CN111706531A - 一种能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其中，基本级测试蜗壳的开放侧上安装有进口导叶托架，进口导叶托架内安装有进口导流器，进口导叶托架内沿着径向安装有多个进口导叶，进口导叶通过进口导叶调节机构驱动调节；基本级测试蜗壳内安装有扩压器导叶托架，扩压器导叶托架上安装有多个扩压器导叶，扩压器导叶通过扩压器导叶调节机构驱动调节；本发明采用进口导叶调节机构和扩压器导叶调节机构的联合，实现了进口导叶和扩压器导叶的组合调节，还可以根据需要进行变速调节，为基本级的测试提供了更好的设备保障。本发明可满足多种基本级的测试功能，操作简单精确、节省测试件制作成本和测试成本。

Description

一种能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置

技术领域

本发明属于离心式压缩机领域，涉及基本级，具体涉及一种能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置。

背景技术

离心式压缩机在国民经济各领域中发挥着非常重要的作用,在冶金、石化、煤化工、天然气输送、制冷以及动力等工业领域应用广泛，被称为“心脏”设备。如何确保离心压缩机长期、高效、稳定运行，是压缩机选型设计和现场操控共同关注的核心问题之一。目前，离心压缩机的选型设计，大多数按照模化方法进行，其中基本级作为压缩机模化设计的源头，其性能直接决定着压缩机产品的性能和能耗水平。

实验测试方法，作为验证基本级性能最为直观有效的手段，仍是当前基本级开发优化的重要工作之一。此外，基本级实验测试方法，经常作为其他基本级开发方法不可或缺的验证措施，用来最终检验和确认新开发基本级的实际性能和运行效果。因此，离心压缩机基本级的性能测试工作，对压缩机设计和技术发展至关重要。

典型离心压缩机基本级性能测试方法和试验系统组成，一般参考离心压缩机性能试验标准规范进行设计和实施，如ASME PTC10-1997《Performance Test Code onCompressors and Exhausters》、JB/T 3165-1999《离心和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验》。

由于离心压缩机在实际生产运行中，其配套的工艺系统运行参数不可避免的会发生变化，离心压缩机往往不是运行在某一特定的工况点，而是根据生产需求实时调整压缩机的运行工况。目前常用的离心压缩机调节方式主要有5种：进口节流、出口节流、可调进口导叶、可调叶片扩压器、变转速调节，其中后三种调节方式只适用于采用与之匹配的离心基本级设计的压缩机。因而，离心基本级的性能测试工作，需要结合压缩机实际应用的调节手段或者基本级设计之初适用的组合调节手段开展。另外，适用于固定叶片角度的有叶扩压器的离心基本级，一般有多个可匹配的扩压器叶片角度供压缩机设计选型时使用，对于此类基本级，也需要测试其多个扩压器叶片角度的基本级性能。

目前，常用的基本级性能测试方法主要有：单项调节手段和组合调节手段。其中，单项调节手段的基本级测试方法主要是指变转速调节。组合调节手段有：可调进口导叶与变转速组合调节、可调叶片扩压器与变转速组合调节。

现有的基本级测试方法均具有一定局限性，比如：采用变转速单项调节手段的基本级测试方法，只适用于无进口导叶、采用无叶扩压器的基本级的性能测试；可调进口导叶与变转速组合调节方法，仅适用于无叶扩压器基本级的性能测试；可调叶片扩压器与变转速组合调节，仅适用于无进口导叶、有叶片扩压器基本级的性能测试。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，解决现有技术中的基本级测试难以适用于多种调节手段的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，包括一侧开放另一侧封闭的基本级测试蜗壳，基本级测试蜗壳的周向内壁上设置有一圈蜗室，蜗室上设置有连通蜗室的排气风筒；基本级测试蜗壳内设置有叶轮，叶轮的进口朝向基本级测试蜗壳的开放侧，叶轮的出口朝向蜗室，叶轮通过伸出至基本级测试蜗壳封闭侧外的叶轮驱动主轴带动旋转；

所述的基本级测试蜗壳的开放侧上安装有进口导叶托架，进口导叶托架内安装有进口导流器，进口导叶托架内沿着径向安装有多个进口导叶，进口导叶的叶柄径向朝外设置，进口导叶的叶片径向朝内设置，进口导叶的叶柄穿过开设在进口导叶托架上的进口导叶安装孔伸出至进口导叶托架外，进口导叶通过进口导叶调节机构驱动调节；

