CN113565773A - 压缩机、水蒸气离心机组、蒸发浓缩系统及扩压器径向间隙控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压缩机、水蒸气离心机组、蒸发浓缩系统及扩压器径向间隙控制方法，涉及压缩机技术领域，解决了现有技术中存在的离心式蒸汽压缩机的扩压器和电机轴一经加工装配后，扩压器和电机轴之间的安全间隙就固定了的技术问题。该压缩机包括电机轴和扩压器，压缩机内设置有气流通道，扩压器包括套设在电机轴上的筒形部，气流通道的内壁包括筒形部背离电机轴一侧的侧壁，调节气流通道内气体的压力能使筒形部发生弹性变形以用于调节筒形部与电机轴之间的径向间隙。至于筒形部的弹性变形量，为了保证压缩机可正常使用，筒形部发生弹性变形量小于或等于动压径向轴承油膜(或气膜)厚度的变化量。本发明用于降低叶轮蒸汽的泄漏损失。

Description

压缩机、水蒸气离心机组、蒸发浓缩系统及扩压器径向间隙控 制方法

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种压缩机、水蒸气离心机组、蒸发浓缩系统及扩压器径向间隙控制方法。

背景技术

蒸汽是工业动力之源，除了电厂利用高温、高压蒸汽发电以外，蒸汽多用于蒸发浓缩系统中，蒸发浓缩是工业中常见的一个环节，广泛应用于食品、制药、氯碱、海水淡化、污水处理等各类工业生产中。在蒸发浓缩系统中，多使用电锅炉产生蒸汽，蒸汽温度一般在110℃～150℃范围内，最高可达200℃，经过冷凝器后的废汽需要经过蒸发器冷凝后，再回到锅炉内。用电锅炉产生蒸汽成本高，且随着节能环保要求和蒸汽价格飞速上涨，蒸发浓缩过程的能耗使得广发企业成本负担急剧增大，如何节约蒸汽成本、提高供热效率，是当前使用蒸发浓缩的行业最迫切关注的问题。其中，采用蒸汽压缩机代替电锅炉产生蒸汽是一种新型的方式。

蒸汽压缩机的作用是将低压(或低温)蒸汽进行加压升温，以达到工艺或者工程所需的温度和压力要求。根据不同的需求压缩机的形式也不尽相同，一般常见的有罗茨式压缩机和离心式压缩机。其中罗茨式压缩机为容积式压缩机，其特点是运行范围广，但运行转速低，压比小，提供的蒸汽温度有限；离心式压缩机为速度式压缩机，其特点是运行范围小，但运行转速高，压比高、流量大，常用于产生120℃以上的蒸汽。

离心式蒸汽压缩机的结构如图1所示，图中示意的是双级压缩的离心式蒸汽压缩机，是一种高速、高压比的离心式蒸汽压缩机。其工作原理是通过一级叶轮20高速旋转提高蒸汽速度和压力，然后通过一级扩压器2将蒸汽速度能转换为压力能，提高其压力，通过连接管道高压蒸汽依次进入二级叶轮15、二级扩压器13，进一步提升蒸汽压力能。可见，叶轮是蒸汽压缩机的“心脏”，叶轮的工作效率直接影响整个蒸汽系统的工作效率。但叶轮、转子是转动件，扩压器等是静止件，为了可靠性，扩压器和转子电机轴之间需要设置安全间隙，如图3的h1，安全间隙h1要大于轴承(径向轴承9)径向间隙h3,以免转动件和静止件发生碰磨。但叶轮出口处的蒸汽是高压气体，由于安全间隙h1的存在，部分叶轮出口高压蒸汽流向压力较低的压缩机内部，如图2叶轮出口泄漏的气体21所示，即原本流向扩压器升压的主路蒸汽减少了，从而降低了蒸汽系统的效率。

为了减少泄漏量，现有技术采用图3所示的环形梳齿29来减少叶轮出口泄漏的气体21的流量，其原理是当叶轮出口泄漏的气体21通过一道环形梳齿29向另一道时环形梳齿29，都近似为理想的节流过程，其压力和温度下降，速度增加；而进入环形梳齿29的空腔时，由于通流面积突然变大，气体形成很强的旋涡，压力不变但速度几乎完全消失，通过多道环形梳齿29，将不断重复上述过程，环形梳齿29空腔积累的气体越来越多，使得腔内压力升高，从而使得叶轮出口泄漏的气体21流动阻力增加，起到密封的作用。在此基础上，安全间隙h1越小，密封效果越好。

