CN209324685U - 一种齿轮组装式四轴离心压缩机 - Google Patents

一种齿轮组装式四轴离心压缩机 Download PDF

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王立博
李焕军
覃永正
陈江
张旭
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Abstract

本实用新型属于化工压缩机制造技术领域,涉及一种齿轮组装式四轴离心压缩机;主要由转子和定子组成;转子包括一级高速轴转子,输入轴转子,惰轴转子,二三级高速轴转子;一级高速轴转子主要由一级叶轮,一级整流罩和一级齿轮轴组成;一级叶轮与一级齿轮轴过盈配合;一级整流罩固定在一级齿轮轴上;二三级高速轴转子主要由二级叶轮,二级整流罩,三级叶轮,三级整流罩和二三级齿轮轴组成;二级叶轮与二三级齿轮轴一端过盈配合;三级叶轮与二三级齿轮轴另一端过盈配合;二级整流罩、三级整流罩均固定在二三级齿轮轴上;定子包括齿轮箱组部;转子装配在齿轮箱组部内。本实用新型具有制造成本低、结构紧凑、运行周期长、维护简单、高效节能的优点。

Description

一种齿轮组装式四轴离心压缩机
技术领域
本实用新型涉及化工压缩机制造技术领域,尤其涉及一种齿轮组装式四轴离心压缩机。
背景技术
传统的化工压缩机有:离心式压缩机,往复式压缩机和螺杆压缩机。离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机。特别是有些化工基础原料,如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等,可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品,在生产这种基础原料的石油化工厂中,离心式压缩机占有重要地位,是关键设备之一。除此之外,其他如石油精炼,煤化工,天然气输送等行业中,离心式压缩机也是极为关键的设备。随着气体动力学研究的不断深入,离心压缩机的效率大幅提高,应用范围不断增大,往复式压缩机和螺杆压缩机也逐渐被离心式压缩机所取代。
目前化工行业用的多为单轴离心式压缩机,但是因为其轴系较长,不能逐级冷却,小流量时效率较低的限制,且单轴式离心压缩机制造成本高,占地面积相对较大,维护困难的局限性,而逐步被多轴齿轮组装式压缩机取代。而现在行业所用的多轴压缩机都是空气压缩机,且都为3轴或3轴以下的压缩机,本实用新型要提供的是一种齿轮组装式四轴化工离心式压缩机。
齿轮组装式四轴化工离心式压缩机存在的技术难点在于:1、在高压状态下,流通组部与外界的密封隔离效率;2、四轴转子的合理布局;3、齿轮啮合状态下四轴转子动力学耦合机理数值分析。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题,本实用新型提供一种以化工气体为主要介质,带干气密封,制造成本低、结构紧凑、运行周期长、维护简单、高效节能的四轴离心压缩机。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本实用新型采用的主要技术方案结构包括:(1)转子:一级高速轴转子,输入轴转子,惰轴转子,二三级高速轴转子;(2)定子:齿轮箱组部,一、二、三级流通组部。转子装配在齿轮箱内,输入轴直接带动一级高速轴转子和惰轴转子,惰轴转子带动二三级高速轴转子。气流在每级流通组部中增压,与外界通过干气密封隔离,如此多级增压,使气流在出口达到所需压力。
