专利名称：离心压缩机的叶轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及离心压缩机的叶轮。更具体地本发明涉及离心压缩机 的叶轮，该叶轮包括在后部上的密封表面。
技术背景也称之为动力压缩机的离心压缩机中气体的压缩基于从一组旋转 叶轮的叶片到气体的能量传递。传统的离心气体压缩机包括静止的壳 体和在壳体内的叶轮，该叶轮绕一轴线是可旋转的，气体，如空气， 在通常的轴向引导到叶轮叶片的导向边缘，并且在通常的径向在叶片 的后边缘排出，典型地进入扩散器然后进入壳体。旋转的叶片通过改 变动量或速度，以及气体的压力传递能量。与动能相关的气体的动量 然后通过降低静止的扩散器和下游汇集系统(例如壳体)中的气体的 速度被转换成压力能。与叶片引导边缘处的气体相比增加叶片尾边缘 处气体的压力。因为离心压缩机包括静止和旋转的部件二者，所以要 求密封以保持从叶轮排出的压缩气体。由于叶轮的不对称的刚度，由旋转引起的与物体相关的质量力(例 如离心力)传递到叶轮，特征位移指向叶轮的叶片側。作用到包括一或几个叶轮的轴上的净轴向推力可被具有承栽能力 推力轴承吸收，该承载能力通常取决于轴承类型、设计、性能与成本。 在叶轮的工作过程中，不同的空气动力诱发状态可能产生因此净推力 的方向可能反向，所以需要附加的推力轴承以保持转子组件相对于压 机气的周围的静止结构的正确轴向位置。发明内容在一个实施例中，本发明提供离心气体压缩机的叶轮，它包括静 止的密封构件，该构件包括多个密封尖端。该叶轮是可运转的以产生流体流。该叶轮包括具有前面和后面的轮穀。多个叶片从前面延伸。 每个叶片具有进口 {殳和出口 ^殳并与相邻叶片和前面配合以便至少部分 地确定多个叶轮通道的一个。流体流的一部分经叶轮通道的一个流过， 这样流体流确定邻近进口段的第 一 压力和比邻近出口段的第 一 压力较 高的第二压力。密封部分从后面延伸并包括多个阶梯表面。邻近阶梯 表面的一个设置密封尖端的每一个以确定多个密封点。在另一实施例中，本发明提供离心压缩机的叶轮，它包括具有多 个第一密封部分的静止密封构件。该叶轮是可运转的以产生流体流。 该叶轮包括具有前侧、后侧、以及从前侧延伸到后侧的孔的轮毂。多 个叶片从前侧延伸。每个叶片包括进口段和出口段。该出口段限定外直径。密封部分从后面延伸并包括多个第二密封部分。第一密封部分 的每一个邻近第二密封部分的一个设置以确定多个密封点。密封点的每一个位于密封点直径处。平均密封点直径大于或等于外直径的大约50%。还是在另一实施例中，本发明提供包括电动机和具有配合到电动 机的轮毂的叶轮的压缩机。该叶轮随着电动机的旋转是可旋转的并包 括多个布置成确定进口段和出口段的叶片。该叶轮是可运转的以便基 本上在轴向吸入流体流到进口革史并基本上在径向从出口段排放流体 流。旋转密封构件从叶轮延伸并与轮毂隔开一个非零距离。邻近旋转 密封构件放置静止的密封构件并与旋转的密封构件配合以确定多个密 封点。在了解以下详细描述、权利要求和附图时对技术人员来说本发明 的其它特征和优点将是显而易见。
图1是实施本发明的并通过旋转轴线取的流体压缩系统的剖视图；图2是图1的流体压缩系统的叶轮的放大剖视图；图3是图2的叶轮的部分的剖視图；图4是图2的叶轮的部分的另一剖^L图；图5是经旋转轴线取的图1的静止密封环的剖视图；图6是图5的静止密封环的二齿的剖视图；图7是实施本发明并包括经过它的流动通路的另一静止密封环的剖视图；图8是图2的离心压缩机的部分的剖视图； 图9是图2的离心压缩机的另一部分的剖视图； 图IO是现有技术的叶轮的压力分布示意图； 图11是图2的叶轮的压力分布示意图。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，应该理解本发明在其应用 中不局限于在以下描述中或以下附图中表示的结构细节和部件的安 排。