RU2384744C1

RU2384744C1 - Centrifugal compressor

Info

Publication number: RU2384744C1
Application number: RU2009109016/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Евгеньевич Селянин (RU); Игорь Евгеньевич Селянин; Роальд Владимирович Эйшинский (RU); Роальд Владимирович Эйшинский
Original assignee: Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ"
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-03-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention refers to machine building, particularly to designs of centrifugal single-step compressors for compressing gas with heavy molecular weight. The technical result is achieved with the centrifugal compressor consisting of a case and bottom, forming gas cavity with a circular scrolling channel of an alternate cross section; further, the compressor consists of a drive fastened on the bottom, of the impeller installed on the shaft of the drive in the gas cavity, of a suction branch arranged along rotation axis of the impeller and of two pressure branches placed along tangent line to external surface of the circular scrolling channel; also the second pressure branch has the same or bigger cross section, than that of the first pressure branch.

EFFECT: increased volume consumption of compressor at doubled reduction of impeller rotation frequency.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции центробежных компрессоров для сжатия газов с большим молекулярным весом, например центробежных компрессоров, используемых в технологии разделения изотопов урана.The invention relates to the field of engineering, namely to the design of centrifugal compressors for compressing gases with a high molecular weight, for example centrifugal compressors used in uranium isotope separation technology.

Известен центробежный компрессор, содержащий корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым каналом, привод, закрепленное на валу привода рабочее колесо, всасывающий патрубок, расположенный по оси вращения рабочего колеса, нагнетательный патрубок, присоединенный к корпусу (см., например, SU 1114818 А, М кл. F04D 17/00, оп. 23.09.1984) [1].A known centrifugal compressor comprising a housing and a bottom forming a gas cavity with an annular channel, a drive, an impeller fixed to the drive shaft, a suction pipe located along the axis of rotation of the impeller, a discharge pipe connected to the housing (see, for example, SU 1114818 A , M C. F04D 17/00, op. 09/23/1984) [1].

Недостатком [1] является недостаточный объемный расход при имеющейся мощности при уменьшении частоты вращения рабочего колеса, в связи с чем необходимо или устанавливать в системе более мощные компрессоры, или использовать два компрессора параллельно, что существенно усложняет конструкцию систем, повышает эксплуатационные расходы.The disadvantage [1] is the lack of volumetric flow at the available power with a decrease in the frequency of rotation of the impeller, and therefore it is necessary either to install more powerful compressors in the system, or to use two compressors in parallel, which significantly complicates the design of the systems and increases operating costs.

Технический результат от использования изобретения заключается в существенном увеличении объемного расхода компрессора при двойном снижении частоты вращения рабочего колеса без изменения его конструкции и обеспечении возможности изготовления нового компрессора путем несложной доработки существующего.The technical result from the use of the invention is to significantly increase the volumetric flow rate of the compressor with a double decrease in the frequency of rotation of the impeller without changing its design and making it possible to manufacture a new compressor by simple refinement of the existing one.

Указанный технический результат достигается в центробежном компрессоре, содержащим корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым улиточным каналом переменного поперечного сечения, закрепленный на дне привод, установленное в газовой полости на валу привода рабочее колесо, расположенный по оси вращения рабочего колеса всасывающий патрубок и два нагнетательных патрубка, расположенных по касательной к наружной поверхности кольцевого улиточного канала, причем второй нагнетательный патрубок имеет такое же или большее сечение, чем первый нагнетательный патрубок.The specified technical result is achieved in a centrifugal compressor containing a housing and a bottom, forming a gas cavity with an annular snail channel of variable cross section, a drive fixed to the bottom, an impeller mounted in the gas cavity on the drive shaft, a suction pipe located along the axis of rotation of the impeller, and two discharge pipes a nozzle arranged tangentially to the outer surface of the annular snail channel, the second discharge nozzle having the same or larger cross section than first discharge pipe.

Кроме того, второй нагнетательный патрубок соединен с первым нагнетательным патрубком в общий нагнетательный патрубок перемычкой, сечение которой не менее сечения второго патрубка, при этом выходное сечение общего патрубка не менее суммы сечений обоих патрубков в месте их выхода из корпуса.In addition, the second discharge pipe is connected with the first discharge pipe to a common discharge pipe by a jumper, the cross section of which is not less than the section of the second pipe, while the output section of the common pipe is not less than the sum of the cross sections of both pipes at the place of their exit from the housing.

Кроме того, угол между нагнетательными патрубками выполнен в пределах 60°-180°.In addition, the angle between the discharge nozzles is made in the range of 60 ° -180 °.

На фиг.1 изображен общий вид центробежного компрессора; на фиг.2 - вид А на фиг.1 (вид со стороны всасывающего патрубка компрессора); на фиг.3 - вид А на фиг.1 (вид с объединенными нагнетательными патрубками); на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.Figure 1 shows a General view of a centrifugal compressor; figure 2 is a view A in figure 1 (view from the side of the suction pipe of the compressor); figure 3 is a view a in figure 1 (view with combined discharge nozzles); figure 4 is a section bB in figure 3.