一种齿轮组装式四轴离心压缩机,主要由转子和定子组成;
所述转子包括一级高速轴转子1,输入轴转子2,惰轴转子3,二三级高速轴转子4;
所述一级高速轴转子1主要由一级叶轮1-1,一级整流罩1-2和一级齿轮轴1-3组成;
所述一级叶轮1-1与一级齿轮轴1-3过盈配合;所述一级整流罩1-2固定在一级齿轮轴1-3上;
所述输入轴转子2主要由齿轮轴和推力环组成;
所述惰轴转子3主要由轮轴和大齿环组成;大齿环通过过盈配合装配到轮轴上;
所述二三级高速轴转子4主要由二级叶轮4-1,二级整流罩4-2,三级叶轮4-3,三级整流罩4-4和二三级齿轮轴4-5组成;
所述二级叶轮4-1与二三级齿轮轴4-5一端过盈配合;
所述三级叶轮4-3与二三级齿轮轴4-5另一端过盈配合;
所述二级整流罩4-2、三级整流罩4-4均固定在二三级齿轮轴4-5上;
电机通过联轴器连接输入轴转子2中的齿轮轴;
所述输入轴转子2中的齿轮轴一侧与一级高速轴转子1中的一级齿轮轴1-3啮合;
所述输入轴转子2中的齿轮轴另一侧与惰轴转子3中的大齿环啮合;所述惰轴转子3中的大齿环同时与二三级高速轴转子4中的二三级齿轮轴4-5啮合;
所述定子包括齿轮箱组部19;
所述转子装配在齿轮箱组部19内。
技术方案中所述定子还包括一级流通组部16、二级流通组部17和三级流通组部18;
所述齿轮箱组部19包括箱体一级侧板19-1、箱体二级侧板19-2、箱体三级侧板19-3 和三级侧板安装板19-4;
一级流通组部16包括一级蜗壳16-1、一级扩压器16-2;
二级流通组部17包括二级蜗壳17-1、二级扩压器17-2;
三级流通组部18包括三级蜗壳18-1、三级扩压器18-2;
一级蜗壳16-1、二级蜗壳17-1及三级蜗壳18-1均固定在齿轮箱组部19上;
一级扩压器16-2、二级扩压器17-2、三级扩压器18-2分别固定在一级蜗壳16-1、二级蜗壳17-1、三级蜗壳18-1的内部蜗室入气口处;
一级叶轮1-1和一级整流罩1-2均位于一级蜗壳16-1内部;二级叶轮4-1和二级整流罩4-2均位于二级蜗壳17-1内部;三级叶轮4-3和三级整流罩4-4均位于三级蜗壳 18-1内部。
一、二、三级流通组部和外界之间均采用干气密封进行隔离;
在箱体一级侧板19-1和一级高速轴转子1中的一级齿轮轴1-3之间设置一级干气密封 13,在箱体二级侧板19-2和二三级高速轴转子4中的二三级齿轮轴4-5一端之间设置二级干气密封14,在三级侧板安装板19-4和二三级高速轴转子4中的二三级齿轮轴4-5另一端之间设置三级干气密封15。
所述齿轮组装式四轴离心压缩机的气体介质为化工气体。
(三)有益效果
本实用新型的有益效果是:四轴布局,介质为化工气体,结构紧凑,维护简单,高效节能。
综上所述,本实用新型的四轴离心压缩机具有制造成本低、结构紧凑、运行周期长、维护简单、高效节能的优点。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:
图1是本实用新型实施例一中的齿轮组装式四轴离心压缩机的中分面布局图。
图2是本实用新型实施例一中的齿轮组装式四轴离心压缩机一级流通组部、箱体一级侧板、一级高速轴转子安装位置示意图。
图3是本实用新型实施例一中的齿轮组装式四轴离心压缩机二级流通组部、箱体二级侧板、二三级高速轴转子安装位置示意图。
图4是本实用新型实施例一中的齿轮组装式四轴离心压缩机三级流通组部、箱体三级侧板、二三级高速轴转子安装位置示意图。
图中:
