RU2270933C1

RU2270933C1 - Natural-gas two-stage centrifugal blower

Info

Publication number: RU2270933C1
Application number: RU2004121884/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Архипов (RU); Владимир Викторович Архипов; Владислав Михайлович Каменев (RU); Владислав Михайлович Каменев; Сергей Семенович Ломоносов (RU); Сергей Семенович Ломоносов; Михаил Ефимович Чернин (RU); Михаил Ефимович Чернин; Василий Иванович Лысюк (RU); Василий Иванович Лысюк
Original assignee: Открытое акционерное общество "Невский завод"
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; compressors.

SUBSTANCE: invention relates to design of natural-gas two-stage centrifugal blowers furnished with input regulating device to regulate its characteristics. Invention solves the problem of changing characteristics of blower, namely: head-flow rate, efficiency at constant speed of rotation of blower rotor, and provision of quick assembling of blower and replacing of pack, in case of necessity. Design peculiarities of said blower are making of blade diffusers of each stage detachable, and making of shaft of electric drive in input regulating device passing through blade diffuser of first stage only, and making of one of blades of first stage blade diffuser 1.2-2 times thicker than other blades of blade diffuser for its mounting.

EFFECT: possibility of changing characteristics of lower.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области компрессоростроения и, в частности, к конструкции двухступенчатых центробежных нагнетателей природного газа, оснащенных входным регулирующим аппаратом, предназначенным для регулирования характеристик нагнетателя.The invention relates to the field of compressor engineering and, in particular, to the design of two-stage centrifugal superchargers of natural gas, equipped with an input control apparatus designed to control the characteristics of the supercharger.

Известна конструкция многоступенчатого центробежного компрессора, предназначенного для сжатия и подачи в доменную печь атмосферного воздуха (см., например, отраслевой каталог "Центробежные и осевые компрессорные машины", 1992, стр.11-13), ступени первой секции которого оснащены входными регулирующими аппаратами, имеющими каждый свой привод и установленными на входе в рабочие колеса первой секции. Такой входной регулирующий аппарат сложен в изготовлении и не позволяет эффективно регулировать характеристики компрессора.A known design of a multistage centrifugal compressor designed to compress and supply atmospheric air to a blast furnace (see, for example, the industrial catalog "Centrifugal and Axial Compressor Machines", 1992, pp. 11-13), the stages of the first section of which are equipped with input control devices, each with its own drive and installed at the entrance to the impellers of the first section. Such an input control apparatus is difficult to manufacture and does not allow efficient control of compressor characteristics.

Известна также конструкция двухступенчатого нагнетателя природного газа (см., например, каталог "Компрессорные машины и турбины АООТ "Невский завод", М., 2000, стр.92). Указанный нагнетатель состоит из корпуса, пакета, торцового уплотнения и опорного вкладыша со стороны всасывания. Пакет вместе с корпусом образует проточную часть нагнетателя. Ходовая часть нагнетателя, включающая ротор, торцовые уплотнения, опорные и упорный вкладыш, частично расположена в корпусе (торцовое уплотнение и опорный вкладыш со стороны всасывания), а остальные в пакете. Кроме того, нагнетатель имеет проточную часть, оснащенную двумя входными регулирующими аппаратами, установленными на входе в каждую ступень. При этом входной регулирующий аппарат имеет общий электрический привод, от которого отходит валопровод, проходящий через оба лопаточных диффузора, установленных на входе в рабочие колеса первой и второй ступени, причем один лопаточный диффузор выполнен несъемным. Наличие во входном регулирующим аппарате поворотных лопаток позволяет при изменении угла их поворота в диапазоне от 10° до 70° изменять газодинамические характеристики нагнетателя.The construction of a two-stage natural gas supercharger is also known (see, for example, the catalog Compressor Machines and Turbines of AOOT Nevsky Zavod, M., 2000, p. 92). The specified supercharger consists of a housing, a package, a mechanical seal and a support liner from the side The package together with the casing forms the flow part of the supercharger.The supercharger undercarriage, including the rotor, mechanical seals, support and thrust liner, is partially located in the casing (mechanical seal and supporting liner on the suction side), and the rest are in the pack In addition, the supercharger has a flow part equipped with two input control devices installed at the entrance to each stage, while the input control device has a common electric drive, from which the shaft shaft passes through both blade diffusers installed at the input to the impellers the first and second stages, with one blade diffuser made non-removable.The presence of rotary blades in the input control apparatus allows changing their rotation angle in the range from 10 ° to 70 ° by gas-dynamic characteristics of the supercharger.