对于离心式蒸汽压缩机这种重载、高速、抗冲击的旋转机械而言，常采用动压轴承支撑转子，而动压轴承是通过动压效应形成油膜(或气膜)来支撑转子的，转子的转速越高，轴承形成的油膜(或气膜)压力越大。当离心式蒸汽压缩机工作时，要根据实际需求产生不同温度的水蒸气，所以压缩机要运行在不同转速，导致油膜(或气膜)压力不同，油膜(或气膜)厚度也在变化。

现有技术的扩压器和转子一经加工，安全间隙h1就固定了，本发明旨在研究一种密封间隙可调的蒸汽压缩机，在运行过程中，利用动压轴承油膜(或气膜)厚度的变化量，调整扩压器与转子之间的间隙，减小叶轮出口泄漏的气体量，以提高压缩机效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压缩机、水蒸气离心机组、蒸发浓缩系统及扩压器径向间隙控制方法，解决了现有技术中存在的离心式蒸汽压缩机的扩压器和电机轴一经加工装配后，扩压器和电机轴之间的安全间隙就固定了的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种压缩机，包括电机轴和扩压器，所述压缩机内设置有气流通道，所述扩压器包括套设在所述电机轴上的筒形部，所述气流通道的内壁包括所述筒形部背离所述电机轴一侧的侧壁，调节所述气流通道内气体的压力能使所述筒形部发生弹性变形以用于调节所述筒形部与所述电机轴之间的径向间隙。

进一步地，所述筒形部为薄板结构，所述压缩机的密封板套设于所述筒形部上且所述密封板与所述筒形部之间通过密封圈密封配合。

进一步地，所述压缩机包括与所述扩压器配合的叶轮，所述扩压器还包括主体部，所述主体部设置在所述筒形部靠近所述叶轮的一侧且所述主体部与所述筒形部相连接。

进一步地，所述主体部上设置有阻流小孔，所述气流通道内的气流能通过所述阻流小孔吹向所述叶轮，以用于对流向所述筒形部与所述电机轴之间间隙的气流有阻挡作用。

进一步地，所述阻流小孔从靠近所述密封板的一侧到靠近所述叶轮的一侧向远离所述主体部中心轴的一侧倾斜。

进一步地，所述阻流小孔中心轴与竖直线的钝角夹角θ1的取值范围为90°<θ1<170°。

进一步地，所述阻流小孔沿所述主体部的周向方向分布，且在所述主体部上设置至少一圈所述阻流小孔。

进一步地，所述气流通道包括进气流道和与所述进气流道相连通的储气腔，所述扩压器与所述密封板之间形成环形所述储气腔。

进一步地，所述进气流道包括径向通道和轴向通道，所述径向通道设置在所述主体部上且与所述储气腔相连通，所述压缩机的电机筒体上设置有与所述径向通道相连通的轴向通道，所述电机筒体上设置有与所述轴向通道相连通的高压气进口。

进一步地，所述径向通道开设至所述主体部的外周向侧面，且所述径向通道远离所述主体部中心的一端通过堵头封堵。

进一步地，所述压缩机还包括与所述密封板之间存在间隙的推力盘，所述推力盘固定在所述电机轴上，所述密封板上设置有静压小孔，所述气流通道内的气流能通过所述静压小孔吹向所述推力盘，以用于对所述电机轴的轴向窜动具有限制作用。

进一步地，所述静压小孔为阶梯孔，所述静压小孔包括大孔和与所述大孔相连通的小孔，所述大孔的直径大于所述小孔的直径，且沿从靠近所述扩压器的一侧向靠近所述推力盘的一侧，所述大孔和所述小孔依次设置。

进一步地，所述静压小孔靠近所述推力盘一侧的孔径不大于0.2mm。

进一步地，所述静压小孔沿所述密封板的周向方向分布，且在所述密封板上设置至少一圈所述静压小孔。

进一步地，所述筒形部的内侧设置有环形梳齿或者所述筒形部的内侧面为圆柱面。

进一步地，所述压缩机为双级压缩离心式蒸汽压缩机。

进一步地，所述压缩机还包括控制系统和检测装置，所述检测装置与所述控制系统相连接，所述检测装置用于检测动压轴承径向气膜变化量，所述控制系统通过控制进入所述气流通道内气体量以控制所述筒形部向所述电机轴的径向变形量不大于所述动压轴承径向气膜变化量。