1:一级高速轴转子;1-1:一级叶轮;1-2:一级整流罩;1-3:一级齿轮轴;2:输入轴转子;3:惰轴转子;4:二三级高速轴转子;4-1:二级叶轮;4-2;二级整流罩;4-3:三级叶轮;4-4:三级整流罩;4-5:二三级齿轮轴;4-5-1:二三级齿轮轴二级侧;4-5-2:二三级齿轮轴三级侧;5:一级输入侧轴承;6:一级非输入侧轴承;7:输入轴输入侧轴承;8:输入轴非输入侧轴承;9:惰轴输入侧轴承;10:惰轴非输入侧轴承;11:二三级输入侧轴承; 12:二三级非输入侧轴承;13:一级干气密封;14:二级干气密封;15:三级干气密封;16:一级流通组部;16-1:一级蜗壳;16-2:一级扩压器;17:二级流通组部;17-1:二级蜗壳;17-2:二级扩压器;18:三级流通组部;18-1:三级蜗壳;18-2:三级扩压器;19:齿轮箱组部;19-1:箱体一级侧板;19-2:箱体二级侧板;19-3:箱体三级侧板;19-4:三级侧板安装板。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作详细的描述:
为了更好的解释本实用新型,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本实用新型作详细描述。
实施例一
参照图1-4,本实施例提供一种齿轮组装式四轴离心压缩机,其结构主要包括:1:一级高速轴转子;1-1:一级叶轮;1-2:一级整流罩;1-3:一级齿轮轴;2:输入轴转子;3:惰轴转子;4:二三级高速轴转子;4-1:二级叶轮;4-2;二级整流罩;4-3:三级叶轮;4-4:三级整流罩;4-5:二三级齿轮轴;5:一级输入侧轴承;6:一级非输入侧轴承;7:输入轴输入侧轴承;8:输入轴非输入侧轴承;9:惰轴输入侧轴承;10:惰轴非输入侧轴承;11:二三级输入侧轴承;12:二三级非输入侧轴承;
13:一级干气密封;14:二级干气密封;15:三级干气密封;16:一级流通组部;16-1:一级蜗壳;16-2:一级扩压器;17:二级流通组部;17-1:二级蜗壳;17-2:二级扩压器; 18:三级流通组部;18-1:三级蜗壳;18-2:三级扩压器;19:齿轮箱组部;19-1:箱体一级侧板;19-2:箱体二级侧板;19-3:箱体三级侧板。另外还包括电机及附属级间管路等。
具体地,一级输入侧轴承5和一级非输入侧轴承6通过配合直口安装在齿轮箱组部19上,一级高速轴转子1放入到一级输入侧轴承5和一级非输入侧轴承6内孔中,是一级高速轴转子1的两个支撑点;
输入轴输入侧轴承7和输入轴非输入侧轴承8通过配合直口安装在齿轮箱组部19上,输入轴转子2放入到输入轴输入侧轴承7和输入轴非输入侧轴承8内孔中,是输入轴转子2的两个支撑点;
惰轴输入侧轴承9和惰轴非输入侧轴承10通过配合直口安装在齿轮箱组部19上,惰轴转子3放入到惰轴输入侧轴承9和惰轴非输入侧轴承10内孔中,是惰轴转子3的两个支撑点;
二三级输入侧轴承11和二三级非输入侧轴承12通过配合直口安装在齿轮箱组部19上,二三级高速轴转子4放入到一级输入侧轴承5和一级非输入侧轴承6内孔中,是一级高速轴转子4的两个支撑点;
具体地,一级叶轮1-1通过过盈配合、一级整流罩1-2通过螺纹安装在一级齿轮轴上一起组成了一级高速轴转子1;
二级叶轮4-1通过过盈配合、二级整流罩4-2通过螺纹、三级叶轮4-3通过过盈配合、三级整流罩4-4通过螺纹安装在二三级齿轮轴上一起组成了二三级高速轴转子4;
转子安装在齿轮箱组部19内。
箱体组部19主要由箱体一级侧板19-1、箱体二级侧板19-2、箱体三级侧板19-3、三级侧板安装板19-4、轴承、密封和附件组成;
