离心压缩机叶轮和包括所述叶轮的压缩机的制作方法

本文公开的主题的实施例对应于离心压缩机叶轮，以及包括所述叶轮的离心压缩机。

背景技术：

涡轮机、特别是离心压缩机可包括壳，转子旋转地支承在其中。转子可包括由轴承支承的转子轴，并且可提供作用在转子轴上的密封件来隔离压缩机的内部与环境。在一些实施例中，一个或多个叶轮可安装在轴上。壳限定定子导叶，叶轮定位在其中且可在其中旋转。壳(或定子)进一步限定定子管道，定子管道构造成收集离开各个叶轮的流体，并且将所述流体馈送到下一个压缩机级(如果提供的话)。包括多个叶轮的离心压缩机通常被称为多级离心压缩机。因此，各个叶轮对压缩级提供功。

叶轮可包括从毂延伸的多个成形叶片。毂和两个相邻叶片形成成形叶轮导叶。

在一些实施例中，叶轮是露面的(即，未被罩住)，并且各个叶片具有自由端，自由端限定叶片的末梢。在那些离心压缩机叶轮中，叶片的末梢通常是平的。当叶轮安装在压缩机中时，叶片的末梢面向定子，并且在定子和末梢之间形成间隙。由于压缩流体可在间隙中流动而产生压缩机中的回流，所以间隙应当尽可能小，以便实现良好的级性能。

间隙中的该第二流体流通常被称为末梢泄漏流。为了减少末梢泄漏流，使用具有u形截面的凹形叶片末梢设计来提高整个操作范围内的总压力比和效率。因此，由于末梢泄漏流减少的积极作用，对于凹形叶片末梢设计，整体级损耗降低。

但是，由于在腔体中产生涡流，凹形腔体对级效率有不利影响，因此产生额外的损耗。

此外，在末梢的顶部形成u形凹部的费用高，u形凹部可具有大约2-3mm的宽度。

技术实现要素：

大体需要的是一种能够提供更好的级压缩性能的离心压缩机叶轮。

重要概念是提供一种离心压缩机叶轮，它具有带末梢表面的叶片，末梢表面设有与叶片的压力侧对齐的缘边(也称为凹槽状叶顶)，而对应于叶片的吸力侧的末梢表面边缘几乎完全没有所述缘边。

本文公开的主题的第一实施例对应于离心压缩机叶轮。

本文公开的主题的第二实施例对应于包括所述叶轮的离心压缩机。

附图说明

附图结合在本文中且构成说明书的一部分，附图示出本公开的示例性实施例，并且与详细描述一起解释这些实施例。在图中：

图1显示了根据本公开的离心压缩机的示意性局部截面。

图2显示了沿着图1的截面线ii-ii和图3的ii-ii得到的示意性截面。

图3显示了图2中表示的叶片的末梢表面的俯视图。

图4和5显示了根据本公开的叶片末梢表面的备选设计。

图6、7和8显示了分别在图4的截面线vi-vi、图5的vi-vi和图4的vii-vii上得到的截面。

具体实施方式

示例性实施例的以下描述参照了附图。

以下描述不限制本发明。而是，本发明的范围由所附权利要求限定。

贯穿说明书对“一个实施例”或“实施例”的参照指的是关于实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在公开的主题的至少一个实施例中。因而，贯穿说明书在各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定指相同的实施例。另外，特定特征、结构或特性可按任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。

图1显示了离心压缩机1，它包括至少限定定子导叶3的定子2，其中，至少开放式叶轮4安装在轴20上。在图中，仅仅显示了一个叶轮，但离心压缩机可包括安装在轴20上的多个叶轮，各个叶轮限定压缩机级。所有叶轮或它们中的仅一些可构造成本描述中描述的那样。

