RU2546338C1 - Rotor of centrifugal compressor - Google Patents
Rotor of centrifugal compressor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546338C1 RU2546338C1 RU2014114160/06A RU2014114160A RU2546338C1 RU 2546338 C1 RU2546338 C1 RU 2546338C1 RU 2014114160/06 A RU2014114160/06 A RU 2014114160/06A RU 2014114160 A RU2014114160 A RU 2014114160A RU 2546338 C1 RU2546338 C1 RU 2546338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- shaft
- hub
- rotor
- centrifugal compressor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к роторам высокоскоростных центробежных компрессоров.The invention relates to the field of compressor engineering, in particular to the rotors of high-speed centrifugal compressors.
Известен ротор центробежного компрессора, содержащий вал и установленное на нем рабочее колесо с посадочной поверхностью на внутреннем диаметре его ступицы (см., например, книгу В.Б. Шнеппа «Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин» издательства «Машиностроение», г. Москва, 1995 г., ББК 31.76, Шн.76, УДК 621.515, стр.39, рис.1.23).Known rotor of a centrifugal compressor, containing a shaft and an impeller mounted on it with a seating surface on the inner diameter of its hub (see, for example, the book of VB Shnepp “Design and calculation of centrifugal compressor machines” publishing house "Engineering", Moscow, 1995, LBC 31.76, Shn.76, UDC 621.515, p. 39, Fig. 1.23).
Недостатком известного ротора является большие радиальные и осевые деформации рабочего колеса от действия центробежных сил, в частности, радиальная деформация его посадочной поверхности. Большая радиальная деформация ступицы рабочего колеса уменьшает натяг и площадь контакта между посадочными поверхностями колеса и вала, что снижает надежность их соединения.A disadvantage of the known rotor is the large radial and axial deformation of the impeller from the action of centrifugal forces, in particular, the radial deformation of its landing surface. Large radial deformation of the impeller hub reduces the interference fit and contact area between the seating surfaces of the wheel and shaft, which reduces the reliability of their connection.
Известен ротор центробежного компрессора, содержащий вал и установленное на нем рабочее колесо, в ступице которого выполнена кольцевая полость, разделяющая ступицу на внутреннее и наружное кольца и ограниченная с одной стороны кольцевой перегородкой, соединяющей внутреннее и наружное кольца. На внутреннем кольце ступицы установлен вращающийся направляющий аппарат, кольцевая перегородка расположена со стороны основного диска рабочего колеса, а его посадочная поверхность выполнена на внутреннем диаметре внутреннего кольца (см. Патент RU №2174624, Кл. F04D 29/28, опубликован 10.10.2001).A rotor of a centrifugal compressor is known, comprising a shaft and an impeller mounted on it, in the hub of which an annular cavity is made, dividing the hub into inner and outer rings and bounded on one side by an annular partition connecting the inner and outer rings. A rotating guide vane is installed on the inner ring of the hub, the annular partition is located on the side of the main disk of the impeller, and its seating surface is made on the inner diameter of the inner ring (see Patent RU No. 2174624, Cl. F04D 29/28, published 10.10.2001).
Недостатком конструкции является недостаточная надежность соединения рабочего колеса с валом, вследствие радиальной деформации ступицы рабочего колеса на части своей длины и уменьшения площади контакта их посадочных поверхностей. Кроме того, разная жесткость частей одной лопатки на вращающемся направляющем аппарате и основном диске создает во время работы предпосылки к их разной деформации и несовпадению профилей в месте стыковки торцов от действия центробежных сил и потока газа. Это накладывает определенные ограничения на процесс профилирования лопаток, что сужает область применения таких рабочих колес. Еще одним недостатком известного ротора является повышенная трудоемкость изготовления рабочего колеса, вследствие его выполнения из двух частей.The design drawback is the insufficient reliability of the connection of the impeller with the shaft, due to the radial deformation of the impeller hub on the part of its length and the reduction of the contact area of their seating surfaces. In addition, the different stiffness of the parts of one blade on a rotating guide vane and the main disk during operation creates the preconditions for their different deformation and mismatch of the profiles at the junction of the ends from the action of centrifugal forces and gas flow. This imposes certain restrictions on the process of profiling blades, which narrows the scope of such impellers. Another disadvantage of the known rotor is the increased complexity of manufacturing the impeller, due to its implementation of two parts.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности соединения рабочего колеса с валом ротора центробежного компрессора при одновременном упрощении процесса изготовления и сборки ротора.The problem to which the invention is directed, is to increase the reliability of the connection of the impeller with the rotor shaft of a centrifugal compressor while simplifying the manufacturing and assembly of the rotor.