Предлагаемое изобретение решает задачу изменения характеристик нагнетателя, а именно: напор - расход, коэффициент полезного действия при постоянной скорости вращения ротора нагнетателя, обеспечения быстрой сборки нагнетателя и замены пакета в случае необходимости.The present invention solves the problem of changing the characteristics of the supercharger, namely: pressure - flow rate, efficiency at a constant speed of rotation of the rotor of the supercharger, providing quick assembly of the supercharger and replacing the package if necessary.

Для достижения указанного технического результата в двухступенчатом центробежном нагнетателе природного газа, содержащем корпус, собранные на торцевой крышке корпуса детали и узлы проточной части, включающие всасывающую часть, которая одновременно является крышкой корпуса, среднюю и нагнетательную части, выполненные без горизонтального разъема, уплотнения проточной части и лопаточные диффузоры, установленные соответственно на выходе из рабочих колес первой и второй ступеней, также выполненные без горизонтального разъема, входной регулирующий аппарат, содержащий двухопорные поворотные лопатки радиального типа, расположенные во всасывающей и средней частях перед входом в рабочие колеса первой и второй ступеней, и установленный снаружи крышки корпуса электрический привод, движение от которого передается к поворотным лопаткам посредством приводного и промежуточного валиков через две системы червячных передач, и детали ходовой части, включающие торцовые уплотнения, ротор, размещаемый в опорных и упорном вкладышах, устанавливаемых в корпусах, со стороны нагнетания часть корпуса опорного вкладыша выполнена за одно целое с нагнетательной частью, со стороны всасывания - корпуса опорного и упорного вкладышей последовательно закреплены на наружной стороне торцевой крышки корпуса, лопаточные диффузоры каждой ступени выполнены съемными, во входном регулирующем аппарате приводной валик от электрического привода проходит сквозь лопаточный диффузор только первой ступени, и для его размещения толщина одной из лопаток лопаточного диффузора первой ступени выполнена в зоне его прохождения увеличенной в 1,5-2 раза по сравнению с толщиной других лопаток лопаточного диффузора первой ступени, и при этом детали и узлы проточной части объединены с деталями и узлами ходовой части в единый пакет, устанавливаемый в корпусе нагнетателя. Отличительными признаками указанного нагнетателя является выполнение лопаточных диффузоров каждой ступени съемными, а также выполнение во входном регулирующем аппарате валика от электрического привода проходящим сквозь лопаточный диффузор только первой ступени, и утолщение для его размещения одной из лопаток лопаточного диффузора первой ступени в 1,5-2 раза по сравнению с толщиной других лопаток лопаточного диффузора, и при этом объединение деталей и узлов проточной части с деталями и узлами ходовой части в единый пакет, устанавливаемый в корпусе нагнетателя.To achieve the specified technical result in a two-stage centrifugal natural gas supercharger containing a housing, parts assembled on the end cover of the housing and components of the flowing part, including a suction part, which is also the casing cover, middle and discharge parts, made without a horizontal connector, sealing the flowing part and blade diffusers installed respectively at the exit of the impellers of the first and second stages, also made without a horizontal connector, input p an adjusting apparatus containing radial twin-rotor blades located in the suction and middle parts before entering the impellers of the first and second stages, and an electric drive mounted outside the housing cover, the movement of which is transmitted to the rotary blades by means of a drive and an intermediate roller through two worm systems gears and parts of the chassis, including mechanical seals, a rotor placed in the support and thrust liners installed in the housings, on the discharge side a part of the housing of the support insert is made in one piece with the discharge part, on the suction side, the housing of the support and support inserts are sequentially mounted on the outer side of the end cover of the housing, the blade diffusers of each stage are removable, in the input control apparatus the drive roller from the electric drive passes through the blade diffuser only the first stage, and for its placement, the thickness of one of the blades of the blade diffuser of the first stage is made in the zone of its passage increased by 1.5 -2 times in comparison with the thickness of other vanes of the scapular diffuser of the first stage, while the parts and components of the flow part are combined with the parts and components of the chassis in a single package installed in the compressor housing. Distinctive features of the said supercharger are the implementation of the blade diffusers of each stage removable, as well as the execution of the input drive roller from the electric drive passing through the blade diffuser of only the first stage, and the thickness for its placement of one of the blades of the diffuser of the first stage by 1.5-2 times in comparison with the thickness of other vanes of the scapular diffuser, and at the same time combining parts and nodes of the flowing part with parts and nodes of the running gear in a single package, set first in the blower housing.