所述的基本级测试蜗壳内安装有扩压器导叶托架，扩压器导叶托架上安装有多个扩压器导叶，扩压器导叶通过扩压器导叶调节机构驱动调节；

所述的进口导叶托架包括依次一体设置的进气风筒段、安装段和导流收缩筒段，导流收缩筒段收缩的开放端部靠近但不接触叶轮的轮盖侧叶轮密封体边缘，导流收缩筒段的外壁上设置有端盖，端盖安装在基本级测试蜗壳的开放侧使得整个进口导叶托架安装在基本级测试蜗壳的开放侧上。

所述的进口导叶调节机构包括第一联动环，第一联动环套装在安装段外部，第一联动环的一侧等径均匀分布安装有多个第一滚子轴承，所述的安装段的外壁上沿着周向开设有一圈第一导轨槽，多个第一滚子轴承卡在第一导轨槽内支撑第一联动环，使得第一联动环与安装段之间不接触，第一联动环绕安装段进行周向转动时，多个第一滚子轴承在第一导轨槽内周向运动；

所述的第一联动环的外部设置有套装在安装段外部的进口导叶护罩，进口导叶护罩上固定安装有角行程执行器，角行程执行器的转轴与伸出至进口导叶护罩外的第一驱动齿轮轴的一端相连带动第一驱动齿轮轴转动，第一驱动齿轮轴的另一端上固定安装有第一大齿轮，第一大齿轮与固定在第一联动环另一侧同心设置的第一弧形齿条相啮合，使得角行程执行器的转轴的转动带动第一联动环周向运动；

所述的第一联动环的外边缘沿着径向向外均匀设置有与多个进口导叶一一对应的铰接头，每个铰接头与一个第一联动板的一端铰接，每个第一联动板的另一端与一个第一曲柄的一端铰接，每个第一曲柄的另一端与一个伸出至安装段外的进口导叶的叶柄固定相连，在第一联动环的周向转动下，带动每个进口导叶以各自的径向中心轴为转动中心轴转动，实现进口导叶的驱动调节；

所述的扩压器导叶托架包括一端开放的第二定位安装筒，第二定位安装筒的另一端设置有环形盘，第二定位安装筒开放的端部边缘设置有一圈压紧凸缘，第二定位安装筒套装在基本级测试蜗壳内，压紧凸缘安装在基本级测试蜗壳的开放侧内边缘设置的压紧阶梯台上，通过进口导叶托架的端盖与基本级测试蜗壳的开放侧的装配压紧压紧凸缘，实现扩压器导叶托架的安装；

所述的叶轮位于环形盘的中心孔内，叶轮的出口的轮盖侧边缘与环形盘在同一个轴截面内，环形盘的中心孔的内边缘靠近但不接触叶轮的出口的轮盖侧边缘；所述的环形盘内侧靠近中心孔的位置固定安装有一环形叶轮密封体，叶轮密封体靠近但不接触叶轮的轮盖；

所述的扩压器导叶托架的环形盘上开设有与多个扩压器导叶一一对应的扩压器导叶安装孔，每个扩压器导叶的叶柄轴向设置，每个扩压器导叶的叶片径向向外弯曲布设，每个扩压器导叶的叶片的内端垂直固定在对应的叶柄上，每个扩压器导叶的叶柄安装在扩压器导叶安装孔内，扩压器导叶的叶柄能够在扩压器导叶安装孔内转动，扩压器导叶的叶片位于环形盘的外侧；

所述的扩压器导叶调节机构包括包括第二联动环，第二联动环套装在叶轮密封体外部，第二联动环的一侧等径均匀分布安装有多个第二滚子轴承，所述的叶轮密封体的外壁上沿着周向开设有一圈第二导轨槽，多个第二滚子轴承卡在第二导轨槽内支撑第二联动环，使得第二联动环与叶轮密封体之间不接触，第二联动环绕叶轮密封体进行周向转动时，多个第二滚子轴承在第二导轨槽内周向运动；

所述的基本级测试蜗壳外部固定安装有直行程执行器，直行程执行器的端部铰接有第二联动板的一端，第二联动板的另一端伸入至进口导叶护罩内，第二联动板的另一端垂直固定安装有轴向设置的第二驱动齿轮轴的一端，第二驱动齿轮轴的另一端穿过进口导叶托架的端盖，第二驱动齿轮轴的另一端的端部固定安装有第二大齿轮，第二大齿轮与固定在第二联动环一侧同心设置的第二弧形齿条相啮合，使得直行程执行器的伸缩杆的伸缩带动第二联动环周向运动；

所述的第二联动环上设置有与扩压器导叶一一对应的驱动条形槽，驱动条形槽贯通第二联动环的两侧，每个驱动条形槽内卡装有一个驱动杆，每个驱动杆的一端垂直固定在一个第二曲柄的一端，每个第二曲柄的另一端垂直固定安装有一个伸入至环形盘内侧的扩压器导叶的叶柄；

