ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР И ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АГРЕГАТ, ОБОРУДОВАННЫЙ ТАКИМ ЖЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ КОМПРЕССОРОМ
CENTRIFUGAL COMPRESSOR AND CENTRIFUGAL UNIT, EQUIPPED THEREWITH

Область техники
Изобретение относится к области холодильных агрегатов и, в частности, к центробежным компрессорам и центробежным агрегатам, оборудованным таким же центробежным компрессором.
Уровень техники
В центробежном агрегате, при снижении фактической нагрузки, впускные направляющие лопасти центробежного компрессор постепенно закрываются, и объем всасываемого воздуха уменьшается. Предположим, площадь канала полости диффузии остается неизменной, скорость потока воздуха уменьшается. Когда скорость потока воздуха не может преодолеть потери на сопротивление полости диффузии, поток воздуха остановится. В связи с уменьшением кинетической энергии воздуха, конвертированная энергия давления снизится соответственно. Когда давление воздуха ниже, чем давление выпуска, поток воздуха течет в обратном направлении, и это вызывает помпаж. В одноступенчатом центробежном компрессоре, с целью предотвратить помпаж центробежного компрессора, устройство регулировки полости диффузии и механизм регулировки часто соединяют для воздействия на выпуск рабочего колеса. При снижении фактической нагрузки, скорость потока воздуха может увеличиваться за счет уменьшения площади канала полости диффузии, таким образом эффективно предотвращая помпаж центробежного компрессора. В многоступенчатом центробежном компрессоре, с целью повысить эффективность, между каждыми двумя ступенями расположен экономайзер, таким образом имеется отверстие подачи воздуха. Если регулировочное устройство единственной подвижной полости диффузии используется, например, во время помпажа центробежного компрессора, эффект помпажа будет корректироваться только на первом этапе, имея функцию регулировки, поскольку только рабочее колесо одноступенчатого компрессора имеет функцию регулировки, тогда, как остальные ступени не имеют такой функции, и эффект помпажа пока не может быть преодолен на каждой из других ступеней. Если помпаж происходит на любой ступени многоступенчатого центробежного компрессора, это повлияет на нормальную работу всего аппарата, центробежный компрессор будет серьезно разрушен, производительность центробежного компрессора очевидно ухудшится, шум повысится, вибрация всего агрегата значительно усилится, и надежность работы агрегата подвергнется серьезному воздействию.
Сущность изобретения
Изобретение имеет целью создание центробежного компрессора и центробежного агрегата, оборудованного таким же центробежным компрессором, предназначенных для снижения возможности помпажа любой из нескольких ступеней компрессорной установки центробежного компрессора.
Для достижения этой цели изобретение предусматривает центробежный компрессор, содержащий несколько ступеней компрессорных установок, соединенных последовательно. Каждая ступень компрессорной установки содержит: полость диффузии; и регулировочное устройство полости диффузии, регулировочное устройство, содержащее подвижный элемент, выполненный с возможностью изменения площади потока полости диффузии, предусмотренный в соответствии с этим, при этом, подвижный элемент подвижно предусмотрен в осевом направлении центробежного компрессора.
Дополнительно, каждая ступень регулировочного устройства полости диффузии может содержать: стержень трансмиссии, при этом, стержень трансмиссии находится в соединении для передачи момента с соответствующим подвижным элементом; направляющую конструкцию, жестко соединенную со стеной соответствующей полости диффузии, при этом, стержень трансмиссии подвижно предусмотрен в осевом направлении центробежного компрессора относительно направляющей конструкции.
Дополнительно, каждая ступень регулировочного устройства полости диффузии содержит механизм возврата, выполненный с возможностью двигать соответствующий подвижный элемент, чтобы сделать площадь потока соответствующей полости диффузии максимальной.
Дополнительно, каждая полость диффузии заключена в первую стенку полости и вторую стенку полости, при этом, первая стенка полости и вторая стенка полости предусмотрены с расстоянием, и каждая направляющая конструкция содержит втулку, размещенную на краю соответствующего стержня трансмиссии способом гильзования, при этом, втулка закреплена внутри отверстия размещения, предусмотренного на соответствующей первой стенке полости.
Дополнительно, каждый механизм возврата содержит: дефлектор, соединенный с концом соответствующего стержня трансмиссии; пружину, размещенную на краю соответствующей втулки способом гильзования. Каждое отверстие размещения на соответствующей первой стенке полости содержит первый сегмент, адаптированный к соответствующей втулке, и второй сегмент, адаптированный к соответствующей пружине, при этом, пружина расположена между переходной поверхностью, соединяющей первый сегмент и второй сегмент, и соответствующий дефлектор.