进一步地，所述检测装置包括位移传感器，通过所述检测装置检测所述电机轴的位置变化以用于实现对所述动压轴承径向气膜变化量的检测。

进一步地，所述检测装置包括两个互呈90°的位移传感器，所述位移传感器设置在所述压缩机的电机筒体和轴承支座上，其中一个所述位移传感器用以检测所述电机轴X方向位置、另一所述位移传感器用以检测所述电机轴Y方向位置，通过两个所述位移传感器检测所述电机轴的位置以用于检测所述动压轴承径向气膜变化量。

进一步地，所述压缩机为双级压缩离心式蒸汽压缩机，且每个所述扩压器分别对应一个所述检测装置。

一种蒸发浓缩系统，包括所述的压缩机。

一种水蒸气离心机组，包括所述的压缩机。

本发明提供一种所述压缩机扩压器径向间隙控制方法，包括以下内容，检测动压轴承径向气膜变化量；控制进入所述气流通道内气体量以控制所述筒形部向所述电机轴的径向变形量不大于所述动压轴承径向气膜变化量。

本发明提供了一种扩压器径向间隙可调节的压缩机，通过在压缩机内设置气流通道以及设计扩压器的结构，实现当调节气流通道内气体的压力时，可使扩压器的筒形部发生弹性变形，以用于减小筒形部与电机轴之间的径向间隙，降低叶轮蒸汽的泄漏损失。至于筒形部的弹性变形量，为了保证压缩机可正常使用(即保证电机轴与扩压器之间存在间隙，避免影响电机轴转动)，筒形部发生弹性变形量小于或等于动压径向轴承油膜(或气膜)厚度的变化量。

本发明优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：

密封板上设置有静压小孔，气流通道内的气流能通过静压小孔吹向对应的推力盘，以用于对电机轴的轴向窜动具有限制作用；

主体部上设置有阻流小孔，气流通道内的气流能通过阻流小孔吹向叶轮，对流向筒形部与电机轴之间间隙的气流有阻挡作用(即对泄漏的气体起到反冲的作用)，进一步减少叶轮的泄漏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的离心式蒸汽压缩机的剖视示意图；

图2是本发明实施例提供的离心式蒸汽压缩机的剖视示意图；

图3是图1的局部放大图I；

图4是图1的局部放大图II；

图5是图1的C-C向剖视示意图；

图6是图1的B-B向剖视示意图；

图7是图1的A-A向剖视示意图；

图8是图7的局部放大图III；

图9是本发明实施例提供的扩压器的结构示意图。

图中1、一级蜗壳；2、一级扩压器；3、密封板；4、电机筒体；5、轴向轴承；6、推力盘；7、位移传感器；8、轴承支座；9、径向轴承；10、电机定子；11、电机轴；12、轴承支座；13、二级扩压器；14、二级蜗壳；15、二级叶轮；16、堵头；17、第一O型圈；18、第二O型圈；19、高压气进口；20、一级叶轮；21、叶轮出口泄漏的气体；22、筒形部；23、主体部；24、储气腔；25、阻流小孔；26、径向通道；27、轴向通道；28、静压小孔；29、环形梳齿。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

叶轮是压缩机的核心零件之一，工作时，叶轮对进口气流做功使之成为高温高压气流，在叶轮出口，大部分去到扩压器进一步提升压力能，而局部气流则如图3所示的叶轮出口泄漏的气体21所示，流向压缩机内部，发生内泄漏损失。参见图1和图2，示意出了离心式蒸汽压缩机，图中示意出了二级叶轮15和一级叶轮20。

本发明提供了一种压缩机，包括电机轴11和扩压器，压缩机内设置有气流通道，扩压器包括套设在电机轴11上的筒形部22，气流通道的内壁包括筒形部22背离电机轴11一侧的侧壁，调节气流通道内气体的压力能使筒形部22发生弹性变形以用于减小筒形部22与电机轴11之间的径向间隙。本发明提供了一种扩压器径向间隙可调节的压缩机，通过在压缩机内设置有气流通道以及设计扩压器的结构，实现当调节气流通道内气体的压力时，可使扩压器的筒形部22发生弹性变形，以用于减小筒形部22与电机轴11之间的径向间隙，降低叶轮泄漏损失。

