RU2458253C1 - Radial-flow compressor unit - Google Patents

Radial-flow compressor unit Download PDF

Info

Publication number
RU2458253C1
RU2458253C1 RU2011110295/06A RU2011110295A RU2458253C1 RU 2458253 C1 RU2458253 C1 RU 2458253C1 RU 2011110295/06 A RU2011110295/06 A RU 2011110295/06A RU 2011110295 A RU2011110295 A RU 2011110295A RU 2458253 C1 RU2458253 C1 RU 2458253C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
electric motor
housing
bearings
Prior art date
Application number
RU2011110295/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Андрианов (RU)
Александр Васильевич Андрианов
Александр Иванович Архипов (RU)
Александр Иванович Архипов
Яхия Зиннатович Гузельбаев (RU)
Яхия Зиннатович Гузельбаев
Олег Львович Кузьмин (RU)
Олег Львович Кузьмин
Александр Петрович Харитонов (RU)
Александр Петрович Харитонов
Ибрагим Габдулхакович Хисамеев (RU)
Ибрагим Габдулхакович Хисамеев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа"
Priority to RU2011110295/06A priority Critical patent/RU2458253C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458253C1 publication Critical patent/RU2458253C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps
    • F04D17/122Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F04D25/0613Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump the electric motor being of the inside-out type, i.e. the rotor is arranged radially outside a central stator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/624Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed compressor incorporates motor with rotor and stator fitted on shaft running in bearings, and vaned compression assembly. Said assemblies are arranged in tight housing. Note here that motor stator is arranged inside hollow vaned rotor to make compression assembly rotor section with its stator section arranged on tight housing and made up of vanes attached to tight housing.
EFFECT: higher reliability and efficiency, lower operating costs, ease of repair and maintenance.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области компрессоростроения, преимущественно к герметичным осевым и центробежным компрессорам со встроенным высокооборотным электроприводом без смазки в опорах ротора.The invention relates to the field of compressor engineering, mainly to sealed axial and centrifugal compressors with integrated high-speed electric drive without lubrication in the rotor bearings.

Известна конструкция герметичного компрессорного агрегата, содержащего высокооборотный электродвигатель с одним валом на магнитных подшипниках, на каждом конце которого консольно закреплено по колесу. Все вращающиеся элементы находятся в одном герметизированном корпусе, расположенном в среде газа технологического процесса (см., например, Ив Детомб «Использование магнитных подшипников в нефтяной и газовой отраслях» в сборнике «Новое в оборудовании и технологии», Москва, «Нефтегаз-98», с.143-148).A known design of a sealed compressor unit containing a high-speed electric motor with one shaft on magnetic bearings, at each end of which is cantilevered on the wheel. All rotating elements are in one sealed enclosure, located in the gas environment of the technological process (see, for example, Yves Detomb “Use of magnetic bearings in the oil and gas industries” in the collection “New in equipment and technology”, Moscow, “Neftegaz-98” p. 143-148).

К недостаткам указанного устройства следует отнести:The disadvantages of this device include:

- ограничение по степени повышения давления в агрегате, обусловленное использованием одного или двух рабочих колес, зафиксированных на консолях вала электродвигателя;- restriction on the degree of increase in pressure in the unit, due to the use of one or two impellers fixed on the consoles of the motor shaft;

- ограничения по габаритам и массе рабочих колес, накладываемые критической частотой вращения вала (гибкий ротор).- restrictions on the dimensions and weight of the impellers imposed by the critical shaft speed (flexible rotor).

