旋轉流體機器的可磨去及抗結殼的覆蓋物的製作方法

2023-04-28 05:13:46

專利名稱：旋轉流體機器的可磨去及抗結殼的覆蓋物的製作方法
技術領域：
本發明涉及可磨去及抗結殼的覆蓋物，所述覆蓋物用於旋轉流體機 器、特別是但非唯一的離心壓縮機，所述離心壓縮機具有開放式的三維 葉輪及一體的減速器。
背景技術：
如已知曉的，壓縮機是能夠應用機械能來提高可壓縮流體(氣體) 的壓力的機器。在工業規模的工藝裝置中使用的各種形式的壓縮機之 中，可提到所謂的離心壓縮機，其中能量是以離心加速度的形式因轉動 而施加給氣體的，所述轉動通常是由驅動器(電機或蒸汽渦輪)的稱為 轉子或葉輪的機構的驅動造成的。離心壓縮機可設置在所謂單級結構中，有單個轉子；或有成串布 置的若干葉輪，在此情況下稱為多級壓縮機。更確切地說，離心壓縮機 的每個級通常含有要被壓縮的氣體的吸入管；葉輪，它能夠向氣體提 供動能；以及擴壓管，它的功能是把離開葉輪的氣體的動能轉換成壓力能。安裝於石油化工裝置的離心壓縮機中經常處理氣體，氣體可能含有 各種汙染介質。這些汙染介質可影響壓縮機的性能，產生結殼和/或腐蝕 過程，尤其是存在敷貼於壓縮機自身的一些零件上的特別金屬基覆蓋物 膜的情況下。為了避免特別在壓縮機起動階段期間葉輪與相對固定的擴壓管之 間的可能干涉，同時為了壓縮機本身的較好性能而保持各零件之間的最 小公差，事實上曾設想在與葉輪的葉片接觸的擴壓管部分上敷貼可磨 去的覆蓋物。然而，在壓縮機的多多少少延期使用以及因葉片轉動由氣 體造成磨損之後，通常含有鋁粉及聚脂的這種形式的覆蓋物具有粗糙表 面，它容易生成結殼，存在含有汙染介質的氣體時結殼甚至更明顯並被 擴散。此外，存在於氣體中的某些汙染介質也可引起可磨去的覆蓋物膜的局部的或全部的脫落，由於氣體本身在鋁基膜的孔隙內部的結晶化過程 的結果，具有引致可能的損害的危險，這對於壓縮機部件也是嚴重的。在塗覆有已知形式的可磨去的膜的壓縮機中，它處理具有高含量汙 染介質的氣體，因此為清潔和清除結殼以及也為使覆蓋物膜能恢復，需 要進行定期的保養作業，所述覆蓋物膜應是變得從通常是金屬的表面上 脫落，所述金屬表面上被敷貼以所述覆蓋物膜。這要求頻繁的和延長的機器停機時間，這可能危及壓縮機及整個裝 置的良好功能，所述裝置內裝有所述壓縮機。發明內容因此本發明的目的是通過提供可磨去的覆蓋物來解決根據已知技 術的可磨去的覆蓋物的問題，所提供的可磨去的覆蓋物用於旋轉流體機 器、特別是但非唯一的、離心壓縮機，後者處理含有汙染介質的氣體，它 儘可能地限制在其表面上生成結殼，由此改善機器的性能。本發明的另一個目的是提供旋轉流體機器的可磨去的覆蓋物，它防 止覆蓋物自身部分地以及在有特別的入侵汙染介質時從它所敷貼的體 機器的金屬表面脫落，以便減少要在機器上實施的維護介入的次數。本發明還有的目的是提供旋轉流體機器的覆蓋物，後者保持其相對 於目前採用的已知形式的覆蓋物不變的可磨去的特性。根據本發明的這些目的，通過提供可磨去及抗結殼的覆蓋物來實 現，所述覆蓋物用於旋轉流體機器、特別是但非唯一的離心壓縮機，後 者如權利要求1所說明的處理含有汙染介質的氣體。本發明的其它特性在隨後的各權利要求中指出。


