ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР
CENTRIFUGAL COMPRESSOR

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции центробежных компрессоров для сжатия газов с большим молекулярным весом, например центробежных компрессоров, используемых в технологии разделения изотопов урана.
Известен центробежный компрессор, содержащий корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым каналом, привод, закрепленное на валу привода рабочее колесо, всасывающий патрубок, расположенный по оси вращения рабочего колеса, нагнетательный патрубок, присоединенный к корпусу (см., например, SU 1114818 А, М кл. F04D 17/00, оп. 23.09.1984) [1].
Недостатком [1] является недостаточный объемный расход при имеющейся мощности при уменьшении частоты вращения рабочего колеса, в связи с чем необходимо или устанавливать в системе более мощные компрессоры, или использовать два компрессора параллельно, что существенно усложняет конструкцию систем, повышает эксплуатационные расходы.
Технический результат от использования изобретения заключается в существенном увеличении объемного расхода компрессора при двойном снижении частоты вращения рабочего колеса без изменения его конструкции и обеспечении возможности изготовления нового компрессора путем несложной доработки существующего.
Указанный технический результат достигается в центробежном компрессоре, содержащим корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым улиточным каналом переменного поперечного сечения, закрепленный на дне привод, установленное в газовой полости на валу привода рабочее колесо, расположенный по оси вращения рабочего колеса всасывающий патрубок и два нагнетательных патрубка, расположенных по касательной к наружной поверхности кольцевого улиточного канала, причем второй нагнетательный патрубок имеет такое же или большее сечение, чем первый нагнетательный патрубок.
Кроме того, второй нагнетательный патрубок соединен с первым нагнетательным патрубком в общий нагнетательный патрубок перемычкой, сечение которой не менее сечения второго патрубка, при этом выходное сечение общего патрубка не менее суммы сечений обоих патрубков в месте их выхода из корпуса.
Кроме того, угол между нагнетательными патрубками выполнен в пределах 60°-180°.
На фиг.1 изображен общий вид центробежного компрессора; на фиг.2 - вид А на фиг.1 (вид со стороны всасывающего патрубка компрессора); на фиг.3 - вид А на фиг.1 (вид с объединенными нагнетательными патрубками); на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.
Компрессор состоит из корпуса 1 и дна 2, образующих газовую полость 8. На дне 2 закреплен привод 3. На его валу 4 закреплено рабочее колесо 5. Патрубок 6 является всасывающим и расположен на оси рабочего колеса 5. Патрубок 7 - нагнетательный патрубок. Рабочее колесо 5 расположено в газовой полости 8, которая кольцевым зазором 9 соединена с кольцевым улиточным каналом 10 переменного сечения, образованным корпусом 1 и дном 2. Второй нагнетательный патрубок 11 может быть выполнен с фланцем 12 или связан перемычкой 13, имеющей большее сечение, чем сечение кольцевого канала 10 между корпусом 1 и дном 2, с общим нагнетательным патрубком 14 (см. фиг.4), сечение которого не менее суммарного сечения обоих нагнетательных патрубков 7 и 11. Патрубок 14 снабжен фланцем 15. Начальные участки нагнетательных патрубков 7 и 11 входят в кольцевой канал 10 по касательной к его наружной поверхности 16 и направлены в сторону направления скорости газа в точке касания. Угол между нагнетательными патрубками 7 и 11 может составлять 60°-180°.
Компрессор работает следующим образом.
Всасывающий патрубок 6 и нагнетательные (или нагнетательный) патрубки 7 и 11 компрессора подсоединяются к газовым трубопроводам системы. При включении электропривода 3 рабочее колесо 5 создает разрежение во всасывающем патрубке 6. Рабочий газ устремляется к лопаткам рабочего колеса 5 и отбрасывается ими в сторону кольцевого зазора 9, а по нему стекает, получив необходимую скорость, в кольцевой канал 10, и по нему направляется к нагнетательным патрубкам 7 и 11. В случае, когда оба патрубка 7 и 11 сходятся в одном нагнетательном патрубке 14, газ из патрубка 11 по перемычке 13 устремляется так же, как и газ из патрубка 7, к общему нагнетательному патрубку 14. Скорость газа в этих патрубках заметно ниже звуковой.
Использование предлагаемого компрессора позволяет увеличить объемный расход газа примерно в два раза в сравнении с известными за счет увеличения суммарного сечения нагнетательных патрубков компрессора, что и позволяет на системах вместо двух компрессоров устанавливать один и этим снижать эксплуатационные расходы. В ряде случаев возможна установка описываемого компрессора взамен более мощного.
Изобретение доказывает возможность увеличения производительности компрессоров путем увеличения объемного расхода компрессора при снижении скорости вращения рабочего колеса и снижения давления на нагнетательном патрубке колеса, например, путем врезки второго патрубка, равного или большего по сечению по сравнению с первым.