本发明能有其它实施例和被实践或以不同方法实行。还有，应该 理解此处使用的习惯语和术语是为了描述的目的而不应看成是限制。 此处"包括""包含"或"具有"及其变型的使用意味着包含此后列 出的项目及其等效件还有附加的项目。在任何方法权利要求中规定的 限制的顺序不意味其中所述步骤与条款必需以那样的顺序实施，除非 在说明书中清楚地陈述一个顺序。图1表示流体压缩系统10,它包括主要的原动力，如配合到压缩 机20的电动机，并且可运转以产生压缩的流体。在所示的结构中，使 用电动机15作为主要原动力。但是，其它结构可以使用其它的主要原 动力，诸如，但不局限于，内燃发动机、柴油发动机、燃气涡轮等。该电动机15包括转子25和定子30,该定子限定定子孔35。支撑 转子25以便在轴40上旋转并基本上置于定子孔35内。所示的转子25 包括与由定子30产生的磁场相互作用的永久磁铁45以产生转子25和 轴40的旋转。定子30的磁场可以变化以改变轴40的旋转速度。当然， 如果希望，其它结构可以采用其它型式的电动机(例如，同步的、感 应的、电刷直流电动4几等)该电动机15位于提供对电动机15支撑与保护二者的壳体50内。 轴承55位于壳体50的任意一端上并由该壳体50直接和间接地支撑。 该轴承55转而支撑轴40以便旋转。在所示的结构中，与其它也适合 使用的轴承(例如，滚子、滚珠、滚针等) 一起使用磁性轴承55。在图l所示的结构中，使用辅助的轴承60以便万一磁性轴承55的一个 或二个损坏时以提供轴支撑。在某些结构中，外套65包围壳体50的一部分并限定其间的冷却通路70。液体(例如，乙二醇、致冷剂等)或气体(例如，空气、二 氣化碳等)冷却剂流过该冷却通路70以便在工作过程中冷却电动机。电气箱75可放置在壳体50的一端以密闭各种元件如电动机控制 器、制动器、开关等)。电动机轴40延伸超过壳体50的相对的一端 以能使轴配合到压缩机20。该压缩机20包括进气壳80或进气环、叶轮85、扩散器90、和壳 体95。该壳体95包括第一部分100和第二部分105。该第一部分IOO 连结到壳体50以便将压缩机20的静止部分配合到电动机15的静止部 分。该第二部分105连结到第一部分100以确定入口通道IIO和汇集通 道115。该第二部分105也限定排放部分120,它包括与汇集通道U5 流体连通的排放通道125以便从压缩才几20排it压缩的流体。在所示的结构中，壳体95的第一部分100支柱130,它为压缩机 20和电动机15提供支撑。在其它结构中，使用其它部件以在水平位置 支撑压缩机20和电动机15。仍在其它结构中，使用一或几个支柱或其 它装置以在垂直方位或任何其它要求的方位支撑电动机15和压缩机 20。汇集通道115的径向向里地放置扩散器90,这样从叶轮85的流体 流在进入壳体95之前必须流过扩散器90。该扩散器90包括气动力表 面135(例如叶片、翼、翅片等)，如图2所示，它们被安排成当它流 过扩散器90时以降低流速和增加流体的压力。叶轮85配合到转子轴40,这样该叶轮85与电动机转子25 —起旋 转。在所示的结构中，杆140螺紋地配合轴40同时螺母145螺紋配合 杆140以便固定地将叶轮85连结到轴40。叶轮85延伸超过支撑电动 机轴40的轴承55,因此以悬臂方式支撑。其它结构可以使用其它连结 方案以将叶轮85连结到轴40和其它支撑方案以支撑叶轮85。这样， 不要将本发局限到图1所示的结构。此外，尽管所示结构包括直接配 合到叶轮85的电动机15,但其它结构可以使用速成度增加器，如齿轮 箱，以便能使电动机15以低于叶轮85的速度工作。该叶轮85包括多个气动力表面或叶片150,该叶片安排成以确定 进口段155和出口段160。该进口段155处于叶轮85的第一端并且是 可运转的以将流体基本上在轴向吸入到叶轮85。该叶片150加速流体 并且导引它朝向位于叶轮85相对一端附近的出口段160。