CN115199587A - 用于压缩机的扩压器和压缩机 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于压缩机的扩压器和压缩机。该扩压器包括:主体,主体包括沿第一方向贯穿设置的开口,开口用于连接于压缩机的叶轮;叶片,多个叶片设置于主体并环绕开口设置,相邻的两个叶片之间形成流动空间,流动空间具有与开口连通的入口;转轴,连接于主体和叶片之间,以使叶片通过转轴相对主体可转动设置并调整流动空间的尺寸。本申请实施例提供的扩压器具有良好的变工况性能,能够适应大范围工况。
Description
技术领域
本申请属于动力设备装置技术领域,尤其涉及一种用于压缩机的扩压器和压缩机。
背景技术
随着技术的发展,压缩机的应用场景越来越广泛,也出现了许多种类的压缩机,例如,海上油田注气用的压缩机、高炉鼓风用的压缩机以及超临界二氧化碳动力装置用的压缩机等。
但是,现有的压缩机只有在一定工况条件下才能保证其工作的稳定,现有的大多数压缩机变工况能力不佳且能适应的工况条件范围较小,因此,现有的压缩机受工况条件范围的限制,很难进一步扩展其工作的应用场景。
发明内容
本申请实施例提供了一种用于压缩机的扩压器和压缩机,旨在令扩压器能够适应大范围工况。
第一方面,本申请实施例提供一种用于压缩机的扩压器,包括:主体,主体包括沿第一方向贯穿设置的开口,开口用于连接于压缩机的叶轮;叶片,多个叶片设置于主体并环绕开口设置,相邻的两个叶片之间形成流动空间,流动空间具有与开口连通的入口;转轴,连接于主体和叶片之间,以使叶片通过转轴相对主体可转动设置并调整流动空间的尺寸。
根据本申请第一方面的实施方式,还包括:风速检测模块,风速检测模块用于获取入口的气流流动速度信息。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式,风速检测模块包括多个检测探头,各检测探头设置于各流动空间的入口处,检测探头用于获取入口的气流流动速度信息。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式,还包括:数据分析调控模块,用于接收
风速检测模块获取的气流流动速度信息,并根据气流流动速度信息确定叶片转动的参考角
度,参考角度满足如下关系式:,其中,叶片的延伸线与入
口的相交处具有相对切线,为叶片的延伸线与相对切线的相对角度。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式,叶片具有长边与短边,长边与短边的相交处为叶尖,延伸线为长边的延伸线、短边的延伸线或转动轴至叶尖的连接线的延伸线。
第二方面,本申请实施例提供一种压缩机,包括叶轮以及前述第一方面任一实施方式中的扩压器,叶轮从开口中露出,叶轮具有气流空间,至少部分气流空间与至少部分流动空间连通。
本申请实施例提供的一种用于压缩机的扩压器包括主体、叶片和转轴。主体上设置有与压缩机叶轮连接的开口,使得扩压器可以通过开口安装于压缩机的叶轮上。叶片设置于主体上并环绕开口设置,相邻的两个叶片之间具有流动空间,叶轮排出的气流可进入流动空间内。转轴连接于主体和叶片之间,叶片可通过转轴相对主体转动,当进入流动空间内的气流速度发生变化时,即压缩机的工况发生变化时,可通过转动转轴来调整叶片的角度,以此改变流动空间的形状,使得扩压器能适应新的工况,使得扩压器能够适应大范围工况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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为本申请一些实施例的扩压器的结构示意图;
图2为示出一种示例的图1中Ⅰ-Ⅰ向的剖面图;
图3为本申请一些实施例的扩压器与叶轮的连接示意图;
图4为示出图3中A区域的局部放大图;
图5为本申请一些实施例的叶片的转动示意图;
图6为本申请一些实施例的扩压器的示意性框图;
图7为本申请一些实施例的扩压器的调节方法的示意性流程图。
附图标记说明:
