CN109681471B - 一种用于多级离心压缩机的间隔组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心压缩机技术领域，具体涉及用于多级离心压缩机的间隔组件，包括内隔板和隔板体，所述内隔板包括隔板，所述隔板表面朝向中心方向依次设置弯叶片组和直叶片组，所述直叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板上的直叶片组成，所述直叶片为扇形，所述直叶片的扇形边固定在所述隔板上，所述隔板与直叶片连接处的表面为圆弧形；所述间隔组件还包括环绕转轴设置的固定直叶片扇形边的对边的环状体；相邻所述直叶片、隔板和环状体构成互不干扰的直叶片流道；本发明的有益效果：通过设置直叶片流道，从而解决气体从弯叶片组而出直接进入下一级叶轮所带来的气体窜流，气流损失、气流脉动、分离的问题。

Description

一种用于多级离心压缩机的间隔组件

技术领域

本发明涉及离心压缩机技术领域，具体涉及用于多级离心压缩机的间隔组件。

背景技术

在当今社会中离心压缩机的应用范围越来越广泛，多级离心压缩机逐渐占领市场。多级离心压缩机采用多个叶轮同时工作，气体需经过一级叶轮的增速加压后过渡到下一级叶轮中，从第一级叶轮出来的气体速度可高达200m/s-300m/s，而进入到冷凝器中的气体不需要如此高的动能，一般多用回流元件布置在多级离心压缩机叶轮之间，使用叶片式引流使气流的流动由离开轴心方向的径向流动变为向轴心方向的径向流动，折弯约180度。现有技术中，此种类型的元件功能单一，大多采用单列叶片设计，流道过短，空白区较大，引流效果不佳；某些采用多列弯叶片的布置，结构复杂，工艺上加工铸造困难；气体在流道中易产生气旋影响整体流场平稳运动并产生不必要的流动损失。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种引流效果好、气流损失小、避免气体产生气旋的用于多级离心压缩机的间隔组件。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种用于多级离心压缩机的间隔组件，所述间隔组件设于多级离心压缩机的两级叶轮之间，所述间隔组件包括内隔板和隔板体，所述隔板体和内隔板的中心部位均开设有一供转轴穿过的通孔；所述内隔板包括隔板、弯叶片组和直叶片组，所述隔板表面朝向中心方向依次设置弯叶片组和直叶片组；

所述弯叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板上的弯叶片组成，所述弯叶片为圆弧形，相邻所述弯叶片、隔板和隔板体形成弯叶片流道；

所述直叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板上的直叶片组成，所述直叶片为扇形，所述直叶片的扇形边固定在所述隔板上，所述隔板与直叶片连接处的表面为圆弧形；

所述间隔组件还包括环绕转轴设置的固定直叶片扇形边的对边的环状体；

相邻所述直叶片、隔板与环状体构成直叶片流道；所述弯叶片流道与直叶片流道连通；

相邻的所述直叶片构成所述直叶片流道的侧壁，所述环状体构成所述直叶片流道的顶壁，所述隔板构成所述直叶片流道的底壁。

本发明的有益效果：首先、弯叶片流道形状为圆弧形，也就是弯叶片与隔板相交的交线为圆弧形，弯叶片流道形状为圆弧形的好处在于圆弧相比直线气体的引流路径更长，再加上直叶片流道的引流，从而进一步加长了气体的引流流道，从而解决了气体引流过短而导致引流效果不佳的问题；

其次、由于相邻的直叶片构成直叶片流道的侧壁，环状体构成直叶片流道的顶壁，隔板构成直叶片流道的底壁，上述的设置使得直叶片流道之间形成互不干扰的通道，因此，气体通过直叶片流道不会互相串流，从而解决了气体直接从弯叶片流道而出直接向下一级叶轮轴向进气所带来的气体窜流，气流脉动、分离的现象；

最后、隔板与直叶片连接处的表面为圆弧形，也就是直叶片流道的底壁为圆弧形；因此，在直叶片流道流动的气体没有因流道的突变而产生气流的损失和脉动，而是因直叶片流道的底壁形状为圆弧形而产生气流平缓过渡，从而实现气体全程平缓引流。