Технический результат достигается тем, что в роторе центробежного компрессора, содержащем вал и установленное на нем рабочее колесо, в ступице которого выполнена кольцевая полость, разделяющая ступицу на внутреннее и наружное кольца и ограниченная с одной стороны кольцевой перегородкой, соединяющей внутреннее и наружное кольца, кольцевая перегородка выполнена со стороны входа потока в рабочее колесо, а торец вала выполнен с внутренней расточкой, при этом посадочные поверхности рабочего колеса и вала образованы, соответственно, внешней поверхностью внутреннего кольца ступицы рабочего колеса и внутренней расточкой вала.The technical result is achieved by the fact that in the rotor of a centrifugal compressor containing a shaft and an impeller mounted on it, in the hub of which an annular cavity is made separating the hub into the inner and outer rings and bounded on one side by an annular partition connecting the inner and outer rings, the annular partition made from the inlet of the flow into the impeller, and the shaft end is made with an internal bore, while the seating surfaces of the impeller and shaft are formed, respectively, externally surface of the inner ring of the impeller hub and the inner bore of the shaft.
Кроме того, в изобретении может иметь место следующее:In addition, the following may occur in the invention:
- внешняя поверхность внутреннего кольца ступицы рабочего колеса и внутренняя расточка вала выполнены коническими;- the outer surface of the inner ring of the hub of the impeller and the inner bore of the shaft are made conical;
- вал и рабочее колесо дополнительно взаимодействуют между собой посредством шлицевого соединения, при этом шлицы могут быть выполнены на наружном кольце ступицы рабочего колеса и на наружной поверхности вала либо могут быть выполнены на диске, соединенным с наружным кольцом ступицы рабочего колеса, и на наружной поверхности вала;- the shaft and the impeller additionally interact with each other by means of a spline connection, while the splines can be made on the outer ring of the impeller hub and on the outer surface of the shaft or can be made on the disk connected to the outer ring of the impeller hub and on the outer surface of the shaft ;
- в ступице рабочего колеса внутреннее кольцо и перегородка выполнены в виде единого элемента, соединенного с наружным кольцом посредством крепежных элементов, например болтов.- in the hub of the impeller, the inner ring and the baffle are made in the form of a single element connected to the outer ring by means of fasteners, such as bolts.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан ротор центробежного компрессора, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вариант выполнения рабочего колеса.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the rotor of a centrifugal compressor, a longitudinal section; figure 2 is the same, an embodiment of the impeller.
Ротор центробежного компрессора содержит вал 1 и установленное на нем рабочее колесо 2. В ступице рабочего колеса 2 выполнена кольцевая полость 3, разделяющая ступицу на внутреннее и наружное кольца 4 и 5 и ограниченная с одной стороны кольцевой перегородкой 6, соединяющей внутреннее и наружное кольца 4 и 5.The rotor of the centrifugal compressor comprises a
Кольцевая перегородка 6 выполнена со стороны входа потока в рабочее колесо 2, а посадочные поверхности в рабочем колесе 2 и на валу 1 выполнены, соответственно, на внешней поверхности 7 внутреннего кольца 4 ступицы и во внутренней расточке 8 на торце вала 1.The annular partition 6 is made on the input side of the flow into the
Внешняя поверхность 7 внутреннего кольца 4 ступицы и внутренняя расточка 8 на валу 1 выполнены коническими.The
Вал 1 и рабочее колесо 2 дополнительно взаимодействуют между собой посредством шлицевого соединения 9 наружного кольца 5 ступицы и наружной поверхности вала 1.The
Шлицы наружного кольца 5 ступицы могут быть выполнены на диске 10, который соединен с наружным кольцом 5 крепежными элементами, например винтами 11 с внутренним шестигранником.The splines of the
Внутреннее кольцо 4 ступицы и перегородка 6 могут быть выполнены в виде отдельного элемента 12, соединенного с наружным кольцом 5, например, болтами 13.The inner ring 4 of the hub and the partition 6 can be made in the form of a
При сборке ротора рабочее колесо 2 устанавливают на вал 1, совмещая посадочные поверхности и обеспечивая сборку шлицевого соединения 7. При этом внешняя поверхность 7 внутреннего кольца 4 ступицы сопряжена с внутренней расточкой 8 вала 1. Производят крепление рабочего колеса 2 к валу 1 центральным стержнем 14 (шпилька, болт). Усилие затяжки центрального стержня 14 определяет значение натяга в посадочных поверхностях колеса и вала.When assembling the rotor, the
При работе ротора центробежного компрессора вращение от вала 1 передается рабочему колесу 2 через натяг в их посадочных поверхностях и (или) шлицевое соединение 9, при этом на лопатки рабочего колеса 2 поступает рабочая среда. В результате взаимодействия с лопатками рабочего колеса поток рабочей среды приобретает кинетическую и потенциальную энергию.When the rotor of the centrifugal compressor is operating, the rotation from the
Выполнение кольцевой перегородки 6, соединяющей внутреннее и наружное кольца 4 и 5 ступицы рабочего колеса 2, со стороны входа в рабочее колесо уменьшает воздействие на внутреннее кольцо 4 центробежных сил от периферийной, самой массивной, части колеса. Поэтому деформация внутреннего кольца 4, а значит и посадочной поверхности рабочего колеса 2 во время работы незначительна. Ввиду малой массы конца вала 1, воздействие центробежных сил на перемещение его посадочной поверхности еще меньше. Выполнение посадочной поверхности рабочего колеса 2 на внешней поверхности 7 внутреннего кольца 4 ступицы рабочего колеса 2 и размещение ее во внутренней расточке 8 вала 1 сохраняет заданный натяг в соединении «вал - рабочее колесо», практически, неизменным.The implementation of the annular partition 6, connecting the inner and