從以下解釋的及非限制性的描述，參考附上的簡圖，根據本發明的 用於旋轉流體機器的可磨去及抗結殼的覆蓋物的特性及優點將顯得更明顯，其中圖1是設置有根據本發明的可磨去及抗結殼的覆蓋物的離心壓縮機 的豎立側剖—見圖；圖2是放大的剖視圖，它顯示了圖1壓縮機部分的細節，在所述部 分上敷貼了根據本發明的可磨去及抗結殼的覆蓋物；圖3是圖l壓縮機部分的平面視圖，在所述部分上敷貼了根據本發明的可磨去及抗結殼的覆蓋物；和圖4是根據本發明的可磨去及抗結殼的覆蓋物的應用例子的高度放大的剖面圖。
具體實施方式
參考各附圖，它們顯示單級式的普通離心壓縮機，作為整體標註以標號10。壓縮機10包括外罩或定子12，在其中可轉動地組裝了軸14, 在軸14的一個端部裝有轉子16，依次轉子16裝有一系列的圓周葉片 18,葉片18具有基本上徑向的改進結構。限定軸向管道22的擴壓管20通常具有截頭錐形狀，與外罩12制 成一體，與轉子16相一致，用於吸入氣體。在擴壓管20上還有供應腔 24,供應腔24具有喇叭口形狀，用於^f吏一皮加壓的氣體離開轉子16，所 述供應腔24 4巴一皮壓縮的氣體送向徑向出口管道26。在所圖釋的實施例中，轉子16的葉片18具有彎曲輪廓的外邊沿， 所述外邊沿朝向在擴壓管20的環形表面部分28上獲得的對應彎曲輪 廓，擴壓管20與轉子16本身接觸，如可在圖2中詳細觀察到的。當為了壓縮機10有較好的性能和防止轉子16與擴壓管20之間的 幹涉現象，而使可移動葉片18與固定的環形表面部分28之間的距離減 至最小時，所述環形表面部分28至少部分地用覆蓋物加以覆蓋，所述 覆蓋物用可在葉片18的外邊沿部分上被磨去的材料製成，特別是在壓 縮機10的起動階l炎或有重要才幾構的振動之時。根據本發明，可磨去材料的所述覆蓋物含有第一金屬基覆蓋層或 下層30，它^f皮敷貼在擴壓管20的環形部分28的表面上；和第二聚合物 基覆蓋層或上層32,它被敷貼在第一金屬基覆蓋層30的上面。上聚合物基覆蓋層32的厚度範圍較好是1 mm - 1.5 mm,特別好的 厚度值為約1.2 mm 。另一方面，第一金屬基覆蓋層30的厚度可根據壓 縮機10的製造公差而改變，即根據轉子16的葉片18與擴壓管20的環 形部分28之間的距離來改變。根據在具有預定尺寸部件的壓縮機上實 施的實驗性測試，對於所述下覆蓋層有可能確定平均厚度範圍為1mm-約1.5 mm。雖然無數的金屬基的及聚合物基的材料可分別用於第一覆蓋層30及第二覆蓋層32，從實驗性測試已發現用於第一覆蓋層30的特別好 的材料可含有99%的鋁粉，所述99%的鋁粉通過鎳鋁合金(NiAl)被錨 定在金屬基底上。在此處圖釋的特定實施例的例子中，第一覆蓋層30 的所述材料通過^f吏已知的覆蓋層與由Sulzer Metco生產的商品"Metco 54NS"及"Me'tco 450"相結合來獲得。對於第二覆蓋層32,它生成敷貼於擴壓管20的環形部分28表面上 的覆蓋物的可磨去部分，在此處圖釋的特定實施例的例子中，選擇了由 Solvay生產的商品名為"Halar⑧ECTFE6014"的材料。這個材料是高性 能的熱塑性含氟聚合物(乙烯_三氟氯乙烯)，它可容易地敷貼成特 別光滑的覆蓋物。這個覆蓋物具有抵抗大氣介質及輻射的極好隔絕性 能。它對下面的^f隻蓋物還有良好的粘結性，容易清潔並對大多數酸、主 要的及工業的溶劑具有化學抵抗力。