附图说明

图1为本发明的具体实施方式的用于多级离心压缩机的间隔组件的结构示意图；

图2为本发明的具体实施方式的用于多级离心压缩机的间隔组件的轴测图；

图3为本发明的具体实施方式的用于多级离心压缩机的间隔组件的内隔板的主视图；

图4为图3的A-A方向的剖视图；

图5为本发明的具体实施方式的用于多级离心压缩机的间隔组件的隔板体的主视图；

图6为图5的B-B方向的剖视图；

标号说明：1、内隔板；2、隔板；3、弯叶片；4、直叶片；5、环状体；

6、环形阶梯；7、隔板体；8、环形U槽；9、补气孔；10、无叶扩压器；11、沉孔；12、螺栓通孔；13、螺纹孔；14、弯道。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：通过设置互不干扰的直叶片流道，且直叶片流道的底壁为圆弧形，从而解决气体直接从弯叶片流道而出直接向下一级叶轮轴向进气所带来的气体窜流，气流损失、气流脉动、分离的问题。

请参照图1至图6所示，本发明提供一种用于多级离心压缩机的间隔组件，所述间隔组件设于多级离心压缩机的两级叶轮之间，所述间隔组件包括内隔板1和隔板体7，所述隔板体7和内隔板1的中心部位均开设有一供转轴穿过的通孔；所述内隔板1包括隔板2、弯叶片组和直叶片组，所述隔板2表面朝向中心方向依次设置弯叶片组和直叶片组；

所述弯叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板2上的弯叶片3组成，所述弯叶片3为圆弧形，相邻所述弯叶片3、隔板2和隔板体7形成弯叶片流道；

所述直叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板2上的直叶片4组成，所述直叶片4为扇形，所述直叶片4的扇形边固定在所述隔板2上，所述隔板2与直叶片4连接处的表面为圆弧形；

所述间隔组件还包括环绕转轴设置的固定直叶片4扇形边的对边的环状体5；

相邻所述直叶片4、隔板2与环状体5构成直叶片流道；所述弯叶片流道与直叶片流道连通；

相邻的所述直叶片4构成所述直叶片流道的侧壁，所述环状体5构成所述直叶片流道的顶壁，所述隔板2构成所述直叶片流道的底壁。

本发明的工作过程：气体从上一级叶轮出来，先经过无叶扩压器10扩压之后，再进入内隔板1左侧与调节壳体形成的弯道14中，然后气体进入设于内隔板1与隔板体7之间的弯叶片流道，气体没有从弯叶片流道而出直接向下一级叶轮轴向进气，而是先经过与弯叶片流道相连通的直叶片流道，最后气体从直叶片流道而出，向下一级叶轮轴向进气。

本发明的有益效果：其一、弯叶片流道形状为圆弧形，也就是弯叶片与隔板相交的交线为圆弧形，弯叶片流道形状为圆弧形的好处在于圆弧相比直线气体的引流路径更长，从而解决了气体引流过短而导致引流效果不佳的问题；其二、由于相邻的直叶片构成直叶片流道的侧壁，环状体构成直叶片流道的顶壁，隔板构成直叶片流道的底壁，上述的设置使得直叶片流道之间形成互不干扰的通道，因此，气体通过直叶片流道不会互相串流，从而解决了气体直接从弯叶片流道而出直接向下一级叶轮轴向进气所带来的气体窜流，气流脉动、分离的现象；其三、隔板与直叶片连接处的表面为圆弧形，也就是直叶片流道的底壁为圆弧形；因此，在直叶片流道流动的气体没有因流道的突变而产生气流的损失和脉动，而是因直叶片流道的底壁形状为圆弧形而产生气流平缓过渡，从而实现气体全程平缓引流。

进一步的，上述的用于多级离心压缩机的间隔组件，所述弯叶片3与所述直叶片4的数量相等。

从上描述可知，通过设置相等数量的直叶片和弯叶片，使得弯叶流道与直叶片流道通道数量相等，从每条弯叶片流道而出的气体都能从对应的直叶片流道而出，从而保证了气体引流更加平缓。