Известен также центробежный компрессорный агрегат, содержащий электродвигатель, имеющий статор и ротор, по меньшей мере, один компрессор, содержащий ведомый вал, приводимый во вращательное движение ротором электродвигателя, и систему колес с лопатками, установленных на упомянутом ведомом валу, причем система, образованная двигателем и компрессором, размещается в общем корпусе, при этом корпус агрегата образован соединением элементов этого корпуса, обеспечивающих, соответственно, удержание двигателя и удержание ступеней сжатия компрессора, причем указанные элементы корпуса соединены друг с другом жестко и герметично, при этом ротор двигателя и ведомый вал компрессора связаны между собой при помощи гибкого соединительного элемента, располагающегося в упомянутом корпусе, а концы каждого вала удерживаются концевым подшипником (см. патент RU 2333398, опубликован 10.09.2008).Also known is a centrifugal compressor unit containing an electric motor having a stator and a rotor, at least one compressor containing a driven shaft rotationally driven by the rotor of the electric motor, and a system of wheels with vanes mounted on said driven shaft, the system formed by the engine and compressor, is located in a common housing, while the housing of the unit is formed by connecting the elements of this housing, providing, respectively, engine retention and retention of compression stages of the compressor litter, and these housing elements are connected to each other rigidly and tightly, while the rotor of the engine and the driven shaft of the compressor are interconnected by a flexible connecting element located in the said housing, and the ends of each shaft are held by an end bearing (see patent RU 2333398, published September 10, 2008).

В конструкции использована традиционная классическая схема:The design used the traditional classical scheme:

- статор электродвигателя с обмотками возбуждения расположен снаружи ротора электродвигателя;- the stator of the electric motor with field windings is located outside the rotor of the electric motor;

- модули сжатия размещены по концам электродвигателя в осевом направлении;- compression modules are placed at the ends of the motor in the axial direction;

- ротор электродвигателя и ротор модуля сжатия составляют ротор компрессорного агрегата, вращающийся на магнитных опорах, размещенных в статоре электродвигателя и в корпусах модулей сжатия.- the rotor of the electric motor and the rotor of the compression module constitute the rotor of the compressor unit, rotating on magnetic bearings located in the stator of the electric motor and in the cases of the compression modules.

Недостатком указанного устройства является то, что количество магнитных опор в компрессорном агрегате возрастает пропорционально количеству модулей сжатия; увеличивается осевой габарит агрегата; усложняется доступ к (электро)магнитным опорам.The disadvantage of this device is that the number of magnetic bearings in the compressor unit increases in proportion to the number of compression modules; the axial dimension of the unit increases; access to (electro) magnetic poles is complicated.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности герметичного компрессорного агрегата, снижение эксплуатационных затрат, снижение объемов работ при техобслуживании и ремонте, уменьшение числа контролируемых параметров, уменьшение массогабаритных характеристик.The technical result of the invention is to increase the operational reliability of a sealed compressor unit, reduce operating costs, reduce the amount of work during maintenance and repair, reduce the number of monitored parameters, reduce overall dimensions.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что центробежный компрессорный агрегат содержит электродвигатель, имеющий статор и ротор с валом, установленным на подшипниках, и узел сжатия, включающий лопатки, при этом упомянутые узлы расположены в герметичном корпусе, причем статор электродвигателя установлен внутри охватывающего его полого ротора электродвигателя, выполненного с лопатками и образующего роторную часть узла сжатия, статорная часть которого расположена на герметичном корпусе и выполнена в виде лопаток, закрепленных на герметичном корпусе.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the centrifugal compressor unit contains an electric motor having a stator and a rotor with a shaft mounted on bearings and a compression unit including blades, while the said units are located in a sealed housing, and the stator of the electric motor is installed inside the hollow rotor enclosing it an electric motor made with blades and forming the rotor part of the compression unit, the stator part of which is located on an airtight housing and made in the form of a shovel Mounted on a sealed enclosure.

Кроме того, подшипники представляют собой магнитные или электромагнитные опоры.In addition, the bearings are magnetic or electromagnetic bearings.

Кроме того, статор электродвигателя зафиксирован в корпусе посредствам стоек, закрепленных на корпусе.In addition, the stator of the electric motor is fixed in the housing by means of struts fixed to the housing.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан центробежный компрессорный агрегат с радиальным входом и радиальным выходом технологического газа; на фиг.2 показано осевое сечение компрессорного агрегата с осевым входом-выходом.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a centrifugal compressor unit with a radial inlet and a radial outlet of the process gas; figure 2 shows the axial section of the compressor unit with axial input-output.