在第二联动环的周向转动下，带动每个扩压器导叶的叶柄以各自的轴向中心轴为转动中心轴转动，进而带动每个扩压器导叶的叶片角度的改变，实现扩压器导叶的驱动调节。

本发明还具有如下技术特征：

所述的进口导流器包括贴合套装在进气风筒段内的第一定位安装筒，第一定位安装筒内通过肋板固定同轴设置有进口流线头，进口流线头上靠近安装段的端部可拆卸安装有进口导流器的一端，进口导流器的另一端靠近但不接触叶轮的进口轮盘侧。

所述的多个进口导叶布设在进口导流器靠近进口流线头的端部的四周，多个进口导叶靠近但不接触进口导流器。

所述的角行程执行器的转轴的端部固定设置有内齿套筒，所述的第一驱动齿轮轴的一端固定设置有第一小齿轮，第一小齿轮套装在内齿套筒内相互啮合，使得角行程执行器带动第一驱动齿轮轴转动。

所述的第二联动板的另一端内齿孔，所述的第二驱动齿轮轴的一端固定设置有第二小齿轮，第二小齿轮套装在内齿孔内相互啮合，使得直行程执行器带动第二驱动齿轮轴转动。

所述的第一驱动齿轮轴通过第一驱动齿轮轴支承座安装在进口导叶护罩上，第一驱动齿轮轴轴向布设且能够相对于第一驱动齿轮轴支承座转动。

所述的第二驱动齿轮轴通过第二驱动齿轮轴支承座安装在进口导叶托架上，第二驱动齿轮轴支承座设置在进口导叶托架的导流收缩筒段外壁上，第二驱动齿轮轴能够相对于第二驱动齿轮轴支承座转动。

所述的铰接均采用关节轴承来实现。

所述的驱动杆与驱动条形槽接触的位置安装有滚动轴承。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明采用进口导叶调节机构和扩压器导叶调节机构的联合，实现了进口导叶和扩压器导叶的组合调节，还可以根据需要进行变速调节，为基本级的测试提供了更好的设备保障。本发明可满足多种基本级的测试功能，操作简单精确、节省测试件制作成本和测试成本，同时节约了各测试件的更换安装时间，缩短基本级测试周期。

附图说明

图1为离心压缩机基本级测试装置的外部立体结构示意图。

图2为离心压缩机基本级测试装置的正视结构示意图。

图3为离心压缩机基本级测试装置的侧剖视结构示意图。

图4为第一联动环的安装结构示意图。

图5为第二联动环的安装结构示意图。

图6为第一联动环的结构示意图。

图7为进口导叶调节机构的结构示意图。

图8为第二联动环的结构示意图。

图9为扩压器导叶调节机构一个视角的结构示意图。

图10为扩压器导叶调节机构另一个视角的结构示意图。

图11为扩压器导叶托架的结构示意图。

图12为应用例中某离心式基本级闭式性能测试系统示意图。

图中各个标号的含义为：1-基本级测试蜗壳，2-蜗室，3-排气风筒，4-叶轮，5-叶轮驱动主轴，6-进口导叶托架，7-进口导流器，8-进口导叶，9-进口导叶调节机构，10-进口导叶护罩，11-扩压器导叶托架，12-扩压器导叶，13-扩压器导叶调节机构，14-叶轮密封体，15-关节轴承，16-进口导叶安装孔，17-扩压器导叶安装孔；

18-能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，19-齿轮箱，20-电动机，21-进出水管，22-第一调节阀，23-第二调节阀，24-进补气口，25-冷却器，26-进气消声器，27-整流栅，28-电机变频系统，29-执行器调节系统，30-数据采集系统，31-气体质谱分析系统；

601-进气风筒段，602-安装段，603-导流收缩筒段，604-端盖；

701-第一定位安装筒，702-肋板，703-进口流线头，704-进口导流器；

901-第一联动环，902-第一滚子轴承，903-第一导轨槽，904-角行程执行器，905-第一驱动齿轮轴，906-第一大齿轮，907-第一弧形齿条，908-铰接头，909-第一联动板，910-第一曲柄，911-第一小齿轮，，912-第一驱动齿轮轴支承座；

1101-第二定位安装筒，1102-环形盘，1103-压紧凸缘，1104-压紧阶梯台，

1301-第二联动环，1302-第二滚子轴承，1303-第二导轨槽，1304-直行程执行器，1305-第二联动板，1306-第二驱动齿轮轴，1307-第二大齿轮，1308-第二弧形齿条，1309-驱动条形槽，1310-驱动杆，1311-第二曲柄，1312-第二小齿轮，1313-第二驱动齿轮轴支承座。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