进一步的，上述的用于多级离心压缩机的间隔组件，每个所述直叶片4设置在相邻弯叶片3之间。

从上描述可知，通过在相邻所述弯叶片3之间对应设置一片所述直叶片，从而保证了气体流动的平稳性，最优选的设置为相邻所述弯叶片的中间对应设置一片所述直叶片。

进一步的，上述的用于多级离心压缩机的间隔组件，所述弯叶片流道的长度大于所述直叶片4的长度。

从上述描述可知，通过对弯叶片流道的长度大于直叶片的长度的设置，从而保证了气体有足够引流长度，最优选的弯叶片流道的长度为直叶片流道的长度2倍。

进一步的，上述的用于多级离心压缩机的间隔组件，所述环状体5内侧面与直叶片4连接，相对的外侧面上设有用于定位隔板体7的环形阶梯6，所述环形阶梯6的中心轴线与所述通孔的中心轴线重合。

从上描述可知，通过在所述环状体上设有用于定位隔板体的环形阶梯，且环形阶梯的中心轴线与通孔的中心轴线重合，从而保证了内隔板与隔板体的同轴度，使进入每条弯叶片流道的气流量相同，使从每条直叶片流道而出的气体流速相同，从而使气体平缓地进入下一级叶轮。

进一步的，上述的用于多级离心压缩机的间隔组件，所述隔板体7设有用于连接内隔板1的螺纹孔13；所述弯叶片3上设有与所述螺纹孔13相对应设置的螺栓通孔12；所述隔板2上设有与所述螺纹孔13相对应设置的沉孔11。

从上描述可知，螺栓依次穿过沉孔11和螺纹通孔与螺纹孔螺纹连接，将内隔板1锁止在隔板体7上；通过在弯叶片3上设有与所述螺纹孔13相对应设置的螺栓通孔12，其优点在于：避免了螺栓阻挡气流，从而保证气体在弯叶片流道中流动毫无障碍；通过在隔板上设有与所述螺纹孔相对应设置的沉孔，其优点在于：螺栓的杯头可以储存在沉孔的，不至于露出于隔板的表面，从而避免了气体经过螺栓杯头而产生的气流损失。

进一步的，上述的用于多级离心压缩机的间隔组件，所述隔板2、弯叶片组和直叶片组一体成型。

从上描述可知，通过将所述隔板、所述弯叶片组和所述直叶片组一体成型，从而降低了内隔板的加工难度，保证了内隔板的加工精度，也减省了各个部件因单独加工而被切削掉的材料。

进一步的，上述的用于多级离心压缩机的间隔组件，所述隔板体7圆周面上设有环形U槽8，所述环形U槽8靠近所述弯叶片3的侧壁上设有补气孔9，所述补气孔9绕着所述通孔环设于所述环形U槽8的侧壁且与每个所述弯叶片流道相通；所述补气孔9的中心轴线与转轴的轴线成45度角。

从上描述可知，隔板2组件不仅承载从上一级叶轮而出的气体弯道14引流，也同时承载下一级叶轮进气前的补气；所述环形U槽8与设置在机壳上的蜗壳构成独立的经济器回气通道，对经济气回气起到充分利用；通过在所述环形U槽8靠近弯叶片3的侧壁上设有补气孔9，所述补气孔9绕着所述通孔环设于所述环形U槽8的侧壁且与每个所述弯叶片流道相通，因此，可以实现向每条弯叶片流道均匀补气；通过将所述补气孔的中心轴线与转轴的轴线成45度角的设置，从而达到通过补气孔进入弯叶片流道的气体与从上一级叶轮而出经过弯叶片流道的气体的速度的方向一致，避免了两股气体因速度异向而产生的气流冲撞，从而避免了气体因冲撞而产生气旋。

进一步的，上述的用于多级离心压缩机的间隔组件，所述环状体5构成所述直叶片流道的顶壁形状为圆弧形。

从上描述可知，通过将所述顶壁的形状设置为圆弧形，使气流在直叶片流道中引流更加平缓，从而实现气体全程平缓引流。

实施例一

一种用于多级离心压缩机的间隔组件，所述间隔组件设于多级离心压缩机的两级叶轮之间，所述间隔组件包括内隔板1和隔板体7，所述隔板体7和内隔板1的中心部位均开设有一供转轴穿过的通孔；所述内隔板1包括隔板2、弯叶片组和直叶片组，所述隔板2表面朝向中心方向依次设置弯叶片组和直叶片组；