Благодаря наличию приведенных признаков и, в частности, выполнение лопаточных диффузоров съемными, а следовательно, установка лопаточных диффузоров с различными конструктивными изменениями, обеспечивает более широкую возможность регулирования характеристик нагнетателя. Кроме того, размещение во входном вращающем аппарате валика от электрического привода проходящим только сквозь лопаточный диффузор первой ступени уменьшает наличие разъемов в проточной части и, следовательно, необходимость его уплотнения. При этом расположение валика от электрического привода в одной из лопаток диффузора первой ступени и утолщение ее в 1,5-2 раза по сравнению с толщиной других лопаток лопаточного диффузора первой ступени позволяет и разместить валик, и при этом существенно не нарушить аэродинамику проточной части нагнетателя. Объединение в пакет всех неразъемных деталей и узлов проточной и ходовой частей нагнетателя исключает какие-либо подгоночные работы при сборке нагнетателя, существенно облегчает сборку и позволяет производить быструю замену пакета в случае необходимости.Due to the presence of the above features and, in particular, the implementation of the blade diffusers as removable, and therefore, the installation of blade diffusers with various design changes, provides a wider possibility of regulating the characteristics of the supercharger. In addition, the placement in the input rotary apparatus of the roller from the electric drive passing only through the scapular diffuser of the first stage reduces the presence of connectors in the flow part and, therefore, the need for sealing. In this case, the location of the roller from the electric drive in one of the blades of the diffuser of the first stage and its thickness is 1.5-2 times higher than the thickness of the other blades of the blade diffuser of the first stage and allows you to place the roller, and at the same time not significantly disturb the aerodynamics of the flow part of the supercharger. The combination of all integral parts and assemblies of the flowing and running parts of the supercharger into a package eliminates any adjustment work during the supercharger assembly, significantly facilitates assembly, and allows for quick replacement of the package if necessary.

Предлагаемый двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.The proposed two-stage centrifugal supercharger of natural gas is illustrated by the drawings shown in figures 1-4.

На фиг.1 представлена часть продольного разреза двухступенчатого центробежного нагнетателя природного газа.Figure 1 presents a part of a longitudinal section of a two-stage centrifugal supercharger of natural gas.

На фиг.2 - часть разреза лопаточного диффузора первой ступени в месте прохождения промежуточного валика валопровода.Figure 2 - part of the section of the scapular diffuser of the first stage in the place of passage of the intermediate shaft shaft.

На фиг.3 - поперечный разрез механизма поворота лопаток во входном регулирующем аппарате первой ступени в положении 70°.Figure 3 is a transverse section of the mechanism of rotation of the blades in the input control apparatus of the first stage at a position of 70 °.

Двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа содержит корпус 1, внутри которого расположена проточная часть, собранная на крышке 2 по схеме "пакет на крышке", включающая всасывающую часть 3, которая одновременно является и торцовой крышкой 2 корпуса 1, среднюю часть 4 и нагнетательную часть 5, рабочее колесо 6 первой ступени и рабочее колесо 7 второй ступени, установленные на выходе из рабочих колес 6 и 7 лопаточный диффузор 8 первой ступени, лопатки 9, и лопаточный диффузор 10 второй ступени. Кроме того, проточная часть снабжена входным регулирующим аппаратом, содержащим двухопорные поворотные лопатки 11, расположенные во всасывающей части 3 и средней части 4 перед входом в рабочее колесо 6 первой ступени и в рабочее колесо 7 второй ступени. Входной регулирующий аппарат имеет общий электрический привод 12 (на фиг.1 показан условно), установленный на торцовой крышке 2. Движение от электрического привода 12 к поворотным лопаткам 11 передается с помощью промежуточного валика 13 через две червячные передачи 14. Двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа содержит также детали и узлы ходовой части, к которым относятся торцовые уплотнения 15, ротор 16, размещенный в опорном 17 и упорном 18 вкладышах подшипников. Опорный вкладыш 17 со стороны нагнетания установлен в составном корпусе, состоящем из двух частей 19 и 20, причем часть 19 выполнена за одно целое с нагнетательной частью 5 проточной части нагнетателя, а со стороны всасывания корпус 21 опорного вкладыша выполнен в виде проставка и вместе с корпусом 22 упорного вкладыша последовательно закреплен на наружной стороне торцовой крышки 2. Оба лопаточных диффузора 8 и 10 первой и второй ступеней выполнены съемными. Во входном регулирующем аппарате валик 13 от электропривода 12 проходит только сквозь лопаточный диффузор 6 первой ступени и в месте его прохождения одна из лопаток 23 выполнена увеличенной по сравнению с толщиной остальных лопаток 11 лопаточного диффузора 6 первой ступени в 1,5-2 раза.The two-stage centrifugal supercharger of natural gas contains a housing 1, inside of which there is a flow part assembled on the lid 2 according to the "package on the lid" scheme, including a suction part 3, which is also an end cover 2 of the housing 1, the middle part 4 and the discharge part 5, the impeller 6 of the first stage and the impeller 7 of the second stage, installed at the exit of the impellers 6 and 7, the blade diffuser 8 of the first stage, the blades 9, and the blade diffuser 10 of the second stage. In addition, the flow part is equipped with an inlet control device containing double-support rotary blades 11 located in the suction part 3 and the middle part 4 before entering the impeller 6 of the first stage and the impeller 7 of the second stage. The input control apparatus has a common electric drive 12 (conventionally shown in FIG. 1) mounted on the end cap 2. The movement from the electric drive 12 to the rotary blades 11 is transmitted via an intermediate roller 13 through two worm gears 14. A two-stage centrifugal natural gas blower contains also parts and assemblies of the running gear, which include mechanical seals 15, the rotor 16, located in the bearing 17 and thrust 18 bearing shells. The support liner 17 on the discharge side is installed in a composite housing consisting of two parts 19 and 20, the part 19 being made integrally with the discharge part 5 of the flow part of the supercharger, and on the suction side, the housing 21 of the support liner is made in the form of a spacer and together with the housing 22 thrust liner sequentially mounted on the outer side of the end cover 2. Both blade diffusers 8 and 10 of the first and second stages are removable. In the input control apparatus, the roller 13 from the electric drive 12 passes only through the blade diffuser 6 of the first stage and at the place of its passage, one of the blades 23 is made 1.5-2 times larger than the thickness of the remaining blades 11 of the blade diffuser 6 of the first stage.

Кроме того, заявляемый двухступенчатый центробежный компрессор природного газа характеризуется тем, что все детали и узлы проточной части и ходовой части объединены в единый пакет, устанавливаемый в корпусе 1.In addition, the inventive two-stage centrifugal compressor of natural gas is characterized in that all parts and components of the flow part and the running gear are combined in a single package installed in the housing 1.

При работе регулирование осуществляется изменением закрутки потока лопатками 11 входного регулирующего аппарата. Лопатки 11 входного регулирующего аппарата обоих ступеней поворачиваются одновременно и на одинаковый угол в пределах 5°-70°. Поворот осуществляют посредством передачи движения от электрического привода 12 с помощью валика 13 и червячных передач 14.During operation, regulation is carried out by changing the flow swirl by the blades 11 of the input control apparatus. The blades 11 of the input control apparatus of both stages are rotated simultaneously and at the same angle within 5 ° -70 °. The rotation is carried out by transmitting movement from an electric drive 12 using a roller 13 and worm gears 14.

Claims

A two-stage centrifugal natural gas supercharger comprising a housing assembled on the end cover of the housing and parts of the flowing part, including a suction part, which is also the casing cover, middle and discharge parts made without a horizontal connector, flow-through seals and blade diffusers mounted respectively on the output of the impellers of the first and second stages, also made without a horizontal connector, the input control apparatus containing double-support rotation radial-type blades located in the suction and middle parts before entering the impellers of the first and second stages, and an electric drive installed outside the housing cover, the movement of which is transmitted to the rotary blades by means of a drive and an intermediate roller through two worm gear systems, and the running gear parts including mechanical seals, a rotor placed in the support and thrust liners installed in the housing, characterized in that on the discharge side, a part of the housing of the support liner and made in one piece with the discharge part, from the suction side of the housing of the support and thrust liners are sequentially mounted on the outer side of the end cover of the housing, the blade diffusers of each stage are removable, in the input control apparatus the drive roller from the electric drive passes through the blade diffuser of only the first stage and for its placement, the thickness of one of the blades of the blade diffuser of the first stage is made in the zone of its passage increased by 1.5-2 times compared to the thickness of GIH vane diffuser vanes of the first stage, and wherein the parts and subassemblies are combined with the flow part of the chassis parts and assemblies in a single package installed in the blower housing.