至于筒形部22的弹性变形量，为了保证压缩机可正常使用(即保证电机轴11与扩压器之间存在间隙，避免影响电机轴11转动)，筒形部22发生弹性变形量小于或等于动压轴承(径向轴承9)油膜(或气膜)厚度的变化量。因此，优选压缩机还包括控制系统和检测装置，检测装置与控制系统相连接，检测装置用于检测动压轴承径向气膜变化量，控制系统通过控制进入气流通道内气体量以控制筒形部22向电机轴11的径向变形量不大于动压轴承径向气膜变化量。

关于筒形部22，具体如下：筒形部22为薄板结构，压缩机的密封板3套设于筒形部22上且密封板3与筒形部22之间通过密封圈密封配合。参见图1-图3，示意出了筒形部22的结构以及筒形部与密封板3的配合关系，密封板3与筒形部22之间存在间隙且两者通过密封圈(第二O型圈18)配密封合，密封板3固定在扩压器(主体部23)上，当气流通道内气体的压力增大时，能使筒形部22与密封板3通过第二O型圈18密封配合的一侧向靠近电机轴11的方向发生弹性变形，以减小筒形部22与电机轴11的径向间隙，降低叶轮的泄漏损失。这里，需要强调的是，当筒形部22发生弹性变形时，密封板3与筒形部22之间通过第二O型圈18也始终保持密封配合。

筒形部22的内侧面为圆柱面，但优选筒形部22的内侧设置有环形梳齿29。参见图3，示意了环形梳齿29。在背景中已描述环形梳齿的原理与作用，在此不作详细描述。

作为可选地实施方式，压缩机包括与扩压器配合的叶轮，扩压器还包括主体部23，主体部23设置在筒形部22靠近叶轮的一侧且主体部23与筒形部22相连接。参见图1，示意出了扩压器(一级扩压器2和二级扩压器13)的剖视示意图；参见图9，示意出了扩压器的结构示意图。一级扩压器2和二级扩压器13为空心、回转类零件，扩压器一轴向端面与蜗壳正对(一级扩压器2与一级蜗壳1正对，二级扩压器13与二级蜗壳14正对)，在叶轮出口形成气体扩压所需的流道。参见图3，示意出了扩压器部分剖视图，此时的筒形部22未发生变形，r1为电机轴11的半径，r2为扩压器内侧的半径，h2为环形梳齿29相邻两个齿之间与筒形部22外侧壁的厚度，其中，r2-r1＝h1，h1为安全间隙，h2的厚度范围为1mm～5mm。

气流通道包括进气流道和与进气流道相连通的储气腔24，扩压器与密封板3之间形成环形储气腔24。参见图3，示意出了储气腔24。设计扩压器的结构，通过在扩压器的一端端面上开始环形槽，使得形成薄板结构的筒形部22，密封板3设在扩压器的一侧且与扩压器的主体部23固定连接，使得扩压器与密封板3之间形成储气腔24，储气腔24作用是储存和缓冲高压蒸汽，避免直接冲击薄壁的筒形部22使其发生较大变形。此外，储气腔24也为下文中的阻流小孔25和静压小孔28提供稳定气源。

关于进气流道，具体如下：参见图1，进气流道包括径向通道26和轴向通道27，径向通道26设置在主体部23上且与储气腔24相连通，压缩机的电机筒体4上设置有与径向通道26相连通的轴向通道27，电机筒体4上设置有与轴向通道27相连通的高压气进口19。气流通道内的高压气来源于高压气进口19，参见图1，示意出了电机筒体4上的轴向通道27以及扩压器主体部23上的径向通道26。为了便于加工径向通道26，径向通道26开设至主体部23的外周向侧面，且径向通道26远离主体部23中心的一端通过堵头16封堵，扩压器与电机筒体4之间的轴向通道27用第一O型圈17密封。

高压气进口19的外部连接着压力调节阀和冷凝器，其中压力调节阀实时调节压力，冷凝器用于提供高压蒸汽。高压气进口19的外部也可以连接压力调节阀和压缩机蜗壳(一级蜗壳1或二级蜗壳14)的气流出口，或者连接压力调节阀和独立的供气泵，形式不唯一，能提供压力可调的高压气体即可。当需要将储气腔24内的气体外排以降低储气腔24内的压力时，高压气进口19同时也外连接排气管道，排气管道上设置有压力调节阀，可以通过排气管道外排储气腔24内的气体，以降低储气腔24内的压力。另外，由于下文提到了阻流小孔25和静压小孔28，当需要降低储气腔24内的压力时，也可以通过压力调节阀降低进入储气腔24内的气体量或停止向储气腔24内输入气体，储气腔24内的气体能通过阻流小孔25和静压小孔28外排，以降低储气腔24内的压力。关于储气腔24内气压的调节，采用现有技术可以实现即可，这里不做过多陈述。

