Центробежный многоступенчатый компрессор Советский патент 1986 года по МПК F04D17/02 

1 1 Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к центробежным многоступенчатым компрессорам. Известен центробежный компрессор (нагнетатель газа), содержащий корпус с входной и выходной камерами, крышку корпуса, укрепленную в корпусе, думмисную обойму, ротор, установ ленный на опорных подшипниках и имеющий колеса с покрывающими дисками , вал и думмис с гребнями лабиринтного уплотнения. При этом находящиеся внут ри корпуса неподвижные элементы проточной части - диффузоры, обратный направляющий аппарат, диафрагмы, жест ко скрепленные между собой, образуют статорную часть в статорной части расположены гребни лабиринтных уплотнений покрывающих дисков и вала. Недостатками такой конструкции компрессора являются наличие горизонтального разъема на некоторых элементах проточной части, что повьшает трудоемкость изготовления и снижает КПД компрессора; сложность технологии изготовления сопрягаемых поверхностей неподвижных элементов проточной части, корпуса икрышки корпуса} возможность повреждения гребней лабиринтных уплотнений покрывающих дисков и вала, так как при сборке ротора со статорной частью ротор устанав ливается на гребни лабиринтных уплот нений J сложность сборки и необходимость специальных приспособлений вви ду того, что при монтаже статорной части, собранной с ротором в корпусе нагнетателя, гребни лабиринтного уплотнения думмиса должны с малым зазором входить в думмисную обойму, ус тановленную в корпусе компрессора. Известен наиболее близкий к изоб.ретению по технической сущности и достигаемому результату центробежный многоступенчатый компрессор, содержащий неразъемный корпус с торцовыми крышками, одна из которых выполнена за одно целое с ближайшей к ней диафрагмой, связанной с лопаточным диффузором пакета статорных элементов, и ротор, установленный в опорных подшипниках, размещенных в крьш1KaXkНедостатком такого компрессора яв ляется наличие двух уплотняемых поверхностей большого диаметра (по па282кету и по крышкам), что увеличивает трудоемкость изготовления. При сборке необходимо сначала с помощью специального приспособления установить в корпусе торцовую крышку с подшипником, после чего установить пакет статорных элементов и вторую крышку. Кроме того, в пакете статорные элементы жестко связаны с крышкой через диафрагму с жесткими ребрами, что не дает возможности компенсировать растягивающие усилия, возникающие при работе в крепеже статорных элементов. Для компенсации применяются специальные демпферные элементы. Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления и сборки и повьшение надежности работы компрессора. Указанная цель достигается тем, что в центробежном многоступенчатом компрессоре, содержащем неразъемный корпус с торцовыми крьшгкамн, одна из которых выполнена за одно целое с ближайшей к ней диафрагмой, связанной с лопаточным диффузором пакета статорных элементов, и ротор, установленный в опорных подшипниках, размещенных в крышках, диафрагма выполнена упругой и связана с лопаточным диффузором жестко, а другая крышка выполнена заодно с корпусом. На фиг. 1 изображен многоступенчатый центробежный компрессор; на фиг.2узел I на фиг. 1; на фиг, 3 - узелII на фиг. 1; на фиг. 4 - то же (вариант) . Центробежный многоступенчатый компрессор содержит неразъемный корпус 1с торцовыми крышками 2 и 3, крышка 2выполнена за одно целое с ближайшей к ней диафрагмой 4, связанной с лопаточным диффузором 5 пакета 6 статорных элементов, и ротор 7, установленный в опорных подшипниках 8 и 9, размещенных соответственно в крьш1ках 2 и 3. Диафрагма 4 выполнена упругой и связана с лопаточным диффузором 5 жестко, а другая крьшка 3 выполнена за одно целое с корпусом 1. Кроме того, ротор 7 компрессора содержит рабочие колеса 10 и 11 с покрывными дисками 12 и 13 Соответственно и думмис 14, а пакет 6 статорных элементов - думмисную обойму 15. Гребни 16 и 17 лабиринтных уплотнений 18-20 образуют малый радиальный

зазор 21 со ступенчатыми цилиндрическими поверхностями 22 и 23 (см. фиг. 2), причем радиусы поверхностей 22 меньше радиусов поверхностей 23 и их разность не менее чем в 2 раза большезазора 21, Думмис 14 имеет сборочные пояски 24 и 25 и гребни 26 лабиринтного уплотнения. Думмисная обойма 15 имеет цилиндрическую поверхность 27, с которой гребни 26 образуют малый радиальный зазор 28, обеспечивающий работу лабиринтного уплотнения думмиса 14 (см. фиг. 3), причем разность радиуса поясков 24 и 25 и радиуса поверхностей 27 меньше малого радиального зазора 28.

