高马赫数离心压缩机模型级制造技术

本发明专利技术提供了一种高马赫数离心压缩机模型级，包括蜗壳装置、叶轮和无叶扩压器，蜗壳装置包括变截面蜗壳，变截面蜗壳内开设有相连通的蜗室、气流通道和叶轮空间，半开式三元叶轮在叶轮空间内绕主轴旋转，无叶扩压器设在气流通道内，分别与叶轮空间和蜗室连通，无叶扩压器入口端宽度大于出口端宽度。本发明专利技术提供的高马赫数离心压缩机模型级，采用变截面蜗壳，减少流动损失，提高效率；具有较高强度与刚度的半开式三元叶轮提高叶轮效率，减小流动损失；气体流道为收缩结构，采用无叶扩压器拓宽流量范围，且结构简单便于制造；整体提高气动性能，避免动静干涉导致机组振动，提高机组的可靠性及泛用性。及泛用性。及泛用性。

【技术实现步骤摘要】
高马赫数离心压缩机模型级


[0001]本专利技术涉及离心压缩机机械设备
，特别涉及一种高马赫数离心压缩机模型级。

技术介绍

[0002]压缩机广泛应用于国民经济中的各个部门，压缩机产品的高效性能以及良好的稳定性是相关企业选购产品所看重的重要指标。其中，离心压缩机作为压缩机的一种，广泛用于各种工艺流程中，能使气体获得较高压强，处理量大，处理效率高，常常用来输送空气、工艺气体或者混合气体等，并提高气体压力。
[0003]现有的高马赫数(设计马赫数mu1.05)离心压缩机机组广泛应用于单级悬臂鼓风机和空分压缩机主空压机，但是长久以来，叶轮与扩压器之间的动静干涉现象明显，并且一直存在振动以及噪声大的问题，进而导致机组性能下降明显，对经济效益和社会效益产生了不利影响。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的不足之处，本专利技术提供了一种高马赫数离心压缩机模型级，解决了现有技术中高马赫数离心压缩机叶轮与扩压器之间的动静干涉现象明显，存在振动以及噪声大的问题。
[0005]本专利技术提供了一种高马赫数离心压缩机模型级，包括：
[0006]蜗壳装置，所述蜗壳装置包括变截面蜗壳，所述变截面蜗壳内开设有依次相连通的蜗室、气流通道和叶轮空间；
[0007]叶轮，所述叶轮设在所述叶轮空间内，所述叶轮套设在主轴上且绕所述主轴旋转，所述叶轮为半开式三元叶轮；
[0008]无叶扩压器，所述无叶扩压器设在所述气流通道内，所述无叶扩压器入口端与所述叶轮空间连通，所述无叶扩压器出口端与所述蜗室连通，所述无叶扩压器入口端宽度大于所述无叶扩压器出口端宽度。
[0009]可选的，所述高马赫数离心压缩机模型级还包括进气管，所述进气管出口端与所述叶轮空间连通，所述进气管入口端宽度大于所述进气管出口端宽度。
[0010]可选的，所述变截面蜗壳内设置有支架、第一隔板和第二隔板；所述支架与所述变截面蜗壳盖侧内壁固定连接，且沿所述主轴轴向靠近所述气流通道设置；所述第一隔板与所述支架螺纹连接；所述第二隔板与所述变截面蜗壳盘侧内壁螺纹连接；所述第一隔板与所述第二隔板之间形成所述气流通道。
[0011]可选的，所述第二隔板与所述主轴轴线垂直设置；所述第一隔板靠近所述第二隔板一侧倾斜设置，且沿所述主轴径向逐渐向所述第二隔板靠近，使得所述气流通道出口端宽度相较于所述气流通道入口端宽度减小22％。
[0012]可选的，所述变截面蜗壳内还设置有型环，所述型环设置在所述支架靠近所述叶
轮空间一侧且与所述支架螺纹连接，所述型环与所述变截面蜗壳盘侧内壁之间形成所述叶轮空间，且所述型环与所述叶轮盖侧之间形成环形间隙。
[0013]可选的，所述叶轮包括轮毂，所述轮毂套设在所述主轴上，在所述轮毂上沿所述轮毂周向均布设置有多个主叶片，相邻两个主叶片之间设置有分流叶片，所述主叶片与所述分流叶片数量相等，且所述主叶片与所述分流叶片均为三元空间扭曲叶片。
[0014]可选的，所述主叶片包括压力面和吸力面，，所述分流叶片沿所述叶轮旋转方向向所述主叶片的压力面偏移，且偏置角度为10
°
。
[0015]可选的，所述主叶片和所述分流叶片均为前掠型叶片，且所述主叶片和所述分流叶片的叶片尾缘掠角均为40
°
。
[0016]可选的，所述变截面蜗壳的型线为基于等环量法设计的对数螺旋线。
[0017]可选的，所述蜗壳装置还包括出风筒，所述出风筒与所述变截面蜗壳的最大截面光滑连接，所述出风筒与所述变截面蜗壳连接处形成蜗舌，所述出风筒的型线与所述出风筒内主流气体流动方向一致。
