CN218493883U - 一种离心压缩机及其基于半高叶片的扩压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种离心压缩机及其基于半高叶片的扩压器。该本实用新型所述的基于半高叶片的扩压器，包括轮盘、轮盖组件以及若干叶片，所述叶片布置于所述轮盘与所述轮盖组件形成的扩压通道内，实现通过利用半高叶片扩压器在不减少压缩机运行范围的情况下，提升其运行效率；所述轮盖组件上连接有用于调节所述扩压通道宽度的调节组件，所述调节组件通过驱动所述轮盖组件转动以调节所述扩压通道的宽度，从而提高扩压器的运行范围，并保证压缩机低流量下的运行效率。

Description

一种离心压缩机及其基于半高叶片的扩压器

技术领域

本实用新型涉及离心压缩机扩压器技术领域，特别地涉及一种离心压缩机及其半高叶片的扩压器。

背景技术

扩压器是离心式压缩机的关键部件，其通过降低叶轮出口的气流速度提高气体压力，气流在扩压器中的能量损失占离心压缩机静止元件损失大部分，同时对压缩机整体结构和气动性能有较大影响。

扩压器根据其是否有导叶可分为有叶扩压器和无叶扩压器，如图1所示。无叶扩压器结构设计和加工制造简单，气流流动方向角基本不变，但其气流流程长，流动损失大，扩压效率较低。而有叶扩压器中根据叶片的高度可分为全叶高的有叶扩压器和半高叶片的扩压器(如图1所示)，该有叶扩压器中叶片形状和安装能够促使气体流动方向角逐渐增大，气流流程长度得到控制，从而降低流动损失，提高扩压效率。但全叶高的有叶扩压器由于冲角的变化或偏离额定工况下，其效率损失较大，从而造成其工况适用性较窄。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种离心压缩机及其半高叶片的扩压器，可以在不减少压缩机运行范围的情况下，提升其运行效率。

本实用新型所述的一种基于半高叶片的扩压器，包括轮盘、轮盖组件以及若干半高叶片，所述叶片布置于所述轮盘与所述轮盖组件形成的扩压通道内，所述轮盖组件上连接有用于调节所述扩压通道宽度的调节组件，所述调节组件通过驱动所述轮盖组件转动以调节所述扩压通道的宽度。

作为本实用新型的进一步优化，所述轮盖组件包括轮盖座、轮盖，所述轮盖与所述轮盖座螺纹连接。

作为本实用新型的进一步优化，所述轮盖边缘内侧加工设置有直齿。

作为本实用新型的进一步优化，所述调节组件包括齿轮、用于驱动所述齿轮转动的驱动电机，所述齿轮与所述轮盖相齿和。

作为本实用新型的进一步优化，所述轮盘呈圆环型，且其内圆半径与外圆半径与所述轮盖相匹配。

作为本实用新型的进一步优化，所述轮盘上周向均匀分布有螺纹孔。

作为本实用新型的进一步优化，所述叶片周向均匀分布于所述轮盖上，且与所述轮盖连接处呈倒角型。

作为本实用新型的进一步优化，所述叶片呈鳍形，且其中心型线呈圆弧形或直板形。

作为本实用新型的进一步优化，所述叶片高度为扩压通道宽度的0.4-0.6倍。

一种离心压缩机，包括叶轮，还包括上述的基于半高叶片的扩压器，所述叶轮的开口与所述扩压器的扩压通道相对布置。

作为本实用新型的进一步优化，所述扩压通道宽度为叶轮出口宽度的0.8～0.9倍。

作为本实用新型的进一步优化，所述叶片数量应小于叶轮叶片数量，且所述叶片数量与叶轮叶片数量互质。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所述的基于半高叶片的扩压器，包括轮盘、轮盖组件以及若干叶片，所述叶片布置于所述轮盘与所述轮盖组件形成的扩压通道内，实现通过利用半高叶片扩压器在不减少压缩机运行范围的情况下，提升其运行效率；所述轮盖组件上连接有用于调节所述扩压通道宽度的调节组件，所述调节组件通过驱动所述轮盖组件转动以调节所述扩压通道的宽度，从而提高扩压器的运行范围，并保证压缩机低流量下的运行效率。

