[发明专利]离心式压缩机

说明书

本发明涉及一种可用于石油化工等行业中空气压缩系统的离心式压缩机。

对于离心式压缩机，一般说来其单级叶轮的压缩能力都有限，而在需要高压缩比或高压头的情况下就必须采用多级方案。通常单个机匣内所能容纳的叶轮级数都有限制，以便保证轴的刚性并实现安全运转。因而在已有技术中需要高压头时，就以串联或并联的方式排列许多机匣的办法来实现。

图3说明已有技术中方案布局的一个例子，在该例中为了实现高压头而将从吸气端开始顺序为第一压缩机49、第二压缩机50和第三压缩机51的三个机匣按串联排列面构成气体压缩系统。每个压缩机机匣内部都由一个多级离心式压缩机组成。从驱动机来的驱动功率则通过转动轴57输入，分别由中介联轴器从第三压缩机51传至第二压缩机50，再从第二压缩机50传至第一压缩机49。

进气通过吸气管41吸入，然后在第一压缩机49中压缩，再通过排气管42排出。排出的气体通过中介气体冷却器43，冷却水则通过进水管58从外部流入冷却器而同气体发生然交换，从而使气体得到冷却。气体再通过第二压缩机50的吸气管44吸入，并通过排气管45排出。以相似的方式再次在中介气体冷却器46中冷却的气体再通过吸气管47吸入并被第三压缩机51压缩，然后气体从最终排气口48排出，作为高压气体使用。

在每个压缩机中都有两个轴承配置在接近机匣的两相对轴向端面上，并且为了防止封闭在机匣内的气体漏出，在传动轴伸出每个机匣的端面处还配置有气体密封装置。

在本图所示的例子中，采用了油膜密封或者机械密封装置。油压适当调节以适应机匣内气压的高低并分别通过密封油进油管52、53和54输入。虽然这些密封油输入机构已设计为可适应机匣内压力的变化，但是如果密封油输入发生故障，则密封效果就将丧失，这就要求密封装置本身以及密封油输入机构都必须分别具有很高的可靠性，而这将使其制造成本变得很高。

此外，润滑油还需通过润滑油进油管55输入轴承，而轴承箱里的回油则通过润滑油管56流出。

正如上述已有技术中的离心式压缩机那样，当压缩机由大量机匣组成时，就需要有大量防止内部气体漏至外界大气的密封装置配置在轴伸出各个机匣的两相对轴向端面处。至于密封轴的方法，则有各种不同的方法可以采用，如油膜密封法、机械密封法以及气压密封法等，这取决于各自的用途。然而在任何情况下，在高速旋转轴和装于静止部分的密封环之间的间隙都必须很小，所以制造、装配和维修都须格外小心。即使这些都已经做到，大量密封装置中的某一个发生故障的可能性仍然很大，因而为了保证可靠性，就必须采用昂贵的材料和精密的加工方法来制造密封装置。

因此，如上述情况那样，当压缩机用大量机匣构成并采用大量密封装置时，就很难以经济的办法保证其稳定地长期运转。

此外，当压缩机由大量机匣构成时，还必须保持机匣之内的轴在运转时不变形，于是各机匣的安装台结构就会变得很复杂，另外，还须有支承各机匣进气管和出气管的装置，并且需要采用复杂的方法来安装管道，以便使管道变形的力不致于加在机匣上。此外，为了提高压缩效率而对气体进行的冷却是在一个机匣排气和下一个机匣进气之间进行的，因此须采用单独安装在机匣外部的气体冷却器，从而各装置之间的高压管道就将变得长而复杂。

因此，本发明的目的是提供一种改进的离心式压缩机，其中，冷却轴上离心叶轮压缩的气体的扇形气体冷却装置是装在机匣上的。

根据本发明的一个特征，将压缩机主体的外径部分作为机匣的一部分，而上述气体冷却装置装在机匣内，以冷却中间的部分。因此，不需要连接管道，以减少中间部分的热损失和压力损失并且减少占用的空间，降低了成本。

根据本发明的另一个特征提出的离心式压缩机是由在每个轴上装有一些离心叶轮以利用离心力压缩气体的若干轴、在轴两相对端部不与轴接触的电磁轴承，当轴顺序串联使所述气体能朝一端压缩时用于联结这些轴并能允许各轴间有不同心度的联轴器装置、一个以其电磁轴承将被联结的各轴支承为整体并在一端有轴向进气口而在另一端有排气口的机匣、以及在机匣排气口一端围绕轴周围设置的密封装置所组成。

根据本发明另一个特征提出的具有第一特征的离心式压缩机，其特征在于提供有磁性吸引轴承将进气端的轴吸向排气端，而在排气端的电磁轴承是推力轴承，以便将轴保持在排气端的预定轴向位置上。

根据本发明另一个特征提出的具有第一特征的离心式压缩机，其特征在于联轴器装置是由装于两相邻轴端的两个方向相对的限制轴、配置在限制轴周围并分别装于各自轴上的两个柔性盘、以及一个与柔性盘联结的扭矩传递管所组成。