RU2477390C2

RU2477390C2 - Device with radial flow

Info

Publication number: RU2477390C2
Application number: RU2011124992/06A
Authority: RU
Inventors: Рюрий Иванович Константинов; Владимир Иванович Морозов; Юрий Николаевич Фабрин; Ирина Юрьевна Холопова
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2013-03-10
Also published as: RU2011124992A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device with radial flow includes a housing, an impeller located on the shaft, a slot-type seal and a suction leakage return pipeline. In the above unit, between seal and return pipeline, there installed in series in the direction of leakage flow is a guide blade system in the housing and an additional impeller on the unit shaft.

EFFECT: increasing the unit efficiency.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкции, в частности, центробежных высокоскоростных компрессоров.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction, in particular, of centrifugal high-speed compressors.

Общеизвестно устройство компрессора из корпуса и расположенного в нем рабочего колеса (см., например, описание изобретения по авт. свид. СССР №1285197, F04D 17/08, 1985 г.).It is well known that a compressor is made up of a casing and an impeller located therein (see, for example, the description of the invention according to ed. Certificate of the USSR No. 1285197, F04D 17/08, 1985).

Общим недостатком конструкций таких агрегатов является наличие утечек. В упомянутой выше конструкции компрессора потери на утечки через уплотнение по валу снижены благодаря увеличению коэффициента закрутки на периферии зазора между корпусом компрессора и несущим диском рабочего колеса.A common drawback of the design of such units is the presence of leaks. In the compressor design mentioned above, leakage losses through the shaft seal are reduced due to an increase in the spin coefficient at the periphery of the gap between the compressor housing and the impeller carrier disk.

Известны различные механические средства уменьшения утечек в компрессорах. Так, в авт. свид. СССР №1035292, F04D 17/08, 1982 г. описан компрессор, содержащий корпус, установленное в нем на валу рабочее колесо, вращающийся диффузор с диском и расположенной концентрично валу втулкой и торцевое уплотнение вала, отличающийся тем, что торцевое уплотнение снабжено промежуточным кольцом, связанным с втулкой. При работе компрессора диск диффузора за счет трения о газ вращается с угловой скоростью, близкой к половине угловой скорости колеса, и приводит во вращение, с этой же скоростью, промежуточное кольцо уплотнения, обеспечивая его надежную работу.Various mechanical means for reducing leaks in compressors are known. So, in the ed. testimonial. USSR No. 1035292, F04D 17/08, 1982 describes a compressor comprising a housing, an impeller mounted on it on a shaft, a rotating diffuser with a disk and a sleeve concentric with the shaft, and a mechanical shaft seal, characterized in that the mechanical seal is provided with an intermediate ring, associated with the sleeve. During compressor operation, the diffuser disk rotates at an angular speed close to half the angular velocity of the wheel due to friction against gas, and drives the intermediate seal ring to rotate at the same speed, ensuring its reliable operation.

В известном компрессоре по авт. свид. СССР №1455047, F04D 17/08, 1987 г., взятом за прототип изобретения, представлено другое механическое средство для уменьшения утечек. Согласно этому решению центробежный компрессор содержит корпус, установленные в нем на валу рабочее колесо и подпружиненный думмис, образующий с корпусом лабиринтное уплотнение в виде кольцевой щели в форме усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями к выходу утечек.In the famous compressor testimonial. USSR No. 1455047, F04D 17/08, 1987, taken as a prototype of the invention, presents another mechanical means to reduce leaks. According to this decision, the centrifugal compressor contains a housing, an impeller mounted on it on the shaft and a spring loaded dumis forming a labyrinth seal with the housing in the form of an annular gap in the form of truncated cones facing smaller outlets to the leak outlet.

Благодаря такому исполнению центробежного компрессора повышается надежность его работы на переходных режимах и уменьшается величина объемной утечки на номинальном режиме работы.Thanks to this design of the centrifugal compressor, the reliability of its operation in transient conditions is increased and the volume leakage rate at the nominal operating mode is reduced.

Недостаток решения по прототипу заключается в уменьшении КПД агрегата вследствие наличия утечек. Для высокоскоростных агрегатов этот недостаток проявляется в еще большей степени.The disadvantage of the solution according to the prototype is to reduce the efficiency of the unit due to leaks. For high-speed units, this disadvantage is manifested even more.

Изобретение направлено на повышение КПД агрегатов с радиальным потоком.The invention is aimed at increasing the efficiency of units with a radial flow.

Этот технический результат достигается тем, что в известном агрегате, содержащем корпус, расположенное на валу рабочее колесо, щелевое уплотнение, магистраль возврата утечек на всасывание, в отличие от прототипа между уплотнением и магистралью возврата, по направлению течения утечек, выполнены (установлены) направляющий лопаточный аппарат в корпусе и дополнительное рабочее колесо на валу агрегата. При таком исполнении полезно используется потенциальная и кинетическая энергия сбрасываемых утечек, что повышает КПД компрессора.This technical result is achieved by the fact that in the known unit containing the impeller located on the shaft, a slotted seal, a suction leak return line, in contrast to the prototype between the seal and the return line, in the direction of leakage, a guide vane is made (installed) apparatus in the housing and an additional impeller on the shaft of the unit. With this design, the potential and kinetic energy of discharged leaks is useful, which increases the efficiency of the compressor.

На чертеже показан пример исполнения агрегата с радиальным потоком - продольный разрез центробежного компрессора.The drawing shows an example of a unit with a radial flow - a longitudinal section of a centrifugal compressor.

Компрессор содержит корпус 1, расположенное в нем на валу 2 рабочее колесо 3, щелевое уплотнение 4 и магистраль 5 возврата утечек на всасывание.The compressor comprises a housing 1, an impeller 3 located on it on the shaft 2, a slotted seal 4, and a suction leak return line 5.

В отличие от известных решений в компрессоре между уплотнением 4 и магистралью 5 возврата утечек, последовательно по направлению течения утечек, выполнены направляющий лопаточный аппарат 6 в корпусе 1 и дополнительное рабочее колесо 7 на валу 2 компрессора. Направляющий аппарат 6 и дополнительное рабочее колесо 7 могут быть выполнены отдельно и установлены на свои места в корпусе 1 и на валу 2 соответственно.In contrast to the known solutions in the compressor between the seal 4 and the leak return line 5, the guide vanes 6 in the housing 1 and the additional impeller 7 on the compressor shaft 2 are made sequentially in the direction of the leak. The guide apparatus 6 and the additional impeller 7 can be made separately and installed in their places in the housing 1 and on the shaft 2, respectively.

При работе компрессора газ проходит рабочее колесо 3, сжимается, часть газа (утечки) проходит через щелевое уплотнение 4. В лопаточном направляющем аппарате 6 поток утечек восстанавливается, формируется и направляется на дополнительное рабочее колесо 7, тем самым снимая часть потребляемой мощности с привода компрессора. Полезное использование утечек повышает КПД агрегата.When the compressor is running, the gas passes through the impeller 3, is compressed, part of the gas (leakage) passes through the slotted seal 4. In the scapular guide apparatus 6, the leakage flow is restored, formed and directed to the additional impeller 7, thereby removing part of the power consumption from the compressor drive. The beneficial use of leaks increases the efficiency of the unit.

Claims

A radial flow assembly comprising a housing, an impeller located on the shaft, a gap seal and a suction leak return line, characterized in that a guide vane device is made (installed) in the housing between the seal and the return line, sequentially in the direction of the leak flow and an additional impeller on the unit shaft.