Дополнительно, каждый подвижный элемент содержит круговое кольцо, при этом, ось центробежного компрессора служит центром. Желобок, адаптированный к каждому круговому кольцу, предусмотрен на соответствующей первой стенке полости; и каждое отверстие размещения имеет отверстие, предусмотренное внизу соответствующего желобка и обеспечивает прохождение стержня трансмиссии.
Дополнительно, паз размещения предусмотрен на внутренней круговой поверхности каждой втулки. Каждая направляющая конструкция дополнительно содержит поддерживающий ремень, предусмотренный в соответствующем пазе размещения, поддерживающий ремень соединен с соответствующим стержнем трансмиссии с возможностью скольжения.
Дополнительно, каждая направляющая конструкция содержит по меньшей мере одно направляющее кольцо, соосное с соответствующим стержнем трансмиссии.
Дополнительно, каждый механизм возврата содержит: дефлектор, соединенный с концом соответствующего стержня трансмиссии; и пружину, размещенную снаружи соответствующего стержня трансмиссии способом гильзования и предусмотренную между дефлектором и направляющим кольцом смежным с дефлектором.
Дополнительно, каждая полость диффузии заключена в первую стенку полости и вторую стенку полости, при этом, первая стенка полости и вторая стенка полости предусмотрены с расстоянием. Отверстие размещения предусмотрено на соответствующей первой стенке полости, и внешняя круговая поверхность по меньшей мере одного направляющего кольца соединена с внутренней круговой поверхностью соответствующего отверстия размещения.
Дополнительно, каждый подвижный элемент является круглым. Желобок, адаптирующийся к каждому подвижному элементу, предусмотрен на соответствующей первой стенке полости. Каждое отверстие размещения имеет отверстие, предусмотренное внизу соответствующего желобка.
Дополнительно, центробежный компрессор содержит: всас воздуха; несколько впускных направляющих лопастей, предусмотренных на всасе воздуха; приводное устройство, при этом, приводное устройство находится в соединении для передачи момента с впускными направляющими лопастями; и несколько валов трансмиссии, при этом, каждый из валов трансмиссии находится в соединении для передачи момента с приводным устройством соответственно, и валы трансмиссии находятся в соединении для передачи момента с впускными направляющими лопастями в соотношении один к одному. Стержень трансмиссии компрессорной установки, ближайшей к всасу воздуха, находится в трансмиссионном соединении с одним из соответствующих валов трансмиссии, и при этом, стержень трансмиссии каждой из остальных ступеней компрессорных установок находится в трансмиссионном соединении с подвижным элементом предыдущей ступени компрессорной установки.
Дополнительно, центробежный компрессор содержит по меньшей мере одно приводное колесо, приводное колесо соединяет муфтой соответствующий вал трансмиссии и предусмотрено в соответствии с одним стержнем трансмиссии.
Дополнительно, приводное колесо является кулачком или подшипником эксцентрика. Первый конец соответствующего стержня трансмиссии приводного колеса упирается во внешнюю круговую поверхность приводного колеса. Второй конец соответствующего стержня трансмиссии приводного колеса соединен с соответствующим подвижным элементом.
В соответствии с другим аспектом изобретения также предусмотрен центробежный агрегат, который содержит упомянутый центробежный компрессор.
С помощью технических решений изобретения, центробежный компрессор содержит несколько ступеней компрессорных установок, которые соединены последовательно, каждая ступень компрессорной установки содержит регулировочное устройство полости диффузии, регулировочное устройство полости диффузии содержит подвижный элемент, выполненный с возможностью изменения площади радиального потока полости диффузии, расположенный в соответствии с этим, и подвижный элемент подвижно предусмотрен в осевом направлении центробежного компрессора. С помощью технических решений изобретения, каждая ступень компрессорной установки содержит подвижный элемент, который подвижно предусмотрен в осевом направлении центробежного компрессора. Подвижный элемент каждой ступени компрессорной установки меняет площадь потока полости диффузии данной ступени компрессорной установки, таким образом эффективно уменьшая возможность помпажа.
