RU2518785C2 - Двухсекционный центробежный компрессор - Google Patents
Двухсекционный центробежный компрессор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2518785C2 RU2518785C2 RU2012137974/06A RU2012137974A RU2518785C2 RU 2518785 C2 RU2518785 C2 RU 2518785C2 RU 2012137974/06 A RU2012137974/06 A RU 2012137974/06A RU 2012137974 A RU2012137974 A RU 2012137974A RU 2518785 C2 RU2518785 C2 RU 2518785C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- centrifugal compressor
- sealing
- seal
- section
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в компрессорной технике. Двухсекционный центробежный компрессор содержит корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, межсекционную перегородку с лабиринтным уплотнением, ротор с рабочими колесами и думмисом, причем думмис выполнен ступенчатым. Межступенчатая полость думмиса связана с нагнетательной камерой второй секции центробежного компрессора через канал в межсекционной перегородке и входные отверстия во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения, в котором отверстия во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения выполнены тангенциально или под углом к внутренней кольцевой поверхности уплотнения и направлены в сторону, противоположную направлению движения вращающегося потока, на внутренних торцовых стенках втулки за входными отверстиями уплотнения расположены ребра, на внутренней поверхности втулки уплотнения выполнены серповидные лунки и гребни. Повышена эффективность компенсации осевых усилий на ротор, уменьшены протечки уплотняемого газа из второй секции компрессора в первую секцию в процессе работы и улучшены динамические характеристики ротора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в компрессорной технике.
В процессе работы двухсекционного центробежного компрессора за счет разности давления на входе и выходе рабочих колес возникает осевое усилие на ротор. В двухсекционном центробежном компрессоре при расположении секций «спина к спине» за счет противоположного направления осевой силы в секциях компенсируется основная нагрузка на ротор. Дополнительная разгрузка осуществляется при помощи разгрузочного поршня (думмиса), выполненного в виде втулки, установленной на валу ротора между секциями, и лабиринтного уплотнения, установленного в межсекционную перегородку.
Известна конструкция двухсекционного компрессора, содержащая корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, межсекционную перегородку с лабиринтным уплотнением, ротор с рабочими колесами и думмисом. Осевое усилие ротора компенсируется за счет подбора диаметра думмиса под лабиринтным уплотнением в межсекционной перегородке (Центробежные и осевые компрессорные машины: Отраслевой каталог. - М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ. - 1992 г. - стр.64, рис.52, стр.82, рис.65).
Недостатком такой конструкции двухсекционного центробежного компрессора является то, что при изменении режима работы компрессора величина осевых усилий возрастает и для компенсации необходимо увеличивать диаметр думмиса и, как следствие, его массу, что неблагоприятно сказывается на динамических характеристиках ротора. При этом в малорасходных ступенях сжатия двухсекционных центробежных компрессоров протечки газа через зазор в лабиринтных уплотнениях значительно снижают эффективность работы ступени сжатия компрессора по степени повышения давления и по коэффициенту полезного действия.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является двухсекционный центробежный компрессор, содержащий корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, межсекционную перегородку с лабиринтным уплотнением, ротор с рабочими колесами и думмисом, в котором думмис выполнен в виде ступенчатой втулки с подводом газа через канал в межсекционной перегородке и отверстия в лабиринтном уплотнении из нагнетательной камеры второй секции в межступенчатую полость думмиса и лабиринтного уплотнения (Патент РФ 2384745 C1, «Двухсекционный центробежный компрессор», МПК F04D 17/08, F04D 29/08, опубл.: БИ 20.03.2010 (прототип))
Указанный двухсекционный центробежный компрессор также не лишен серьезных недостатков:
- при использовании уплотнения с большим расходным коэффициентом возникают повышенные утечки уплотняемого газа из-за того, что давление в межступенчатом пространстве выше, чем в задуммисной полости;
- в лабиринтном уплотнении возникает нежелательная возбуждающая циркуляционная сила из-за того, что в межступенчатом пространстве возникает кольцевой вихрь, направленный в сторону вращения ротора;
- на стабильность работы ротора в компрессоренегативно воздействует кольцевой вихрь, поскольку поток газа, поступающий в межступенчатое пространство через радиальные подводящие отверстия со стороны нагнетания, не обеспечивает эффективного разрушения данного кольцевого вихря.
