适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法，适用于压缩空气储能系统多级离心式压缩机领域，其中的变弯度回流器叶片包括独立可调的前缘调节段和固定的尾缘固定段。变弯度回流器通过一套独立的回流器叶片调节结构，可以改变前缘调节段的进口安装角度。本发明专利技术的主要优点是，回流器在多级离心式压缩机变工况时可以更好地适应上游流动状况，叶片通过调整进口安装角减小了进口冲击损失，改善了回流器内部流场状况，提升了压缩机工作性能，进而提升了储能系统整体性能。

【技术实现步骤摘要】
适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法
本专利技术属于压缩空气储能
，涉及多级离心压缩机的回流器，具体涉及一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法。
技术介绍
大规模压缩空气储能技术具有不受地理条件限制、储能效率高、对环境友好和可回收废热余热等优点，在电网削峰填谷、可再生能源并网及分布式能源系统中具有重要价值，被认为是最具发展潜力的大规模物理储能技术之一。结合压缩空气储能技术的特点，系统所用压缩机通常选用多级离心式压缩机。回流器是多级离心式压缩机主要部件之一，其性能对整机的效率、压比和运行工况范围等有重要影响。目前多级离心式压缩机常用的回流器结构是由隔板和导流叶片组成，其导流叶片通常和气缸铸成一体或分开制造后用螺栓连接，使得导流叶片进口安装角固定。而回流器叶片进口安装角关系到回流器进口冲击损失和叶面上边界层的流动状况，在设计工况下往往性能较好，但在非设计工况下的性能较差。且在小流量工况下，过大的进口安装角使回流器叶片上的失速、旋涡脱落等流动现象提前发生，导致回流器内压力的强烈波动而触发压缩机的喘振，流量调节范围变窄。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法，通过将回流器叶片设置成前缘调节段和尾缘固定段，并通过设置前缘调节结构，以改变各前缘调节段的进口安装角度，可更好地适应上游流动状况，提高整机性能；通过将尾缘固定段的叶片数目设置为大于前缘调节段叶片数目，能够有效提升下一级压缩机进口流场品质。通过上述结构设置，本专利技术的适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法，可减小现有结构存在的流动损失，改善回流器内部流场状况，提高多级离心压缩机的性能。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器，包括一回流器叶片调节机构、一压缩机隔板以及沿周向均匀布置在所述压缩机隔板前侧的多个回流器叶片，所述压缩机隔板的后侧沿周向均匀布置有多个扩压器叶片，其特征在于，所述回流器叶片包括沿周向均匀布置在所述压缩机隔板前侧的多个可转动的前缘调节段和多个固定设置的尾缘固定段，所述前缘调节段在径向上布置在所述尾缘固定段的外围，所述尾缘固定段的数量不少于所述前缘调节段，每一所述前缘调节段的后端可转动地与一所述尾缘固定段的前端拼接在一起，且所述前缘调节段的前端形成为所述回流器叶片的前缘，所述尾缘固定段的后端形成为所述回流器叶片的尾缘，所述前缘调节段与尾缘固定段的压力面共同形成为所述回流器叶片的压力面，所述前缘调节段与尾缘固定段的吸力面共同形成为所述回流器叶片的吸力面；每一所述前缘调节段的后端底壁上均固定设置一传动拉杆，各所述传动拉杆穿过所述压缩机隔板及与所述前缘调节段对应的扩压器叶片的尾缘后与所述回流器叶片调节机构传动连接，所述回流器叶片调节机构通过带动所述传动拉杆旋转调节各所述前缘调节段的进口安装角。优选地，所述尾缘固定段的叶片数目是前缘调节段叶片数目的N倍(N大于1，N值可以为1、2…)，能够有效提升下一级压缩机进口流场品质。优选地，各所述前缘调节段沿周向均匀分布在压缩机弯道的出口周围。优选地，所述回流器叶片调节结构包括一环形固定盘和一设置在所述环形固定盘外周的环形转动盘，所述环形转动盘的外缘上至少设置一转动致动器且其端面上固定设置多个沿周向布置的转动拉板，所述环形固定盘的端面上转动连接多个沿周向布置的传动拉板，所述转动拉板与传动拉板一一传动连接，各所述前缘调节段的传动拉杆与所述环形固定盘端面上的传动拉板的末端一一连接，所述转动致动器带动所述环形转动盘转动继而通过所述转动拉板带动所述传动拉板的末端转动，继而带动各所述前缘调节段的传动拉杆转动，使得各所述前缘调节段的进口安装角发生改变。进一步地，所述转动致动器为设置在所述环形转动盘外缘上的执行器拉杆，所述执行器拉杆由电动或气动执行器驱动。进一步地，当压缩机工作流量小于设计流量时，通过所述回流器叶片调节结构中的转动致动器带动所述环形转动盘转动，继而通过所述转动拉板和传动拉板带动各所述前缘调节段的传动拉杆转动以减小各所述前缘调节段的进口安装角，使各所述回流器叶片的前缘适应多级压缩机弯道出口来流。进一步地，当压缩机工作流量大于设计流量时，通过所述回流器叶片调节结构中的转动致动器带动所述环形转动盘转动，继而通过所述转动拉板和传动拉板带动各所述前缘调节段的传动拉杆转动以增大各所述前缘调节段的进口安装角，使各所述回流器叶片的前缘适应多级压缩机弯道出口来流。本专利技术的另一个技术目的是提供一种上述适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器的控制方法，其特征在于，当压缩机工作流量不等于设计流量时，通过所述回流器叶片调节机构调节各所述前缘调节段的进口安装角，使各所述回流器叶片的前缘适应多级压缩机弯道出口来流，从而减小冲击损失，改善流场。