При расположении крышки 2 корпуса 1 со стороны входа в рабочие колеса 10 и 11 лабиритное уплотнение думмиса 14 может быть выполнено ступенчатым (см. фиг. 4), для чего думмисную обойму 15 выполняют с горизонтальным разъемом. Думмис 14 в этом случае имеет один сборочный поясок 24 и множество гребней 29 и 30 двух разных диаметров. Думмисная обойма 15 имеет множество цилиндрических поверхностей 31 и 32 двух разных диаметров, с которыми гребни 29 и 30 образуют малый радиальный зазор 28, обеспечивающий работу лабиринтного уплотнения думмиса 14. Разность радиуса пояска 24 и радиуса поверхности 31 меньше малого радиального зазора 28. Ширина поверхностей 32 больше осевого расстояния от любого гребня 16 или 17 лабиринтных уплотнений 18, 19 и 20, отсчитываемого в сторону входа в рабочие колеса 10 и 11 до края соответствующей ему поверхности 22 или 23, с которой гребни 16 или 17 образуют малый радиальный зазор 21. Рабочие колеса 10 и 11 установлены относительно элементов пакета 6 с осе- вымй зазорами 33 и 34 соответственно,45

а думмис 14 - с зазором 35 относительно крышки 2. При расположении крышки 2 KopnycS 1 со стороны выхода из рабочих колес 10 и 11 для упрощения сборки зазор 33 должен быть меньше зазоров 34 и 35, а осевое расстояние от любого гребня 16 или 17, отсчитываемое в сторону входа в рабочие колеса 10 и 11 до края соответствующей ему поверхности 22 или 23, меньше осевого зазора 33.

При расположении крьш1ки 2 корпуса 1 со стороны входа в рабочие колеса 10 и 11 осевое расстояние от

любого гребня 16 или 17, отсчитываемое в сторону входа в рабочие.колеса 10 и 11 до края соответствующей ему поверхности 22 или 23, меньше любого из зазоров 33-35. Диафрагма 36 жестко закреплена на пакете 6 статорных элементов и зафиксирована в осевом направлении посредством бурта 37 на корпусе 1.

Сборка компрессора при расположении крьшки 2 корпуса 1 со стороны, противоположной входу в рабочие колеса 10 и 11 (см. фиг. 1), производится следующим образом.

В крьш1ку 2 корпуса 1, за одно целое с которой вьшолнена диафрагма 4, устанавливают думмисную обойму 15 и опорный подшипник 8, после чего в

крышку 2 корпуса 1 вертикально заводят ротор 7 с рабочим колесом 10 и думмисом 14 до упора колеса 10 в диафрагму 4. При этом ротор 7 скользит в осевом направлении в подшипниках 8,

а поясок 25 думмиса 14 в думмисной обойме 15i поясок 25 предохраняет от смятия гребни 26 лабиринтного уплотнения думмиса 14, так как разность радиусов пояска 25 и радиуса поверхности 27 меньше малого радиального зазора 28. Когда колесо 10 уперлось в диафрагму 4, поясок 25 уже вышел из думмисной обоймы 15, а поясок 24 вошел в думмисную обойму 15. Далее

Далее сборку компрессора осуществляют в горизонтальном положении, при этом корпус 1 устанавливают на диафрагму 36, центрирование которой осу-

ществляют с помощью бурта 37 на корпусе 1. После чего корпус 1 жестко закрепляют на крьш1ке 2. Разность длины пакета 6 статорных элементов До и после установки его в корпусе 1 и упругая деформация диафрагмы 4 в осевом направлении обеспечивают установку пакета 6 статорных элементов в осевом направлении с натягом и компенсацию темпера1турных деформаций Р вертикально установленном ротоР® диафрагме 4 жестко укрепляют пакет 6 статорных элементов. Затем на ротор 7 насаживают колесо 11 и к пакету 6 жестко .крепят диафрагму 36. При этом исключена возможность по- вреждения гребней 16 и 17 лабиринтных уплотнений 18, 19 и 20 о Поверхности 22 и 23, так как гребни 16 не доходят до поверхности 22, а гребни 17 не доходят до поверхности 23.

при работе компрессора без разрушения корпуса 1 и крьшки 2.

Таким образом, такое выполнение центробежного многоступенчатого компрессора позволяет снизить трудоемкость изготовления и сборки, так как сокращается количество сопрягаемых поверхностей, требующих точного изготовления (пакет статорных элементов жестко закреплен на крьшисе корпуса) , и исключается необходимость в специальных приспособлениях, обеспечивающих точность сборки, а также повыщается надежность работы компрессора за счет упругости диафрагмы, компенсирующей температурные деформации пакета статорных элементов.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР, содержащий неразъемный корпус с торцовыми крышками одна из которых выполнена за одно целое с ближайшей к ней диафрагмой, съязанной с лопаточным диффузором пакета статорныхэлементов, и ротор, установленный в опорных подшипниках, размещенных в крышках, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и сборки и повышения надежности работы, диафрагма выполнена упругой и связа- . на с лопаточным диффузором жестко, а другая крышка выполнена заодно с корпусом.

27 ZS 28

Фиг. 2

32 I03osi /4 0ui.4