关于动压轴承油膜(或气膜)厚度变化量的测量，检测装置用于检测动压轴承径向气膜变化量，检测装置包括位移传感器，通过检测装置检测电机轴11的位置变化以用于实现对动压轴承径向气膜变化量的检测。具体如下：检测装置包括两个互呈90°的位移传感器7，两个位移传感器7安装在电机筒体4和轴承支座8上，参见图1，示意出了一个位移传感器7插入电机筒体4和轴承支座8，其中一个位移传感器7用以检测电机轴X方向位置(该位移传感器7沿电机轴的径向方向且水平设置)、另一位移传感器7用以检测电机轴Y方向位置(该位移传感器7沿电机轴的径向方向且竖直设置)，通过两个位移传感器7检测电机轴11的位置以用于检测动压轴承径向气膜变化量。径向轴承9内圈与电机轴11对应的外圈形成轴承径向间隙h3。图1所示的h3是电机轴11位于径向轴承9正中间时的大小，而实际径向间隙h3是变化的，比如在压缩机停机状态时，转子在重力作用往下移，此时h3最大；当压缩机高速转动时，径向轴承9内部形成了动压油膜(或气膜),支撑转子浮起，此时h3较停机状态减小，而且随着转速越高，动压油膜(或气膜)厚度越大，径向间隙h3越小。根据上述原理，本发明在压缩机上设置了位移传感器7，位移传感器7可以通过螺纹固定在电机筒体4，穿过轴承支座实时监测转子位置。如图7-8所示，在同一截面，布置两个互成90°的位移传感器7即可确定电机轴11的位置(x，y)。当电机轴11与径向轴承9的中心轴线重合时，以此为基准设定电机轴11的位置为(x0，y0)，当压缩机运行时，位移传感器7时刻检测电机轴11的新位置(x1，y1)，坐标换算即可得出电机轴11与径向轴承9径向间隙最小值(为动压轴承径向气膜变化量)，从而调整气体压力，控制筒形部22向电机轴11靠近的径向变化量小于等于动压轴承径向气膜变化量，减少了叶轮出口泄漏的气体21的泄漏量。

作为可选地实施方式，压缩机为双级压缩离心式蒸汽压缩机，且每个扩压器分别对应一个检测装置。本发明在两侧的轴承支座均布置了位移传感器7，共2组两两互成90°的位移传感器7，对比2组位移传感器7反馈的电机轴11位置变化量，可以得出在运行时电机轴11是否发生倾斜。

本发明提供的压缩机可以为双级压缩离心式蒸汽压缩机，可参见图1和图2，主要包括一级蜗壳1、一级扩压器2、密封板3、电机筒体4、轴向轴承5、推力盘6、位移传感器7、轴承支座8、径向轴承9、电机定子10、电机轴11、轴承支座12、二级扩压器13、二级蜗壳14、二级叶轮15、堵头16、第一O型圈17、第二O型圈18、高压气进口19、一级叶轮20等。

一级蜗壳1和二级蜗壳14为不规则零件，一般铸造而成，是离心压缩机的常见结构。其中一级蜗壳1为一级叶轮20提供进气流道和出气流道，二级蜗壳14为二级叶轮15提供进气流道和出气流道，气流经过一级蜗壳1上的进气流道流向一级叶轮20，经过一级扩压器2后从一级蜗壳1上的出气流道排向二级蜗壳14的进气流道，气流经过二级叶轮15流向二级扩压器13，并从二级蜗壳14的出气流道排出。

电机定子10为回转类、不规则零件，主要由定子铁芯和定子绕组构成。电机轴11为轴类、实心零件。推力盘6、二级叶轮15、一级叶轮20固定在电机轴11上，并组成了转子，工作时，电机定子10产生磁场，转子在电磁场作用下做高速旋转运动。

密封板3为空心、回转类零件，密封板3固定在扩压器上(一级扩压器2和二级扩压器13上分别固定有密封板3)，一级扩压器2与二级扩压器13分别与对应的密封板3形成了储气腔24。

