專利名稱：一種外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大型空分裝置領(lǐng)域中的離心壓縮機(jī)，具體地說(shuō)是一種外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著冶金、煤化工、化肥等裝置不斷大型化的趨勢(shì)下，相應(yīng)的空分裝置規(guī)模也越來(lái)越大，作為大型空分裝置的核心設(shè)備，3-5萬(wàn)NmVh空分規(guī)模的多級(jí)離心式壓縮機(jī)組日益成為國(guó)內(nèi)空分市場(chǎng)的主流設(shè)備。對(duì)于日以競(jìng)爭(zhēng)激烈的空分市場(chǎng)，等溫效率和功率是空分裝置中用戶最為看重的指標(biāo)此類要求。大型離心空分壓縮機(jī)組一般采用以下幾種形式，國(guó)外多以多軸齒輪組裝式壓縮機(jī)為主，該機(jī)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪精度要求高，等溫效率高，現(xiàn)僅有西門子、GE等幾家大型跨國(guó)公司可生產(chǎn)。還可以采用雙缸壓縮機(jī)(DMCL+2MCL)3段壓縮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，雖然機(jī)組結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是存在著制造成本聞，運(yùn)行成本聞，機(jī)械損失大等缺點(diǎn)。其次采用3萬(wàn)以下空分用單軸懸臂壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，不僅葉輪直徑會(huì)偏大，定子結(jié)構(gòu)超大，而且原模型級(jí)葉輪效率偏低，機(jī)組功率增大。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)提高了機(jī)組的效率，降低了制造成本、節(jié)約機(jī)組占地面積、方便安裝維修。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:—種外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，包括入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器、一級(jí)蝸殼、主軸及定子，其中主軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在定子內(nèi)，所述主軸上設(shè)有多級(jí)三元閉式葉輪，所述定子包括機(jī)殼和隔板，機(jī)殼內(nèi)通過(guò)多個(gè)隔板形成各包含一級(jí)三元閉式葉輪的多個(gè)流道，所述機(jī)殼上相對(duì)應(yīng)于各流道的位置均設(shè)有進(jìn)、出風(fēng)筒各一個(gè)；所述主軸的一端穿過(guò)機(jī)殼與設(shè)置于一級(jí)蝸殼內(nèi)的一級(jí)半開(kāi)三元葉輪連接，所述一級(jí)蝸殼的端部設(shè)有入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器、并與一段進(jìn)風(fēng)筒連接，所述一級(jí)蝸殼的側(cè)面設(shè)有一段出風(fēng)筒，所述機(jī)殼的外部設(shè)有多個(gè)與進(jìn)、出風(fēng)筒連接的外置冷卻器，空氣由一段進(jìn)風(fēng)筒進(jìn)入一級(jí)蝸殼內(nèi)、并由一段出風(fēng)筒出來(lái)，經(jīng)過(guò)外置冷卻器后依次進(jìn)入殼體內(nèi)部的各個(gè)流道內(nèi)進(jìn)行壓縮，氣體經(jīng)過(guò)每段壓縮后通過(guò)外置冷卻器進(jìn)行外置冷卻，再進(jìn)入下一段進(jìn)行壓縮。所述主軸上沿軸向依次設(shè)有二級(jí)三元閉式葉輪、四級(jí)三元閉式葉輪及三級(jí)三元閉式葉輪。所述一級(jí)半開(kāi)三元葉輪與三級(jí)三元閉式葉輪正向布置，所述二級(jí)三元閉式葉輪和四級(jí)三元閉式葉輪反向布置。所述包含二級(jí)三元閉式葉輪的流道與二段進(jìn)風(fēng)筒和二段出風(fēng)筒連通，所述包含三級(jí)三元閉式葉輪的流道與三段進(jìn)風(fēng)筒和三段出風(fēng)筒連通，所述包含四級(jí)三元閉式葉輪的流道與四段進(jìn)風(fēng)筒和四段出風(fēng)筒連通，所述一段出風(fēng)筒和二段進(jìn)風(fēng)筒之間設(shè)有第一外置冷卻器，所述二段出風(fēng)筒與三段進(jìn)風(fēng)筒之間設(shè)有第三外置冷卻器，所述三段出風(fēng)筒與四段進(jìn)風(fēng)筒之間設(shè)有第二外置冷卻器。所述一級(jí)半開(kāi)三元葉輪的流道內(nèi)設(shè)有葉片擴(kuò)壓器。所述主軸與一級(jí)半開(kāi)三元葉輪連接的一端通過(guò)安裝在機(jī)殼上的推力軸承支撐，另一端通過(guò)安裝在機(jī)殼上的支撐軸承支撐。