1-扩压器;
11-主体;111-开口;
12-叶片;121-流动空间;1211-入口;123-长边;124-短边;125-叶尖;
13-转轴;
14-风速检测模块;
15-数据分析调控模块;
16-执行机构;
17-角度获取模块;
2-叶轮;21-气流空间;
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本申请进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请,而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解,在附图和下面的描述中,至少部分的公知结构和技术没有被示出,以便避免对本申请造成不必要的模糊;并且,为了清晰,可能夸大了部分结构的尺寸。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
需要说明的是,在本文中,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的实施例的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
随着技术的发展,压缩机的应用场景越来越广泛,例如,出现了用于海上油田注气的压缩机、用于高炉鼓风用的压缩机以及用于超临界二氧化碳动力装置的压缩机等。但是,申请人研究发现,现有的压缩机只有在一定工况条件下才能保证其工作的稳定,当压缩机的工况发生较大的变化时,压缩机往往会受到一定的影响,导致压缩机工作时的稳定性降低,即现有的大多数压缩机的变工况能力不佳,且现有的压缩机受工况条件范围的限制,很难进一步扩展其适用工况的范围。
为了解决上述技术问题,提供了本申请。为了更好地理解本申请,下面结合附图对本申请实施例的用于压缩机的扩压器1和压缩机进行详细描述。
图1为本申请一些实施例的扩压器1的结构示意图,图2为示出一种示例的图1中Ⅰ-Ⅰ向的剖面图,图3为本申请一些实施例的扩压器1与叶轮2的连接示意图。
如图1至图3所示,本申请实施例提供的用于压缩机的扩压器1包括:主体11,主体11包括沿第一方向贯穿设置的开口111,开口111用于连接于压缩机的叶轮2;叶片12,多个叶片12设置于主体11并环绕开口111设置,相邻的两个叶片12之间形成流动空间121,流动空间121具有与开口111连通的入口1211;转轴13,连接于主体11和叶片12之间,以使叶片12通过转轴13相对主体11可转动设置并调整流动空间121的尺寸。
本申请实施例提供的一种用于压缩机的扩压器1包括主体11、叶片12和转轴13。主体11上设置有与压缩机叶轮2连接的开口111,使得扩压器1可以通过开口111安装于压缩机的叶轮2上。叶片12设置于主体11上并环绕开口111设置,相邻的两个叶片12之间具有流动空间121,叶轮2排出的气流可进入流动空间121内。转轴13连接于主体11和叶片12之间,叶片12可通过转轴13相对主体11转动,当进入流动空间121内的气流速度发生变化时,即压缩机的工况发生变化时,可通过转动转轴13来调整叶片12的角度,以此改变流动空间121的形状,使得扩压器1能适应新的工况,使得扩压器1能够适应大范围工况。
在一些实施例中,根据压缩机的不同工况,扩压器1的开口111的中心与主体11的中心可以重叠或偏心设置,即压缩机的叶轮2的中心与扩压器1的主体11的中心可以重叠或偏心设置。
在一些实施例中,转轴13的转动带动叶片12产生相应的转动,转轴13可以沿第一方向贯穿叶片12后与主体11可转动连接,使得转轴13相对主体11转动时,转轴13能够带动叶片12也相对主体11转动,即可以简单地通过转动转轴13来改变相邻叶片12间流动空间121的形状。
本申请对转轴13的设置位置不做具体限定,在一些实施例中,转轴13可设置于叶片12的中心或重心处,以此减小转轴13带动叶片12转动时所需的驱动转动力。