需要说明的是，本发明中的所有零部件和材料，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件和材料。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例给出一种能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，如图1至图11所示，包括一侧开放另一侧封闭的基本级测试蜗壳1，基本级测试蜗壳1的周向内壁上设置有一圈蜗室2，蜗室2上设置有连通蜗室2的排气风筒3；基本级测试蜗壳1内设置有叶轮4，叶轮4的进口朝向基本级测试蜗壳1的开放侧，叶轮4的出口朝向蜗室2，叶轮4通过伸出至基本级测试蜗壳1封闭侧外的叶轮驱动主轴5带动旋转；

基本级测试蜗壳1的开放侧上安装有进口导叶托架6，进口导叶托架6内安装有进口导流器7，进口导叶托架6内沿着径向安装有多个进口导叶8，进口导叶8的叶柄径向朝外设置，进口导叶8的叶片径向朝内设置，进口导叶8的叶柄穿过开设在进口导叶托架6上的进口导叶安装孔16伸出至进口导叶托架6外，进口导叶8通过进口导叶调节机构9驱动调节；

基本级测试蜗壳1内安装有扩压器导叶托架11，扩压器导叶托架11上安装有多个扩压器导叶12，扩压器导叶12通过扩压器导叶调节机构13驱动调节；

进口导叶托架6包括依次一体设置的进气风筒段601、安装段602和导流收缩筒段603，导流收缩筒段603收缩的开放端部靠近但不接触叶轮4的轮盖侧叶轮密封体14边缘，导流收缩筒段603的外壁上设置有端盖604，端盖604安装在基本级测试蜗壳1的开放侧使得整个进口导叶托架6安装在基本级测试蜗壳1的开放侧上。

进口导叶调节机构9包括第一联动环901，第一联动环901套装在安装段602外部，第一联动环901的一侧等径均匀分布安装有多个第一滚子轴承902，安装段602的外壁上沿着周向开设有一圈第一导轨槽903，多个第一滚子轴承902卡在第一导轨槽903内支撑第一联动环901，使得第一联动环901与安装段602之间不接触，第一联动环901绕安装段602进行周向转动时，多个第一滚子轴承902在第一导轨槽903内周向运动；

第一联动环901的外部设置有套装在安装段602外部的进口导叶护罩10，进口导叶护罩10上固定安装有角行程执行器904，角行程执行器904的转轴与伸出至进口导叶护罩10外的第一驱动齿轮轴905的一端相连带动第一驱动齿轮轴905转动，第一驱动齿轮轴905的另一端上固定安装有第一大齿轮906，第一大齿轮906与固定在第一联动环901另一侧同心设置的第一弧形齿条907相啮合，使得角行程执行器904的转轴的转动带动第一联动环901周向运动；

第一联动环901的外边缘沿着径向向外均匀设置有与多个进口导叶8一一对应的铰接头908，每个铰接头908与一个第一联动板909的一端铰接，每个第一联动板909的另一端与一个第一曲柄910的一端铰接，每个第一曲柄910的另一端与一个伸出至安装段602外的进口导叶8的叶柄固定相连，在第一联动环901的周向转动下，带动每个进口导叶8以各自的径向中心轴为转动中心轴转动，实现进口导叶8的驱动调节；

扩压器导叶托架11包括一端开放的第二定位安装筒1101，第二定位安装筒1101的另一端设置有环形盘1102，第二定位安装筒1101开放的端部边缘设置有一圈压紧凸缘1103，第二定位安装筒1101套装在基本级测试蜗壳1内，压紧凸缘1103安装在基本级测试蜗壳1的开放侧内边缘设置的压紧阶梯台1104上，通过进口导叶托架6的端盖604与基本级测试蜗壳1的开放侧的装配压紧压紧凸缘1103，实现扩压器导叶托架11的安装；

叶轮4位于环形盘1102的中心孔内，叶轮4的出口的轮盖侧边缘与环形盘1102在同一个轴截面内，环形盘1102的中心孔的内边缘靠近但不接触叶轮4的出口的轮盖侧边缘；环形盘1102内侧靠近中心孔的位置固定安装有一环形叶轮密封体14，叶轮密封体14靠近但不接触叶轮4的轮盖；

扩压器导叶托架11的环形盘1102上开设有与多个扩压器导叶12一一对应的扩压器导叶安装孔17，每个扩压器导叶12的叶柄轴向设置，每个扩压器导叶12的叶片径向向外弯曲布设，每个扩压器导叶12的叶片的内端垂直固定在对应的叶柄上，每个扩压器导叶12的叶柄安装在扩压器导叶安装孔17内，扩压器导叶12的叶柄能够在扩压器导叶安装孔17内转动，扩压器导叶12的叶片位于环形盘1102的外侧；

