CN219529339U - 一种离心式压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离心式压缩机，主要通过设置充气孔以及充气管，实现向定子组件和平衡盘之间间隙引入高温气体，使得间隙内温度升高，避免间隙处产生干冰，保证机组运行稳定。本实用新型的主要技术方案为：一种离心式压缩机，包括定子组件，定子组件上设置有一段出口蜗室和二段入口蜗室；压缩机转子，压缩机转子转动穿接于定子组件；平衡盘，平衡盘与压缩机转子连接，平衡盘与定子组件之间有间隙，间隙与二段入口蜗室连通；充气管，定子组件上还设置有充气孔，充气孔的第一端与间隙连通，充气管的第一端与一段出口蜗室相连通，充气管的第二端与充气孔的第二端相连通。本实用新型主要用于气体压缩。

Description

一种离心式压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种离心式压缩机。

背景技术

随着工业技术的不断发展，离心式压缩机逐渐成为现代工业生产的核心设备，离心式压缩机通过转子转动，各级叶片推动气流离心运动继而实现气体压缩。叶片推动气流的反作用力将会对转子施加较大的轴向力，为降低轴向力对压缩机性能的影响，通常在转子上增加平衡盘以平衡轴向力。平衡盘设置在压缩机二段入口蜗室后端，通过平衡盘两侧的压差向转子施加与轴向力相反的力，以起到平衡转子轴向力的作用。

离心式压缩机工作过程中，高温高压的二氧化碳由一段出口引出并经过冷却、分离处理后由二段入口蜗室进入，由于平衡盘和平衡盘对应的定子密封的原始温度低，导致进入二段入口蜗室的二氧化碳凝华并附着在平衡盘和定子密封上，体现为在平衡盘和定子密封相对二段入口蜗室的一侧以及平衡盘和定子密封间隙内结成干冰。在转子转动时，平衡盘将跟随转子转动，间隙内的干冰剐蹭定子密封结构，将导致机组振幅升高，定子密封磨损，引起高压气泄漏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种离心式压缩机，主要通过设置充气孔和连通于充气孔和一段出口蜗室的充气管，实现向间隙引入高温气体，使得间隙内温度升高，避免间隙处产生干冰，保证机组运行稳定，避免高压气泄漏。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种离心式压缩机，包括：

定子组件，定子组件上设置有一段出口蜗室和二段入口蜗室；

压缩机转子，压缩机转子转动穿接于定子组件；

平衡盘，平衡盘与压缩机转子连接，平衡盘与定子组件之间有间隙，间隙与二段入口蜗室连通，定子组件上还设置有充气孔，充气孔与间隙相连通；

充气管，充气管的第一端与一段出口蜗室相连通，充气管的第二端与充气孔相连通。

其中，定子组件包括压缩机定子和防干冰密封，一段出口蜗室和二段入口蜗室均设置于压缩机定子上，压缩机转子转动穿接于压缩机定子，防干冰密封与压缩机定子连接，且防干冰密封周向环绕于平衡盘外周，间隙位于平衡盘与防干冰密封之间；