定子2可实现为安装在壳(未显示)中的单件或者不同的部分(隔板)。定子不仅限定容纳叶轮的导叶3，而且还限定设置成收集离开叶轮4的流体的一个或多个管道5。

离心压缩机叶轮4包括从毂7延伸的多个叶片6。各个叶片6具有限定叶片的压力侧的第一壁6a(当叶轮在操作时)，以及限定叶片6的吸力侧的第二壁6b。各个叶片进一步提供限定叶片的末梢6c的自由端。当叶轮安装在离心压缩机上时，叶片的末梢6c面向定子2。在定子和末梢之间存在间隙g。

此外，各个叶片6呈现设置在叶轮的入口处的前缘le，以及设置在叶轮的出口处的后缘te。

根据本公开的一方面，末梢6c呈现与第一壁6a对齐的凸出缘边8(参见图2)。叶片的第二壁6b的自由边缘改为与末梢6c的没有凸出缘边8的表面6d至少部分地对齐。

如可从图2清楚地看到的那样，在第二壁没有所述缘边的地方得到的相同截面中，第一壁的高度h1大于第二壁的高度h2。任何区段(图2)中的叶片末梢宽度sb和缘边宽度sr之间的比率(sb/sr)可大于2，这取决于叶片末梢厚度。叶片6的第二壁6b可与末梢的没有所述凸出缘边8的表面6d完全对齐(对于其全部长度l)。

图3显示了凸出缘边8延伸第一壁的全部长度l。

可提供叶片末梢的其它构造，例如，如图4和5中显示的那样。

在该实施例的描述中，将用相同参考标号指示在功能上类似于已经描述的部分的那些部分，而且将省略它们的描述。

图4显示了叶片末梢，它具有非常类似于上面描述的凸出缘边的凸出缘边8。凸出缘边8还设有沿第二壁6b的方向从其延伸的一个或多个部分8a。所述部分8a可一直延伸到第二壁6b，如图6中显示的那样，或者可远离壁6b(图8)。

当如图4那样在俯视图中观察时，部分8a可沿垂直第一壁8a的方向延伸。

同样，在图5中，凸出缘边类似于图3的凸出缘边，但它提供沿关于第一壁8a倾斜的方向从缘边延伸的部分8b。倾斜对于所有部分8b都是相同的，或者部分中的各个或一些可相对于第一壁6a具有不同的倾斜。部分8b可一直延伸到第二壁6b，或者可远离它(尽管在图中未表示该解决方案)。在图5的俯视图中，可理解部分8a的轴线关于第一壁6a的倾斜α；倾斜α可包括在-45°和+45°之间。

缘边8a(以及如果存在的话，从缘边延伸的部分8a或8b)的存在可减少泄漏流，因为形成了可提高级效率的散逸涡流。

此外，可实现操作范围扩展，因为末梢泄漏与处于最高流压力比(朝向左极限)的主流的相互作用减小。

虽然已经在图中显示和在上面特别且详细地关于若干示例性实施例全面描述了本文描述的主题的公开的实施例，但对本领域普通技术人员明显的将是，在实质上不偏离本文阐述的新颖教导、原理和概念以及所附权利要求中叙述的主题的优点的情况下可能有许多修改、改变和省略。因此，公开的创新的恰当范围应当仅仅由所附权利要求的最宽泛解释确定，以便包含所有这样的修改、改变和省略。另外，可根据备选实施例对任何过程或方法步骤的顺序或次序进行改变或重新排序。

技术特征：

技术总结
一种离心压缩机叶轮(4)包括从毂(7)延伸的多个叶片(6)，各个叶片具有限定叶片的压力侧的第一壁(6A)和限定叶片的吸力侧的第二壁(6B)，以及限定叶片的末梢(6C)的自由端，末梢(6C)呈现与第一壁(6A)对齐的凸出缘边(8)，叶片的第二壁(6B)与末梢(6C)的没有所述凸出缘边(8)的表面(6D)至少部分地对齐。

技术研发人员：E.圭多蒂;D.T.鲁比诺
受保护的技术使用者：诺沃皮尼奥内技术股份有限公司
技术研发日：2016.05.12
技术公布日：2018.01.12