所述弯叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板2上的弯叶片3组成，所述弯叶片3为圆弧形，相邻所述弯叶片3、隔板2和隔板体7形成弯叶片流道；

所述直叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板2上的直叶片4组成，所述直叶片4为扇形，所述直叶片4的扇形边固定在所述隔板2上，所述隔板2与直叶片4连接处的表面为圆弧形；

所述间隔组件还包括环绕转轴设置的固定直叶片4扇形边的对边的环状体5；

相邻所述直叶片4、隔板2与环状体5构成直叶片流道；所述弯叶片流道与直叶片流道连通；

相邻所述直叶片4构成所述直叶片流道的侧壁，所述环状体5构成所述直叶片流道的顶壁，所述隔板2构成所述直叶片流道的底壁。

上述的用于多级离心压缩机的间隔组件的优点如下：首先、弯叶片流道形状为圆弧形，也就是弯叶片与隔板相交的交线为圆弧形，弯叶片流道形状为圆弧形的好处在于圆弧相比直线气体的引流路径更长，再加上直叶片流道的引流，从而进一步加长了气体的引流流道，从而解决了气体引流过短而导致引流效果不佳的问题；

其次、由于相邻的直叶片构成直叶片流道的侧壁，环状体构成直叶片流道的顶壁，隔板构成直叶片流道的底壁，上述的设置使得直叶片流道之间形成互不干扰的通道，因此，气体通过直叶片流道不会互相串流，从而解决了气体直接从弯叶片流道而出直接向下一级叶轮轴向进气所带来的气体窜流，气流脉动、分离的现象；

最后、隔板与直叶片连接处的表面为圆弧形，也就是直叶片流道的底壁为圆弧形；因此，在直叶片流道流动的气体没有因流道的突变而产生气流的损失和脉动，而是因直叶片流道的底壁形状为圆弧形而产生气流平缓过渡，从而实现气体全程平缓引流。

在本实例中，气体从上一级叶轮带着极高的动能流出，采用无叶扩压器10将其动能转换为势能，经弯道14引流进入弯叶片流道。

在本实施例中，所述弯叶片3与所述直叶片4的数量相等，通过上述的设置，使得弯叶流道与直叶片流道通道数量相等，从每条弯叶片流道而出的气体都能从对应的直叶片流道而出，从而保证了气体引流更加平缓。

在本实施例中，每个所述直叶片4设置在相邻弯叶片3之间，通过在相邻所述弯叶片3之间对应设置一片所述直叶片4，从而保证了气体流动的平稳性；最优选的设置为相邻所述弯叶片3的中间对应设置一片所述直叶片4，使气流经弯叶流道引流至两组叶片交换处时，可进一步有效降低气流速，分流效果最佳。

进一步的，所述弯叶片流道的长度大于所述直叶片4的长度，通过对弯叶片流道的长度大于直叶片4的长度的设置，从而保证了气体有足够引流长度。最优选的弯叶片流道的长度为直叶片流道的长度2倍。

进一步的，所述环状体5内侧面与直叶片4连接，相对的外侧面上设有用于定位隔板体7的环形阶梯6，所述环形阶梯6的中心轴线与所述通孔的中心轴线重合；通过在所述环状体5上设有用于定位隔板体7的环形阶梯6，且环形阶梯6的中心轴线与通孔的中心轴线重合，从而保证了内隔板与隔板体的同轴度，使进入每条弯叶片流道的气流量相同，使从每条直叶片流道而出的气体流速相同，从而使气体平缓地进入下一级叶轮。

在本实施例中，所述隔板体7设有用于连接内隔板1的螺纹孔13；所述弯叶片3上设有与所述螺纹孔13相对应设置的螺栓通孔12；所述隔板2上设有与所述螺纹孔13相对应设置的沉孔11。所述螺丝通孔优选围绕通孔的圆周均匀分布在弯叶片3上，所述螺栓通孔12的优选的数量与弯叶片3的数量相同；螺栓依次穿过沉孔11和螺纹通孔与螺纹孔螺纹连接，将内隔板1锁止在隔板体7上；通过在弯叶片3上设有与所述螺纹孔13相对应设置的螺栓通孔12，其优点在于：避免了螺栓阻挡气流，从而保证气体在弯叶片流道中流动毫无障碍；通过在隔板上设有与所述螺纹孔相对应设置的沉孔，其优点在于：螺栓的杯头可以储存在沉孔的，不至于露出于隔板的表面，从而避免了气体经过螺栓杯头而产生的气流损失。