如图4至图6所示,图4为示出图3中A区域的局部放大图,图5为本申请一些实施例的叶片12的转动示意图,图6为本申请一些实施例的扩压器1的示意性框图。在一些实施例中,扩压器1还可以包括风速检测模块14,风速检测模块14用于获取流动空间121入口1211处的气流流动速度信息。在通过设置风速检测模块14来测得流动空间121入口1211处的气流流动速度信息后,可根据气流流动速度信息来相对应的调整叶片12的角度,使得扩压器1能够满足当下压缩机的工况。
在一些实施例中,气流流动信息可以包括:沿入口1211的周向流动的周向流动速
度;沿入口1211的径向流动的径向流动速度。通过获取周向流动速度以及径向流动
速度,便可以获取气流流动速度,气流流动速度为周向流动速度和径向流动速度的合速度,气流流动速度与周向流动速度之间的速度夹角,其中,,可根据速度夹角来相对应的调整叶片12的角度,使得扩压
器1能够满足当下压缩机的工况。
在一些实施例中,风速检测模块14可以包括多个检测探头(图中未示出),各检测探头设置于各流动空间121的入口1211处,检测探头用于获取入口1211的气流流动速度信息。通过在各个流动空间121的入口1211处均设置有检测探头,以此来单独获取各个流动空间121入口1211处的气流流动信息,并能根据不同流动空间121入口1211处的气流流动信息,来相应的调整不同流动空间121两侧的叶片12的角度,使得扩压器1能够进一步的满足当下压缩机的工况。
本申请对检测探头的数量不做具体限定,检测探头的数量越多,则获取的气流流动信息更加准确,在根据气流流动信息相应的调整叶片12的角度后,扩压器1工作时的稳定性就更好。在一些实施例中,每个流动空间121入口1211处至少设置有一个检测探头,以此来获取所有流动空间121入口1211处的气流流动信息。
请继续参照图4至图6,在一些实施例中,扩压器1还可以包括:数据分析调控模块
15,数据分析调控模块15可以用于接收风速检测模块14获取的气流流动速度信息,并根据
气流流动速度信息确定叶片12转动的参考角度,参考角度满足如下关系式:,其中,叶片12的延伸线与入口1211的相交处具有相对切线,为叶片12的延伸线与相对切线的相对角度。
在前述的实施例中,由于关系式:,因此,在通过数据
分析调控模块15获取参考角度后,可以进一步的了解当前叶片12的相对角度与从入口
1211进入流动空间121的气流流动速度的速度角度之间的关系,并可以通过该关系来相
应的调整叶片12的相对角度,以此来使得扩压器1能够满足当下压缩机的工况。
例如,在一些实施例中,参考角度的正方向为顺时针方向,如图4与图5所示,当
参考角度大于零时,可以将叶片12向顺时针方向转动一定角度,减小叶片12的相对角度,以此减小进入流动空间121内的气流对叶片12造成的冲击影响。当参考角度小于零时
(图中未示出),可以将叶片12向逆时针方向转动一定角度,增大叶片12的相对角度,以
此减小进入流动空间121内的气流对叶片12造成的冲击影响。当参考角度等于零时(图中
未示出),可以不改变叶片12的相对角度。
在一些实施例中,叶片12可以具有长边123与短边124,长边123与短边124的相交
处为叶尖125,延伸线可为长边123的延伸线、短边124的延伸线或转动轴至叶尖125的连接
线的延伸线。例如,如图4所示,叶片12的延伸线为长边123的延伸线,长边123的延伸线与入
口1211的相交处具有相对切线,相对角度为长边123的延伸线与相对切线之间的角度。
在本实施例中,叶片12的形状可以为楔形或翼型,当叶片12的形状为翼型时,叶片12的延伸线可以为长边123位于叶尖125处的切线的延伸线、短边124位于叶尖125处的切线的延伸线或转动轴至叶尖125的连接线的延伸线。
在一些实施例中,扩压器1还可以包括执行机构16,执行机构16与转轴13连接,数
据分析调控模块15用于根据参考角度控制执行机构16转动转轴13。通过设置执行机构
16,执行机构16可以转动转轴13,以此调节叶片12的相对角度,能够减少人工对叶片12
的相对角度的调整操作,提高工作效率。
在本实施例中,执行机构16与转轴13的传动方式可为齿轮传动、带传动、链传动或蜗轮蜗杆传动。