充气孔包括密封件气孔和定子气孔，密封件气孔设置于防干冰密封上，定子气孔设置于压缩机定子上；

密封件气孔的第一端与间隙相连通，密封件气孔的第二端和定子气孔的第一端相连通，充气管的第二端与定子气孔的第二端相连通。

其中，密封件气孔的数量为多个，多个密封件气孔在防干冰密封的周向上分布；

定子组件上还设置有缓冲腔，缓冲腔位于压缩机定子和防干冰密封之间，定子气孔和多个密封件气孔均与缓冲腔相连通。

其中，多个密封件气孔在防干冰密封的周向上均匀分布；

缓冲腔围绕防干冰密封一周。

其中，防干冰密封上还设置有均气槽，均气槽在防干冰密封周向上延伸并环绕一周，均气槽包括槽口；

密封件气孔与均气槽相连通，均气槽通过槽口与间隙相连通。

其中，密封件气孔的第一端相较密封件气孔的第二端更靠近二段入口蜗室。

其中，压缩机定子包括定子机壳和端盖，定子机壳包括轴向开口，端盖与定子机壳连接，且覆盖于轴向开口；

一段出口蜗室和二段入口蜗室均设置于定子机壳上，防干冰密封与端盖连接，定子气孔设置于端盖上。

其中，压缩机定子上还设置有出口气孔，出口气孔的第一端与一段出口蜗室相连通，出口气孔的第二端与充气管相连通。

其中，充气管上设置有调节阀，调节阀用于调节充气管的流量。

本实用新型提出的离心式压缩机，主要通过设置充气孔和连通于充气孔和一段出口蜗室的充气管，实现向间隙引入高温气体，使得间隙内温度升高，避免间隙处产生干冰，保证机组运行稳定，避免高压气泄漏。现有技术中，高温高压的二氧化碳由一段出口引出并处理后由二段入口蜗室进入，由于平衡盘和平衡盘对应的定子密封的原始温度低，导致进入二段入口蜗室的二氧化碳在平衡盘和定子密封相对二段入口蜗室的一侧以及平衡盘和定子密封间隙内结成干冰。在转子转动时，平衡盘将跟随转子转动，间隙内的干冰剐蹭定子密封结构，将导致机组振幅升高，定子密封磨损，引起高压气泄漏。与现有技术相比，本申请文件中，在定子组件上设置充气孔，通过充气管和充气孔使得一段出口蜗室与间隙连通，一段出口蜗室中高温高压气体将通过充气管和充气孔进入到平衡盘与定子组件之间的间隙中，随着气体的不断涌入以及在高压的作用下，气体将沿着间隙向二段入口蜗室扩散，最终流入二段入口蜗室，形成平衡盘与定子组件之间的间隙内的高温环境，避免平衡盘和定子组件温度低导致二段入口蜗室进气遇冷凝结的问题，保证平衡盘和定子组件相对运动顺畅，避免机组震动，且避免定子组件受到凝结物磨损，保证高压气密封效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种离心式压缩机的剖视结构示意图；

图2为图1所示离心式压缩机在A区域的局部放大图；

图3为本实用新型实施例提供的一种离心式压缩机中防干冰密封在第一视角的剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种离心式压缩机中防干冰密封在第二视角的结构示意图。

其中，定子组件-100、压缩机定子-110、机壳-111、端盖-112、防干冰密封-120、密封件气孔-121、均气槽-122、一段出口蜗室-101、二段入口蜗室-102、缓冲腔-103、一段入口蜗室-104、二段入口蜗室-105、压缩机转子-200、平衡盘-300。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种离心式压缩机其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种离心式压缩机，包括：

定子组件100，定子组件100上设置有一段出口蜗室101和二段入口蜗室102；

压缩机转子200，压缩机转子200转动穿接于定子组件100；

平衡盘300，平衡盘300与压缩机转子200连接，平衡盘300与定子组件100之间有间隙，间隙与二段入口蜗室102连通，定子组件100上还设置有充气孔，充气孔与间隙相连通；

充气管，充气管的第一端与一段出口蜗室101相连通，充气管的第二端与充气孔相连通。

定子组件100上还设置有一段入口蜗室104、二段出口蜗室105和各级弯道。一段入口蜗室104和一段出口蜗室101通过弯道连通，二段入口蜗室102和二段出口蜗室105通过弯道连通，一段入口蜗室104靠近离心式压缩机的前端，二段出口蜗室105靠近离心式压缩机的末端，一段出口蜗室101和二段出口蜗室105设置于一段入口蜗室104和二段入口蜗室102之间。压缩机转子200上设置有各级叶轮，压缩机转子200穿接于定子组件100，各级叶轮与各级弯道对应。压缩机转子200与定子组件100之间通过轴承连接，使得压缩机转子200可相对定子组件100转动，带动各级叶轮旋转，通过气体的离心作用进行气体的压缩。平衡盘300设置于二段入口蜗室102相背于一段出口蜗室101的一侧，平衡盘300的一侧与二段入口蜗室102连通，在平衡盘300相背于二段入口蜗室102的一侧连通平衡腔，平衡腔用于充入平衡气。当二段入口蜗室102注入的高温高压的压缩气，平衡盘300通过两侧平衡气和压缩气的压力不同，获取由离心式压缩机的前端向离心式压缩机的末端的推力，以平衡压缩机转子200的轴向力。平衡盘300与定子组件100之间有间隙，间隙可以为在平衡盘300周向和轴向上均匀的间隙，或者，当定子组件100采用密封齿结构进行密封时，间隙指的是密封齿与平衡盘300之间的间隙，间隙用于避免平衡盘300与定子组件100接触磨损。