所述主軸上的各三元閉式葉輪通過(guò)軸肩和軸套定位。所述主軸配有主軸油頂升裝置。所述各進(jìn)、出風(fēng)筒均設(shè)置于機(jī)殼的一側(cè)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:1.本實(shí)用新型采用多級(jí)壓縮，每級(jí)冷卻，保證在整個(gè)氣體壓縮過(guò)程接近等溫過(guò)程，氣體的溫度變化較小，并且減少了機(jī)械損失，無(wú)用功消耗等。使壓縮過(guò)程接近理想等溫壓縮，等溫效率可達(dá)74%，機(jī)組耗功降低近2個(gè)百分點(diǎn)，接近多軸組裝式齒輪壓縮機(jī)。2.本實(shí)用新型采用的主軸動(dòng)力穩(wěn)定性計(jì)算軟件和引進(jìn)美國(guó)ANSYS結(jié)構(gòu)分析軟件，對(duì)高速旋轉(zhuǎn)，大支撐跨距，單側(cè)大懸臂葉輪的超大主軸的不平衡響應(yīng)分析(臨界轉(zhuǎn)速)，主軸的穩(wěn)定性及葉輪強(qiáng)度計(jì)算及半開(kāi)葉輪模態(tài)分析，保證主軸的長(zhǎng)期穩(wěn)定的高速運(yùn)行。3.本實(shí)用新型各級(jí)葉輪合理布置，一級(jí)與第三級(jí)葉輪正向布置，第二級(jí)、第四級(jí)葉輪反向布置，使葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的軸向推力合力較小，減小對(duì)推力盤的壓強(qiáng)，清除主軸殘余推力過(guò)大對(duì)機(jī)組的損害。4.本實(shí)用新型較少了動(dòng)力連接件的使用數(shù)量，保證機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，較少了傳動(dòng)損失，效率提高。5.本實(shí)用新型采用全新的定子設(shè)計(jì)方法，定子機(jī)殼軸向尺寸較小，6個(gè)風(fēng)筒布置及其緊湊，提高了材料和空間的利用率，同時(shí)減小機(jī)組基礎(chǔ)廠房的占地面積。
圖1為本實(shí)用新型機(jī)組布置示意圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型進(jìn)口風(fēng)筒布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型進(jìn)口風(fēng)筒布置三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型主軸軸測(cè)三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型一段進(jìn)口蝸殼機(jī)入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器三維示意圖。其中:1為電機(jī)，2為變速機(jī)，3為第一外置冷卻器，4為第二外置冷卻器，5為四段入口，6為二段入口，7為等溫型空分壓縮機(jī)，8為二段出口，9為第三外置冷卻器，10為三段出口，11為一段出口，12為入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器，13為一段入口，14為三段入口，15為四段出口，16為一段進(jìn)風(fēng)筒，18為一級(jí)蝸殼，19為推力軸承，20為主軸，21為定子，22為支撐軸承，23為一段出風(fēng)筒，24為三段進(jìn)風(fēng)筒，25為三段出風(fēng)筒，26為四段出風(fēng)筒，27為四段進(jìn)風(fēng)筒，28為二段出風(fēng)筒，29為二段進(jìn)風(fēng)筒，30為一級(jí)半開(kāi)三元葉輪，31為三級(jí)三元閉式葉輪，32為四級(jí)三元閉式葉輪，33為二級(jí)三元閉式葉輪，34為氣動(dòng)執(zhí)行器，A為出水口，B為進(jìn)水口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。如圖1-6所示，本實(shí)用新型包括入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器12、一級(jí)蝸殼18、主軸20及定子21，其中定子21包括機(jī)殼和隔板，主軸20設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)、并兩端分別通過(guò)安裝在機(jī)殼上的推力軸承19和支撐軸承22支撐。主軸20上設(shè)有多級(jí)大流量的三元閉式葉輪，本實(shí)施例在主軸20上沿軸向依次設(shè)有二級(jí)三元閉式葉輪33、四級(jí)三元閉式葉輪32及三級(jí)三元閉式葉輪31，各三元閉式葉輪通過(guò)軸肩和軸套定位。機(jī)殼內(nèi)通過(guò)多個(gè)隔板形成分別包含有二級(jí)三元閉式葉輪33、三級(jí)三元閉式葉輪31及四級(jí)三元閉式葉輪32的三個(gè)流道，所述機(jī)殼上相對(duì)應(yīng)于各流道的位置均設(shè)有進(jìn)、出風(fēng)筒各一個(gè)，所述各進(jìn)、出風(fēng)筒均設(shè)置于機(jī)殼的一側(cè)。