扩压器导叶调节机构13包括包括第二联动环1301，第二联动环1301套装在叶轮密封体14外部，第二联动环1301的一侧等径均匀分布安装有多个第二滚子轴承1302，叶轮密封体14的外壁上沿着周向开设有一圈第二导轨槽1303，多个第二滚子轴承1302卡在第二导轨槽11303内支撑第二联动环1301，使得第二联动环1301与叶轮密封体14之间不接触，第二联动环1301绕叶轮密封体14进行周向转动时，多个第二滚子轴承1302在第二导轨槽1303内周向运动；

基本级测试蜗壳1外部固定安装有直行程执行器1304，直行程执行器1304的端部铰接有第二联动板1305的一端，第二联动板1305的另一端伸入至进口导叶护罩10内，第二联动板1305的另一端垂直固定安装有轴向设置的第二驱动齿轮轴1306的一端，第二驱动齿轮轴1306的另一端穿过进口导叶托架6的端盖604，第二驱动齿轮轴1306的另一端的端部固定安装有第二大齿轮1307，第二大齿轮1307与固定在第二联动环1301一侧同心设置的第二弧形齿条1308相啮合，使得直行程执行器1304的伸缩杆的伸缩带动第二联动环1301周向运动；

第二联动环1301上设置有与扩压器导叶12一一对应的驱动条形槽1309，驱动条形槽1309贯通第二联动环1301的两侧，每个驱动条形槽1309内卡装有一个驱动杆1310，每个驱动杆的一端垂直固定在一个第二曲柄1311的一端，每个第二曲柄1311的另一端垂直固定安装有一个伸入至环形盘1102内侧的扩压器导叶12的叶柄；

在第二联动环1301的周向转动下，带动每个扩压器导叶12的叶柄以各自的轴向中心轴为转动中心轴转动，进而带动每个扩压器导叶12的叶片角度的改变，实现扩压器导叶的驱动调节。

进口导叶8和扩压器导叶12均是本领域已知的零部件。

铰接头908与联动板909垂直设置，第一曲柄910与进口导叶8的叶柄垂直设置。

作为本实施例的一种具体方案，进口导流器7包括贴合套装在进气风筒段601内的第一定位安装筒701，第一定位安装筒701内通过肋板702固定同轴设置有进口流线头703，进口流线头703上靠近安装段602的端部可拆卸安装有进口导流器704的一端，进口导流器704的另一端靠近但不接触叶轮4的进口轮盘侧。

进一步的，多个进口导叶8布设在进口导流器704靠近进口流线头703的端部的四周，多个进口导叶8靠近但不接触进口导流器704。多个进口导叶8将进口导叶托架6分割为前进气室和后进气室。

作为本实施例的一种优选方案，角行程执行器904的转轴的端部固定设置有内齿套筒，第一驱动齿轮轴905的一端固定设置有第一小齿轮911，第一小齿轮911套装在内齿套筒内相互啮合，使得角行程执行器904带动第一驱动齿轮轴905转动。第一小齿轮911的设置使得整个装置更加容易拆卸组装，维修更换更为方便。

作为本实施例的一种优选方案，第二联动板1305的另一端内齿孔，第二驱动齿轮轴1306的一端固定设置有第二小齿轮1312，第二小齿轮1312套装在内齿孔内相互啮合，使得直行程执行器1304带动第二驱动齿轮轴1306转动。第二驱动齿轮轴1306的设置使得整个装置更加容易拆卸组装，维修更换更为方便。

作为本实施例的一种优选方案，第一驱动齿轮轴905通过第一驱动齿轮轴支承座912安装在进口导叶护罩10上，第一驱动齿轮轴905轴向布设且能够相对于第一驱动齿轮轴支承座912转动。于第一驱动齿轮轴支承座912能够使得第一驱动齿轮轴905的转动更加稳定。

作为本实施例的一种优选方案，第二驱动齿轮轴1306通过第二驱动齿轮轴支承座1313安装在进口导叶托架6上，第二驱动齿轮轴支承座1313设置在进口导叶托架6的导流收缩筒段603外壁上，第二驱动齿轮轴1306能够相对于第二驱动齿轮轴支承座1313转动。第二驱动齿轮轴支承座1313使得第二驱动齿轮轴1306的转动更加稳定。

