Результат интеллектуальной деятельности: Центробежный нагнетатель

Предлагаемое изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано при изготовлении центробежных нагнетателей с консольно установленным рабочим колесом и осевым подводом газа.

Известен центробежный нагнетатель типа 370-18-2 конструкции Невского машиностроительного завода им. Ленина, г. Санкт-Петербург, содержащий корпус с торцевым разъемом, закрытым крышкой, размещенную в корпусе проточную часть нагнетателя, включающую консольно установленное на валу рабочее колесо. Данный нагнетатель выполнен с радиальным подводом и отводом газа, благодаря чему он имеет свободный доступ к проточной части для ее ремонта и (или) полной замены (Ивановский Н.Н., Криворотько В.Н. «Центробежные нагнетатели природного газа». – М.: Недра, 1994, с. 107, 108).

Вместе с тем в данном нагнетателе радиальное расположение всасывающего патрубка способствует снижению его политропного КПД вследствие газодинамических потерь, возникающих при прохождении через данный патрубок рабочего газа.

Известен также центробежный нагнетатель типа 280-12 конструкции Невского машиностроительного завода им. Ленина, г. Санкт-Петербург, имеющий осевой подвод и тангенциальный отвод газа, содержащий цилиндрический корпус, торцевую крышку с осевым всасывающим патрубком, размещенную в корпусе проточную часть, включающую рабочее колесо, консольно установленное на валу ротора, на другом конце которого установлена приводная муфта (Брамин С.Ф. и др. «Компрессорные станции с газотурбинным приводом». – М.: Недра, 1968, с. 23, 24).

Недостатками данной конструкции являются отсутствие возможности полной или частичной замены проточной части, а также трудоемкость проведения ремонтных работ ввиду необходимости демонтажа магистрального трубопровода газа для организации доступа к узлам проточной части нагнетателя с последующим трудоемким процессом стыковки и опрессовки магистрального трубопровода.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является возможность осуществления ремонта или полной замены проточной части центробежного нагнетателя без необходимости демонтажа магистрального трубопровода для организации доступа к сменной проточной части при одновременном обеспечении высокого политропного КПД нагнетателя.

Технический результат достигается тем, что центробежный нагнетатель, содержащий корпус, переднюю торцевую крышку с осевым всасывающим патрубком, вал ротора, установленный в опорном и опорно-упорном подшипниках несущего блока нагнетателя, расположенную в корпусе проточную часть, включающую рабочее колесо, консольно установленное на валу ротора, на другом конце которого установлена приводная муфта, отличается тем, что корпус выполнен в виде полого цилиндра, при этом нагнетатель снабжен задней герметизирующей крышкой, установленной между рабочим колесом и несущим блоком нагнетателя и соединенной с ними, закрывающей совместно с передней крышкой торцы цилиндра, при этом проточная часть также включает в себя радиальный диффузорный канал и выходную полость, образованные внутренней поверхностью передней крышки, съемной улиткой, а также съемным кольцевым проставком.

Наличие задней герметизирующей крышки, установленной между рабочим колесом и несущим блоком нагнетателя и соединенной с ними, закрывающей совместно с передней крышкой торцы цилиндрического корпуса нагнетателя, позволяет организовать доступ к проточной части со стороны приводной муфты путем извлечения из корпуса вместе с задней крышкой всего ротора нагнетателя. Такая конструкция исключает необходимость демонтажа магистрального трубопровода газа для организации доступа к узлам проточной части нагнетателя, позволяя тем самым использовать конструкцию с осевым входным патрубком, что обеспечивает высокий политропный КПД нагнетателя.

Выполнение элементов, образующих вместе с внутренней поверхностью передней крышки проточную часть (диффузорный канал и выходную полость нагнетателя) в виде улитки и кольцевого проставка, каждый из которых выполнен отдельным съемным элементом, позволяет осуществить полную или частичную замену проточной части нагнетателя, а также произвести ремонт этих конструктивных элементов.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 показан предлагаемый нагнетатель в разрезе; на фиг. 2 показан вид А; на фиг. 3 показана схема демонтажа сменной проточной части.

Центробежный нагнетатель содержит цилиндрический корпус 1, установленный на опорной раме 2, внутри которого расположена проточная часть нагнетателя, состоящая из входной и выходной полостей 3 и 4, радиального диффузорного канала 5 (диффузора), образованного двумя ответными стенками улитки 6 и кольцевого проставка 7, рабочего колеса 8, консольно установленного и зафиксированного гайкой-обтекателем 9 на входящем в проточную часть конце вала 10 ротора, и приводной полумуфты 11, установленной на противоположном конце вала 10. Вал 10 установлен в несущем блоке 12 с опорным и опорно-упорным подшипниками. Цилиндрический корпус 1 с двух торцов закрыт герметизирующими передней и задней крышками 13 и 14. Задняя крышка 14 расположена на стороне приводной полумуфты 11 между рабочим колесом 8 и несущим блоком 10 и соединена с ними. Передняя крышка 13 имеет всасывающий патрубок 15. Нагнетатель имеет также радиально направленный нагнетательный патрубок 16 (см. фиг. 2) на наружной стенке корпуса 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Рабочая среда (газ) поступает через всасывающий патрубок 15 (фиг. 1) и входную полость 3 в сменную проточную часть, в которой происходит сжатие газа с последующим его сбором через диффузорный канал 5 в выходную полость 4 и подачей его через нагнетательный патрубок 16 к потребителю с заданными параметрами (производительность, давление).

Для доступа к унифицированной сменной проточной части с целью ее ремонта или полной замены - установки новой сменной проточной части из ряда сменных проточных частей, обеспечивающей новые параметры (производительность, давление) нагнетаемого газа, не требуются демонтаж магистрального трубопровода газа, а также отстыковка всасывающего патрубка 15 от герметизирующей торцовой крышки 13, которая закреплена на корпусе 1, соединенном с опорной рамой 2. Разборка нагнетателя начинается со стороны приводной муфты (см. фиг. 3). Герметизирующую заднюю крышку 14 отсоединяют от корпуса 1 нагнетателя, освободив ее от элементов крепления с ним (стопорные кольца 17, кронштейны 18), и вытягивают из корпуса 1 по направлению стрелки сначала ротор с рабочим колесом 8, а затем кольцевой проставок 7 и улитку 6.

В предлагаемом устройстве выходная полость 4, диффузор 5, улитка 6, кольцевой проставок 7 и рабочее колесо 8 образуют сменную проточную часть из ряда сменных проточных частей с неизменными габаритными размерами, посадочные места которой с сопрягаемыми частями нагнетателя остаются неизменными (с посадочными поясками 19 корпуса 1, герметичными торцовыми крышками 13, 14 и посадочной поверхностью вала 10 ротора). Тем самым на месте эксплуатации, в условиях компрессорного цеха или индивидуального укрытия, производятся только операции демонтажа из корпуса или монтажа в корпус полностью собранной и отрегулированной сменной проточной части, что обеспечивает повышение качества сборки и регулирования и, следовательно, надежность, поскольку сборка и регулирование унифицированной сменной проточной части производятся в специально оборудованном помещении.