АГРЕГАТ С РАДИАЛЬНЫМ ПОТОКОМ
DEVICE WITH RADIAL FLOW

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкции, в частности, центробежных высокоскоростных компрессоров.
Общеизвестно устройство компрессора из корпуса и расположенного в нем рабочего колеса (см., например, описание изобретения по авт. свид. СССР №1285197, F04D 17/08, 1985 г.).
Общим недостатком конструкций таких агрегатов является наличие утечек. В упомянутой выше конструкции компрессора потери на утечки через уплотнение по валу снижены благодаря увеличению коэффициента закрутки на периферии зазора между корпусом компрессора и несущим диском рабочего колеса.
Известны различные механические средства уменьшения утечек в компрессорах. Так, в авт. свид. СССР №1035292, F04D 17/08, 1982 г. описан компрессор, содержащий корпус, установленное в нем на валу рабочее колесо, вращающийся диффузор с диском и расположенной концентрично валу втулкой и торцевое уплотнение вала, отличающийся тем, что торцевое уплотнение снабжено промежуточным кольцом, связанным с втулкой. При работе компрессора диск диффузора за счет трения о газ вращается с угловой скоростью, близкой к половине угловой скорости колеса, и приводит во вращение, с этой же скоростью, промежуточное кольцо уплотнения, обеспечивая его надежную работу.
В известном компрессоре по авт. свид. СССР №1455047, F04D 17/08, 1987 г., взятом за прототип изобретения, представлено другое механическое средство для уменьшения утечек. Согласно этому решению центробежный компрессор содержит корпус, установленные в нем на валу рабочее колесо и подпружиненный думмис, образующий с корпусом лабиринтное уплотнение в виде кольцевой щели в форме усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями к выходу утечек.
Благодаря такому исполнению центробежного компрессора повышается надежность его работы на переходных режимах и уменьшается величина объемной утечки на номинальном режиме работы.
Недостаток решения по прототипу заключается в уменьшении КПД агрегата вследствие наличия утечек. Для высокоскоростных агрегатов этот недостаток проявляется в еще большей степени.
Изобретение направлено на повышение КПД агрегатов с радиальным потоком.
Этот технический результат достигается тем, что в известном агрегате, содержащем корпус, расположенное на валу рабочее колесо, щелевое уплотнение, магистраль возврата утечек на всасывание, в отличие от прототипа между уплотнением и магистралью возврата, по направлению течения утечек, выполнены (установлены) направляющий лопаточный аппарат в корпусе и дополнительное рабочее колесо на валу агрегата. При таком исполнении полезно используется потенциальная и кинетическая энергия сбрасываемых утечек, что повышает КПД компрессора.
На чертеже показан пример исполнения агрегата с радиальным потоком - продольный разрез центробежного компрессора.
Компрессор содержит корпус 1, расположенное в нем на валу 2 рабочее колесо 3, щелевое уплотнение 4 и магистраль 5 возврата утечек на всасывание.
В отличие от известных решений в компрессоре между уплотнением 4 и магистралью 5 возврата утечек, последовательно по направлению течения утечек, выполнены направляющий лопаточный аппарат 6 в корпусе 1 и дополнительное рабочее колесо 7 на валу 2 компрессора. Направляющий аппарат 6 и дополнительное рабочее колесо 7 могут быть выполнены отдельно и установлены на свои места в корпусе 1 и на валу 2 соответственно.
При работе компрессора газ проходит рабочее колесо 3, сжимается, часть газа (утечки) проходит через щелевое уплотнение 4. В лопаточном направляющем аппарате 6 поток утечек восстанавливается, формируется и направляется на дополнительное рабочее колесо 7, тем самым снимая часть потребляемой мощности с привода компрессора. Полезное использование утечек повышает КПД агрегата.