一二三级流通组部主要由蜗壳,形环,扩压器和干气密封组成;
电机通过联轴器连接输入轴转子2中的齿轮轴;
所述输入轴转子2中的齿轮轴一侧与一级高速轴转子1中的一级齿轮轴1-3啮合;
所述输入轴转子2中的齿轮轴另一侧与惰轴转子3中的大齿环啮合;所述惰轴转子3中的大齿环同时与二三级高速轴转子4中的二三级齿轮轴4-5啮合;
电机通过联轴器直接连接输入轴转子2,输入轴转子2通过齿轮啮合带动右侧的一级高速轴转子1和左侧的惰轴转子3,惰轴转子3通过齿轮啮合带动最左侧的二三级高速轴转子4;一级蜗壳16-1、二级蜗壳17-1及三级蜗壳18-1都直接用螺钉把和在齿轮箱组部19上,其中一级扩压器16-2、二级扩压器17-2、三级扩压器18-2分别用螺钉把和在相应级蜗壳的内部入气口;
一级叶轮1-1和一级整流罩1-2都位于一级蜗壳16-1内部,二级叶轮4-1和二级整流罩 4-2都位于二级蜗壳17-1内部,三级叶轮4-3和三级整流罩4-4都位于三级蜗壳18-1内部;
气流由一级流通组部16入口进入,并经过高速旋转的一级叶轮1-1的加速和增压,再通过一级扩压器16-2的增压作用后,气流再从一级蜗壳16-1中减速增压作用之后,从一级蜗壳16-1出口通过管道进入级间冷却器冷却后进入第二级流通组部17,经过高速旋转的二级叶轮4-1的加速和增压,再通过二级扩压器17-2的增压作用后,气流再从二级蜗壳17-1中减速增压作用之后,从二级蜗壳17-1出口通过管道进入级间冷却器冷却后进入第三级流通组部18,经过高速旋转的三级叶轮4-3的加速和增压,再通过三级扩压器18-2的增压作用后,气流再从三级蜗壳18-1中减速增压作用之后,从三级蜗壳18-1出口出来的气流即是所需压力的气体;
具体的,参照图2-图4,由于转子中的一级齿轮轴1-3和定子中的箱体一级侧板19-1之间,二三级齿轮轴4-5和箱体二级侧板19-2、箱体三级侧板19-3之间都是非接触式关系,为了高压气流不往外泄漏,所以在箱体一级侧板19-1和一级高速轴转子1中的一级齿轮轴1-3之间增加了一级干气密封13,在箱体二级侧板19-2和二三级高速轴转子4中的二三级齿轮轴4-5一端之间增加了二级干气密封14,二三级齿轮轴4-5一端为二三级齿轮轴二级侧4-5-1,也即在箱体二级侧板19-2和二三级高速轴转子4中的二三级齿轮轴二级侧4-5-1之间增加了二级干气密封14;
在三级侧板安装板19-4和二三级高速轴转子4中的二三级齿轮轴4-5另一端之间增加了三级干气密封15,二三级齿轮轴4-5另一端为二三级齿轮三级侧轴4-5-2,也即在三级侧板安装板19-4和二三级高速轴转子4中的二三级齿轮三级侧轴4-5-2之间增加了三级干气密封 15;
一级干气密封13、二级干气密封14、三级干气密封15都分别安装在箱体一级侧板19-1,箱体二级侧板19-2,三级侧板安装板19-4上,通过干气密封和轴的小间隙配合,也即一级干气密封13与一级齿轮轴1-3的间隙配合、二级干气密封14与二三级齿轮轴二级侧4-5-1 的间隙配合、三级干气密封15与二三级齿轮轴三级侧4-5-2的间隙配合,并配合工艺气的阻流作用,保证了整个气路系统增压的高效性。
转子中齿轮啮合处都有喷油冷却及润滑,轴的支撑处都是带有油润滑的滑动轴承,转子和定子运行过程中的关系为非接触式运行,整个齿轮箱组部19内部有一个完整的润滑油系统;
转子中的一级高速轴转子1、输入轴转子2、惰轴转子3、二三级高速轴转子4的结构及转速,需要经过强度计算和四轴耦合转子动力学计算来确定。
