多级压缩机及用于操作多级压缩机的方法_2

文档序号:8947226阅读:来源:国知局
有其它实施例并且能够以各种方式实施和执行。另外,将理解的是,本文使用的术语和措辞用于描述的目的而不应视作为限制。
[0025]因此,本领域的技术人员将认识到本公开内容所基于的构想可容易地用作对于设计用于执行本发明的若干目的的其它结构、方法和/或系统的基础。因此,重要的是,权利要求应视作为包括在它们并未脱离本发明的精神和范围内的此类等同构成。
【附图说明】
[0026]对于本发明的公开实施例及其许多所附优点的更完整地认识可容易地获得,因为它们在结合附图考虑时通过参照以下详细描述会变得更好理解,在附图中:
图1示出了现有技术的多级压缩机的主要部分的轴向截面视图;
图2不出了图1的放大部分; 图3示出了根据本公开内容的一个实施例的多级压缩机的主要部分的轴向截面视图; 图4不出了图3的放大部分;
图5示出了图3中所示的实施例的第一变型的一部分;
图6示出了图3中所示的实施例的第二变型的一部分;
图7示出了图3中所示的实施例的第三变型的一部分;
图8示出了图3中所示的实施例的第四变型的一部分。
【具体实施方式】
[0027]对于示例性实施例的以下详细描述参照附图。不同示图中的相同参考标号表示相同或相似的元件。此外,示图不一定按比例绘制。另外,以下详细描述并不限制本发明。代替的是,本发明的范围由所附权利要求限定。
[0028]说明书各处提到的〃 一个实施例〃或〃实施例〃或〃 一些实施例〃是指结合实施例描述的特定特征、结构或特点包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此,在贯穿说明书的各种位置中出现的短语〃在一个实施例中〃或〃在实施例中〃或〃在一些实施例中〃不一定是指相同的实施例(或多个实施例)。此外,特定的特征、结构或特点可采用任何适合的方式结合在一个或多个实施例中。
[0029]参看上文提到的图3至图8,参考标号10指代作为整体的多级压缩机。多级压缩机包括入口 10A、出口 10B、具有多个堆叠式叶轮12的转子11,以及收纳转子11的静止壳体13ο
[0030]静止壳体包括多个隔板13Α,其中各个叶轮12均排出气流以便在使气流回到下一叶轮之前将气流的动能转换成压力恢复。各个叶轮/隔板的组合称为"级〃。压缩机的第一级包括第一叶轮12Α,而压缩机的最后级包括最后的叶轮12Β。如文中所用,用语〃第一 〃和"最后"是指由压缩机处理的气体的流动方向。因此,第一级和第一叶轮为最接近压缩机入口的那些级和叶轮,也即,最上游的级和叶轮,而最后级和最后叶轮为最接近压缩机出口的那些级和叶轮,也即,最下游的级和叶轮。隔板13Α和转子11收纳在外壳13Β中。用语“上游”和“下游”是指穿过压缩机处理的气体的流动方向。
[0031]在压缩机10中,气体压缩路径Ρ(由短划线表示)从压缩机入口 1A延伸至压缩机出口 1B并且穿过所述多个叶轮12以及隔板13Α。压缩路径P相对于外壳、隔板和转子采用适合的密封件(例如,干燥气体密封件S)来密封。还可采用本领域中常用的其它类型的密封件。
[0032]叶轮12堆叠并由系杆14保持在一起。系杆14沿轴向延伸穿过叶轮。转子11还包括两个终端元件:设在该多个叶轮的接近第一叶轮12Α的端部处的最上游的第一终端元件15Α ;以及设在该多个叶轮的接近最后叶轮12Β的相反端部处的最下游的第二终端元件15Β。系杆14的两端约束于终端元件15Α,15Β。
[0033]叶轮12的毂具有通孔16,其中使系杆穿过通孔16。孔16大小确定为以便在系杆与孔16的内表面之间留下间隙或空隙17。
[0034]各个叶轮12均包括两个相反的接触表面,其分别与另外两个相邻叶轮12的表面共同作用,或分别与相邻叶轮的表面和位于多个堆叠式叶轮的一端处的终端元件15Α或15Β的表面共同作用。接触使得叶轮在扭力方面从一个至另一个受到约束并且扭矩在叶轮之间传递。在一些实施例中,各个叶轮12均包括两个相反的带齿凸缘18,其与另外两个相邻叶轮12的对应带齿凸缘啮合,或在叶轮为叠层中的第一叶轮12A或最后叶轮12B的情况中,分别与相邻叶轮12的带齿凸缘18和终端元件15A或15B的带齿凸缘19A或19B啮合。带齿凸缘形成Hirth联接或连接。代替Hirth类型的联接,也可采用本领域的技术人员已知的其它类型的连接。
