно вращающимися рабочими колесами.

Двухсекционный центробежный компрессор, содержащий корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, ротор с рабочими колесами и улиткой компрессора, отличающийся тем, что в статоре первой секции на валу жестко закреплено первое рабочее колесо, симметрично во второй секции на подшипниках вала расположено второе рабочее колесо, которое вращается в противоположную сторону относительно первого рабочего колеса первой секции, осуществляемое приводом, включающим вал с закрепленной на нем ведущей шестерней редуктора и ведомые шестерни, вращающиеся на осях, закрепленных в корпусе редуктора, причем корпус редуктора жестко связан шлицевым соединением со вторым рабочим колесом второй секции.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к радиальным колесам с вперед загнутыми лопатками для вентиляторов и компрессоров. Радиальное рабочее колесо содержит передний 1 и задний 2 диски, установленные между ними вперед загнутые лопатки 3 с образованием между ними межлопаточных каналов 9 с уменьшающейся площадью в поперечном сечении по мере удаления от входа 5 к выходу 6 из радиального рабочего колеса.

Изобретение относится к движителям аппаратов вертикального взлета и посадки и может быть использовано в устройствах для перемещения газов или в качестве ступени компрессора.

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно узлу герметизации вала вертикального насоса двустороннего всасывания. Насос содержит узел корпуса, вал и интегральный механический торцевой уплотнитель сильфонного типа.

Группа изобретений относится к упорным подшипникам центробежного насоса, используемого в электрических погружных скважинных насосах. Насос имеет неподвижный диффузор с отверстием.

Использование: устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора. Устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора, содержащее рабочее колесо, ступицу и конец вала электродвигателя, соосно установленные внутри цилиндрического корпуса диагонального вентилятора с возможностью его демонтажа, при этом рабочее колесо выполнено в виде двух полых усеченных конусов с диагональными лопатками, соединение ступицы с рабочим колесом выполнено при помощи колец и шпангоутов, а крепление ступицы с концом вала электродвигателя выполнено с помощью скользящей посадки и термофиксирующего элемента.

Изобретение относится к подшипниковым опорам, регулируемым относительно соосности или осевого положения. Изобретение может быть использовано в соответствующих конструктивных узлах насосов необъемного вытеснения с подшипниками любого типа, например в энергетических лопастных насосах (в частности, питательных и т.п., а также в главных циркуляционных насосных агрегатах водоохлаждаемых реакторных установок, например на атомных электростанциях).

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение изобретения в энергетике, судостроении и авиации. В шнекоцентробежном насосе используется двухвальная схема работы, где имеются высокооборотная и низкооборотная ступени.

Центрирующее устройство содержит поворотную часть, выполненную с возможностью поворота вокруг первой оси, которая проходит вдоль осевого направления отверстия, выполненного в поворотной части, ролик, прикрепленный к первому концу поворотной части и выполненный с возможностью вращения, стержень, прикрепленный ко второму концу поворотной части и выполненный с возможностью перемещения вдоль второй оси, пружинный механизм, в котором расположена часть указанного стержня и который выполнен с возможностью приложения поджимающей силы к поворотной части, и корпус для стержня, выполненный с возможностью размещения в нем конца указанного стержня.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для откачивания насосом использованной или сточной воды. Всасывающее соединение предназначено для соединения всасывающей трубы с центробежным насосом, установленным сухим, содержащее первый и второй фланцы.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры в первичном потоке двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя.

Группа изобретений относится к насосам, входящим в состав системы для подачи расплавленного металла в литейную форму и др. емкости, а также способам заполнения литейной формы расплавленным алюминием. Насосный блок для расплавленного алюминия содержит удлиненный вал (16), соединяющий двигатель с крыльчаткой (22). Крыльчатка (22) заключена внутри камеры (18) основания таким образом, что при вращении крыльчатки (22) расплавленный металл втягивается в камеру (18) через входное отверстие (48) и расплавленный алюминий выталкивается через выходное отверстие. Первый подшипник (36) выполнен с возможностью поддержания крыльчатки (22) с возможностью вращения на первой радиальной кромке (32), и второй подшипник (38) выполнен с возможностью поддержания крыльчатки (22) с возможностью вращения на второй радиальной кромке (34). Между вторым подшипником (38) и второй радиальной кромкой (34) размещен перепускной зазор (60). Расплавленный металл перетекает через перепускной зазор (60) с заданным расходом таким образом, чтобы создавать возможность управления расходом потока и давлением нагнетания расплавленного металла для достижения точного управления расходом потока. 9 н. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх