[实用新型]叶轮和包括这种叶轮的离心压缩机

说明书

本实用新型涉及一种叶轮(3)，所述叶轮(3)具有轮盘(31)、轮盖(32)和位于所述轮盘(31)与所述轮盖(32)之间的叶片(33)，其中，所述轮盘(31)和所述轮盖(32)中的至少一者在其背离所述叶片(33)的一侧上设置有至少一个防旋板(34)，所述防旋板(34)从所述叶轮(3)的外缘向所述叶轮(3)的中心延伸。通过这种叶轮，可以减小密封结构进口处的旋流，改善转子系统的动力特性，提高转子系统的稳定性。此外，本实用新型还涉及一种包括这种叶轮(3)的离心压缩机(1)。

技术领域

本实用新型涉及一种叶轮，特别是用于离心压缩机的叶轮，所述叶轮具有轮盘、轮盖和位于所述轮盘与所述轮盖之间的叶片。

此外，本实用新型还涉及一种包括这种叶轮的离心压缩机。所述离心压缩机特别是用于石油、石化、空气分离领域，用于给下游提供氮气、氧气等。

背景技术

离心压缩机是具有叶轮的旋转式流体机械，主要包括定子和转子，定子是压缩机的固定元件，由扩压器、弯道、回流器、机壳等组成，转子主要由转轴、叶轮、平衡盘、推力盘等元件组成。工质通过离心压缩机时，被叶轮上高速旋转的叶片带动，在离心力的作用下流至叶轮边缘，经扩压器实现增压作用，离心压缩机可以分为单级压缩机和多级压缩机，其中，单级压缩机装配有单个转子，多级压缩机装配有串联的多个转子。在离心压缩机的旋转部件和静止部件之间安装有密封结构，控制通过动静间隙从高压区向低压区的泄漏流动。

叶轮是离心压缩机的关键部件。由于叶轮内叶栅通道的导流以及转轴、轮盘等旋转部件的旋转，工质在密封结构进口处具有很大的周向旋流速度，引起转子系统的振动，影响转子系统的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种叶轮，特别是用于离心压缩机的叶轮，其可以减小密封结构进口处的旋流，改善转子系统的动力特性，提高转子系统的稳定性。

上述目的通过根据本实用新型的一种叶轮、特别是用于离心压缩机的叶轮实现，所述叶轮具有轮盘、轮盖和位于所述轮盘与所述轮盖之间的叶片，其中，所述轮盘和所述轮盖中的至少一者在其背离所述叶片的一侧上设置有至少一个防旋板，所述防旋板从所述叶轮的外缘向所述叶轮的中心延伸。由此，所述叶轮可以阻止气流在叶轮高速旋转情况下沿周向的均一流动，进而阻止进入转轴密封处的气动旋流，从而实现止旋抑振的作用。

有利地，所述防旋板可以基本上沿着所述叶轮的径向延伸。由于防旋板的存在，在高速旋转产生的离心力下，将迫使工质沿径向流动。一方面，可以阻止气流在叶轮高速旋转情况下沿周向的均一流动，实现止旋抑振的作用。另一方面，可以调整轮盘或轮盖背部的压力分布，从而达到减小单级叶轮轴向力的目的，可以省去现有技术中通常使用的平衡活塞，使转轴长度减小，进一步提高转子的稳定性；同时可以实现背腔压力近轴处到叶轮外缘逐渐增大的压力分布形式，这样就对转轴处的密封设计有较大优势，同时降低了近轴处的压力，可以减小转轴密封处的泄漏量。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述防旋板沿叶轮轴向方向的高度可以从所述叶轮的外缘向所述叶轮的中心逐渐减小。由此，可以实现所期望的叶轮背腔中从近轴处到叶轮外缘逐渐增大的压力分布形式。

根据本实用新型的一种优选实施方式，可以设置多个防旋板以形成叶栅，所述防旋板的数量使叶栅稠度大于1。防旋板例如为叶片的形式，叶栅由多个叶型相同的叶片以相同的间隙和角度在同一回转面、例如轮盘或轮盖上排列而成。在叶栅稠度大于1时，叶轮高速旋转引起的泄漏水平很低。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述防旋板的长度可以根据所述叶轮的背腔压力设定。通过调整防旋板的长度，可以调整叶轮背腔处的压力。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述防旋板沿叶轮轴向方向的高度还可以根据所述叶轮与固定元件之间的间隙调节，所述叶轮设置在该固定元件之内。由此使泄漏尽可能地减小。