电机筒体4为不规则零件，一般铸造而成，主要用于固定轴承支座、电机定子、扩压器和蜗壳。

轴向轴承5和径向轴承9分别采用油润滑动压轴承和气体润滑动压轴承，以适应蒸汽压缩机重载、高速、抗冲击的特点。

实施例2：

与实施例1不同的是，密封板3上设置有静压小孔28，气流通道内的气流能通过静压小孔28吹向对应的推力盘6，以用于对电机轴11的轴向窜动具有限制作用。参见图1，对于位于左侧的密封板3，气流通道内的气流能通过其上的静压小孔28吹向位于左侧的推力盘6，对于位于右侧的密封板3，气流通道内的气流能通过其上的静压小孔28吹向位于右侧的推力盘6。推力盘6为空心、回转类零件，通过过盈配合装配到电机轴11上，推力盘6与轴向轴承5存在轴向间隙L(推力盘6设置在两个轴向轴承5之间，推力盘6与两个轴向轴承5之间存在轴向间隙)，推力盘6高速旋转时，同样通过动压效应在轴向间隙中形成动压气膜来支撑电机轴11，防止电机轴11轴向窜动。由于蒸汽压缩机运行在高温、高压比的工况中，往往压缩机的轴向负载比较大，所以，本发明在密封板3上集成设计了静压小孔28，如图3所示的静压小孔28。密封板3与推力盘6的轴向间隙为L1,通常轴向间隙L1大于推力盘6与两个轴向轴承5之间存在轴向间隙。工作时，储气腔24内的高压气体通过静压小孔28吹向推力盘6，通过气膜作用限制电机轴11轴向位置。如当轴向负载过大且推力盘6在图3所示位置有往左移动的趋势时，此时图3处的静压小孔28通过气膜作用限制推力盘6位置。如当轴向负载过大且推力盘6在图4所示位置有往右移动的趋势时，此时图4处的静压小孔28通过气膜作用限制推力盘6位置。这里，要说明的是，推力盘6与轴向轴承5起到主要承担轴向负载的作用，而静压小孔28为辅助作用。

作为可选地实施方式，静压小孔28为阶梯孔，静压小孔28包括大孔和与大孔相连通的小孔，大孔的直径大于小孔的直径，且沿从靠近扩压器的一侧向靠近推力盘6的一侧，大孔和小孔依次设置。如图3所示，大孔的直径为d1、小孔的直径为d2，小孔的孔径优选不大于0.2mm，由于小孔直径过小，难以在厚度较大的密封板3直接加工出小孔，所以设置了大孔，以减少了小孔加工深度。所以，小孔才是主要起静压节流作用的。工作时，储气腔24提供高压气体进入小孔，由于d2一般小于0.2mm，相当于节流器，高压气体进经过小孔后在间隙L1(密封板3与推力盘6之间)处形成气膜以支承电机轴11。

作为可选地实施方式，静压小孔28沿密封板3的周向方向分布，且在密封板3上设置至少一圈静压小孔28。如图6所示，静压小孔28环形均匀分布，且数量为8个。关于静压小孔28的圈数以及每圈静压小孔28的数量，应根据轴向负载设计，孔数量越多，轴向承载越大，但抗冲击性能越差。

实施例3：

与实施例1或实施例2不同的是，作为可选地实施方式，主体部23上设置有阻流小孔25，气流通道内的气流能通过阻流小孔25吹向叶轮，对流向筒形部22与电机轴11之间间隙的气流有阻挡作用(即对泄漏的气体起到反冲的作用)，进一步减少叶轮的泄漏。

作为可选地实施方式，参见图3和图4，阻流小孔25从靠近密封板3的一侧到靠近叶轮的一侧向远离主体部23中心轴的一侧倾斜，便于对泄漏的气体起到反冲的作用。参见图1和图3，对于一级扩压器2，其上的阻流小孔25从靠近密封板3的一侧到靠近一级叶轮20的一侧向远离一级扩压器2主体部23中心轴的一侧倾斜，对于二级扩压器13，其上的阻流小孔25从靠近密封板3的一侧到靠近二级叶轮15的一侧向远离二级扩压器13主体部23中心轴的一侧倾斜，优选地，阻流小孔25中心轴与竖直线的钝角夹角θ1的取值范围为90°<θ1<170°。

