[发明专利]多级离心式压缩机的叶轮及其制造方法

说明书

本申请是第96102032.6号专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及石油化工设备和通用工业加工设备的多级离心式压缩机，更具体来说，涉及构成上述多级离心式压缩机的每一级的离心式叶轮及其制造方法。

背景技术

在多级离心式压缩机使用的叶轮包括两个旋转盘(一个转盘和一个盖盘)，以及多个叶片，这些叶片设置在转盘和盖盘之间，在周向上基本等距设置，借助转盘、盖盘和叶片形成通道。转盘、盖盘和叶片的设计和制造可为每级提供适当的工作气体速度分布。

另外，由于所采用的流体是可压缩的气体，因而对每级来说，叶轮的吸入温度和吸入压力是不同的。

因此，在各级中气体温度是不同的，叶轮的气体通道的需要宽度，也即叶片高度向着下游(吸入口、第一级、第二级……)变窄，因而各级的叶轮在结构上相互不同。

迄今以来生产的多级离心式压缩机，为每级决定叶轮的适当结构，按照每级的转盘和盖盘的已定结构分别制造转盘和盖盘。叶片通过压缩力加工形成需要的形状并通过焊接或类似的方式结合在转盘和盖盘上。

同时一直还采用另一种方法，其中，每级中用简单的叶片形状如两维叶片来替代叶片的最佳形状，然后用铸造或类似的方式制造这种简单的叶片。另外，还有一种已知的方法，其中，使用多主轴数控机床来制造无盖盘的半罩叶轮(halfshrouded innpeuer)的形状复杂的叶片。

在上述各种方法中，各级的叶轮的设计和制造必须在相互的结构上不同。这些制造离心式压缩机叶轮的方法公开在日本未审定的专利申请公开文本第2-161200号和第3-151597号中。

在前一文献中，为了得到高效率叶轮而抑制声浪的出现，盖盘在轴向上是可移动的。但是，并没有考虑到减少制造叶轮的步骤的数目，例如没有考虑采用通用于多个级中的叶轮的方法。

另一方面，在后一个文献中，为了调节流运速率以提高效率，在叶轮出口的通道宽度是可调节的。但是也没有考虑到减少制造步骤的数目，例如没有考虑采用通用于多个叶轮的方法和结构。

按照上述两种普通的技术，叶轮是为每级设计和制造的，没有考虑到减少所需要的加工步骤，以便以低廉的成本制造离心式压缩机的叶轮。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种低价的多级离心式压缩机、低造价的多级离心式压缩机的叶轮，以及制造低造价叶轮的方法，以便克服现有技术中的上述问题。

本发明的另一个目的是提供一种通用于多个离心级中的叶轮制造方法，而在普通技术中，由于气体的可压缩性各级是分别设计和制造的。

本发明的另一个目的是能够采用通用的数控程序或通用的压模来制造多级离心式压缩机叶轮。

本发明的另一个目的是提供一种没有减小多级离心式压缩机性能的高效多级离心式压缩机、一种高效离心式压缩机叶轮和一种制造高效叶轮的方法，同时又能实现上述各目的。

本发明的另一个目的是提供一种多级离心式压缩机的高可靠性叶轮和一种简化制造过程的制造上述高可靠性叶轮的方法。

为了实现这些目的，按照本发明的一个方面，一种多级离心式压缩机包括：多个相互隔开地安装在一根转轴上的叶轮，每个叶轮包括一转盘、一个盖盘和多个设在转盘和盖盘之间的，在周向上相互分隔的叶片；以及一个装纳这些叶片的外壳，该外壳有一吸入口和一个排放口，通过吸入口吸入的气体由每一级叶轮的转动按顺序压缩，并从排放口排出，其中，至少两个叶轮之一的整个叶片具有与其它叶轮的叶片的一部分相同的形状。

所述一个叶轮最好设置在比所述其它叶轮更远离多级离心式压缩机的吸入口的一级上。

所述一个叶轮最好也设置在比所述其它叶轮在多级离心式压缩机气流的下游的一级中。

按照本发明的另一个方面，提供一种多级离心式压缩机，其中，离心式压缩机通过管线多级连接，每个离心压缩机包括：一根转轴；一个叶轮，该叶轮包括一个固定在转轴上的转盘、一个固定在转轴上的盖盘，多个设置在转盘和盖盘之间，在周向上相互隔开的叶片；以及一个外壳，该外壳装纳所述叶轮，具有吸入气体的吸入口和排出压缩气体的排放口，其中，至少两级的离心式压缩机中的叶轮之一的叶片具有与至少两级的叶轮中的其它叶轮的叶片的一部分相同的形状。

在各级离心式压缩机之间最好设有中间冷却器。

所述一个叶轮，相对于由相互连接的离心式压缩机构成的多级离心式压缩机中形成的气体通道来说，最好设置在所述其它叶轮的下游。