Таким образом, такое выполнение ротора центробежного компрессора существенно упрощает изготовление рабочего колеса и его соединение с валом. Изготовление лопаток на колесе выполняется из одной поковки. Для сборки и разборки ротора не требуются прессовые приспособления. Выполнение лопаток из одного массива позволяет исключить нештатные деформации их частей, оптимально профилировать проточную часть рабочего колеса с высокими энергетическими показателями в широком диапазоне расходов и давлений. Конструкция обеспечивает надежность соединения рабочего колеса с валом и позволяет применять ротор на высокие скорости вращения, которые ограничены только прочностью материала колеса.Thus, this embodiment of the rotor of a centrifugal compressor greatly simplifies the manufacture of the impeller and its connection with the shaft. The manufacture of blades on the wheel is made from one forging. Assembly and disassembly of the rotor does not require press tools. The implementation of the blades from one array allows you to exclude abnormal deformation of their parts, optimally profile the flow part of the impeller with high energy performance in a wide range of flow rates and pressures. The design ensures reliable connection of the impeller with the shaft and allows the rotor to be used at high speeds of rotation, which are limited only by the strength of the material of the wheel.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114160/06A RU2546338C1 (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Rotor of centrifugal compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114160/06A RU2546338C1 (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Rotor of centrifugal compressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2546338C1 true RU2546338C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53295814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014114160/06A RU2546338C1 (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Rotor of centrifugal compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2546338C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1239412A1 (en) * | 1984-10-26 | 1986-06-23 | Предприятие П/Я Р-6639 | Unit for securing rotor on shaft |
| RU2174624C1 (en) * | 2000-05-06 | 2001-10-10 | Акционерное общество закрытого типа "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Rotor of centrifugal compressor |
| DE102010039889A1 (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-01 | Man Diesel & Turbo Se | Device for torque-transmitting, releasable fixing of compressor wheel to drive shaft of turbo machine, has tubular-shaped fitting clamp having inner and outer surfaces which are formed in circumferential direction with constant curvature |
| RU2480632C1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-04-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Connection of impeller with pinion shaft on front teeth (versions) |
-
2014
- 2014-04-10 RU RU2014114160/06A patent/RU2546338C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1239412A1 (en) * | 1984-10-26 | 1986-06-23 | Предприятие П/Я Р-6639 | Unit for securing rotor on shaft |
| RU2174624C1 (en) * | 2000-05-06 | 2001-10-10 | Акционерное общество закрытого типа "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Rotor of centrifugal compressor |
| DE102010039889A1 (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-01 | Man Diesel & Turbo Se | Device for torque-transmitting, releasable fixing of compressor wheel to drive shaft of turbo machine, has tubular-shaped fitting clamp having inner and outer surfaces which are formed in circumferential direction with constant curvature |
| RU2480632C1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-04-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Connection of impeller with pinion shaft on front teeth (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2098686B1 (en) | Two-shaft gas turbine | |
| CN106795891B (en) | Impeller assembly for centrifugal pump | |
| AU2015281410B2 (en) | Impeller for axial fans | |
| US20160195110A1 (en) | Rotor for a thermal turbomachine | |
| US2675174A (en) | Turbine or compressor rotor | |
| RU2011154008A (en) | TURBINE ROTOR (OPTIONS) | |
| WO2016038661A1 (en) | Rotary machine | |
| TWI725016B (en) | Impeller for centrifugal pumps | |
| JP2016522357A (en) | Centrifugal rotor | |
| JP2014206132A5 (en) | ||
| RU2546338C1 (en) | Rotor of centrifugal compressor | |
| RU2630919C1 (en) | Rotor forth stage impeller of high-pressure compressor (hpc) of turbojet engine (versions), hpc rotor impeller disc, hpc rotor impeller blade, hpc rotor impeller blade ring | |
| US8870543B2 (en) | Lightened axial compressor rotor | |
| JP2008051101A (en) | Rotor for steam turbine, and turbine engine | |
| RU2572744C1 (en) | Gas turbine bypass engine | |
| EP2912269B1 (en) | Gas turbine engine rotor drain feature | |
| JP2015137607A5 (en) | Axial flow rotating machine | |
| RU2606295C1 (en) | Gas turbine engine compressor rotor | |
| RU2345252C1 (en) | Centrifugal compressor | |
| RU2565141C1 (en) | Rotor shaft of low pressure compressor of turbojet engine, connection assembly of rotor shaft disks of low pressure compressor of turbojet engine, spacer of connection assembly of rotor shaft disks of low pressure compressor of turbojet engine | |
| RU2565139C1 (en) | Turbojet low-pressure compressor second stage disc | |
| US2691944A (en) | Machine of the centrifugal type | |
| US20170284209A1 (en) | Turbine rotor assembly, turbine, and rotor blade | |
| RU2514820C1 (en) | Gas turbine engine rotor | |
| RU2174624C1 (en) | Rotor of centrifugal compressor |