充气孔贯通平衡盘300与定子组件100之间间隙以及定子组件100的外部，充气管连通一段出口蜗室101和充气孔。离心式压缩机运转后，外部气体由一段入口蜗室104吸入，进过一段各级弯道增压成为高温高压的压缩气流入一段出口蜗室101，大部分压缩气将通过一段出口排出，小部分压缩气将通过充气管流入充气孔，继而通过充气孔流向平衡盘300和定子组件100之间间隙，沿着间隙扩散，并进一步扩散至二段入口蜗室102，使得间隙内由高温气体填充，平衡盘300和定子组件100表面温度升高，形成在间隙内的高温气体保护。当一段出口排出的压缩气经处理后由二段入口蜗室102再次进入离心式压缩机时，由于平衡盘300和定子组件100之间的间隙接近一段出口蜗室101处压缩气温度，而一段出口蜗室101处压缩气温度高于二段入口蜗室102流入气体的温度，从而避免二段入口蜗室102流入气体在平衡盘300和定子组件100间隙处预冷凝结，避免干冰附着。

充气管连通一段出口蜗室101获取高温高压的压缩气，一方面满足充气管流出的气体的压力大于进入二段入口蜗室102的气体的压力，使得充气管流出的气体可以沿着间隙持续流动至二段入口蜗室102；另一方面，一段出口蜗室101处流出的压缩气温度在180度左右，足够的高温使得压缩气流入间隙后不会结成干冰。

本实用新型实施例提出的离心式压缩机，主要通过设置充气孔和连通于充气孔和一段出口蜗室的充气管，实现向间隙引入高温气体，气体通过间隙向二段入口蜗室扩散，使得间隙内温度升高，避免间隙处产生干冰，保证机组运行稳定，避免高压气泄漏。现有技术中，高温高压的二氧化碳由一段出口引出并处理后由二段入口蜗室进入，由于平衡盘和平衡盘对应的定子密封的原始温度低，导致进入二段入口蜗室的二氧化碳在平衡盘和定子密封相对二段入口蜗室的一侧以及平衡盘和定子密封间隙内结成干冰。在转子转动时，平衡盘将跟随转子转动，间隙内的干冰剐蹭定子密封结构，将导致机组振幅升高，定子密封磨损，引起高压气泄漏。与现有技术相比，本申请文件中，在定子组件上设置充气孔，通过充气管和充气孔使得一段出口蜗室与间隙连通，一段出口蜗室中高温高压气体将通过充气管和充气孔进入到平衡盘与定子组件之间的间隙中，随着气体的不断涌入以及在高压的作用下，气体将沿着间隙向二段入口蜗室扩散，最终流入二段入口蜗室，形成平衡盘与定子组件之间的间隙内的高温环境，避免平衡盘和定子组件温度低导致二段入口蜗室进气遇冷凝结的问题，保证平衡盘和定子组件相对运动顺畅，避免机组震动，且避免定子组件受到凝结物磨损，保证高压气密封效果。

