一種離心式壓縮機徑向吸氣室結構的製作方法

2023-08-10 12:24:36

本實用新型涉及離心式壓縮機吸氣室，具體地說是一種離心式壓縮機徑向吸氣室結構。

背景技術：

離心式壓縮機吸氣室是用來收集上遊管道中的工藝氣體，並將其輸送至離心式壓縮機葉輪內的靜止元件。徑向吸氣室因受結構的限制，其靠近風筒一側和遠離風筒一側的阻力不同，導致大部分流體介質由風筒進入後，直接從風筒附近流入葉輪內部，必然會引起葉輪入口截面流場不均勻，並導致壓縮機整機性能有所下降。

參見圖1、圖2，目前現有的徑向吸氣室，由風筒1、外機殼2、內機殼3、進口隔板4、端蓋5及隔套6圍成，風筒1焊接在外機殼2上，外機殼2、內機殼3與進口隔板4之間是止口連接，端蓋焊接在外機殼2上，隔套6與壓縮機軸為過盈連接。分流筋板7焊接在風筒1和內機殼3上，導葉8用螺栓連接或焊接在進口隔板4上。吸氣室內部劃分為三個區域，分別是進氣通道9、螺旋通道10及環形收斂通道11。

其子午面型線沿葉輪的旋轉方向是無變化的；為了提高葉輪入口截面流場均勻性，常用的方法是在吸氣室內的螺旋通道10中安裝多個分流筋板7或在環形收斂通道11中安裝多個導葉8，用於引導氣流在吸氣室內均勻分布，並減小氣流進入葉輪時產生的旋繞。但這種方法不僅會加大總壓損失，而且導葉8和分流筋板7的設置對氣體流量敏感，如果流量偏離設計點，可能引起導葉8或分流筋板7附近發生流場分離，反而降低壓縮機的性能。

技術實現要素：

為解決現有吸氣室中因導葉或分流筋板對氣體敏感而可能產生的上述問題，本實用新型的目的在於提供一種離心式壓縮機徑向吸氣室結構。該離心式壓縮機徑向吸氣室結構對壓縮機流量變化不敏感，並可以有效改善葉輪入口截面流場均勻性，且不會大幅增加總壓損失，使壓縮機性能有所提高。

根據本實用新型的一個方面，提供一種離心式壓縮機徑向吸氣室結構，該吸氣室由風筒、外機殼、內機殼、進口隔板、端蓋及隔套圍成，內部分為進氣通道、螺旋通道及環形收斂通道；所述風筒的中心線所在的垂直於壓縮機軸線的截面為0°截面及180°截面，其中0°截面位於靠近風筒的一側，180°截面位於遠離風筒的一側；所述進口隔板的剖面輪廓線為蓋盤側子午面型線，該蓋盤側子午面型線從0°截面沿葉輪旋轉方向到180°截面是連續變化的，並以所述0°截面為對稱面左右對稱；

進一步地，所述蓋盤側子午面型線呈波浪形，具有凸緣及凹陷，從0°截面沿葉輪旋轉方向到180°截面，隨著截面角度增大，所述凹陷逐漸變小直至消失，所述蓋盤側子午面型線到180°截面時從所述螺旋通道到所述環形收斂通道為平滑過渡；

進一步地，所述凹陷逐漸變小直至消失為凹陷處的型線逐漸向外機殼和內機殼的方向抬升，所述凸緣處的型線位置保持不變；

進一步地，所述蓋盤側子午面型線呈波浪形，具有凸緣及凹陷，從0°截面沿葉輪旋轉方向到180°截面，隨著截面角度增大，所述凸緣及凹陷均逐漸變小直至消失，所述蓋盤側子午面型線到180°截面時從所述螺旋通道到所述環形收斂通道為平滑過渡；

進一步地，所述凸緣及凹陷均逐漸變小直至消失為凹陷處的型線逐漸向外機殼和內機殼的方向抬升，所述凸緣處的型線逐漸向壓縮機軸線的方向降低；

進一步地，所述0°截面和/或180°截面處設有安裝在螺旋通道內的分流筋板；

進一步地，所述0°截面在螺旋通道與環形收斂通道的交界處；

進一步地，所述進口隔板為水平剖分結構，分為上下設置的進口隔板的上半部分及進口隔板的下半部分。

本實用新型提供的一種離心式壓縮機徑向吸氣室結構，具有以下優點與積極效果：

1、本實用新型取消了現有吸氣室中的導葉和分流筋板，或者僅在對稱截面處安裝分流筋板，因此在壓縮機流量變化時或流量偏離設計點時，吸氣室內的流場也不容易發生分離，適用於流量變化範圍較寬的工況。