В основу изобретения поставлена задача за счет усовершенствования конструкции повысить эффективность компенсации осевых усилий на ротор, уменьшить протечки уплотняемого газа из второй секции компрессора в первую секцию в процессе работы и улучшить динамические характеристики ротора.
Поставленная задача решается тем, что в двухсекционном центробежном компрессоре, содержащем корпус, расположенные в нем статор первой и второй секции, межсекционную перегородку с лабиринтным уплотнением, ротор с рабочими колесами и думмисом, причем думмис выполнен ступенчатым, при этом межступенчатая полость думмиса связана с нагнетательной камерой второй секции центробежного компрессора через канал в межсекционной перегородке и входные отверстия во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения, согласно изобретению, отверстия во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения выполнены тангенциально или под углом к внутренней кольцевой поверхности уплотнения и направлены в сторону, противоположную направлению движения вращающегося потока, на внутренних торцовых стенках втулки за входными отверстиями уплотнения расположены ребра, на внутренней поверхности втулки уплотнения выполнены серповидные лунки и гребни.
При этом величина угла между осью подводящего отверстия и касательной к внутренней поверхности уплотнения составляет от 0° до 90°, а гребни выполнены различными по высоте из металлического и полимерного материала, причем выступающие по высоте гребни выполнены из полимерного материала
Выполнение отверстий во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения тангенциальными или под углом к внутренней кольцевой поверхности уплотнения и направленными в сторону, противоположную направлению движения вращающегося потока, способствует затормаживанию вихря газового потока, подводимого через отверстия.
Ребра, расположенные на внутренних торцовых стенках за входными отверстиями, и серповидные лунки на внутренней поверхности уплотнения разбивают и тормозят закрученный поток. Такое конструктивное решение стабилизирует работу ротора, не вызывая дополнительных колебаний.
Величина угла между осью подводящего отверстия и касательной к внутренней поверхности уплотнения, составляющая от 0° до 90°, выбрана исходя из соображений повышения эффективности торможения вращающегося вихря. Такая величина угла входного потока с высоким давлением и подача его в направлении, противоположном вращению ротора наиболее эффективно тормозит вращающийся вихрь между уплотнением и думмисом, вызывающим воздействие циркуляционной силы на ротор.
Применение на внутренней поверхности втулки уплотнений, различных по высоте гребней из металлического и полимерного материала, причем выступающих по высоте гребней - из полимерного материала, позволяет уменьшить диаметральный зазор между уплотнением и думмисом, т.е. сократить протечки. Благодаря гибкости полимерного материала во время касания с ротором гребни уплотнения отклоняются, перемещаясь вместе с ротором. После касания гребни восстанавливают свою первоначальную конфигурацию. При этом поверхность ротора в местах касания не повреждается. При значительных перемещениях ротора в результате повышенной вибрации (работа агрегата на нестационарных режимах, помпаж и т.д.), гребни уплотнения в местах касания вытираются, не повреждая при этом уплотнительную поверхность ротора.
Предлагаемая конструкция ступенчатого думмиса со ступенчатым лабиринтно-лунковым уплотнением и промежуточным подводом газа позволяет повысить эффективность компенсации осевых усилий на ротор. А конструктивное решение ступенчатого лабиринтно-лункового уплотнения уменьшает протечки рабочего тела в сторону меньшего давления в процессе работы центробежного компрессора и улучшает динамические характеристики ротора.
Изобретение поясняется иллюстрациями.
На Фиг.1 изображена проточная часть центробежного компрессора с разгрузочным устройством 4
на Фиг.2 представлено разгрузочное устройство центробежного компрессора;
на Фиг.3, Фиг.4 представлен фрагмент уплотнения разгрузочного устройства центробежного компрессора, которое было изготовлено ООО «ТРИЗ» по настоящему изобретению.