Центробежный компрессорный агрегат содержит неподвижный герметичный корпус 1. Внутри корпуса 1 расположены высокооборотный электродвигатель 2 и узел 3 сжатия. Электродвигатель 2 имеет охлаждаемый статор 4 с обмотками возбуждения (фиг.1, 2), который жестко зафиксирован в корпусе 1 посредством закрепленных на его торцах крышек 5 (фиг.1). Также электродвигатель 2 имеет расположенный с внешней стороны статора 4 полый ротор 6, имеющий общий со статором 4 вал (не показан). Между статором 4 и ротором 6 расположен комплект подшипников 7, представляющих собой магнитные или электромагнитные опоры, на которых вращается ротор 6.The centrifugal compressor unit contains a stationary sealed housing 1. Inside the housing 1 are a high-speed electric motor 2 and a compression unit 3. The electric motor 2 has a cooled stator 4 with field windings (Fig. 1, 2), which is rigidly fixed in the housing 1 by means of covers 5 fixed to its ends (Fig. 1). Also, the electric motor 2 has a hollow rotor 6 located on the outside of the stator 4, having a shaft (not shown) in common with the stator 4. Between the stator 4 and the rotor 6 is a set of bearings 7, which are magnetic or electromagnetic bearings on which the rotor 6 rotates.

Узел 3 сжатия компрессорного агрегата включает в себя роторную часть, образованную ротором 6 с расположенными на его наружной стороне компрессорными рабочими лопатками 8 (колесами), составляющими один или несколько рядов, и статорную часть, образованную закрепленными на внутренней стороне корпуса 1 статорными деталями (в том числе лопатками) 9, расположенными между соответствующими лопатками 8 (колесами) роторной части. При этом ротор 6 становится «жестким» с точки зрения критических частот вращения.The compression unit 3 of the compressor unit includes a rotor part formed by the rotor 6 with compressor blades 8 (wheels) located on its outer side, which make up one or several rows, and a stator part, formed by stator parts fixed to the inner side of the housing 1 (including the number of blades) 9 located between the respective blades 8 (wheels) of the rotor part. In this case, the rotor 6 becomes "rigid" in terms of critical rotational speeds.

В конструкции с осевым входом-выходом технологического газа (фиг.2) статор 4 электродвигателя 2 зафиксирован в корпусе 1 посредством стоек 10.In a design with an axial inlet-outlet of the process gas (Fig. 2), the stator 4 of the electric motor 2 is fixed in the housing 1 by means of struts 10.

При включении в работу электродвигателя 2 ротор 6 электродвигателя 2 вместе с лопатками 8 (колесами) узла 3 сжатия вращается в электромагнитных подшипниках 7. Рабочие лопатки 8 (колеса) вместе со статорными деталями 9 сжимают технологический газ.When the electric motor 2 is turned on, the rotor 6 of the electric motor 2 together with the blades 8 (wheels) of the compression unit 3 rotates in electromagnetic bearings 7. The rotor blades 8 (wheels) together with the stator parts 9 compress the process gas.

Таким образом, центробежный компрессорный агрегат содержит минимальное количество составных частей: один герметичный корпус 1 с зафиксированным в нем статором 4 электродвигателя 2; один ротор 6, сочетающий в себе функции ротора электродвигателя 2 и ротора многоступенчатого компрессора; один комплект (электро)магнитных опор 7, расположенный между статором 4 и ротором 6 электродвигателя 2. Сокращение числа составных частей агрегата - один из путей повышения его эксплуатационной надежности и снижения эксплуатационных затрат. Уменьшается осевой габарит агрегата. Данный центробежный компрессорный агрегат можно располагать непосредственно в трубопроводе технологического газа.Thus, the centrifugal compressor unit contains a minimum number of components: one sealed housing 1 with a fixed stator 4 of the electric motor 2; one rotor 6, combining the functions of a rotor of an electric motor 2 and a rotor of a multi-stage compressor; one set of (electro) magnetic bearings 7 located between the stator 4 and rotor 6 of the electric motor 2. Reducing the number of components of the unit is one of the ways to increase its operational reliability and reduce operating costs. The axial dimension of the unit is reduced. This centrifugal compressor unit can be located directly in the process gas pipeline.

Так как корпус 1 герметичен, то при сжатии газа в компрессорном агрегате исключены утечки сжимаемого газа в окружающую среду, компонентный состав газа сохраняется постоянным. В этом случае компрессорный агрегат может быть использован для работы в других средах, в частности под водой.Since the housing 1 is sealed, when the gas is compressed in the compressor unit, leakages of the compressible gas into the environment are excluded, the component composition of the gas is kept constant. In this case, the compressor unit can be used to work in other environments, in particular under water.

Claims (3)

1. Центробежный компрессорный агрегат, содержащий электродвигатель, имеющий статор и ротор с валом, установленным на подшипниках, и узел сжатия, включающий лопатки, при этом упомянутые узлы расположены в герметичном корпусе, отличающийся тем, что статор электродвигателя установлен внутри охватывающего его полого ротора электродвигателя, выполненного с лопатками и образующего роторную часть узла сжатия, статорная часть которого расположена на герметичном корпусе и выполнена в виде лопаток, закрепленных на герметичном корпусе.1. A centrifugal compressor unit comprising an electric motor having a stator and a rotor with a shaft mounted on bearings and a compression unit including blades, said nodes being located in a sealed housing, characterized in that the stator of the electric motor is installed inside the hollow rotor of the electric motor enclosing it, made with blades and forming the rotor part of the compression unit, the stator part of which is located on a sealed housing and made in the form of blades mounted on a sealed housing. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что подшипники представляют собой магнитные или электромагнитные опоры.2. The assembly according to claim 1, characterized in that the bearings are magnetic or electromagnetic bearings. 3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что статор электродвигателя зафиксирован в корпусе посредством стоек, закрепленных на корпусе. 3. The assembly according to claim 1, characterized in that the stator of the electric motor is fixed in the housing by means of racks mounted on the housing.
RU2011110295/06A 2011-03-18 2011-03-18 Radial-flow compressor unit RU2458253C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011110295/06A RU2458253C1 (en) 2011-03-18 2011-03-18 Radial-flow compressor unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011110295/06A RU2458253C1 (en) 2011-03-18 2011-03-18 Radial-flow compressor unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2458253C1 true RU2458253C1 (en) 2012-08-10

Family

ID=46849661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011110295/06A RU2458253C1 (en) 2011-03-18 2011-03-18 Radial-flow compressor unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458253C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614421C1 (en) * 2016-02-18 2017-03-28 Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") Birotating compressor
NO20171365A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-21 Vetco Gray Scandinavia As Improved arrangement for pressurizing of fluid
WO2018054722A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-29 Vetco Gray Scandinavia As Improved arrangement for pressurizing of fluid
RU2667563C2 (en) * 2014-03-03 2018-09-21 Нуово Пиньоне СРЛ Method and system for operating back-to-back compressor with side stream
WO2019199321A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-17 Dresser-Rand Company Centrifugal compressor with shaftless impeller

