[实用新型]一种多级离心式压缩机

说明书

技术领域

本实用新型属于径流式压缩机的技术领域，具体涉及到一种具有同一轴线的多级气体压缩机。 

背景技术

在离心压缩机中，主要部件是工作轮（叶轮）和与其相配合的扩压器，空气从叶轮流出后具有很大的动能，为了有效地利用这一部分能量，在叶轮后都装有扩压器。扩压器按其结构通常可分为无叶扩压器和叶片扩压器两种，它们对于改善压缩机的性能有很大的作用。 

采用叶片扩压器的离心压缩机效率虽然较高，但其工作范围却较窄，因为其末级侧会产生“旋转脱流”现象。一旦出现旋转脱流（即旋转失速），便会引发压缩机主轴的剧振，驱动压缩机就会变得很困难，这就限制了压缩机的工作范围。 

无叶扩压器也有旋转脱流现象出现，但通过减小扩压器的轴向流道高度，旋转脱流是可以避免的。扩压器的流道高度减小，其平均速度升高，扩压器中的摩擦损失会增大，使其效率降低。这样，无叶扩压器虽然效率较低，但它对工况适应性则较好，而且，当叶轮出口绝对速度达到超音速时，只要其径向分速小于音速，则在无叶扩压器内仍无激波产生，此时它可将超音速气流降低为亚音速气流。 

如何有效控制多级离心式压缩机旋转脱流现象的发生，提供一种在较宽的工作范围内可以稳定驱动的高效压缩机便成为了本技术领域科技人员追求的目标。 

中国专利CN1015489B公开了一种《多级离心压缩机》，其特征在于：压缩机每个离心转子（即叶轮）和与之相连的扩压器组成一级，压缩机至少有四个离心转子和至少四个导叶型扩压器（即叶片扩压器）。所述的导叶型扩压器中前一个扩压器的导叶前缘半径与转子出口半径之比大于后一个扩压器的相同比值，且后一个扩压器离排出侧较所述的前一个扩压器近。除了具有导叶型扩压器的所述的各级外，还至少有一级无导叶扩压器。由于扩压器中的旋转脱流是在回流发展并形成在扩压器中旋转的回流带时产生的，而导叶型扩压器通过在无导叶扩压器开始出现回流部位的内侧设置导叶前缘，具有防止回流的作用，如此，扩压器中的回流一开始出现即被抑制，也就避免了旋转脱流的发生，从而可以使压缩机达到高效率，并可以在较宽范围中工作。 

中国专利ZL92111548.2公开了一种《离心压缩机》，其特征在于：叶片扩压器的叶片分为两组，第一组叶片具有沿下游方向倾斜而偏离侧板向着芯板延伸的进气边，第二组叶片具有垂直于上述流体方向的进气边，第一组和第二组叶片以混合的方式配置；同时还设置了多个辅助叶片，每个辅助叶片的弦长比每个叶片的弦长短；辅助叶片配置在叶片的径向向内的位置上，其一个表面面对一个叶片；辅助叶片也分为两组，第一组具有沿下游方向倾斜而偏离上述侧板向着上述芯板延伸的进气边；第二组具有垂直于上述流体方向的进气边，该两组辅助叶片也以混合方式配置。上述叶片和辅助叶片涡卷形气流通道的舌部附近是稀疏的；而在上述通道的远离上述舌部的部分是密集的；而舌部的附近是一个包括上 述舌部并对应于不大于整个圆周一半的区域。这种设计进气边的位置更接近叶轮，会尽可能减少或防止产生逆流，从而即使在低的气流速度区间内也能防止喘振。叶片与辅助叶片一起不均匀的配置形成一个稀疏区和一个密集区，也能尽可能地减小旋转失速的发生。 

中国发明专利申请案CN102434491A公开了一种《离心压缩机》，所述的叶片扩压器的导叶由后缘半径相同而长度不同的长、短导叶组成，在相邻的长导叶之间至少配置一片短导叶，利用短导叶的整流作用，改善压缩机的性能。 

上述诸发明的着眼点都关注在扩压器上，然而，离心式压缩机中更为重要的部件还是其工作轮（叶轮），在某种意义上说，叶轮与扩压器是相互配合的一对矛盾的主体，要提高压缩机的性能，应当综合地考虑它们的结构和相互关联。这正是我们研究工作的着眼点。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是要寻找一种在较宽的工作范围内可以稳定驱动的高效多级离心式压缩机。我们从研究气体在叶轮中的流动入手，在有限叶片数时，由于叶片通道中环流运动的影响，在叶轮的出口处存在着一个与周速相反的环流速度（即轴向涡），使得气流的相对速度在出口处朝着反旋转方向偏转一角度。如果在相邻的两个叶片之间，后一个叶轮的叶片设置相对于前一个叶轮的叶片也偏转相应的角度，便可明显地减小轴向涡的存在。相应的改良了对扩压器的设计。为了保证气流在蜗室流道中的均匀流动，我们不仅考虑到了改良径向进口导叶调节器的设计，同时还研究了进出口蜗室的结构。 

本实用新型提供了一种多级离心式压缩机，它主要包括有：主轴、叶轮、隔套、推力盘、平衡盘、膜片联轴器、弯道、回流器、扩压器、进出口蜗室、密封，其特征在于：