一种实施方式中，如图1-4所示，定子组件100可以进一步包括压缩机定子110和防干冰密封120，压缩机定子110和防干冰密封120可以为一体结构，或者，压缩机定子110和防干冰密封120为分体结构，方便加工和安装。分体结构的实施方式中，防干冰密封120为环形结构，可采用螺栓固定于压缩机定子110上。一段出口蜗室101和二段入口蜗室102均设置于压缩机定子110上。压缩机转子200转动穿接于压缩机定子110，且转动穿接于防干冰密封120，使得防干冰密封120周向环绕于平衡盘300外周，平衡盘300与定子组件100之间的间隙指的是平衡盘300与防干冰密封120之间的间隙。

充气孔包括密封件气孔121和定子气孔，密封件气孔121设置于防干冰密封120上，定子气孔设置于压缩机定子110上。密封件气孔121的第一端与间隙相连通，密封件气孔121的第二端和定子气孔的第一端相连通，充气管的第二端与定子气孔的第二端相连通。密封件气孔121与定子气孔相邻通可以为直接连通，如密封件气孔121与定子气孔的数量相同，可以均为两个或者四个，在安装防干冰密封120时，将密封件气孔121与定子气孔一一对应后固定防干冰密封120。

在一些其他的实施方式中，密封件气孔121的数量为多个，多个密封件气孔121在防干冰密封120的周向上分布。定子组件100上还设置有缓冲腔103，缓冲腔103位于压缩机定子110和防干冰密封120之间，定子气孔和多个密封件气孔121均与缓冲腔103相连通。

缓冲腔103的设置，一方面使得密封件气孔121与定子气孔的数量无需相同，安装防干冰密封120时也无需密封件气孔121与定子气孔一一对应，可以仅设置一个定子气孔，避免在压缩机定子110上打孔数量多导致的压缩机定子110结构强度下降。另一方面，由于进入缓冲腔103的是一段出口蜗室101流出的高温高压的压缩气，气体进入缓冲腔103后在高压的作用下将迅速布满整个缓冲腔103，继而均匀的由多个密封件气孔121流入间隙。一种实施方式中，多个密封件气孔121在防干冰密封120的周向上均匀分布，使得高温气体在间隙的周向均匀流入间隙，使得间隙温度均匀，避免加热不到位导致局部气体凝结。缓冲腔103为围绕防干冰密封120一周的环形腔室。

更为具体的实施方式中，压缩机定子110相对防干冰密封120的一侧设置有第一环形凹槽，定子气孔贯通于第一环形凹槽的内壁，防干冰密封120相对压缩机定子110的一侧设置有第二环形凹槽，密封件气孔121贯通于第二环形凹槽的内壁。防干冰密封120与压缩机定子110连接后，第一环形凹槽与第二环形凹槽相对，第一环形凹槽与第二环形凹槽之间形成缓冲腔103。

一种实施方式中，为进一步使得气体能够在防干冰密封120周向上均匀的流入间隙，防干冰密封120上还设置有均气槽122，均气槽122在防干冰密封120周向上延伸并环绕一周，均气槽122包括槽口。密封件气孔121与均气槽122相连通，均气槽122通过槽口与间隙相连通。密封件气孔121具体可以为12个，12个密封件气孔121在防干冰密封120周向上均匀分布，并均贯通于均气槽122。

一种实施方式中，密封件气孔121的第一端相较密封件气孔121的第二端更靠近二段入口蜗室102，在定子组件100上设置有缓冲腔103，防干冰密封120上设置有均气槽122的实施方式中，均气槽122相较缓冲腔103更远离压缩机定子110的末端，或者说更靠近二段入口蜗室102，使得气体由密封件气孔121流出时的方向向二段入口蜗室102倾斜，使得气体更容易向二段入口蜗室102流动。

一种实施方式中，压缩机定子110包括定子机壳111和端盖112，端盖112的数量为两个，定子机壳111呈近似的筒状结构，定子机壳111包括位于轴向两侧的两个轴向开口。端盖112与定子机壳111连接，且覆盖于轴向开口。一段出口蜗室101和二段入口蜗室102均设置于定子机壳111上，压缩机转子200穿接于定子机壳111以及端盖112。防干冰密封120与靠近压缩机定子110末端的端盖112连接，可以为采用螺栓连接。定子气孔设置于端盖112上，方便加工，且避免对定子机壳111结构的破坏。在定子组件100上设置有缓冲腔103的实施方式中，缓冲腔103位于端盖112和防干冰密封120之间，在压缩机定子110相对防干冰密封120的一侧设置有第一环形凹槽的实施方式中，第一环形凹槽设置在端盖112上。

