RU1780561C - Центробежный многоступенчатый компрессор - Google Patents

Abstract

Использование: в компрессорострое- нии. Сущность изобретени : разгрузочный поршень 4 многоступенчатого центробежного компрессора установлен на валу 3, образует с корпусной деталью 5 зазор 6, обращен одним торцом к полости 7 высокого давлени , а другим - k по ости 8 низкого давлени , сообщенной с полостью УОСЬ ва- ни , и имеет выемку 11, образующую с корпусной деталью 5 кольцевую камеру 12. раздел ющую зазор 6 на два участка различной длины, определ емой неравенством 1 -г- 4, где Li - длина участка зазора со стороны полости высокого давлени ; L&- длина участка зазора со стороны полости низкого давлени . 2 ил. сл с sj 00 о СП СЬ Сл Т 7 4 6 П П 6 58

Description

Фиё.1

Изобретение относитс  к компрессоро- строению и касаетс  конструкции центробежных многоступенчатых компрессоров.

Известен центробежный многоступенчатый компрессор, содержащий корпус, расположенные в нем последовательно рабочие ступени и установленный на валу раз- грузочный поршень, образующий с корпусной деталью зазор и обращенный одним торцом к полости высокого давлени , а другим к полости низкого давлени , сообщенной с полостью всасывани  1.

Недостатком такого компрессора  вл етс  невысокий КПД, обусловленный сжатием относительно большого количества гор чего газа, перет ёкающёго через зазор на всасывание компрессора.

Известен также центробежный многоступенчатый компреЬсор. сод ёр кащйй корпус расположенные в нем последовательно рабочие ступени и установленный на валу разгрузочный поршень, образующий с корпусной деталью зазор и обращенный одним торцом к полости высокого давлени , а другим к полости низкого давлени , сообщенной с полостью всасывани  {2. Здесь торец поршн , обращенный к полости высокого давлени , снабжен лопатками и покрывным диском, образующими центробежное колесо , что создает гидравлическое сопротивление осевому потоку утечек через зазор.

Однако КПД такого компрессора также недостаточно высокий, т.к. центробежное колесо, установленное на торце разгрузочного поршн , потребл ет дополнительную энергию.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД центробежного компрессора путем уменьшени  затрат энергии на вторичное сжатие рабочей среды, перетекающей через уплотн ющий зазор между разгрузочным поршйем и корпусной деталью. i.

Указанна  цель flocTnraefda тем, что в- центробежном многоступенчатом компрессоре , содержащей корпус, распложенные в нем последовательно рабочие ступени и установленный на валу разгрузочный поршень , образующий с корпусной деталью зазор и обращенный одним торцом к полости высокого давлени , а другим к полости низкого давлени , сообщенной с полостью вса- сывани , разгрузочный поршень имеет выемку, образующую с корпусной деталью кольцевую камеру, раздел ющую зазор на два участка различной длины, определ емой неравенством

О)

1

,

12

где Li - длина участка зазора со стороны полости высокого давлени ;

L.2 - длина участка зазора со стороны полости низкого давлени ,

и сообщающую участок зазора со стороны полости высокого давлени  с одной из промежуточных рабочих ступеней.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емый центробежный компрессор отличаетс  тем, что разгрузочный поршень имеет выемку, образующую ст орпусной деталью кольцевую камеру , раздел ющую зазор на два участка различной длины, определ емой неравенством (1). и сообщающую участок зазора со стороны полости высокого давлени  с одной из промежуточных рабочих ступеней.

Таким образом за вл емый центробежный компрессор соответствует критерию

изобретени  новизна.

За вл емое техническое решение соответствует критерию существенные отличи , т.к. отличительные от прототипа признаки ранее не использовались совместно в составе совокупностей признаков других технических решений с той же целью с достижением того результата.

На фиг, 1 изображен центробежный многоступенчатый компрессор, продольный разрез; на фиг. 2 - кривые зависимостей коэффициентов затрат мощности

., ДМГ А м

KN д м гДе Д NI - мощность, затрачиваема  на вторичное сжатие газа, перетекающего через уплотн ющий зазор между разгрузочным поршнем и корпусной деталью в компрессоре традиционного, классического исполнени ; - мощность, затрачиваема  на вторичное сжатие газа,

перетекающего через уплотн ющий зазор между разгрузочным поршнем и корпусной деталью в компрессоре предлагаемой конструкции при различных соотношени х длин участков зазора, в зависимости от давлени  в промежуточной ступени, выражен- ного через степень п соотношени 

Рпр Рве VTlT;

где РПр - давление в промежуточной ступени , с которой сообщен участок зазора со

стороны полости высокого давлени ;

Рве - давление всасывани  компрессора;

степень повышени  давлени  в компрессоре .