Компрессор состоит из корпуса 1 и дна 2, образующих газовую полость 8. На дне 2 закреплен привод 3. На его валу 4 закреплено рабочее колесо 5. Патрубок 6 является всасывающим и расположен на оси рабочего колеса 5. Патрубок 7 - нагнетательный патрубок. Рабочее колесо 5 расположено в газовой полости 8, которая кольцевым зазором 9 соединена с кольцевым улиточным каналом 10 переменного сечения, образованным корпусом 1 и дном 2. Второй нагнетательный патрубок 11 может быть выполнен с фланцем 12 или связан перемычкой 13, имеющей большее сечение, чем сечение кольцевого канала 10 между корпусом 1 и дном 2, с общим нагнетательным патрубком 14 (см. фиг.4), сечение которого не менее суммарного сечения обоих нагнетательных патрубков 7 и 11. Патрубок 14 снабжен фланцем 15. Начальные участки нагнетательных патрубков 7 и 11 входят в кольцевой канал 10 по касательной к его наружной поверхности 16 и направлены в сторону направления скорости газа в точке касания. Угол между нагнетательными патрубками 7 и 11 может составлять 60°-180°.The compressor consists of a housing 1 and a bottom 2, forming a gas cavity 8. At the bottom 2 is mounted an actuator 3. An impeller 5 is fixed to its shaft 4. The nozzle 6 is suction and is located on the axis of the impeller 5. The nozzle 7 is a discharge nozzle. The impeller 5 is located in the gas cavity 8, which is connected by an annular gap 9 with an annular snail channel 10 of variable cross section, formed by the housing 1 and the bottom 2. The second discharge pipe 11 can be made with a flange 12 or connected by a jumper 13 having a larger cross section than the cross section an annular channel 10 between the housing 1 and the bottom 2, with a common discharge pipe 14 (see figure 4), a cross section of which is not less than the total cross section of both discharge pipes 7 and 11. The pipe 14 is provided with a flange 15. The initial sections of the discharge pipe 7 and 11 are in the annular passage 10 is tangential to the outer surface 16 and directed toward the direction of the gas velocity at the point of tangency. The angle between the discharge nozzles 7 and 11 may be 60 ° -180 °.

Компрессор работает следующим образом.The compressor operates as follows.

Всасывающий патрубок 6 и нагнетательные (или нагнетательный) патрубки 7 и 11 компрессора подсоединяются к газовым трубопроводам системы. При включении электропривода 3 рабочее колесо 5 создает разрежение во всасывающем патрубке 6. Рабочий газ устремляется к лопаткам рабочего колеса 5 и отбрасывается ими в сторону кольцевого зазора 9, а по нему стекает, получив необходимую скорость, в кольцевой канал 10, и по нему направляется к нагнетательным патрубкам 7 и 11. В случае, когда оба патрубка 7 и 11 сходятся в одном нагнетательном патрубке 14, газ из патрубка 11 по перемычке 13 устремляется так же, как и газ из патрубка 7, к общему нагнетательному патрубку 14. Скорость газа в этих патрубках заметно ниже звуковой.The suction nozzle 6 and the discharge (or discharge) nozzles 7 and 11 of the compressor are connected to the gas pipelines of the system. When you turn on the electric drive 3, the impeller 5 creates a vacuum in the suction nozzle 6. The working gas rushes to the blades of the impeller 5 and is discarded by them towards the annular gap 9, and flows along it, having received the necessary speed, into the annular channel 10, and goes to discharge nozzles 7 and 11. In the case when both nozzles 7 and 11 converge in one discharge nozzle 14, the gas from the nozzle 11 along the jumper 13 rushes in the same way as the gas from the nozzle 7 to the common discharge nozzle 14. The gas velocity in these branch pipes for ethno sound below.

Использование предлагаемого компрессора позволяет увеличить объемный расход газа примерно в два раза в сравнении с известными за счет увеличения суммарного сечения нагнетательных патрубков компрессора, что и позволяет на системах вместо двух компрессоров устанавливать один и этим снижать эксплуатационные расходы. В ряде случаев возможна установка описываемого компрессора взамен более мощного.Using the proposed compressor allows to increase the volumetric flow rate of gas by about two times in comparison with the known ones by increasing the total cross section of the compressor discharge pipes, which allows installing one instead of two compressors on the systems and thereby reducing operating costs. In some cases, it is possible to install the described compressor instead of a more powerful one.

Изобретение доказывает возможность увеличения производительности компрессоров путем увеличения объемного расхода компрессора при снижении скорости вращения рабочего колеса и снижения давления на нагнетательном патрубке колеса, например, путем врезки второго патрубка, равного или большего по сечению по сравнению с первым.The invention proves the possibility of increasing the productivity of compressors by increasing the volumetric flow rate of the compressor while reducing the speed of rotation of the impeller and reducing the pressure on the discharge pipe of the wheel, for example, by inserting a second pipe equal to or larger in cross section than the first.

Claims

1. A centrifugal compressor comprising a housing and a bottom, forming a gas cavity with an annular snail channel of variable cross section, a drive fixed to the bottom, an impeller mounted in the gas cavity on the drive shaft, a suction nozzle located along the axis of rotation of the impeller, and two discharge nozzles located tangential to the outer surface of the annular snail channel, the second discharge pipe having the same or larger cross section than the first discharge pipe.

2. The centrifugal compressor according to claim 1, characterized in that the second discharge pipe is connected to the first discharge pipe into a common discharge pipe by a jumper, the cross section of which is not less than the section of the second pipe, while the output section of the common pipe is not less than the sum of the cross sections of both pipes in their place exit from the housing.

3. The centrifugal compressor according to claim 1, characterized in that the angle between the discharge nozzles is made in the range of 60-180 °.