在本实施例中，所述隔板2、弯叶片组和直叶片组一体成型；通过将所述隔板2、所述弯叶片组和所述直叶片组一体成型，从而降低了内隔板1的加工难度，保证了内隔板1的加工精度，也减省了各个部件因单独加工而被切削掉的材料。

在本实施例中，所述隔板体7圆周面上设有环形U槽8，所述环形U槽8靠近所述弯叶片3的侧壁上设有补气孔9，所述补气孔9绕着所述通孔环设于所述环形U槽8的侧壁且与每个所述弯叶片流道相通；所述补气孔9的中心轴线与转轴的轴线成45度角；隔板2组件不仅承载从上一级叶轮而出的气体弯道14引流，也同时承载下一级叶轮进气前的补气；所述环形U槽8与设置在机壳上的蜗壳构成独立的经济器回气通道，可使用O型密封圈加强密封，从而对经济气回气起到充分利用；通过在所述环形U槽8靠近弯叶片3的侧壁上设有补气孔9，所述补气孔9绕着所述通孔环设于所述环形U槽8的侧壁且与每个所述弯叶片流道相通，因此，可以实现向每条弯叶片流道均匀补气；通过将所述补气孔9的中心轴线与转轴的轴线成45度角的设置，从而达到通过补气孔9进入弯叶片流道的气体与从上一级叶轮而出经过弯叶片流道的气体的速度的方向一致，避免了两股气体因速度异向而产生的气流冲撞，从而避免了气体因冲撞而产生气旋。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于多级离心压缩机的间隔组件，其特征在于，所述间隔组件设于多级离心压缩机的两级叶轮之间，所述间隔组件包括内隔板和隔板体，所述隔板体和内隔板的中心部位均开设有一供转轴穿过的通孔；所述内隔板包括隔板、弯叶片组和直叶片组，所述隔板表面朝向中心方向依次设置弯叶片组和直叶片组；

所述弯叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板上的弯叶片组成，所述弯叶片为圆弧形，相邻所述弯叶片、隔板和隔板体形成弯叶片流道；

所述直叶片组包括多个围绕通孔的圆周均匀分布且垂直连接在所述隔板上的直叶片组成，所述直叶片为扇形，所述直叶片的扇形边固定在所述隔板上，所述隔板与直叶片连接处的表面为圆弧形；

所述间隔组件还包括环绕转轴设置的固定直叶片扇形边的对边的环状体；

相邻所述直叶片、隔板与环状体构成直叶片流道；所述弯叶片流道与直叶片流道连通；

相邻的所述直叶片构成所述直叶片流道的侧壁，所述环状体构成所述直叶片流道的顶壁，所述隔板构成所述直叶片流道的底壁；

所述隔板体设有用于连接内隔板的螺纹孔；所述弯叶片上设有与所述螺纹孔相对应设置的螺栓通孔；所述隔板上设有与所述螺纹孔相对应设置的沉孔；

所述隔板、弯叶片组和直叶片组一体成型；

所述隔板体圆周面上设有环形U槽，所述环形U槽靠近所述弯叶片的侧壁上设有补气孔，所述补气孔绕着所述通孔环设于所述环形U槽的侧壁且与每个所述弯叶片流道相通；所述补气孔的中心轴线与转轴的轴线成45度角。

2.根据权利要求1所述的用于多级离心压缩机的间隔组件，其特征在于，所述弯叶片与所述直叶片的数量相等。

3.根据权利要求1所述的用于多级离心压缩机的间隔组件，其特征在于，每个所述直叶片设置在相邻弯叶片之间。

4.根据权利要求1所述的用于多级离心压缩机的间隔组件，其特征在于，所述弯叶片流道的长度大于所述直叶片的长度。

5.根据权利要求1所述的用于多级离心压缩机的间隔组件，其特征在于，

所述环状体内侧面与直叶片连接，相对的外侧面上设有用于定位隔板体的环形阶梯，所述环形阶梯的中心轴线与所述通孔的中心轴线重合。