优选地，当压缩机工作流量小于设计流量时，通过所述回流器叶片调节机构减小各所述前缘调节段的进口安装角，使各所述回流器叶片的前缘适应多级压缩机弯道出口来流，从而减小冲击损失，改善流场。优选地，当压缩机工作流量大于设计流量时，通过所述回流器叶片调节机构增大各所述前缘调节段的进口安装角，使各所述回流器叶片的前缘适应多级压缩机弯道出口来流，从而减小冲击损失，改善流场。同现有技术相比，本专利技术的适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器及其控制方法具有如下优点：(1)本专利技术提出的可调变弯度回流器叶片包括独立可调的前缘调节段和固定设置的尾缘固定段。(2)本专利技术提出的可调变弯度回流器，通过一套独立的汇流器调节结构，可以改变前缘调节段的进口安装角度，更好地适应上游流动状况，提高整机性能。(3)本专利技术提出的可调变弯度回流器，尾缘固定段的叶片数目可以大于前缘调节段叶片数目，能够有效提升下一级压缩机进口流场品质。附图说明图1为本专利技术适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器结构示意图；图2为本专利技术的可调变弯度回流器的正视图；图3为本专利技术中回流器叶片的结构示意图；图4为本专利技术的可调变弯度回流器在小流量时回流器叶片的结构图；图5为本专利技术的可调变弯度回流器在大流量时回流器叶片的结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术进一步详细说明。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-执行器、2-转动致动器、3-固定盘、4-传动拉板、5-转动拉板、6-转动盘、7-传动连杆、8-扩压器叶片、9-压缩机叶轮、10-前缘调节段、11-尾缘固定段、101-盖帽、102-轴承、103-定距套、104-O型圈、105本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器，包括一回流器叶片调节机构、一压缩机隔板以及沿周向均匀布置在所述压缩机隔板前侧的多个回流器叶片，所述压缩机隔板的后侧沿周向均匀布置有多个扩压器叶片，其特征在于，/n所述回流器叶片包括沿周向均匀布置在所述压缩机隔板前侧的多个可转动的前缘调节段和多个固定设置的尾缘固定段，所述前缘调节段在径向上布置在所述尾缘固定段的外围，所述尾缘固定段的数量不少于所述前缘调节段，每一所述前缘调节段的后端可转动地与一所述尾缘固定段的前端拼接在一起，且所述前缘调节段的前端形成为所述回流器叶片的前缘，所述尾缘固定段的后端形成为所述回流器叶片的尾缘，所述前缘调节段与尾缘固定段的压力面共同形成为所述回流器叶片的压力面，所述前缘调节段与尾缘固定段的吸力面共同形成为所述回流器叶片的吸力面；/n每一所述前缘调节段的后端底壁上均固定设置一传动拉杆，各所述传动拉杆穿过所述压缩机隔板及与所述前缘调节段对应的扩压器叶片的尾缘后与所述回流器叶片调节机构传动连接，所述回流器叶片调节机构通过带动所述传动拉杆旋转调节各所述前缘调节段的进口安装角。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于多级离心压缩机的可调变弯度回流器，包括一回流器叶片调节机构、一压缩机隔板以及沿周向均匀布置在所述压缩机隔板前侧的多个回流器叶片，所述压缩机隔板的后侧沿周向均匀布置有多个扩压器叶片，其特征在于，
所述回流器叶片包括沿周向均匀布置在所述压缩机隔板前侧的多个可转动的前缘调节段和多个固定设置的尾缘固定段，所述前缘调节段在径向上布置在所述尾缘固定段的外围，所述尾缘固定段的数量不少于所述前缘调节段，每一所述前缘调节段的后端可转动地与一所述尾缘固定段的前端拼接在一起，且所述前缘调节段的前端形成为所述回流器叶片的前缘，所述尾缘固定段的后端形成为所述回流器叶片的尾缘，所述前缘调节段与尾缘固定段的压力面共同形成为所述回流器叶片的压力面，所述前缘调节段与尾缘固定段的吸力面共同形成为所述回流器叶片的吸力面；
每一所述前缘调节段的后端底壁上均固定设置一传动拉杆，各所述传动拉杆穿过所述压缩机隔板及与所述前缘调节段对应的扩压器叶片的尾缘后与所述回流器叶片调节机构传动连接，所述回流器叶片调节机构通过带动所述传动拉杆旋转调节各所述前缘调节段的进口安装角。


2.根据上述权利要求所述的可调变弯度回流器，其特征在于，所述尾缘固定段的叶片数目是前缘调节段叶片数目的N倍(N大于1，N值可以为1、2…)，能够有效提升下一级压缩机进口流场品质。


3.根据上述权利要求所述的可调变弯度回流器，其特征在于，各所述前缘调节段沿周向均匀分布在压缩机弯道的出口周围。


4.根据上述权利要求所述的可调变弯度回流器，其特征在于，所述回流器叶片调节结构包括一环形固定盘和一设置在所述环形固定盘外周的环形转动盘，所述环形转动盘的外缘上至少设置一转动致动器且其端面上固定设置多个沿周向布置的转动拉板，所述环形固定盘的端面上转动连接多个沿周向布置的传动拉板，所述转动拉板与传动拉板一一传动连接，各所述前缘调节段的传动拉杆与所述环形固定盘端面上的传动拉板的末端一一连接，所述转动致动器带动所述环形转动盘转...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁奇，陈海生，左志涛，张雪辉，侯虎灿，郭文宾，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11