2、與現有的離心式壓縮機吸氣室相比，本實用新型的徑向吸氣室結構使葉輪入口截面有更好的流場均勻性的同時，總壓損失更小，因此壓縮機的級性能更好。

3、本實用新型結構簡單，便於安裝和維護。

附圖說明

圖1為現有吸氣室子午面剖面示意圖；

圖2為現有吸氣室徑向示意圖；

圖3為本實用新型實施例一提供的吸氣室徑向示意圖；

圖4為本實用新型實施例一提供的吸氣室子午面剖面示意圖；

圖5為圖4中進口隔板的局部放大圖；

圖6為圖4中進口隔板的立體剖視圖；

圖7為本實用新型實施例二提供的吸氣室子午面剖面示意圖；

圖8為圖7中進口隔板的局部放大圖；

其中：1為風筒，2為外機殼，3為內機殼，4為進口隔板，5為端蓋，6為隔套，7為分流筋板，8為導葉，9為進氣通道，10為螺旋通道，11為環形收斂通道，12為0°截面蓋盤側子午面型線，13為45°截面蓋盤側子午面型線，14為90°截面蓋盤側子午面型線，15為135°截面蓋盤側子午面型線，16為180°截面蓋盤側子午面型線，17為壓縮機軸線，18為葉輪，19為凸緣，20為凹陷，21為進口隔板的上半部分，22為進口隔板的下半部分。

具體實施方式

實施例一

參見圖3～6，本實用新型的吸氣室由風筒1、外機殼2、內機殼3、進口隔板4、端蓋5及隔套6圍成，吸氣室內部劃分為三個區域，分別是進氣通道9、螺旋通道10及環形收斂通道11。定義風筒1的中心線所在的垂直於壓縮機軸線17的截面為0°截面及180°截面，其中0°截面位於靠近風筒1的一側，180°截面位於遠離風筒1的一側。從0°截面開始，沿葉輪18的旋轉方向，依次旋轉45°、90°、135°、180°，分別為45°截面、90°截面、135°截面及180°截面。

進口隔板4的剖面輪廓線為蓋盤側子午面型線，該蓋盤側子午面型線在0°截面、45°截面、90°截面、135°截面及180°截面分別為0°截面蓋盤側子午面型線、45°截面蓋盤側子午面型線、90°截面蓋盤側子午面型線、135°截面蓋盤側子午面型線及180°截面蓋盤側子午面型線。從0°截面沿葉輪18旋轉方向到180°截面，蓋盤側子午面型線是連續變化的，並以0°截面為對稱面左右對稱。0°截面在螺旋通道10與環形收斂通道11的交界處附近。蓋盤側子午面型線呈波浪形，有明顯的凸緣19及凹陷20，從0°截面沿葉輪18旋轉方向到180°截面，隨著截面角度增大，凹陷20處的型線逐漸向外機殼2和內機殼3的方向抬升，凸緣19處的型線位置基本不變，凹陷20逐漸變小，甚至消失；到180°截面時，蓋盤側子午面型線從螺旋通道10到環形收斂通道11為平滑過渡。

在0°截面和/或180°截面處設有安裝在螺旋通道10內的分流筋板7。本實施例是在0°截面和180°截面處均設置了分流筋板7。

進口隔板4採用水平剖分結構，分為上下設置的、不對稱的進口隔板的上半部分21及進口隔板的下半部分22，依次安裝到壓縮機的內機殼3內。

實施例二

參見圖7、圖8，本實施例與實施例一的區別在於：本實施的蓋盤側子午面型線呈波浪形，有明顯的凸緣19及凹陷20，從0°截面沿葉輪18旋轉方向到180°截面，隨著截面角度增大，凹陷20處的型線逐漸向外機殼2和內機殼3的方向抬升，凸緣19處的型線逐漸向壓縮機軸線17的方向降低。凸緣19和凹陷20均逐漸變小，甚至消失；到180°截面時，蓋盤側子午面型線從螺旋通道10到環形收斂通道11為平滑過渡。

本實用新型的工作原理為：

流體介質進入風筒1內的進氣通道9，如果是現有的吸氣室，由於螺旋通道10在靠近風筒1一側的阻力小於遠離風筒1一側，大部分流體直接從靠近風筒1一側進入葉輪18。本實用新型的徑向吸氣室中，由於凸緣19和凹陷20的阻擋，靠近風筒1一側的阻力增加，一部分流體仍直接從靠近風筒1一側進入葉輪18，更多的流體受凸緣17和凹陷18的阻擋和引導，平緩地流入遠離風筒1一側的螺旋通道10，沿程凸緣19和凹陷20逐漸平緩消失，流體受到的阻力隨之逐漸減小，最終從遠離風筒1一側較為均勻地進入葉輪18。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。