作为本实施例的一种优选方案，铰接均采用关节轴承15来实现。关节轴承15使得铰接点的运动更加顺畅稳定。

作为本实施例的一种优选方案，驱动杆1310与驱动条形槽1309接触的位置安装有滚动轴承。滚动轴承使得驱动杆1310在驱动条形槽1309中的运动更加顺畅。

本发明的主要特点是通过进口导叶调节机构9实现基本级进口导叶8在线实时调节和精确定位；通过扩压器导叶调节机构13实现扩压器导叶12角度在线实时调节和精确定位；通过离心式基本级闭式性能测试系统中的电机变频系统28改变电动机20的频率，实现基本级叶轮4不同转速/马赫数的性能测试需求。

采用本发明的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置进行基本级测试时，主要操作步骤如下：

步骤一，启动离心基本级测试装置前，确定所测试导叶角度对应的执行器操作位置。根据进口导叶8和扩压器导叶12需要测试的角度，通过观察进口导叶角度标牌指针和扩压器导叶角度标牌指针位置，确认执行器调节至指针指示值为计划测试的角度后，记录下对应的执行器操作位置。以进口导叶8为例，记录进口导叶8的角行程执行器904开度位置如下：

序号	进口导叶角度	进口导叶执行器开度
			1	-20°	14％
2	10°	25％
			3	40°	33％
……	……	……

步骤二，将进口导叶8和扩压器导叶12调至计划测试的角度，基本级测试系统调节阀门全开状态下，启动本发明的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，升速至计划测试转速。基本级测试系统为已知的常规基本级测试系统，例如本领域常用的离心式基本级闭式性能测试系统，区别在于，将系统中常规的基本级装置更换为本发明的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置。

步骤三，在该转速下，保持进口导叶8和扩压器导叶12角度不变，进行基本级性能测试。通过调节基本级测试系统调节阀开度，从接近阻塞点到接近喘振点依次操作和采集每个工况点的运行数据，即完成基本级的一条完整性能曲线测试。测量方法和数据采集方法，参见已知的相关成熟文献和行业标准。

步骤四，保持转速和扩压器导叶12角度不变，通过进口导叶8的角行程执行器904调整进口导叶8角度至新的角度值，重复步骤三操作过程，完成基本级的另一条完整性能曲线测试。按照基本级计划测试的进口导叶角度值，依次调节进口导叶8的角行程执行器904开度，完成对应性能曲线测试。至此，完成特定转速和扩压器导叶角度下，一组不同进口导叶角度的基本级性能曲线测试。

步骤五，保持转速不变，通过扩压器导叶12的直行程执行器1304调整扩压器导叶角度至新的角度值，重复步骤三和步骤四操作过程，完成特定转速和新的扩压器导叶角度下，一组不同进口导叶角度的基本级性能曲线测试。按照基本级计划测试的扩压器导叶角度值，依次调节扩压器导叶执行器开度，完成对应性能曲线测试。至此，完成特定转速下，不同扩压器导叶角度下，不同进口导叶角度的基本级性能曲线测试。

步骤六：按照基本级计划测试转速值，通过变速系统，将基本级测试机转速依次调节至新的计划测试转速下，重复步骤二、三、四、五，完成各转速下，不同扩压器导叶角度下，不同进口导叶角度的基本级性能曲线测试。

需要特别说明的是：在每个测试工况点，基本级测试系统一般在流量调整完成后稳定运行约15分钟，待各测点的压力与温度值趋于恒定，此时方可进行数据采集，以减小测试数据的波动误差。

应用例：

陕鼓某半开式基本级性能测试工作，采用本发明提供的组合式调节装置和组合式测试方法，利用一套离心式基本级闭式性能测试系统，如图12所示，按照进口导叶角度、扩压器叶片角度、转速组合调节方式进行了测试，共执行了5种转速、7种进口导叶角度、4种扩压器导叶角度，合计160条基本级性能曲线测试。

基本级性能测试结果符合预期，采取本发明提供的组合式调节装置和组合式测试方法，提高了基本级性能测试工作效率和台位使用率，降低了基本级性能测试的加工制造成本和人工时间成本，提高了测试精度，同时结合闭式性能测试装置，一方面稳定了测试条件，另一方面有利于降低测试噪音，减小噪音对测试人员及周边环境的影响。

Claims (9)

1.一种能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，包括一侧开放另一侧封闭的基本级测试蜗壳(1)，基本级测试蜗壳(1)的周向内壁上设置有一圈蜗室(2)，蜗室(2)上设置有连通蜗室(2)的排气风筒(3)；基本级测试蜗壳(1)内设置有叶轮(4)，叶轮(4)的进口朝向基本级测试蜗壳(1)的开放侧，叶轮(4)的出口朝向蜗室(2)，叶轮(4)通过伸出至基本级测试蜗壳(1)封闭侧外的叶轮驱动主轴(5)带动旋转，其特征在于：