與此同時，它保證在轉子16的葉 片18上的充分的可磨去特性。操作上，在確定及隔絕了擴壓管20的部分28之後，在所述部分28 上敷貼了根據本發明的可磨去的覆蓋物，根據已知的方法，進行敷貼笫 一金屬基覆蓋層30。 一旦被敷貼的覆蓋層30的厚度已被測得，根據轉 子16與擴壓管20之間的公差來驗證它對應於所設想的厚度，(然後) 敷貼第二聚合物基覆蓋層32。為敷貼第二覆蓋層32而採用的方法，例如對應於以下程序一可視控制第一鋁覆蓋層30,以便驗證沒有衝撞和損傷；一在約30CTC溫度下在爐中熱脫脂約30分鐘；一用氧化鋁以4bar的最大壓力在先前敷貼的鋁覆蓋層30上進行噴 砂，用紙條蓋上要保護的區域並繼之用壓縮空氣噴吹；一用底塗料蓋住表面之後，用流化床靜電槍多層敷貼，可磨去及抗 結殼的覆蓋層32在工件上面，所述工件在約270。C溫度下已在爐中預加 熱了約30分鐘；和—分別地應用非磁性基底的斯派西計(spessimeter)進行清潔及最 終控制厚度及孔隙並在5,000V下用直流電制出閃爍圖。此時，有可能組裝設置有根據本發明的可磨去的覆蓋層的擴壓管20。完成的實驗性測試顯示這個覆蓋層具有在上聚合物基覆蓋層32 上測得的非常低的表面粗糙度(<0.2 ym)。與此同時，下層30具有對擴壓管20的基底的很大粘性值，其抗應力值超過40MPa。這些粘結的特性證明了根據本發明的覆蓋物的抗結殼性質，在轉子 葉片部分的預設磨損之後還保持了有限的表面粗糙度。此外，上層對汙 染介質的抗拒，避免了甚至是下面金屬層部分脫落的任何可能性，保護 了下面金屬層，在壓縮機的耐用性及效率方面具有明顯的優點。別是離心壓縮機的可磨去及抗結殼的覆蓋層，根據本發明實現了上述目 的。因此本發明的離心壓縮機的可磨去及抗結殼的覆蓋層可設想適於遇 到無數修改及變化的任何情況，所有情況都包含在同一發明概念中。因 此本發明的保護範圍由附上的權利要求書限定。
權利要求
1.旋轉流體機器(10)的可磨去及抗結殼的覆蓋物，所述形式的旋轉流體機器(10)包括外罩(12)；在外罩(12)中，可轉動地組裝的軸(14)裝設有至少一個轉子(16)，轉子(16)具有一系列的圓周葉片(18)；以及與所述外罩(12)成一體的至少一個擴壓管(20)；每個圓周葉片(18)的外邊沿朝向所述擴壓管(20)的環形表面部分(28)，所述擴壓管(20)的所述環形表面部分(28)至少部分地用覆蓋物加以覆蓋，所述覆蓋物可被每個圓周葉片(18)的所述外邊沿磨去；其特徵在於所述可磨去的覆蓋物含有敷貼在所述擴壓管(20)的所述環形表面部分(28)上的第一下金屬基覆蓋層(30)；和敷貼在所述第一下金屬基覆蓋層(30)上的第二上聚合物基覆蓋層(32)。
2. 根據權利要求1的可磨去及抗結殼的覆蓋物，其特徵在於所 述上聚合物基覆蓋層(32)的厚度範圍為lmm-1.5mm。
3. 根據權利要求2的可磨去及抗結殼的覆蓋物，其特徵在於所 述上聚合物基覆蓋層(32)的厚度為約1.2 mm 。
4. 根據權利要求1的可磨去及抗結殼的覆蓋物，其特徵在於所述 下金屬基覆蓋層(30)的厚度範圍為lmm-1.5mm。
5. 根據權利要求l的可磨去及抗結殼的覆蓋物，其特徵在於所述 下金屬基覆蓋層(30)含有99%鋁粉和鎳鋁(NiAl)粘結劑的基底。