Двухсекционный центробежный компрессор содержит корпус 1 (Фиг.1), размещенные в нем статор первой и второй секции 2, межсекционную перегородку 3 со ступенчатым лабиринтным уплотнением 4 (Фиг.2, 3, 4), ротор 5 с рабочими колесами 6, 7 и думмисом 8. Думмис 8 выполнен в виде ступенчатой втулки с подводом газа через канал 9 в межсекционной перегородке 3 и отверстие 10 во втулке 11 лабиринтного уплотнения 4 из диффузора 12 (или нагнетательной камеры 13) первой секции в межступенчатую полость 14 между ступенями думмиса 8. Причем входные отверстия 10 во втулке 11 ступенчатого лабиринтного уплотнения 4 выполнены тангенциально или под углом к внутренней поверхности уплотнения и направлены в сторону, противоположную вращающемуся потоку. На внутренних торцовых стенках 15 втулки 11 за входными отверстиями 10 уплотнения 4 расположены ребра 16, 17, на внутренней поверхности втулки И уплотнения 4 выполнены серповидные лунки 18 и гребни 19, 20.
Величина угла между осью подводящего отверстия и касательной к внутренней поверхности уплотнения составляет от 0° до 9°. Гребни 19 выполнены из металлического материала и ниже по высоте от гребней 20, выполненных из полимерного материала.
При работе двухсекционного центробежного компрессора на каждую секцию действует осевое усилие, направленное в сторону всасывающего патрубка первой либо второй секции соответственно. Расположением рабочих колес 6, 7 первой и второй секций «спина к спине» обеспечивается основная разгрузка ротора 5 от осевой силы.
Часть сжатого газа из полости диффузора 12 или нагнетательной камеры 13 второй секции через канал 9 в межсекционной перегородке 3 поступает в межступенчатую полость 14 между ступенями думмиса 8 и лабиринтно-лункового уплотнения 4. Газ подводится через отверстия 3, расположенные в уплотнении тангенциально к внутренней поверхности уплотнения в сторону, противоположную направлению вращающегося вихря. Для наилучшего эффекта оптимальное значение угла между осью подводящего отверстия и касательной к внутренней поверхности уплотнения находится в пределах от 0° до 90°. За счет такой подачи поток затормаживается. Ребра 16, 17, расположенные на внутренних торцовых стенках 15 за входными отверстиями, и серповидные лунки 18 разбивают закрученный поток. Такое конструкторское решение стабилизирует работу ротора. Применение гребней 20 из полимерного материала позволяет обеспечить минимальный зазор между думмисом и уплотнением. Это дает возможность сократить протечки рабочего уплотняемого газа в сторону низкого давления.
Поскольку давление в нагнетательной камере второй секции больше давления в межступенчатой полости думмиса, то в результате действия этого давления на площадь ступени думмиса создается осевое усилие, снижающее неуравновешенное осевое усилие на ротор двухсекционного центробежного компрессора.
Claims (3)
1. Двухсекционный центробежный компрессор, содержащий корпус, размещенные в нем статор первой и второй секции, межсекционную перегородку с лабиринтным уплотнением, ротор с рабочими колесами и думмисом, причем думмис выполнен ступенчатым, при этом межступенчатая полость думмиса связана с нагнетательной камерой второй секции центробежного компрессора через канал в межсекционной перегородке и входные отверстия во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения, отличающийся тем, что отверстия во втулке ступенчатого лабиринтного уплотнения выполнены тангенциально или под углом к внутренней кольцевой поверхности уплотнения и направлены в сторону, противоположную направлению движения вращающегося потока, на внутренних торцовых стенках втулки за входными отверстиями уплотнения расположены ребра, на внутренней поверхности втулки уплотнения выполнены серповидные лунки и гребни.
2. Двухсекционный центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что величина угла между осью подводящего отверстия и касательной к внутренней поверхности уплотнения составляет от 0° до 90°.