Центробежный многоступенчатый компрессор содержит корпус 1, расположенные в нем последовательно рабочие ступени 2 и установленный на валу 3 разгрузочный поршень 4, образующий с корпусной деталью 5

зазор 6 и обращенный одним торцом к полости 7 высокого давлени , а другим к полости 8 низкого давлени , сообщенной линией 9 с полостью 10 всасывани . Разгрузочный поршень 4 имеет выемку 11, образующую с корпусной деталью 5 кольцевую камеру 12, раздел ющую зазор 6 на два участка различной длины, определ емой неравенством

1 4. l2

где L/ - длина участка зазора б со стороны полости 7 высокого давлени ;

L.2 - длина участка зазора б со стороны полости 8 низкого давлени , и сообщающую участок зазора б со стороны полости 7 высокого давлени  с одной из промежуточных рабочих ступеней 2 каналом 13

Центробежный многоступенчатый компрессор работает следующим образом

При вращении вала 3 рабочий газ через полость 10 всасывани  поступает к рабочим ступен м 2, где происходит его сжатие. При этом на торцы разгрузочного поршн  4 действует перепад давлени  который умень- шает осевую нагрузку на упорный подшипник (не показан) компрессора Ввиду разности давлений в полости 7, кольцевой камере 12 и полости 8 некоторое количество газа перетекает через уплотн - ющий зазор 6, причем газ, перетекающий через участок зазора длиной Li, попадает в кольцевую камеру 12, из которой часть его поступает по каналу 13 в одну из промежуточных рабочих ступеней 2, а оставша с  часть газа через участок зазора длиной поступает в полость 8 низкого давлени , откуда по линии 9 направл етс  в полость 10 всасывани .

Выбор соотношений длин Li и L.2 участ- ков зазора б а также промежуточной рабочей ступени 2, с которой будет сообщена кольцева  камера 12, определ ет количество перетекающего через уплотн ющий зазор 6 газа и работу котора  будет затрачена на его вторичное сжатие в компрессоре.

Вышеприведенное неравенство (1) длин участков уплотн ющего зазора 6  вл етс  оптимальным, т к. при этом обеспечи- ваетс  снижение потерь мощности на сжатие перетекающего через зазор 6 газа независимо от того, с какой промежуточной рабочей ступенью 2 сообщена кольцева  камера 12. Максимальному снижению потерь мощности отвечает выбор промежуточной ступени исход  из соотношени . ,

j,- ,,-

Рве VJTk 5SPnp PBc WZ.

5

0

5

0

5 0 5

0 5

0 5

где Рве - давление всасывани  компрессора;

Рпр - давление в промежуточной ступени , с которой сообщен участок зазора 6 со стороны полости 7 высокого давлени ;

 к - степень повышени  давлени  в компрессоре.

На фиг. 2 кривые отражают зависимости соотношений затрат мощности на сжатие перетекающего через уплотн ющий зазор б газа при обычном и предлагаемом вариантах исполнени  центробежного компрессора .- .

Снижение по терь мощности на вторичное сжатие гтеретёк а ющего через зазор 6 газа дл  компрессора, имеющего степень повышени  давлени  и газ с коэффициентом адиабаты 1.4, составл ет до 38- 42% Дл  других компрессоров с другими газами и степен ми повышени  давлени  зависимости сохран ютс , причем чем больше коэффициент адиабаты и степень повышени  давлени , тем больше снижение потерь мощности. Таким образом такое выполнение компрессора снижает затраты мощности на вторичное сжатие газа, перетекающего через уплотн ющий зазор между разгрузочным поршнем и корпусной деталью за счет отбора части газа в одну из промежуточных рабочих ступеней и оптимального его перераспределени  между последней и полостью всасывани , что повышает КПД компрессора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Центробежный многоступенчатый компрессор , содержащий корпус, расположенные в нем последовательно рабочие ступени и установленный на вал разгрузоч- ный поршень, образующий с корпусной деталью зазор и обращенный одним торцом к полости высокого давлени , а другим - к полости низкого давлени , сообщенной с областью всасывани , отличающийс  тем, что с целью повышени  КПД, разгрузочный поршень имеет выемку, образующую с корпусной деталью кольцевую камеру, раздел ющую зазор на два участка различной длины, определ емой неравенством 1 -г- 4, где Li и L2 - длины участка

   зазора со стЬроны полости высокого и низкого Давлений, соответственно, и сообщающую участок зазора со стороны полости высокого давлени  с одной из промежуточных рабочих ступеней

   K-t