Краткое описание чертежей
Чертежи спецификации, являющиеся частью изобретения, предназначены для обеспечения дополнительного понимания изобретения. Схематичные варианты осуществления изобретения и описания изобретения предназначены для объяснения изобретения, и не для некорректного ограничения изобретения. На чертежах представлены:
Фиг. 1 демонстрирует структурную схему центробежного компрессора в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
Фиг. 2 демонстрирует структурную схему увеличения точки А на Фиг. 1; и
Фиг. 3 демонстрирует структурную схему увеличения точки Б на Фиг. 1
Обозначения на чертеже: 1, полость диффузии; 21, подвижный элемент; 22, стержень трансмиссии; 23, втулка; 24, направляющее кольцо; 25, механизм возврата; 26, поддерживающий ремень; 251, дефлектор; 252, пружина; 3, впускная направляющая лопасть; 4, вал трансмиссии; и 5, приводное колесо.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Следует обратить внимание, что варианты осуществления настоящего изобретения и характеристики вариантов осуществления изобретения допускают комбинирование при условии отсутствия конфликтов. Настоящее изобретение описано ниже со ссылкой на чертежи и подробные варианты осуществления изобретения.
Как показано на Фиг. 1, центробежный компрессор в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения содержит несколько ступеней компрессорных установок, которые соединены последовательно. Каждая ступень компрессорной установки содержит полость 1 диффузии и регулировочное устройство полости диффузии, при этом, регулировочное устройство содержит подвижный элемент 21, выполненный с возможностью изменения площади потока полости 1 диффузии, предусмотренный в соответствии с этим, при этом, подвижный элемент 21 подвижно предусмотрен в осевом направлении центробежного компрессора.
В процессе работы, когда каждый подвижный элемент 21 двигается в осевом направлении центробежного компрессор, площадь потока соответствующей полости 1 диффузии изменяется. При снижении фактической нагрузки, скорость потока воздуха может увеличиваться за счет уменьшения площади потока каждой полости 1 диффузии, таким образом эффективно предотвращая помпаж компрессора.
Каждая ступень регулировочного устройства полости диффузии дополнительно содержит стержень 22 трансмиссии и направляющую конструкцию. Каждый стержень 22 трансмиссии находится в соединении для передачи момента с соответствующим подвижным элементом 21.
В другом варианте осуществления изобретения каждый подвижный элемент 21 жестко соединен с одним концом соответствующего стержня 22 трансмиссии. Каждый стержень 22 трансмиссии приводит соответствующий подвижный элемент 21 в движение в осевом направлении центробежного компрессора.
Каждая направляющая конструкция жестко соединена со стеной полости соответствующей полости 1 диффузии. Каждый стержень 22 трансмиссии подвижно предусмотрен в осевом направлении центробежного компрессора относительно соответствующей направляющей конструкции.
Каждая направляющая конструкция выполнена с возможностью гарантировать, что соответствующий стержень 22 трансмиссии двигается в осевом направлении центробежного компрессора относительно соответствующей полости 1 диффузии. Дополнительно, каждая направляющая конструкция снижает силу трения в процессе движения соответствующего стержня 22 трансмиссии, увеличивает полезность соответствующего регулировочного устройства полости диффузии, и продлевает срок службы данного регулировочного устройства полости диффузии. Дополнительно, точность регулировочного устройства полости диффузии эффективно повышается.
Каждая ступень регулировочного устройства полости диффузии дополнительно содержит механизм 25 возврата, выполненный с возможностью двигать соответствующий подвижный элемент 21, чтобы сделать площадь потока соответствующей полости 1 диффузии максимальной.
Каждый механизм 25 возврата обеспечивает силу F1 для соответствующего подвижного элемента 21 для движения в положение, в котором площадь потока соответствующей полости 1 диффузии является максимальным. При снижении фактической нагрузки, каждый стержень 22 трансмиссии производит давление с силой F2 на соответствующий подвижный элемент 21 для движения в направлении, в котором площадь потока соответствующей полости диффузии уменьшается. Если F2 больше, чем F1, каждый подвижный элемент 21 двигается в направлении, в котором площадь потока соответствующей полости диффузии уменьшается.
Как показано на Фиг. 2, в другом варианте осуществления изобретения каждая полость 1 диффузии заключена в первую стенку полости и вторую стенку полости, при этом, первая стенка полости и вторая стенка полости предусмотрены с расстоянием. Каждая направляющая конструкция содержит втулку 23, размещенную на краю соответствующего стержня 22 трансмиссии способом гильзования. Каждая втулка 23 закреплена внутри отверстия размещения, предусмотренного на соответствующей первой стенке полости.
Каждый механизм 25 возврата содержит дефлектор 251 и пружину 252. Каждый дефлектор 251 соединен с соответствующим стержнем 22 трансмиссии и проходит в направлении от данного стержня 22 трансмиссии в направлении данного стержня 22 трансмиссии. Каждый дефлектор 251 соединен с концом соответствующего стержня 22 трансмиссии.