3. Двухсекционный центробежный компрессор по п.1 или 2, отличающийся тем, что гребни выполнены различными по высоте из металлического и полимерного материала, причем выступающие по высоте гребни выполнены из полимерного материала
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137974/06A RU2518785C2 (ru) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Двухсекционный центробежный компрессор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137974/06A RU2518785C2 (ru) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Двухсекционный центробежный компрессор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012137974A RU2012137974A (ru) | 2014-03-10 |
RU2518785C2 true RU2518785C2 (ru) | 2014-06-10 |
Family
ID=50191580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012137974/06A RU2518785C2 (ru) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Двухсекционный центробежный компрессор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2518785C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184383U1 (ru) * | 2017-11-07 | 2018-10-24 | Борис Андреевич Шахов | Турбонагнетатель |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1733706A1 (ru) * | 1987-04-17 | 1992-05-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения Сумского научно-производственного объединения им.М.В.Фрунзе | Лабиринтное уплотнение центробежного компрессора высокого давлени |
EP1995465A1 (en) * | 2007-05-24 | 2008-11-26 | General Electric Company | Barrier sealing system for centrifugal compressors |
RU2384745C1 (ru) * | 2009-02-18 | 2010-03-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Двухсекционный центробежный компрессор |
CN103228925A (zh) * | 2011-02-25 | 2013-07-31 | 三菱重工压缩机有限公司 | 压缩机 |
-
2012
- 2012-09-05 RU RU2012137974/06A patent/RU2518785C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1733706A1 (ru) * | 1987-04-17 | 1992-05-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения Сумского научно-производственного объединения им.М.В.Фрунзе | Лабиринтное уплотнение центробежного компрессора высокого давлени |
EP1995465A1 (en) * | 2007-05-24 | 2008-11-26 | General Electric Company | Barrier sealing system for centrifugal compressors |
RU2384745C1 (ru) * | 2009-02-18 | 2010-03-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Двухсекционный центробежный компрессор |
CN103228925A (zh) * | 2011-02-25 | 2013-07-31 | 三菱重工压缩机有限公司 | 压缩机 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184383U1 (ru) * | 2017-11-07 | 2018-10-24 | Борис Андреевич Шахов | Турбонагнетатель |
RU184383U9 (ru) * | 2017-11-07 | 2018-11-30 | Борис Андреевич Шахов | Турбонагнетатель |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012137974A (ru) | 2014-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2392499C2 (ru) | Центробежный насос и его рабочее колесо | |
JP4655123B2 (ja) | 遠心圧縮機 | |
EP2154380B1 (en) | Seal device for rotary fluid machine and rotary fluid machine | |
JP2012007592A (ja) | シール装置及びこれを備えた流体機械 | |
WO2012001997A1 (ja) | シール装置及びこれを備えた流体機械 | |
US9004857B2 (en) | Barrel-shaped centrifugal compressor | |
KR20180118455A (ko) | 터보 압축기 | |
KR20170047450A (ko) | 터보 압축기 | |
RU2518785C2 (ru) | Двухсекционный центробежный компрессор | |
RU2384745C1 (ru) | Двухсекционный центробежный компрессор | |
JP2015537156A (ja) | リング及びカウルを含む遠心式ガス圧縮機又はポンプ | |
KR100611319B1 (ko) | 터보 압축기 | |
JP2015135083A (ja) | シール装置、及び回転機械 | |
KR100868267B1 (ko) | 터보 블로어 | |
RU2585336C1 (ru) | Двухсекционный центробежный компрессор | |
KR102033355B1 (ko) | 소형 터보 압축기 | |
RU2439378C1 (ru) | Центробежный компрессор | |
KR20010010869A (ko) | 터보 압축기의 실링장치 | |
KR102386646B1 (ko) | 터보 압축기 | |
KR20060080285A (ko) | 터보압축기 | |
KR20010010873A (ko) | 터보 압축기의 축방향 실링구조 | |
KR100339549B1 (ko) | 터보 압축기의 실링장치 | |
KR20000003085A (ko) | 터보 압축기의 간극누설 저감구조 | |
KR100304562B1 (ko) | 터보압축기 | |
KR20010017179A (ko) | 터보 압축기의 축방향 실링구조 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150906 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161220 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190906 |