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0301285A1 (en) * 1987-07-23 1989-02-01 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Centrifugal compressor
RU2152544C1 (en) * 1998-12-07 2000-07-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Device for imparting shaft-to-shaft rotation
RU2153607C2 (en) * 1998-08-03 2000-07-27 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Flexible coupling for transmission systems
US6464469B1 (en) * 1999-07-16 2002-10-15 Man Turbomaschinen Ag Ghh Borsig Cooling system for electromagnetic bearings of a turbocompressor
RU2333398C2 (en) * 2003-03-10 2008-09-10 Термодин Centrifugal compressor unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0301285A1 (en) * 1987-07-23 1989-02-01 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Centrifugal compressor
RU2153607C2 (en) * 1998-08-03 2000-07-27 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Flexible coupling for transmission systems
RU2152544C1 (en) * 1998-12-07 2000-07-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Device for imparting shaft-to-shaft rotation
US6464469B1 (en) * 1999-07-16 2002-10-15 Man Turbomaschinen Ag Ghh Borsig Cooling system for electromagnetic bearings of a turbocompressor
RU2333398C2 (en) * 2003-03-10 2008-09-10 Термодин Centrifugal compressor unit

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2667563C2 (en) * 2014-03-03 2018-09-21 Нуово Пиньоне СРЛ Method and system for operating back-to-back compressor with side stream
US10473109B2 (en) 2014-03-03 2019-11-12 Nuovo Pignone Srl Method and system for operating a back-to-back compressor with a side stream
RU2614421C1 (en) * 2016-02-18 2017-03-28 Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") Birotating compressor
NO20171365A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-21 Vetco Gray Scandinavia As Improved arrangement for pressurizing of fluid
WO2018054722A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-29 Vetco Gray Scandinavia As Improved arrangement for pressurizing of fluid
GB2569916A (en) * 2016-09-20 2019-07-03 Vetco Gray Scandinavia As Improved arrangement for pressurizing of fluid
AU2017331312B2 (en) * 2016-09-20 2021-04-08 Vetco Gray Scandinavia As Improved arrangement for pressurizing of fluid
GB2569916B (en) * 2016-09-20 2022-05-04 Vetco Gray Scandinavia As Improved arrangement for pressurizing of fluid
US11639723B2 (en) 2016-09-20 2023-05-02 Vetco Gray Scandinavia As Arrangement for pressurizing of fluid
NO347975B1 (en) * 2016-09-20 2024-06-03 Vetco Gray Scandinavia As Improved arrangement for pressurizing of fluid
US12049900B2 (en) 2016-09-20 2024-07-30 Vetco Gray Scandinavia As Arrangement for pressurizing of fluid
WO2019199321A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-17 Dresser-Rand Company Centrifugal compressor with shaftless impeller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5083040A (en) Integrated turbine generator
EP3071839B1 (en) Motor-compressor with stage impellers integrated in the motor-rotors
EP3450701B1 (en) Turbomachine systems with magnetic bearing
RU2458253C1 (en) Radial-flow compressor unit
US2318990A (en) Radial flow elastic fluid turbine or compressor
EP3256699B1 (en) A turboexpander-generator unit and a method for producing electric power
US10808723B2 (en) Rotary machine
EP3358146B1 (en) Turbomachine and method of operating a turbomachine
RU2643269C2 (en) Compressor rotor seal
KR102181454B1 (en) Hydraulic power recovery turbine with integrated bearing-clutch housing
RU106686U1 (en) CENTRIFUGAL COMPRESSOR UNIT
RU2333398C2 (en) Centrifugal compressor unit
CN204532851U (en) A kind of without blade tip clearance No leakage axial-flow pump
KR102036201B1 (en) Turbo Compressor
CN108425859B (en) Multistage compression structure of magnetic suspension high-power high-speed centrifugal machine
RU2321756C1 (en) Turbine generator
RU194782U1 (en) Centrifugal compressor unit
RU2002131420A (en) MULTI-STAGE AXIAL, AXE-RADIAL, AXIAL AND RADIAL TURBO MACHINE YUNGSTREM WITHOUT OUTPUT SHAFT
KR20190122608A (en) Turbo Compressor
RU194523U1 (en) Centrifugal compressor unit
RU153602U1 (en) TURBO MACHINE
RU2675296C1 (en) Modular centrifugal compressor with axial input and integral electric drive
RU2395722C1 (en) Tight radial-flow pump
CN107542670A (en) Small pump and small pump pump group
RU2700462C1 (en) Compressor with axial inlet