6. 根據權利要求1的可磨去及抗結殼的覆蓋物，其特徵在於所 述上聚合物基覆蓋層(32)是熱塑性的含氟聚合物。
7. 根據權利要求6的可磨去及抗結殼的覆蓋物，其特徵在於所 述熱塑性的含氟聚合物是乙烯 一 三氟氯乙烯。
8. 在旋轉流體機器(10)上敷貼可磨去及抗結殼的覆蓋物的方法， 所述形式的旋轉流體機器(10)包括外罩(12);在外罩(12)中， 可轉動地組裝的軸(14)裝設有至少一個轉子(16)，轉子(16)具有 一系列的圓周葉片(18);以及與所述外罩(12)成一體的至少一個擴 壓管(20);每個圓周葉片(18)的外邊沿朝向所述擴壓管(20)的環 形表面部分(28);所述方法包括以下階段一在所述擴壓管(20)的所述環形表面部分(28)上敷貼所述可 磨去及抗結殼的覆蓋物，隔絕所述環形表面部分(28);_在所述擴壓管(20 )的所述部分上敷貼第 一金屬基覆蓋層(30 );_測量所述第一金屬基覆蓋層(30)的厚度； 一根據所述轉子(16)與所述擴壓管(20)之間的公差，驗證所 述第一金屬基覆蓋層(30)的所述厚度對應於設想的厚度；_在所述第一金屬基覆蓋層(30)上敷貼第二聚合物基覆蓋層 (32)。
9. 根據權利要求8的方法，其特徵在於所述第二聚合物基覆蓋 層(32)是根據下列階段來敷貼的_可視控制所述第一金屬基覆蓋層(30),以便驗證沒有沖撞及 損傷；_在爐中約300。C溫度下熱脫脂約30分鐘；_用氧化鋁在4bar的最大壓力下對所述第一覆蓋層(30)噴砂， 用紙條蓋住要被保護的區域並繼之用壓縮空氣噴吹；—在用底塗料蓋表面之後，用流化床靜電槍多層敷貼，所述第二 聚合物基覆蓋層(32)在工件上，所述工件已在爐中約27(TC溫度下預 加熱了約30分鐘；和_分別地應用非磁性基底的斯派西計進行清潔及最終控制厚度及 孔隙並在5,000 V下用直流電製成閃爍圖。
10. 根據權利要求8的方法，其特徵在於所述下金屬基覆蓋層(30 ) 含有99%鋁粉和鎳鋁(NiAl)粘結劑的基底。
11. 根據權利要求8的方法，其特徵在於所述上聚合物基覆蓋層 (32)是熱塑性的含氟聚合物。
12. 根據權利要求11的方法，其特徵在於所述熱塑性的含氟聚 合物是乙烯_三氟氯乙烯。
全文摘要
描述了旋轉流體機器(10)的可磨去及抗結殼的覆蓋物，所述形式的旋轉流體機器(10)包括外罩(12)；在外罩(12)中，可轉動地組裝的軸(14)裝設有至少一個轉子(16)，轉子(16)具有一系列圓周葉片(18)；以及與所述外罩(12)成一體的至少一個擴壓管(20)。每個圓周葉片(18)的外邊沿朝向擴壓管(20)的環形表面部分(28)。擴壓管(20)的環形表面部分(28)至少部分地用覆蓋物加以覆蓋，所述覆蓋物可被圓周葉片(18)的外邊沿磨去，所述可磨去的覆蓋物含有敷貼在擴壓管(20)的環形表面部分(28)上第一下金屬基覆蓋層(30)；和敷貼在第一下金屬基覆蓋層(30)上的第二上聚合物基覆蓋層(32)。
文檔編號F04D29/02GK101275583SQ20081008747
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月28日 優先權日2007年3月30日
發明者A·班迪尼, L·皮裡, M·德伊亞科, R·保萊蒂 申請人:諾沃皮尼奧內有限公司