[0035]为了避免气体从压缩路径P泄漏至间隙或空隙17,在啮合区域21上设置了密封件20,其中各个相邻中间叶轮12的齿共同作用。
[0036]压缩机包括用于平衡转子轴承上的叶轮的轴向推力的平衡线22(由点划线表示)。更具体而言,压缩机包括平衡鼓23 (形成在终端元件15B上),其从与最后叶轮12B的出口成流体连通的区限定出平衡区24。平衡区24经由平衡线22而与第一叶轮12A的入口成流体地连接,使得平衡区24中的压力大致等于第一叶轮12A的入口的压力。
[0037]平衡鼓23布置在外壳13B中的圆柱形壳体中。迷宫式密封件23A设在壳体与平衡鼓23之间,以便允许从最后叶轮12B的出口朝向平衡区24的校准气流泄漏。面向最后叶轮的平衡鼓23的第一面23’与面向平衡区24的第二相反面23’’之间的压差生成平衡鼓23上的轴向推力。平衡鼓23上的轴向推力抗衡由叶轮施加的轴向推力。在该实施例中,平衡线22由压缩机外壳外的管线形成。
[0038]间隙或空隙17形成系杆14与堆叠式叶轮12之间的流动通道。流动通道(也标为17)与沿着气体压缩路径P的第一位置PA和第二位置PB成流体连通。第一位置PA相比于第二位置PB处于较低的压力。如下文更好地阐释那样,第一位置PA与第二位置PB之间的压差生成沿着流动通道17的气流。
[0039]根据一些实施例,第一位置PA设在第一叶轮12A所处的第一压缩机级的入口处,而第二位置PB设在最后叶轮12B所处的最后压缩机级的出口处。这提供了在第一位置PA与第二位置PB之间的最大压差。
[0040]第一位置PA与流动通道17之间以及流动通道17与第二位置PB之间的流体连接由相应的通路形成。
[0041]在图3和图4的实施例中,第一叶轮12A的带齿凸缘18A与第一终端元件15A的带齿凸缘19A啮合所处的啮合区域21A至少部分地没有密封件20,使得至少第一气体通路25通过带齿凸缘18A,19A的共同作用的齿形成在第一位置PA与流动通道17之间。
[0042]图5示出了经修改的实施例。相同的参考标号表示将不再详细描述的相同或相应的构件或元件。流体地连接压缩路径P的第一位置PA的第一通路(再次标为25)设为穿过第一叶轮12A的本体或毂。提供了密封啮合区域21A的密封件20A。
[0043]在图6中,另一经修改的实施例提供了布置成穿过第一终端元件15A的本体的第一通路25。提供了密封啮合区域21A的密封件20A。在其它实施例中,第一通路可设在其它位置并且穿过转子的其它本体或构件。
[0044]在图3和图4的实施例中,其中最后叶轮12B的带齿凸缘18B与第二终端元件15B的带齿凸缘19B相啮合的啮合区域21B至少部分地没有密封件20,以便至少第二气体通路26通过带齿凸缘18B和19B的齿形成在第二位置PB与流动通道17之间。
[0045]在图7中,经修改的实施例提供了布置成穿过最后叶轮12B的本体或毂的第二通路26。提供了密封啮合区域21B的密封件20B。
[0046]在未示出的其它实施例中,第二通路26可提供成穿过第二终端元件15B的本体,类似于图6的第一通路25的情况。
[0047]在又一些实施例中,第二通路26可设在其它位置并且穿过转子的其它本体或构件。
[0048]在压缩机起动时,具有系杆14和叶轮12的转子11开始旋转。气体经由压缩机入口 1A进入并且沿着压缩路径P流过相继地布置的叶轮12A,12,12…12B并且最终流出压缩机出口 10B。在最后叶轮12B的出口处,在第二位置PB,气体达到最大压力和温度值,而在第一叶轮12A的入口处,也即在第一位置PA,气体具有最低温度和压力值。第一级与最后级之间的压差生成热气流F (由双点划线表示),其从第二位置PB穿过第二通路26到流动通道17中,并且从流动通道17经由第一通路25通向第一位置PA。
[0049]沿着流动通道17流动的热气体加热系杆14 (在起动之前,系杆通常处于室温)。因此,在该瞬变阶段期间,系杆14与叶轮12A,12,12…12B之间的温度梯度减小。
[0050]为了使热效应最大化,如这里在上文所述,热气体从最后级汲取并在第一级处再引入气体压缩路径中。在其它实施例中,位
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1