由此,本实施例的齿轮组装式四轴离心压缩机具有制造成本低、结构紧凑、运行周期长、维护简单、高效节能的优点。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (4)

1.一种齿轮组装式四轴离心压缩机,其特征在于:
主要由转子和定子组成;
所述转子包括一级高速轴转子(1),输入轴转子(2),惰轴转子(3),二三级高速轴转子(4);
所述一级高速轴转子(1)主要由一级叶轮(1-1),一级整流罩(1-2)和一级齿轮轴(1-3)组成;
所述一级叶轮(1-1)与一级齿轮轴(1-3)过盈配合;所述一级整流罩(1-2)固定在一级齿轮轴(1-3)上;
所述输入轴转子(2)主要由齿轮轴和推力环组成;
所述惰轴转子(3)主要由轮轴和大齿环组成;大齿环通过过盈配合装配到轮轴上;
所述二三级高速轴转子(4)主要由二级叶轮(4-1),二级整流罩(4-2),三级叶轮(4-3),三级整流罩(4-4)和二三级齿轮轴(4-5)组成;
所述二级叶轮(4-1)与二三级齿轮轴(4-5)一端过盈配合;
所述三级叶轮(4-3)与二三级齿轮轴(4-5)另一端过盈配合;
所述二级整流罩(4-2)、三级整流罩(4-4)均固定在二三级齿轮轴(4-5)上;
电机通过联轴器连接输入轴转子(2)中的齿轮轴;
所述输入轴转子(2)中的齿轮轴一侧与一级高速轴转子(1)中的一级齿轮轴(1-3)啮合;
所述输入轴转子(2)中的齿轮轴另一侧与惰轴转子(3)中的大齿环啮合;所述惰轴转子(3)中的大齿环同时与二三级高速轴转子(4)中的二三级齿轮轴(4-5)啮合;
所述定子包括齿轮箱组部(19);
所述转子装配在齿轮箱组部(19)内。
2.如权利要求1所述的齿轮组装式四轴离心压缩机,其特征在于:
所述定子还包括一级流通组部(16)、二级流通组部(17)和三级流通组部(18);
一级流通组部(16)包括一级蜗壳(16-1)、一级扩压器(16-2);
二级流通组部(17)包括二级蜗壳(17-1)、二级扩压器(17-2);
三级流通组部(18)包括三级蜗壳(18-1)、三级扩压器(18-2);
一级蜗壳(16-1)、二级蜗壳(17-1)及三级蜗壳(18-1)均固定在齿轮箱组部(19)上;
一级扩压器(16-2)、二级扩压器(17-2)、三级扩压器(18-2)分别固定在一级蜗壳(16-1)、二级蜗壳(17-1)、三级蜗壳(18-1)的内部蜗室入气口处;
一级叶轮(1-1)和一级整流罩(1-2)均位于一级蜗壳(16-1)内部;二级叶轮(4-1)和二级整流罩(4-2)均位于二级蜗壳(17-1)内部;三级叶轮(4-3)和三级整流罩(4-4)均位于三级蜗壳(18-1)内部。
3.如权利要求1所述的齿轮组装式四轴离心压缩机,其特征在于:
一、二、三级流通组部和外界之间均采用干气密封进行隔离;
所述齿轮箱组部(19)包括箱体一级侧板(19-1)、箱体二级侧板(19-2)、箱体三级侧板(19-3)和三级侧板安装板(19-4);
在箱体一级侧板(19-1)和一级高速轴转子(1)中的一级齿轮轴(1-3)之间设置一级干气密封(13),在箱体二级侧板(19-2)和二三级高速轴转子(4)中的二三级齿轮轴(4-5)一端之间设置二级干气密封(14),在三级侧板安装板(19-4)和二三级高速轴转子(4)中的二三级齿轮轴(4-5)另一端之间设置三级干气密封(15)。
4.如权利要求1所述的齿轮组装式四轴离心压缩机,其特征在于,所述齿轮组装式四轴离心压缩机的气体介质为化工气体。
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