[发明专利]离心转子

说明书

发明领域

本发明涉及一种离心转子。

本发明的技术领域是流体、液体或气体压缩的领域。本发明因此 涉及使液体或气体供应源分别可能从给定压力变成更高压力的泵以 及压缩机两者。

背景技术

存在许多用于增加流体压力的技术。常用技术在于对压力被施加 在其上的流体进行离心，这继而导致它的压力增加。对于这种技术的 实施，取决于包括相关流体、环境(尺寸等)和所希望的性能(压缩率等) 的许多参数，存在许多不同的泵和压缩机结构。随后，将集中于包括 与轴向扩散器关联的至少一个离心转子的泵和压缩机。

离心转子是具有旋转轴线的转子。它被设计来压缩在与其旋转轴 线平行的方向上流动的流体，压缩流体在径向方向上向外离开转子。 当压缩流体必须轴向流动时，一种解决方案是引导离开转子的流体以 使得它改变流动方向。用于这个目的的元件是称为轴向扩散器的固定 部分，并且它具有用于引导压缩流体的至少一个导管。导管的下游端 部、即远离离心转子的端部，根据所希望的引导压缩流体的方向来轴 向地定向。轴向扩散器的目的是随后使从离心转子出来的流体转弯大 约90°以便轴向地导引它。

文档FR-2874241公开一种具有径向扩散器的使用平头叶片的高 效离心转子。叶片的尾流在扩散器中重闭(reclose)，并且通过与其他 相邻叶片的尾流一起工作而形成在扩散器内逐渐扩张的分层流。因此 在这个文档中发现一种结合扩散器的转子。非常厚的叶片位于转子的 下部部分中。

US-1,447,916示出结合扩散器的转子的另一个实施方案。扩散器 与包括叶片的转子部分可以是整体件，或它可以是固定到包括叶片的 转子部分的分离件。但应指出，在示出轮叶的所有图中，它们仅在装 置的一部分(对应于离心转子)之上延伸并且并不延伸到装置的周边 输出端，并且应指出，对应于离心转子的部分具有位于扩散器上游的 完全径向的出口。

这种结构所遇到的一个技术问题在于它是压缩流体中压力损失 的根源。实际上已知当流体流动时，它经历压力损失，而压力损失取 决于流体所存在于的管道，包括所经历的任何方向改变。

消除与流体本身的性质(具体地是它的粘度)特别相关的压降是 不可能的，但本发明将提供尽可能多地最小化这些损失的装置。

发明内容

因此，本发明的目标是针对给定压缩级包括离心转子和轴向扩散 器以增加这一级的性能，即例如针对给定功率或针对给定压缩获得更 高压缩比，从而减少需要施加在转子上以使其转动的机械功率。

为此，本发明提出一种离心转子，其包括：

-轮毂，其具有纵向轴线，

-流体入口，

-第一凸缘，其位于轮毂上游并且具有围绕轮毂的开口，

-第二凸缘，其位于第一凸缘下游、通过轮叶与第一凸缘分离， 从而形成各自由第一凸缘、第二凸缘和从流体入口延伸到周边出口的 两个轮叶限定的通道。

根据本发明，在周边出口附近，第一凸缘具有朝向通道定向的凹 形区域，而第二凸缘具有朝向通道定向的凸形区域。

由于因此而赋予出口通道的形式，离心转子内的径向流以不过于 唐突的方式转变成转子上游的扩散器中的轴向流，从而使得有可能限 制流体改变方向时的压力损失。

为了具有易于制造的转子，第一凸缘和第二凸缘有利地具有围绕 纵向轴线的圆形形状。

例如，所预料的是与第一凸缘离开通道的凹形区域相切的表面， 与垂直于纵向轴线的径向平面形成在1°与45°之间(优选在10°与30° 之间)的角度。类似地，所预料的是与第二凸缘离开通道的凸形区域 相切的表面，与垂直于纵向轴线的径向平面形成在1°与45°之间(优选 在10°与30°之间)的角度。

为了更好地导引根据本发明的离心转子中的流体，有利地假设轮 叶延伸到第一凸缘和/或第二凸缘的外周边外边缘。

为了容易使离开离心转子的流体加速，第一凸缘有利地具有邻近 通道的外周边边缘，所述外周边边缘与邻近第二凸缘的通道的外周边 边缘相比具有更大直径。在对应于给予离心转子出口的弯曲形状外侧 的具有更大直径的边缘处，速率因此更高。这是优选的，因为要沿转 弯外侧行进的路径与转弯内侧的相比更大。以此方式，当流体随后在 基本上纵向的方向上移动时，促进速度的更均匀分布。

本发明还涉及一种包括如上所述的离心转子的离心压缩机和/或 离心泵。