所述的基本级测试蜗壳(1)的开放侧上安装有进口导叶托架(6)，进口导叶托架(6)内安装有进口导流器(7)，进口导叶托架(6)内沿着径向安装有多个进口导叶(8)，进口导叶(8)的叶柄径向朝外设置，进口导叶(8)的叶片径向朝内设置，进口导叶(8)的叶柄穿过开设在进口导叶托架(6)上的进口导叶安装孔(16)伸出至进口导叶托架(6)外，进口导叶(8)通过进口导叶调节机构(9)驱动调节；

所述的基本级测试蜗壳(1)内安装有扩压器导叶托架(11)，扩压器导叶托架(11)上安装有多个扩压器导叶(12)，扩压器导叶(12)通过扩压器导叶调节机构(13)驱动调节；

所述的进口导叶托架(6)包括依次一体设置的进气风筒段(601)、安装段(602)和导流收缩筒段(603)，导流收缩筒段(603)收缩的开放端部靠近但不接触叶轮(4)的轮盖侧叶轮密封体(14)边缘，导流收缩筒段(603)的外壁上设置有端盖(604)，端盖(604)安装在基本级测试蜗壳(1)的开放侧使得整个进口导叶托架(6)安装在基本级测试蜗壳(1)的开放侧上。

所述的进口导叶调节机构(9)包括第一联动环(901)，第一联动环(901)套装在安装段(602)外部，第一联动环(901)的一侧等径均匀分布安装有多个第一滚子轴承(902)，所述的安装段(602)的外壁上沿着周向开设有一圈第一导轨槽(903)，多个第一滚子轴承(902)卡在第一导轨槽(903)内支撑第一联动环(901)，使得第一联动环(901)与安装段(602)之间不接触，第一联动环(901)绕安装段(602)进行周向转动时，多个第一滚子轴承(902)在第一导轨槽(903)内周向运动；

所述的第一联动环(901)的外部设置有套装在安装段(602)外部的进口导叶护罩(10)，进口导叶护罩(10)上固定安装有角行程执行器(904)，角行程执行器(904)的转轴与伸出至进口导叶护罩(10)外的第一驱动齿轮轴(905)的一端相连带动第一驱动齿轮轴(905)转动，第一驱动齿轮轴(905)的另一端上固定安装有第一大齿轮(906)，第一大齿轮(906)与固定在第一联动环(901)另一侧同心设置的第一弧形齿条(907)相啮合，使得角行程执行器(904)的转轴的转动带动第一联动环(901)周向运动；

所述的第一联动环(901)的外边缘沿着径向向外均匀设置有与多个进口导叶(8)一一对应的铰接头(908)，每个铰接头(908)与一个第一联动板(909)的一端铰接，每个第一联动板(909)的另一端与一个第一曲柄(910)的一端铰接，每个第一曲柄(910)的另一端与一个伸出至安装段(602)外的进口导叶(8)的叶柄固定相连，在第一联动环(901)的周向转动下，带动每个进口导叶(8)以各自的径向中心轴为转动中心轴转动，实现进口导叶(8)的驱动调节；

所述的扩压器导叶托架(11)包括一端开放的第二定位安装筒(1101)，第二定位安装筒(1101)的另一端设置有环形盘(1102)，第二定位安装筒(1101)开放的端部边缘设置有一圈压紧凸缘(1103)，第二定位安装筒(1101)套装在基本级测试蜗壳(1)内，压紧凸缘(1103)安装在基本级测试蜗壳(1)的开放侧内边缘设置的压紧阶梯台(1104)上，通过进口导叶托架(6)的端盖(604)与基本级测试蜗壳(1)的开放侧的装配压紧压紧凸缘(1103)，实现扩压器导叶托架(11)的安装；

所述的叶轮(4)位于环形盘(1102)的中心孔内，叶轮(4)的出口的轮盖侧边缘与环形盘(1102)在同一个轴截面内，环形盘(1102)的中心孔的内边缘靠近但不接触叶轮(4)的出口的轮盖侧边缘；所述的环形盘(1102)内侧靠近中心孔的位置固定安装有一环形叶轮密封体(14)，叶轮密封体(14)靠近但不接触叶轮(4)的轮盖；

所述的扩压器导叶托架(11)的环形盘(1102)上开设有与多个扩压器导叶(12)一一对应的扩压器导叶安装孔(17)，每个扩压器导叶(12)的叶柄轴向设置，每个扩压器导叶(12)的叶片径向向外弯曲布设，每个扩压器导叶(12)的叶片的内端垂直固定在对应的叶柄上，每个扩压器导叶(12)的叶柄安装在扩压器导叶安装孔(17)内，扩压器导叶(12)的叶柄能够在扩压器导叶安装孔(17)内转动，扩压器导叶(12)的叶片位于环形盘(1102)的外侧；