作为可选地实施方式，阻流小孔25沿主体部23的周向方向分布，且在主体部23上设置至少一圈阻流小孔25。如图5所示，示意出阻流小孔25为单圈、数量为8个并均匀分布，为了提高阻流效果，阻流小孔25可以设置为多圈分布，且每圈分布多个阻流小孔25。

实施例4：

一种蒸发浓缩系统，包括实施例1或实施例2或实施例3所描述的压缩机。

实施例5：

一种水蒸气离心机组，包括实施例1或实施例2或实施例3所描述的压缩机。

实施例6：

一种压缩机扩压器径向间隙控制方法，包括以下内容，检测动压轴承径向气膜变化量；控制进入气流通道内气体量以控制筒形部22向电机轴11的径向变形量不大于动压轴承径向气膜变化量。

关于动压轴承径向油膜(或气膜)厚度变化量的测量，通过检测装置检测电机轴11的位置变化以用于实现对动压轴承径向气膜变化量的检测。压缩机包括检测装置，具体可以如下：测装置包括两个互呈90°的位移传感器7，其中一个位移传感器7用以检测电机轴X方向位置、另一位移传感器7用以检测电机轴Y方向位置，通过两个位移传感器7检测电机轴11的位置以用于检测动压轴承径向气膜变化量。如图7-8所示，在同一截面，布置两个互成90°的位移传感器7即可确定电机轴11的位置(x，y)。当电机轴11与径向轴承9的中心轴线重合时，以此为基准设定电机轴11的位置为(x0，y0)，当压缩机运行时，位移传感器7时刻检测电机轴11的新位置(x1，y1)，坐标换算即可得出电机轴11与径向轴承9径向间隙最小值(为动压轴承径向气膜变化量)，从而调整气体压力，控制筒形部22向电机轴11靠近的径向变化量小于等于动压轴承径向气膜变化量，减少了叶轮出口泄漏的气体21的泄漏量。

本发明提供了一种扩压器径向间隙可调节的压缩机，通过在压缩机内设置有气流通道以及设计扩压器的结构，实现当调节气流通道内气体的压力时，可使扩压器的筒形部22发生弹性变形，以用于减小筒形部22与电机轴11之间的径向间隙。参见图1，示意出了储气腔24。设计扩压器的结构，通过在扩压器的一端端面上开始环形槽，使得形成薄板结构的筒形部22，密封板3设在扩压器的一侧且与扩压器的主体部23固定连接，使得扩压器与密封板3之间形成储气腔24，储气腔24作用是储存和缓冲高压蒸汽，避免直接冲击薄壁的筒形部22使其发生较大变形。进气流道包括径向通道26和轴向通道27，径向通道26设置在主体部23上且与储气腔24相连通，压缩机的电机筒体4上设置有与径向通道26相连通的轴向通道27，电机筒体4上设置有与轴向通道27相连通的高压气进口19。

高压气进口19的外部连接着压力调节阀和冷凝器，其中压力调节阀实时调节压力，冷凝器用于提供高压蒸汽。高压气进口19的外部也可以连接压力调节阀和压缩机蜗壳(一级蜗壳1或二级蜗壳14)的气流出口，或者连接压力调节阀和独立的供气泵，形式不唯一，能提供压力可调的高压气体即可。当需要将储气腔24内的气体外排以降低储气腔24内的压力时，高压气进口19同时也外连接排气管道，排气管道上设置有压力调节阀，可以通过排气管道外排储气腔24内的气体，以降低储气腔24内的压力。另外，当压缩机包括阻流小孔25和静压小孔28，若需要降低储气腔24内的压力，也可以通过压力调节阀降低进入储气腔24内的气体量或停止向储气腔24内输入气体，储气腔24内的气体能通过阻流小孔25和静压小孔28外排，以降低储气腔24内的压力。关于储气腔24内气压的调节，采用现有技术可以实现即可，这里不做过多陈述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (23)