Каждая пружина 252 размещена на краю соответствующей втулки 23 способом гильзования. Отверстие размещения на каждой первой стенке полости содержит первый сегмент, адаптированный к соответствующей втулке 23 и второй сегмент, адаптированный к соответствующей пружине 252. Каждая пружина 252 расположена между переходной поверхностью, соединяя соответствующий первый сегмент и соответствующий второй сегмент, и соответствующий дефлектор 251.
Паз размещения предусмотрен на внутренней круговой поверхности каждой втулки 23. Каждая направляющая конструкция дополнительно содержит поддерживающий ремень 26, расположенный в соответствующем пазе размещения. Каждый поддерживающий ремень 26 соединяется с соответствующим стержнем 22 трансмиссии с возможностью скольжения.
Каждый паз размещения является круглым пазом, который предусмотрен на внутренней круговой поверхности соответствующей втулки 23 и является соосным с соответствующим стержнем 22 трансмиссии. Каждый поддерживающий ремень 26, расположенный в соответствующем пазе размещения имеет круглую форму, адаптируясь к данному пазу размещения. Внутренняя поверхность каждого поддерживающего ремня 26 больше, чем внутренняя поверхность соответствующей втулки 23. Таким образом, в процессе осевого движения каждого стержня 22 трансмиссии, данный стержень 22 трансмиссии находится в контакте только с внутренней поверхностью соответствующего поддерживающего ремня. Внутренняя поверхность каждого поддерживающего ремня 26 является гладкой поверхностью, таким образом эффективно снижается сила трения в процессе движения соответствующего стержня 22 трансмиссии.
При увеличении фактической нагрузки, каждая пружина 252 приводит соответствующий подвижный элемент 21 в движение в направлении, в котором площадь потока соответствующей полости диффузии увеличивается, таким образом повышая производительность центробежного компрессора.
Каждый подвижный элемент 21 содержит круговое кольцо, при этом, ось центробежного компрессора служит центром. Желобок, адаптирующийся к каждому подвижному элементу, предусмотрен на соответствующей первой стенке полости. Каждое отверстие размещения имеет отверстие, предусмотренное внизу соответствующего желобка и обеспечивает прохождение стержня 22 трансмиссии.
Когда каждый подвижный элемент 21 полностью находится в соответствующем желобке, площадь потока соответствующей полости 1 диффузии является максимальной. В процессе работы, когда каждый стержень 22 трансмиссии приводит соответствующий подвижный элемент 21 в движение к соответствующей второй стенке полости в осевом направлении центробежного компрессора, площадь потока соответствующей полости 1 диффузии постепенно уменьшается.
Также, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, как показано на Фиг. 3, каждая направляющая конструкция содержит по меньшей мере одно направляющее кольцо 24, соосное с соответствующим стержнем 22 трансмиссии. Каждый механизм 25 возврата содержит дефлектор 251 и пружину 252. Каждый дефлектор 251 соединен с концом соответствующего стержня 22 трансмиссии. Каждая пружина 252 размещена снаружи соответствующего стержня 22 трансмиссии способом гильзования и предусмотрена между соответствующим дефлектором 251 и направляющим кольцом, смежным с данным дефлектором 251.
Каждая полость 1 диффузии заключена в первую стенку полости и вторую стенку полости, при этом, первая стенка полости и вторая стенка полости предусмотрены с расстоянием. Отверстие размещения предусмотрено на соответствующей первой стенке полости, и внешняя круговая поверхность по меньшей мере одного направляющего кольца 24 соединена с внутренней круговой поверхностью соответствующего отверстия размещения.
В другом варианте осуществления изобретения, каждый механизм возврата содержит направляющее кольцо 24, которое предусмотрено на одном конце, рядом с соответствующей второй стеной полости, соответствующего отверстия размещения. Каждая пружина 252 размещена снаружи соответствующего стержня 22 трансмиссии способом гильзования и расположена между соответствующим направляющим кольцом 24 и соответствующим дефлектором 251.
Каждое направляющее кольцо 24 снижает силу трения в процессе движения соответствующего стержня трансмиссии. Для движения данного стержня 22 трансмиссии предусмотрен путь. Точность движения каждого подвижного элемента 21 гарантируется.
Каждый подвижный элемент 21 является круглым. Каждый желобок, адаптирующийся к соответствующему подвижному элементу 21, предусмотрен на соответствующей первой стенке полости. Каждое отверстие размещения имеет отверстие, предусмотренное внизу соответствующего желобка.