进一步的，压缩机定子110上还设置有出口气孔，出口气孔可设置在定子机壳111上，出口气孔的第一端与一段出口蜗室101相连通，出口气孔的第二端与充气管相连通，以实现一段出口蜗室101的压缩气通过出口气孔流入充气管。

一种实施方式中，充气管上设置有调节阀，调节阀用于调节充气管的流量，密封件气孔121内气体流速可根据实际间隙的大小以及一段出口蜗室101处压缩气温度等设置，本申请不做限制。在一种具体的实施方式中，可控制充气管的流量使得通过密封件气孔121的气体流速为25m/s。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种离心式压缩机，其特征在于，包括：

定子组件，所述定子组件上设置有一段出口蜗室和二段入口蜗室；

压缩机转子，所述压缩机转子转动穿接于所述定子组件；

平衡盘，所述平衡盘与所述压缩机转子连接，所述平衡盘与所述定子组件之间有间隙，所述间隙与所述二段入口蜗室连通，所述定子组件上还设置有充气孔，所述充气孔与所述间隙相连通；

充气管，所述充气管的第一端与所述一段出口蜗室相连通，所述充气管的第二端与所述充气孔相连通。

2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其特征在于，

所述定子组件包括压缩机定子和防干冰密封，所述一段出口蜗室和所述二段入口蜗室均设置于所述压缩机定子上，所述压缩机转子转动穿接于所述压缩机定子，所述防干冰密封与所述压缩机定子连接，且所述防干冰密封周向环绕于所述平衡盘外周，所述间隙位于所述平衡盘与所述防干冰密封之间；

所述充气孔包括密封件气孔和定子气孔，所述密封件气孔设置于所述防干冰密封上，所述定子气孔设置于所述压缩机定子上；

所述密封件气孔的第一端与所述间隙相连通，所述密封件气孔的第二端和所述定子气孔的第一端相连通，所述充气管的第二端与所述定子气孔的第二端相连通。

3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其特征在于，

所述密封件气孔的数量为多个，多个所述密封件气孔在所述防干冰密封的周向上分布；

所述定子组件上还设置有缓冲腔，所述缓冲腔位于所述压缩机定子和所述防干冰密封之间，所述定子气孔和多个所述密封件气孔均与所述缓冲腔相连通。

4.根据权利要求3所述的离心式压缩机，其特征在于，

多个所述密封件气孔在所述防干冰密封的周向上均匀分布；

所述缓冲腔围绕所述防干冰密封一周。

5.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其特征在于，

所述防干冰密封上还设置有均气槽，所述均气槽在所述防干冰密封周向上延伸并环绕一周，所述均气槽包括槽口；

所述密封件气孔与所述均气槽相连通，所述均气槽通过所述槽口与所述间隙相连通。

6.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其特征在于，

所述密封件气孔的第一端相较所述密封件气孔的第二端更靠近所述二段入口蜗室。

7.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其特征在于，

所述压缩机定子包括定子机壳和端盖，所述定子机壳包括轴向开口，所述端盖与所述定子机壳连接，且覆盖于所述轴向开口；

所述一段出口蜗室和所述二段入口蜗室均设置于所述定子机壳上，所述防干冰密封与所述端盖连接，所述定子气孔设置于所述端盖上。

8.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其特征在于，

所述压缩机定子上还设置有出口气孔，所述出口气孔的第一端与所述一段出口蜗室相连通，所述出口气孔的第二端与所述充气管相连通。

9.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其特征在于，

所述充气管上设置有调节阀，所述调节阀用于调节所述充气管的流量。