本实用新型将有叶扩压器的叶片高度调整为次流区范围内，并采用鳍形叶片，减少叶片顶部的分离损失，同时使有叶扩压器在相同的安装角下，具有更宽的运行范围。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。

图1是本实用新型所述扩压器子午面的结构示意图；

A为传统叶片扩压器；B为半高叶片扩压器；C为传统无叶扩压器；

图2为本实用新型所述轮盖组件的侧视图；

图3为本实用新型所述轮盖组件的剖视图；

图4为本实用新型所述叶片的结构示意图。

以上各图中，1、叶轮；2、轮盘；3、轮盖组件；31、轮盖座；32、轮盖；33、直齿；4、叶片；5、调节组件；51、齿轮；6、螺纹孔。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-图4所示，本实用新型提供了一种离心压缩机，包括叶轮1，还包括下述的基于半高叶片的扩压器，所述叶轮1的开口与所述扩压器的扩压通道相对布置。该基于半高叶片的扩压器，包括轮盘2、轮盖组件3以及若干半高叶片4，所述叶片4布置于所述轮盘2与所述轮盖组件3形成的扩压通道内，实现通过利用半高叶片扩压器在不减少压缩机运行范围的情况下，提升其运行效率；所述轮盖组件3上连接有用于调节所述扩压通道宽度的调节组件5，所述调节组件5通过驱动所述轮盖组件3转动以调节所述扩压通道的宽度，从而提高扩压器的运行范围，并保证压缩机低流量下的运行效率。

本实施例中，所述扩压通道截面积随扩压器半径增大而增大，以达到扩压的作用，所述扩压通道分为入口区、叶片区与出口区，入口区成收敛形态，扩压通道宽度为0.8～0.9倍的叶轮出口宽度，目的在于缓解叶轮出口气流分布不均的状况；出口区连接蜗壳或回流器。

作为本实用新型的另一个实施例，与上述实施例不同的是，本实施例中的所述轮盖组件3包括轮盖座31、轮盖32，所述轮盖32与所述轮盖座31螺纹连接。且本实施例中的所述轮盖32边缘内侧加工设置有直齿33；所述调节组件5包括齿轮51、用于驱动所述齿轮51转动的驱动电机，所述齿轮51与所述轮盖32相齿和，使得离心压缩机在流量进一步减小的情况下，工况进一步恶化，气流角进一步减小，而且此时原本的扩压器宽度无法满足离心压缩机稳定运行的要求下，通过电机或其他传动方式转动齿轮，从而带动轮盖转动，进而在与轮盖座连接的螺纹的作用下可实现扩压器宽度的调节，从而保证离心压缩机的运行状态。因在调节过程中所述扩压器仍相当于半高叶片扩压器，仍能保证一定的运行效率。

作为本实用新型的另一个实施例，与上述实施例不同的是，本实施例中的所述轮盘2呈圆环型，且其内圆半径与外圆半径与所述轮盖32相匹配，且轮盘2上周向均匀分布有螺纹孔6，实现通过螺钉与机壳相连，其表面进行抛光处理。

作为本实用新型的另一个实施例，与上述实施例不同的是，本实施例中的所述叶片4周向均匀分布于所述轮盖32上，且与所述轮盖32连接处呈倒角型，轮盖32与叶片4表面进行抛光处理以减少摩擦损失；且所述叶片4呈鳍形，减少叶片上部的分离损失，且其中心型线呈圆弧形或直板形，为减少流动损失采用机翼型叶片。

作为本实用新型的另一个实施例，与上述实施例不同的是，本实施例中为保证流道中流体流动均匀，叶片4数量应小于叶轮1叶片数量，且为防止共振，所述叶片数量与叶轮叶片数量互质。