即包含二級(jí)三元閉式葉輪33的流道與二段進(jìn)風(fēng)筒29和二段出風(fēng)筒28連通，包含三級(jí)三元閉式葉輪31的流道與三段進(jìn)風(fēng)筒24和三段出風(fēng)筒25連通，包含四級(jí)三元閉式葉輪32的流道與四段進(jìn)風(fēng)筒27和四段出風(fēng)筒26連通。主軸20設(shè)有推力軸承19的一端穿過(guò)機(jī)殼與設(shè)置于一級(jí)蝸殼18內(nèi)的一級(jí)半開(kāi)三元葉輪30連接，一級(jí)蝸殼18的端部設(shè)有入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器12、并與一段進(jìn)風(fēng)筒16連接，一級(jí)蝸殼18的側(cè)面設(shè)有一段出風(fēng)筒23。一段出風(fēng)筒23和二段進(jìn)風(fēng)筒29之間設(shè)有第一外置冷卻器3，二段出風(fēng)筒28與三段進(jìn)風(fēng)筒24之間設(shè)有第三外置冷卻器9，三段出風(fēng)筒25與四段進(jìn)風(fēng)筒27之間設(shè)有第二外置冷卻器4。包含一級(jí)半開(kāi)三元葉輪30的流道內(nèi)設(shè)有葉片擴(kuò)壓器，一級(jí)半開(kāi)三元葉輪30與三級(jí)三元閉式葉輪31正向布置，二級(jí)三元閉式葉輪33和四級(jí)三元閉式葉輪32反向布置，使葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的軸向推力合力較小，減小對(duì)推力盤的壓強(qiáng)。主軸20配有主軸油頂升裝置，啟動(dòng)前盤車減小啟動(dòng)扭矩，方便大型機(jī)組啟動(dòng)。主軸20設(shè)有 支撐軸承22的一端穿過(guò)機(jī)殼依次與變速機(jī)2和電機(jī)I連接，或者主軸20由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型的工作原理是:空氣由一段進(jìn)風(fēng)筒16軸向進(jìn)氣，氣體由入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器12進(jìn)行流量調(diào)節(jié)控制后進(jìn)入一級(jí)蝸殼18內(nèi)進(jìn)行壓縮，壓縮后由一段出風(fēng)筒23引至第一外置冷卻器3進(jìn)行冷卻后，由二段進(jìn)風(fēng)筒29進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)部包含有二級(jí)三元閉式葉輪33的流道內(nèi)進(jìn)行壓縮，壓縮后由二段出風(fēng)筒28引至第三外置冷卻器8進(jìn)行冷卻后，由三段進(jìn)風(fēng)筒24進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)包含三級(jí)三元閉式葉輪31的流道內(nèi)進(jìn)行壓縮，壓縮后由三段出風(fēng)筒25引至第二外置冷卻器4進(jìn)行冷卻后，由四段進(jìn)風(fēng)筒27進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)包含四級(jí)三元閉式葉輪32的流道內(nèi)進(jìn)行壓縮，使氣體出口溫度< 100°C，壓力達(dá)到0.6MPA進(jìn)入用戶管網(wǎng)，進(jìn)行氧氣、氮?dú)夥蛛x。
權(quán)利要求1.一種外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:包括入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器(12)、一級(jí)蝸殼(18)、主軸(20)及定子(21)，其中主軸(20)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在定子(21)內(nèi)，所述主軸(20)上設(shè)有多級(jí)三元閉式葉輪，所述定子(21)包括機(jī)殼和隔板，機(jī)殼內(nèi)通過(guò)多個(gè)隔板形成各包含一級(jí)三元閉式葉輪的多個(gè)流道，所述機(jī)殼上相對(duì)應(yīng)于各流道的位置均設(shè)有進(jìn)、出風(fēng)筒各一個(gè)；所述主軸(20)的一端穿過(guò)機(jī)殼與設(shè)置于一級(jí)蝸殼(18)內(nèi)的一級(jí)半開(kāi)三元葉輪(30)連接，所述一級(jí)蝸殼(18)的端部設(shè)有入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器(12)、并與一段進(jìn)風(fēng)筒(16)連接，所述一級(jí)蝸殼(18)的側(cè)面設(shè)有一段出風(fēng)筒(23)，所述機(jī)殼的外部設(shè)有多個(gè)與進(jìn)、出風(fēng)筒連接的外置冷卻器，空氣由一段進(jìn)風(fēng)筒(16)進(jìn)入一級(jí)蝸殼(18)內(nèi)、并由一段出風(fēng)筒(23)出來(lái)，經(jīng)過(guò)外置冷卻器后依次進(jìn)入殼體內(nèi)部的各個(gè)流道內(nèi)進(jìn)行壓縮，氣體經(jīng)過(guò)每段壓縮后通過(guò)外置冷卻器進(jìn)行外置冷卻，再進(jìn)入下一段進(jìn)行壓縮。