Когда каждый подвижный элемент 21 полностью находится в соответствующем желобке, площадь потока соответствующей полости 1 диффузии является максимальной. В процессе работы, когда каждый стержень 22 трансмиссии приводит соответствующий подвижный элемент 21 в движение к соответствующей второй стенке полости в осевом направлении центробежного компрессора, площадь потока соответствующей полости 1 диффузии постепенно уменьшается.
При увеличении фактической нагрузки, каждая пружина 252 приводит соответствующий подвижный элемент 21 в движение в направлении, в котором площадь потока соответствующей полости диффузии увеличивается, таким образом повышая производительность центробежного компрессора.
При снижении фактической нагрузки, каждый стержень 22 трансмиссии приводит соответствующий подвижный элемент 21 в движение в направлении, в котором площадь потока соответствующей полости диффузии уменьшается, так, что скорость потока воздуха увеличивается за счет уменьшения площади потока каждой полости 1 диффузии, таким образом эффективно предотвращая помпаж центробежного компрессора.
Центробежный компрессор дополнительно содержит приводное устройство, всас воздуха, несколько впускных направляющих лопастей 3 и несколько валов трансмиссии. Впускные направляющие лопасти 3 предусмотрены на всасе воздуха. Приводное устройство находится в соединении для передачи момента с впускными направляющими лопастями 3.
Каждый из валов 4 трансмиссии находится в соединении для передачи момента с соответствующим приводным устройством, и валы 4 трансмиссии находятся в соединении для передачи момента с впускными направляющими лопастями 3 в соотношении один к одному. Стержень 22 трансмиссии компрессорной установки, ближайшей к всасу воздуха, находится в трансмиссионном соединении с одним из соответствующих валов 4 трансмиссии, и при этом, стержень 22 трансмиссии каждой из остальных ступеней компрессорных установок находится в трансмиссионном соединении с подвижным элементом 21 предыдущей ступени компрессорной установки.
Впускные направляющие лопасти 3 вращаются относительно впуска воздуха в осевых направлениях валов 4 трансмиссии вместе с вращением валов трансмиссии. В процессе вращения впускных направляющих лопастей 3 приток воздуха на всасе воздуха центробежного компрессора изменяется, таким образом изменяя фактическую нагрузку центробежного компрессора.
Центробежный компрессор дополнительно содержит по меньшей мере одно приводное колесо 5. Приводное колесо 5 соединяет муфтой соответствующий вал 4 трансмиссии и расположено в соответствии с одним определенным стержнем 22 трансмиссии.
Приводное колесо 5 является кулачком или подшипником эксцентрика. Первый конец соответствующего стержня 22 трансмиссии приводного колеса 5 упирается во внешнюю круговую поверхность приводного колеса 5. Второй конец соответствующего стержня 22 трансмиссии приводного колеса 5 соединен с соответствующим подвижным элементом 21.
В процессе работы, когда каждая впускная направляющая лопасть 3 вращается в направлении, в котором приток воздуха в центробежный компрессор уменьшается, соответствующее приводное колесо вращается, расстояние от соединения впритык между данным приводным колесом и соответствующим стержнем 22 трансмиссии до оси соответствующего вала 4 трансмиссии постепенно увеличивается, и данное приводное колесо приводит соответствующий подвижный элемент 21 в движение в направлении, в котором площадь потока соответствующей полости 1 диффузии уменьшается посредством данного стержня 22 трансмиссии.
В процессе работы, когда каждая впускная направляющая лопасть 3 вращается в направлении, в котором приток воздуха в центробежный компрессор увеличивается, соответствующее приводное колесо вращается, расстояние от соединения впритык между данным приводным колесом и соответствующим стержнем 22 трансмиссии до оси соответствующего вала 4 трансмиссии постепенно уменьшается, и данный стержень 22 трансмиссии приводит соответствующий подвижный элемент 21 в движение в направлении, в котором площадь потока соответствующей полости 1 диффузии увеличивается под воздействием соответствующей пружины 252.
В соответствии с другим аспектом изобретения также предусмотрен центробежный агрегат, который содержит упомянутый центробежный компрессор.
Упомянутое является только предпочтительными вариантами осуществления изобретения и не предназначено для ограничения изобретения. Специалистам в данной области техники понятна возможность различных модификаций и вариантов реализации изобретения. Любые видоизменения, эквивалентные замещения, усовершенствования и т.п. в рамках духа и принципов изобретения должны входить в рамки правовой охраны данного изобретения.