CN1096858A - 用于扩展压缩机特性曲线的稳定装置 - Google Patents

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Abstract

在一种用于扩展压缩机特性曲线、包括永久性地 连接在叶轮(3)的叶轮叶片(2)上面的环圈(1)和压缩 机机壳(4)中呈旋转对称沟槽状的凹槽(5)的稳定装 置中，环圈(1)局限于叶轮(3)的入口区域，叶轮(3)旋 转时环圈(1)可以在凹槽(5)中运动，环圈(1)和机壳 (4)壁部之间仅具有一般不大的间隙。借助这种装 置，自叶片高压一侧向低压一侧隙流的形成得以防 止，这导致压缩机效率的提高和压缩机特性曲线的扩 宽。同时叶片上面的振动载荷得以降低。

Description

本发明涉及用于扩展压缩机特性曲线的一种稳定装置，该装置包括永久性地连接在叶轮叶片上面的环圈和压缩机机壳中呈旋转对称沟槽状的凹槽。
一般都知道，在压缩机叶轮旋转期间，叶轮叶片的回转着的外边缘与固定的机壳之间会出现隙流，此隙流自叶片高压一侧朝低压一侧发生。此隙流与离心叶轮入口部分中其他流动现象一起会导致涡流。由于这种涡流，压缩机的效率降低了，压缩机特性曲线的稳定范围变窄了。
采用透平式压缩机时，试图随着流量的增大获得不带迟滞的、平稳下降的特征曲线，以便在部分加载运转期间获得高度可靠性。这种连续的特性曲线被称作是稳定的。不过，随着在设计点处压力比的增大，在部分加载的情况下获得稳定特征曲线就变得比较困难了。因此，就设法借助于附加的稳定装置以生成所需要的稳定特性曲线。
例如，专利说明书CH675279中所描述的稳定装置包括离心压缩机机壳中的一道凹槽，稳定环圈同这道凹槽结成一体。凹槽和稳定环圈都配置在叶轮的前方和主流道的外侧。稳定环圈的外围有许多稳定叶片，都固定在凹槽的内围上面。这种解决办法的缺点在于，机壳、环圈和稳定叶片的构造都很复杂。此外，入口区域中叶轮叶片上的振动载荷，本来在一般情况下就是很大的，又因这种稳定附件而进一步增大了。
本申请人知道一种稳定装置，其中减少了方才提到的那些缺点。此装置包括永久性连接在叶轮叶片上面的环圈，在环圈和压缩机机壳之间布置了一条比较大的径向重复循环通路。在压缩机强烈减压时，在该处是可能形成重复循环流动的，这就有助于稳定特性曲线。环圈在径向和切向两个方向上支承着叶片入口边缘，借此减小了叶片的振动。这种解决办法的缺点在于，需要较大的重复循环通路，而且对于许多离心式压缩机来说，事实上并不需要很强的重复循环。
因此，本发明的目的之一是避免所有这些缺点，防止形成在压缩机叶轮入口区域从叶片一侧向另一侧的破坏性隙流，并且借此通过稳定流动状况以扩展压缩机特性曲线，同时消除叶轮入口区域中的振动问题。
按照本发明，此目的是以如下方式达到的：稳定装置包括永久性地连接在叶轮叶片上面的环圈和压缩机机壳中呈旋转对称沟槽状的凹槽，环圈在叶轮入口区域中的连接方式是：叶轮旋转时环圈可以在凹槽中运动，环圈和机壳壁部之间仅仅具有一般不大的间隙。
本发明的优点尤其在以下一点上可以看出：在叶轮入口部分中没有涡流或仅有程度很小的涡流出现。这就导致了压缩机效率提高和压缩机特性曲线的稳定区域扩宽。同时，叶片由环圈在切向和径向支承着，以至于振动载荷减小了。由于环圈仅仅局限于叶轮入口部分以及在该处半径小于叶轮出口处的，离心载荷就比较小，从而是可以承受得住的。
参照以下的详细叙述，同时结合附图考察之后，本发明及其附带的许多优点就能得到更好的认识，从而很快地获得更加全面的了解;附图中利用离心式压缩机体现了本发明的一项实施例，单张图页显示了带稳定装置的压缩机的部分剖面。
现在参照附图，其中只画出了对了解本发明不可或缺的那些零件，工作介质的流动方向用箭头标出;图中显示了带有符合本发明的稳定装置的离心式压缩机的一部分。
压缩机包括机壳4和叶轮3。叶轮3配有环圈1，呈短罩板状永久性地连接在叶轮叶片2上面。这种罩板局限于叶轮3的入口部分。压缩机机壳4中有一条呈旋转对称沟槽状的凹槽5。
凹槽5的尺寸与环圈1的尺寸的匹配方式是：在叶轮3旋转期间，环圈1可以在凹槽5中自由地运动，但是在环圈1和机壳4的壁部之间仅仅存在一般不大的间隙。这种不大的间隙，比如说，也存在于叶轮叶片2的上边缘和机壳4的壁部之间。
环圈1在径向和切向支承着叶片入口边缘。这样就导致了叶片振动幅度大大减小，以及叶片上的机械载荷降低。由于环圈1局限于叶轮3的入口部分，此处半径显著地小于叶轮出口处，因而环圈的离心载荷也显著地较低，从而可以被承受得住。环圈1因离心力过大而破坏的现象从而是不会出现的。
在凹槽5中、与叶轮3一起旋转的环圈1可防止在隙流会有助于形成破坏性涡流的叶轮区域内形成越过叶片外边缘的隙流。由于这一点，涡流根本就不会出现，或者仅仅在很小的程度上出现。采取这种装置可以提高压缩机的效率和扩宽压缩机特性曲线的稳定范围。

Claims (1)

  1. 一种稳定装置，用于扩展压缩机的特性曲线；包括永久性地连接在叶轮叶片上面的环圈和压缩机机壳中呈旋转对称沟槽状的凹槽；其中环圈连接在叶轮入口区域的方式是：叶轮旋转时环圈可以在凹槽中运动，环圈和机壳壁部之间仅仅具有一般不大的间隙。
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