[0018]本专利技术提供的高马赫数离心压缩机模型级，采用变截面蜗壳，并且变截面蜗壳截面面积沿周向越接近出口端越大，使得减少其流动损失的同时，提高其效率；采用具有较高的强度与刚度的半开式三元叶轮进一步提高叶轮效率，减小流动损失，；同时在收缩结构的气体流道内设置无叶扩压器代替有叶扩压器，不仅拓宽流量范围，并且结构简单便于制造；综合而言，能够提高现有离心压缩机机组的气动性能，避免了叶轮与扩压器动静干涉现象导致的机组振动，提高机组的可靠性，且具有较为广泛的使用范围。
[0019]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0020]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0021]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0022]图1为本申请实施例提供的高马赫数离心压缩机模型级结构剖视图；
[0023]图2为本申请实施例提供的高马赫数离心压缩机模型级内部结构示意图；
[0024]图3为本申请实施例提供的高马赫数离心压缩机模型级中叶轮主视图；
[0025]图4为本申请实施例提供的高马赫数离心压缩机模型级中叶轮侧视图；
[0026]图5为本申请实施例提供的高马赫数离心压缩机模型级中气流通道结构示意图；
[0027]图6为本申请实施例提供的高马赫数离心压缩机模型级中蜗壳装置的结构图；
[0028]图7为本申请实施例提供的高马赫数离心压缩机模型级测试实验中相对效率对比图；
[0029]图8为本申请实施例提供的高马赫数离心压缩机模型级测试实验中相对压比对比图。
[0030]图中：
[0031]1、变截面蜗壳；2、无叶扩压器；3、进气管；4、支架；5、第一隔板；6、第二隔板；7、主
轴；8、型环；9、轮毂；10、主叶片；11、分流叶片；12、出风筒；13、蜗舌；
[0032]b、无叶扩压器入口宽度。
具体实施方式
[0033]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高马赫数离心压缩机模型级，其特征在于，包括：蜗壳装置，所述蜗壳装置包括变截面蜗壳(1)，所述变截面蜗壳(1)内开设有依次相连通的蜗室、气流通道和叶轮空间；叶轮，所述叶轮设在所述叶轮空间内，所述叶轮套设在主轴(7)上且绕所述主轴(7)旋转，所述叶轮为半开式三元叶轮；无叶扩压器(2)，所述无叶扩压器(2)设在所述气流通道内，所述无叶扩压器(2)入口端与所述叶轮空间连通，所述无叶扩压器(2)出口端与所述蜗室连通，所述无叶扩压器(2)入口端宽度大于所述无叶扩压器(2)出口端宽度。2.根据权利要求1所述的高马赫数离心压缩机模型级，其特征在于，所述高马赫数离心压缩机模型级还包括进气管(3)，所述进气管(3)出口端与所述叶轮空间连通，所述进气管(3)入口端宽度大于所述进气管(3)出口端宽度。3.根据权利要求1所述的高马赫数离心压缩机模型级，其特征在于，所述变截面蜗壳(1)内设置有支架(4)、第一隔板(5)和第二隔板(6)；所述支架(4)与所述变截面蜗壳(1)盖侧内壁固定连接，且沿所述主轴(7)轴向靠近所述气流通道设置；所述第一隔板(5)与所述支架(4)螺纹连接；所述第二隔板(6)与所述变截面蜗壳(1)盘侧内壁螺纹连接；所述第一隔板(5)与所述第二隔板(6)之间形成所述气流通道。4.根据权利要求3所述的高马赫数离心压缩机模型级，其特征在于，所述第二隔板(6)与所述主轴(7)轴线垂直设置；所述第一隔板(5)靠近所述第二隔板(6)一侧倾斜设置，且沿所述主轴(7)径向逐渐向所述第二隔板(6)靠近，使得所述气流通道出口端宽度相较于所述气流通道入口端宽度减小22％。5.根据权利要求3所述的高马赫数离心压缩机模型级，其特征在于，所述变截面蜗壳(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杨，刘艳，李艺雯，郭婷，周维江，石海，刘啸，
申请(专利权)人：大连透平机械技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：