2.按 權(quán)利要求1所述的外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:所述主軸(20)上沿軸向依次設(shè)有二級(jí)三元閉式葉輪(33)、四級(jí)三元閉式葉輪(32)及三級(jí)三元閉式葉輪(31)。
3.按權(quán)利要求2所述的外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:所述一級(jí)半開(kāi)三元葉輪(30)與三級(jí)三元閉式葉輪(31)正向布置，所述二級(jí)三元閉式葉輪(33)和四級(jí)三元閉式葉輪(32)反向布置。
4.按權(quán)利要求2所述的外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:所述包含二級(jí)三元閉式葉輪(33)的流道與二段進(jìn)風(fēng)筒(29)和二段出風(fēng)筒(28)連通，所述包含三級(jí)三元閉式葉輪(31)的流道與三段進(jìn)風(fēng)筒(24)和三段出風(fēng)筒(25)連通，所述包含四級(jí)三元閉式葉輪(32)的流道與四段進(jìn)風(fēng)筒(27)和四段出風(fēng)筒(26)連通，所述一段出風(fēng)筒(23)和二段進(jìn)風(fēng)筒(29)之間設(shè)有第一外置冷卻器(3)，所述二段出風(fēng)筒(28)與三段進(jìn)風(fēng)筒(24)之間設(shè)有第三外置冷卻器(9)，所述三段出風(fēng)筒(25)與四段進(jìn)風(fēng)筒(27)之間設(shè)有第二外置冷卻器⑷。
5.按權(quán)利要求1或4所述的外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:所述一級(jí)半開(kāi)三元葉輪(30)的流道內(nèi)設(shè)有葉片擴(kuò)壓器。
6.按權(quán)利要求1所述的外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:所述主軸(20)與一級(jí)半開(kāi)三元葉輪(30)連接的一端通過(guò)安裝在機(jī)殼上的推力軸承(19)支撐，另一端通過(guò)安裝在機(jī)殼上的支撐軸承(22)支撐。
7.按權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:所述主軸(20)上的各三元閉式葉輪通過(guò)軸肩和軸套定位。
8.按權(quán)利要求1所述的外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:所述主軸(20)配有主軸油頂升裝置。
9.按權(quán)利要求1或4任一項(xiàng)所述的外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)，其特征在于:所述各進(jìn)、出風(fēng)筒均設(shè)置于機(jī)殼的一側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及大型空分裝置領(lǐng)域中的離心壓縮機(jī)，具體地說(shuō)是一種外置冷卻等溫型空分壓縮機(jī)。包括入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器、一級(jí)蝸殼、主軸及定子，其中主軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在定子內(nèi)，所述主軸上設(shè)有多級(jí)三元閉式葉輪，所述定子包括機(jī)殼和隔板，機(jī)殼內(nèi)通過(guò)多個(gè)隔板形成各包含一級(jí)三元閉式葉輪的多個(gè)流道，機(jī)殼上相對(duì)應(yīng)于各流道的位置均設(shè)有進(jìn)、出風(fēng)筒各一個(gè)；主軸的一端穿過(guò)機(jī)殼與設(shè)置于一級(jí)蝸殼內(nèi)的一級(jí)半開(kāi)三元葉輪連接，一級(jí)蝸殼的端部設(shè)有入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器、并與一段進(jìn)風(fēng)筒連接，一級(jí)蝸殼的側(cè)面設(shè)有一段出風(fēng)筒，機(jī)殼的外部設(shè)有多個(gè)與進(jìn)、出風(fēng)筒連接的外置冷卻器。本實(shí)用新型提高了機(jī)組的效率，降低了制造成本、節(jié)約機(jī)組占地面積、方便安裝維修。
文檔編號(hào)F04D29/58GK203130622SQ201320162329
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者齊智勇, 蔣占麗, 左成柱, 李志卓, 李晶 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)安裝檢修配件有限公司