Результат интеллектуальной деятельности: Центробежный компрессор

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к устройствам перепуска газа из задуммисной полости центробежного компрессора на вход его всасывающей камеры.

Известен центробежный компрессор, содержащий корпус с патрубками всасывания и нагнетания. В корпусе установлен вал с закрепленными на нем рабочими колесами и думмисом. За думмисом в корпусе образована разгрузочная полость, которая через трубопровод сообщается с внутренней полостью патрубка всасывания. (Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. - М-Л: Машиностроение, 1964, с. 219, фиг. 6.9).

Известен центробежный компрессор (А.С. СССР №1455047, F04D 17/08, 30.01.89), в котором перепуск газа из задуммисной полости центробежного компрессора на вход всасывающей камеры осуществляется через соединяющий их трубопровод.

Общим недостатком данных конструкций перепуска газа на вход всасывающей камеры является то, что выходящий из трубопровода поток, имеет перпендикулярное направление по отношению к основному потоку, что создает ударные потери с активными зонами турбулентности, которые снижают коэффициент полезного действия компрессора.

Известен центробежный компрессор, содержащий корпус с крышками, установленный в корпусе вал с рабочими колесами и думмисом, расположенную за думмисом разгрузочную задуммисную полость, соединенную с камерой всасывания посредством трубопровода и выполненных в крышках каналов, причем на крышке корпуса со стороны всасывания выполнен коллектор, связанный через канал в крышке с трубопроводом, а также связанный с рядом каналов, выходные отверстия которых расположены напротив входа во всасывающее отверстие первого рабочего колеса. (Патент 2289729, F04D 29/051, F04D 29/66, F04D 29/42, 04.11.2005)

Основным и существенным недостатком такой конструктивной схемы перепуска газа во всасывающее отверстие первого рабочего колеса является то, что несмотря на практически одинаковую направленность потоков, смешивание основного потока и струек перепускаемого газа при входе на лопатки создает возмущение потока, которое увеличивает гидравлические потери в рабочем колесе, что в свою очередь приведет к снижению КПД всего центробежного компрессора.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является снижение гидравлических потерь в рабочем колесе, за счет улучшения условий перепуска потока газа из задуммисной полости во всасывающую камеру центробежного компрессора.

Технический результат достигается тем, что в центробежном компрессоре, содержащем корпус с крышками, всасывающую камеру, вал с рабочими колесами, думмис и задуммисную полость, сообщенную через трубопровод и выполненные в крышках каналы с входом всасывающей камеры, между внутренней поверхностью корпуса и образующей всасывающей камеры образована полость, соединенная с каналом крышки корпуса со стороны всасывания, выполненным диаметрально входному отверстию всасывающей камеры.

На фиг. 1 показан меридиональный разрез центробежного компрессора, на фиг. 2 - радиальный разрез центробежного компрессора (сечение А-А фиг. 1).

Центробежный компрессор содержащий корпус 1 с крышками 2, 3, входной 4 и выходной 5 патрубки, всасывающую камеру 6, вал 7 с рабочими колесами 8,9, думмис 10, задуммисную полость 11. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и образующей 12 всасывающей камеры 6 выполнена полость 13. В крышках 2 и 3 выполнены каналы 14 и 15, причем канал 14 крышки 2 выполнен диаметрально входному отверстию 16 всасывающей камеры 6 и сообщен с полостью 13. Канал 14 также сообщен трубопроводом 17 с каналом 15, в свою очередь сообщенным с задумисной полостью 11.

При работе центробежного компрессора основной поток газа, всасываясь через входной патрубок 4 корпуса 1_; входит во всасывающую камеру 6, сжимается рабочими колесами 8, 9 установленными на валу 7 совместно с думмисом 10 и направляется через нагнетательную камеру в выходной патрубок 5 корпуса 1. Часть сжатого газа основного потока рабочим колесом 9 через уплотнение думмиса 10 поступает из боковой пазухи рабочего колеса 9 в задуммисную полость 11. Из задуммисной полости 11 эта часть газа направляется через канал 15, трубопровод 17 и канал 14 в полость 13, образованную между всасывающей камерой 6 и корпусом 1. Вследствие резкого расширения в месте входа канала 14 в полость 13 скорость потока поступающего газа стремительно уменьшается. Поток газа стабилизируется, устанавливая между образующей 12 всасывающей камеры 6 и внутренней поверхностью корпуса 1 двухпоточное движение газа со скоростью существенно меньше, чем скорость основного потока газа. Благодаря разнице скоростей, потоков газа часть газа с полости 13 на входе в отверстие 16 всасывающей камеры 6 за счет увеличенной площади соприкосновения потоков, а следовательно минимализацией завихрений, плавно подхватывается основным потоком, и безударно смешиваясь во всасывающей камере 6_; с минимально возможными гидравлическими потерями входит в рабочее колесо 8.

Перепуск части сжатого газа из задуммисной полости 11 во всасывающую камеру 6 продолжается непрерывно во время работы центробежного компрессора.

Изобретение позволяет конструктивно организовать оптимальный перепуск потока газа с задуммисной полости во всасывающую камеру центробежного компрессора, обеспечивая подвод газа без возмущений к рабочему колесу первой ступени и, как следствие, снижение гидравлических потерь в рабочем колесе центробежного компрессора.