根据最新的压气机设计理论将压气机气流分为主流区和次流区，两者的流通形式有很大不同。通过CFD分析能明显分析出，扩压器中，沿轴向气流角分布不均匀，靠近轮盘侧的次流区气流角明显高于主流区角度，通过有叶扩压器减少气流角的收益最大，进一步的，离心压缩机运行工况变化时，次流区覆盖范围发生变化，但次流区气流角度相对稳定，相对的主流区的角度及覆盖范围都发生变化。因此根据次流区的这个特性将有叶扩压叶片的高度调整为次流区范围内，使有叶扩压器相同的安装角在压气机运行范围内迎角相对稳定。具体的，叶片高度可设计为流道宽度的0.4～0.6倍之间。同时为减少叶片上部的分离损失，叶片采取鳍形叶片。通过实验及模拟计算得，具有半高叶片的叶片扩压器较传统无叶扩压器在设计点效率可提高2％～4％，其稳定工况范围为与无叶扩压器相同，比传统叶片扩压器多7％～10％。由此可保证低流量下的运行效率。

在流量进一步减小的情况下，工况进一步恶化，气流角进一步减小，此时原本的扩压器宽度无法满足离心压缩机稳定运行的要求，从而可通过电机或其他传动方式转动齿轮，从而带动轮盖转动，进而在与轮盖座连接的螺纹的作用下可实现扩压器宽度的调节，从而保证离心压缩机的运行状态。而在调节过程中所述扩压器仍相当于半高叶片扩压器，仍能保证一定的运行效率。

本实用新型将有叶扩压器的叶片高度调整为次流区范围内，并采用鳍形叶片，减少叶片顶部的分离损失，同时使有叶扩压器在相同的安装角下，具有更宽的运行范围，并且进一步提升效率。同时设计包括调节组件，可进一步提高扩压器运行范围，并保证离心压缩机低流量下的运行效率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种基于半高叶片的扩压器，其特征在于：包括轮盘、轮盖组件以及若干半高叶片，所述叶片布置于所述轮盘与所述轮盖组件形成的扩压通道内，所述轮盖组件上连接有用于调节所述扩压通道宽度的调节组件，所述调节组件通过驱动所述轮盖组件转动以调节所述扩压通道的宽度。

2.根据权利要求1所述的基于半高叶片的扩压器，其特征在于：所述轮盖组件包括轮盖座、轮盖，所述轮盖与所述轮盖座螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的基于半高叶片的扩压器，其特征在于：所述轮盖边缘内侧加工设置有直齿。

4.根据权利要求3所述的基于半高叶片的扩压器，其特征在于：所述调节组件包括齿轮、用于驱动所述齿轮转动的驱动电机，所述齿轮与所述轮盖相齿合。

5.根据权利要求2所述的基于半高叶片的扩压器，其特征在于：所述轮盘呈圆环型，且其内圆半径与外圆半径与所述轮盖相匹配。

6.根据权利要求5所述的基于半高叶片的扩压器，其特征在于：所述轮盘上周向均匀分布有螺纹孔。

7.根据权利要求2所述的基于半高叶片的扩压器，其特征在于：所述叶片周向均匀分布于所述轮盖上，且与所述轮盖连接处呈倒角型。

8.根据权利要求7所述的基于半高叶片的扩压器，其特征在于：所述叶片呈鳍形，且其中心型线呈圆弧形或直板形。

9.根据权利要求8所述的基于半高叶片的扩压器，其特征在于：所述叶片高度为扩压通道宽度的0.4-0.6倍。

10.一种离心压缩机，包括叶轮，其特征在于：还包括权利要求1-9任一所述的基于半高叶片的扩压器，所述叶轮的开口与所述扩压器的扩压通道相对布置。

11.根据权利要求10所述的离心压缩机，其特征在于：所述扩压通道宽度为叶轮出口宽度的0.8～0.9倍。

12.根据权利要求10所述的离心压缩机，其特征在于：所述叶片数量应小于叶轮叶片数量，且所述叶片数量与叶轮叶片数量互质。

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