所述的扩压器导叶调节机构(13)包括包括第二联动环(1301)，第二联动环(1301)套装在叶轮密封体(14)外部，第二联动环(1301)的一侧等径均匀分布安装有多个第二滚子轴承(1302)，所述的叶轮密封体(14)的外壁上沿着周向开设有一圈第二导轨槽(1303)，多个第二滚子轴承(1302)卡在第二导轨槽(11303)内支撑第二联动环(1301)，使得第二联动环(1301)与叶轮密封体(14)之间不接触，第二联动环(1301)绕叶轮密封体(14)进行周向转动时，多个第二滚子轴承(1302)在第二导轨槽(1303)内周向运动；

所述的基本级测试蜗壳(1)外部固定安装有直行程执行器(1304)，直行程执行器(1304)的端部铰接有第二联动板(1305)的一端，第二联动板(1305)的另一端伸入至进口导叶护罩(10)内，第二联动板(1305)的另一端垂直固定安装有轴向设置的第二驱动齿轮轴(1306)的一端，第二驱动齿轮轴(1306)的另一端穿过进口导叶托架(6)的端盖(604)，第二驱动齿轮轴(1306)的另一端的端部固定安装有第二大齿轮(1307)，第二大齿轮(1307)与固定在第二联动环(1301)一侧同心设置的第二弧形齿条(1308)相啮合，使得直行程执行器(1304)的伸缩杆的伸缩带动第二联动环(1301)周向运动；

所述的第二联动环(1301)上设置有与扩压器导叶(12)一一对应的驱动条形槽(1309)，驱动条形槽(1309)贯通第二联动环(1301)的两侧，每个驱动条形槽(1309)内卡装有一个驱动杆(1310)，每个驱动杆的一端垂直固定在一个第二曲柄(1311)的一端，每个第二曲柄(1311)的另一端垂直固定安装有一个伸入至环形盘(1102)内侧的扩压器导叶(12)的叶柄；

在第二联动环(1301)的周向转动下，带动每个扩压器导叶(12)的叶柄以各自的轴向中心轴为转动中心轴转动，进而带动每个扩压器导叶(12)的叶片角度的改变，实现扩压器导叶的驱动调节。

2.如权利要求1所述的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其特征在于，所述的进口导流器(7)包括贴合套装在进气风筒段(601)内的第一定位安装筒(701)，第一定位安装筒(701)内通过肋板(702)固定同轴设置有进口流线头(703)，进口流线头(703)上靠近安装段(602)的端部可拆卸安装有进口导流器(704)的一端，进口导流器(704)的另一端靠近但不接触叶轮(4)的进口轮盘侧。

3.如权利要求2所述的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其特征在于，所述的多个进口导叶(8)布设在进口导流器(704)靠近进口流线头(703)的端部的四周，多个进口导叶(8)靠近但不接触进口导流器(704)。

4.如权利要求1所述的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其特征在于，所述的角行程执行器(904)的转轴的端部固定设置有内齿套筒，所述的第一驱动齿轮轴(905)的一端固定设置有第一小齿轮(911)，第一小齿轮(911)套装在内齿套筒内相互啮合，使得角行程执行器(904)带动第一驱动齿轮轴(905)转动。

5.如权利要求1所述的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其特征在于，所述的第二联动板(1305)的另一端内齿孔，所述的第二驱动齿轮轴(1306)的一端固定设置有第二小齿轮(1312)，第二小齿轮(1312)套装在内齿孔内相互啮合，使得直行程执行器(1304)带动第二驱动齿轮轴(1306)转动。

6.如权利要求1所述的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其特征在于，所述的第一驱动齿轮轴(905)通过第一驱动齿轮轴支承座(912)安装在进口导叶护罩(10)上，第一驱动齿轮轴(905)轴向布设且能够相对于第一驱动齿轮轴支承座转动。

7.如权利要求1所述的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其特征在于，所述的第二驱动齿轮轴(1306)通过第二驱动齿轮轴支承座(1313)安装在进口导叶托架(6)上，第二驱动齿轮轴支承座(1313)设置在进口导叶托架(6)的导流收缩筒段(603)外壁上，第二驱动齿轮轴(1306)能够相对于第二驱动齿轮轴支承座(1313)转动。

8.如权利要求1所述的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其特征在于，所述的铰接均采用关节轴承(15)来实现。

9.如权利要求1所述的能够组合式调节的离心压缩机基本级测试装置，其特征在于，所述的驱动杆(1310)与驱动条形槽(1309)接触的位置安装有滚动轴承。

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