在一些实施例中,数据分析调控模块15用于根据参考角度控制执行机构16带动
转轴13转动,以使得转轴13带动叶片12转动调整角度,调整角度和参考角度之差小于或
等于2度。转轴13带动叶片12转动的调整角度与参考角度之间的差值不超过2度,能够减
小因调整角度过大而造成的气流对叶片12的冲击影响。
在一些实施例中,扩压器1还可以包括角度获取模块17,用于获取叶片12的相对角
度,并将相对角度发送给数据分析调控模块15。通过设置角度获取模块17,能够向数
据分析调控模块15实时的反馈叶片12的相对角度,由于检测探头也能实时的向数据分
析调控模块15传递气流流动信息,因此,使得数据分析调控模块15能够实时的分析出参考
角度,也能够使得执行机构16实时的转动转轴13,以此实时的对叶片12的相对角度进
行相应的调整,进一步的提高了扩压器1的变工况能力,使其能够适应工况的变化。
根据本申请的一些实施例,如图7所示,图7为本申请一些实施例的扩压器1的调节方法的示意性流程图。本申请还提供了一种用于前述实施例中的扩压器1的调节方法,调节方法包括:
步骤S1:获取流动空间121中入口1211的气流流动速度信息。
步骤S2:根据气流流动速度信息转动转轴13,以此调节流动空间121的尺寸。
在本申请实施例中,通过参考流动空间121入口1211处的气流流动速度信息,来调节流动空间121的尺寸,减小进入流动空间121的气流对叶片12的冲击影响,以使得扩压器1能够适应新的工况,也使得扩压器1能够适应大范围工况。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种压缩机,压缩机包括叶轮2以及前述任一实施例所述的扩压器1,叶轮2从开口111中露出,叶轮2具有气流空间21,至少部分气流空间21与至少部分流动空间121连通。扩压器1用于将叶轮2排出的气流进行扩压处理。
当压缩机的工况发生变化时,即叶轮2排入扩压器1的气流发生变化时,能够通过将扩压器1的叶片12转动一定角度,以此减小进入流动空间121的气流对叶片12的冲击影响,以使得扩压器1能够适应新的工况,也使得扩压器1能够适应大范围工况。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。应理解,本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于压缩机的扩压器,其特征在于,包括:
主体,所述主体包括沿第一方向贯穿设置的开口,所述开口用于连接于所述压缩机的叶轮;
叶片,多个所述叶片设置于所述主体并环绕所述开口设置,相邻的两个所述叶片之间形成流动空间,所述流动空间具有与所述开口连通的入口;
转轴,连接于所述主体和所述叶片之间,以使所述叶片通过所述转轴相对所述主体可转动设置并调整所述流动空间的尺寸。
2.根据权利要求1所述的扩压器,其特征在于,还包括:风速检测模块,所述风速检测模块用于获取所述入口的气流流动速度信息。
4.根据权利要求3所述的扩压器,其特征在于,所述风速检测模块包括多个检测探头,各所述检测探头设置于各所述流动空间的所述入口处,所述检测探头用于获取所述入口的所述气流流动速度信息。
6.根据权利要求5所述的扩压器,其特征在于,所述叶片具有长边与短边,所述长边与所述短边的相交处为叶尖,所述延伸线为所述长边的延伸线、所述短边的延伸线或所述转动轴至所述叶尖的连接线的延伸线。
10.一种压缩机,其特征在于,包括叶轮以及如权利要求1-9任一项所述的扩压器,所述叶轮从所述开口中露出,所述叶轮具有气流空间,至少部分所述气流空间与至少部分所述流动空间连通。
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- 2022-09-07 CN CN202211088973.6A patent/CN115199587A/zh active Pending
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