1.一种压缩机，包括电机轴(11)和扩压器，其特征在于，所述压缩机内设置有气流通道，所述扩压器包括套设在所述电机轴(11)上的筒形部(22)，所述气流通道的内壁包括所述筒形部(22)背离所述电机轴(11)一侧的侧壁，调节所述气流通道内气体的压力能使所述筒形部(22)发生弹性变形以用于调节所述筒形部(22)与所述电机轴(11)之间的径向间隙。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述筒形部(22)为薄板结构，所述压缩机的密封板(3)套设于所述筒形部(22)上且所述密封板(3)与所述筒形部(22)之间通过密封圈密封配合。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括与所述扩压器配合的叶轮，所述扩压器还包括主体部(23)，所述主体部(23)设置在所述筒形部(22)靠近所述叶轮的一侧且所述主体部(23)与所述筒形部(22)相连接。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述主体部(23)上设置有阻流小孔(25)，所述气流通道内的气流能通过所述阻流小孔(25)吹向所述叶轮，以用于对流向所述筒形部(22)与所述电机轴(11)之间间隙的气流有阻挡作用。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述阻流小孔(25)从靠近所述密封板(3)的一侧到靠近所述叶轮的一侧向远离所述主体部(23)中心轴的一侧倾斜。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述阻流小孔(25)中心轴与竖直线的钝角夹角θ1的取值范围为90°<θ1<170°。

7.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述阻流小孔(25)沿所述主体部(23)的周向方向分布，且在所述主体部(23)上设置至少一圈所述阻流小孔(25)。

8.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述气流通道包括进气流道和与所述进气流道相连通的储气腔(24)，所述扩压器与所述密封板(3)之间形成环形所述储气腔(24)。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述进气流道包括径向通道(26)和轴向通道(27)，所述径向通道(26)设置在所述主体部(23)上且与所述储气腔(24)相连通，所述压缩机的电机筒体(4)上设置有与所述径向通道(26)相连通的轴向通道(27)，所述电机筒体(4)上设置有与所述轴向通道(27)相连通的高压气进口(19)。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述径向通道(26)开设至所述主体部(23)的外周向侧面，且所述径向通道(26)远离所述主体部(23)中心的一端通过堵头(16)封堵。

11.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括与所述密封板(3)之间存在间隙的推力盘(6)，所述推力盘(6)固定在所述电机轴(11)上，所述密封板(3)上设置有静压小孔(28)，所述气流通道内的气流能通过所述静压小孔(28)吹向所述推力盘(6)，以用于对所述电机轴(11)的轴向窜动具有限制作用。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述静压小孔(28)为阶梯孔，所述静压小孔(28)包括大孔和与所述大孔相连通的小孔，所述大孔的直径大于所述小孔的直径，且沿从靠近所述扩压器的一侧向靠近所述推力盘(6)的一侧，所述大孔和所述小孔依次设置。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于，所述静压小孔(28)靠近所述推力盘(6)一侧的孔径不大于0.2mm。

14.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述静压小孔(28)沿所述密封板(3)的周向方向分布，且在所述密封板(3)上设置至少一圈所述静压小孔(28)。

15.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述筒形部(22)的内侧设置有环形梳齿(29)或者所述筒形部(22)的内侧面为圆柱面。

16.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为双级压缩离心式蒸汽压缩机。

17.根据权利要求1-16任一项所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括控制系统和检测装置，所述检测装置与所述控制系统相连接，所述检测装置用于检测动压轴承径向气膜变化量，所述控制系统通过控制进入所述气流通道内气体量以控制所述筒形部(22)向所述电机轴(11)的径向变形量不大于所述动压轴承径向气膜变化量。

18.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于，所述检测装置包括位移传感器，通过所述检测装置检测所述电机轴(11)的位置变化以用于实现对所述动压轴承径向气膜变化量的检测。

19.根据权利要求18所述的压缩机，其特征在于，所述检测装置包括两个互呈90°的位移传感器(7)，所述位移传感器(7)设置在所述压缩机的电机筒体(4)和轴承支座(8)上，其中一个所述位移传感器(7)用以检测所述电机轴X方向位置、另一所述位移传感器(7)用以检测所述电机轴Y方向位置，通过两个所述位移传感器(7)检测所述电机轴(11)的位置以用于检测所述动压轴承径向气膜变化量。

20.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为双级压缩离心式蒸汽压缩机，且每个所述扩压器分别对应一个所述检测装置。

21.一种蒸发浓缩系统，其特征在于，包括权利要求1-20任一项所述的压缩机。

22.一种水蒸气离心机组，其特征在于，包括权利要求1-20任一项所述的压缩机。

23.一种权利要求1-20中任一项所述压缩机扩压器径向间隙控制方法，其特征在于，包括以下内容，

检测压缩机动压轴承径向气膜变化量；

控制进入所述气流通道内气体量以控制所述筒形部(22)向所述电机轴(11)的径向变形量不大于所述动压轴承径向气膜变化量。

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