在至少部分地径向(绕叶轮85延伸360度)从出口段160排放流体。叶轮85与静止的密封环270配合以限定密封件。放置该密封件降 低作用到叶轮85的后面的轴向力，从而降低朝向叶片150的整个推力。 将推力降低到能使用灵敏的磁性推力轴承163而不是更传统的推力轴 承的水平。该磁性推力轴承163包括推力圆盘164,它具有与没有前述 密封系统所必需的相比的减小直径。进气壳体80,有时称为进气环，连接到壳体95并包括引导到叶轮 85的流动通路165。要压缩的流体由叶轮85向下吸入到流动通路并进 入叶轮85的进口l殳155。该流动通路165包4舌叶轮接触面部分170，该 部分位于叶轮85的叶片150附近，以降低流体在叶片150顶上面的泄 漏。因此，叶轮85和进气壳80配合以确定多个基本上封闭的流动通 路175。在图示的结构中，进气壳80包括凸缘180，它有助于管子或其它 流体传导或保持的元件的连接。例如，可以连接过滤器组件到凸缘180 并且使用它们以便在流体引导到叶轮85之前过滤要压缩的流体。管子 从过滤器组件引导到凸缘180以便在过滤器之后基本上密封系统并阻 止不希望的流体或杂质进入。参照图2,更详细说明叶轮85。该叶轮85包具有前側182的轮毂 181或本体，从该前侧叶片延伸同时后側184对着该前側182。进口段 155基本上是环形的并且沿进气通路185将流体吸入到叶轮85。流体 基本上在轴向进入并经过相邻叶片150之间限定的通路175流动到出 口段160。出口段160的出口确定叶轮85的外直径190。图3表示叶轮85的后侧184，包括平衡环195、延伸部200、和对 准部分205。该对准部分205的尺寸要定成为至少部分地配合到形成为 轴40的一部分的孔210内。这就为叶轮85提供支撑以防止可能产生不 希望的变化的轴40与叶專仑85之间的不对准。在某些结构中，该轴孔 210与对准部分205包括对准装置(例如，花鍵)，它有助于提供要求 的对准。平衡环195提供在平衡过程中使用的在叶轮85的后側184上的附 加材料。从平衡环195在选择的半径和角度位置除去材料以静态和动 态地按特殊应用的要求平衡叶轮85。当然其他结构不同地放置平衡环 195或完全省去平衡环195。延伸部200在通常的轴向背离叶片150从后侧184延伸。该延伸部 200包括第一密封部分215，它包括多个密封表面220,和一个内表面 255，在某些结构中，该内表面可以包括另外的多个密封表面。该第一 密封部分215确定平均的径向直径230,在优选结构中该直径比叶轮 85的最大外径190的大约50%要大。延伸部200的位置将叶轮85的后 側184分成第一环形区域235和第二环形区域240,前者径向地置于延 伸部200的外面并延伸到叶轮85的最外直径，而后者则径向置于延伸 部200的里面并径向地向里延伸到对准部分205。图4详细说明延伸部。在包括轴线的剖面中包围悬臂的延伸部200 的外层245是一般的梯形。在三维中，延伸部200的外包层包括二个 截锥表面，虽然对延伸部200也可能是其它形状。由多个阶梯250限 定第一密封部分215的多个密封表面220。每个阶梯250包括通常轴向 延伸的第一部分255和通常径向地延伸的第二部分260,以第一部分 255与第二部分260基本上形成直角。如图4所示，最靠近后側184的 第一轴向延伸表面255具有最大的直径，随着它们进一步从后侧184 移动每个后续的轴向表面255在直径上减小。换言之，由在轴向顺序 取的轴向表面255的对应径向尺寸限定的序列，以最靠近叶片150的 表面255开始，基本上均匀地递减。通常的径向表面260互连相邻的 轴向表面255以完成多个密封表面220。在优选结构中，轴向表面255 在轴向长度上基本上相等同时任意二相邻表面间的变化近似相等。换 言之，所有径向表面的长度基本上相等。在其它结构中，使用其它阶 梯型式。例如， 一种结构使用交替的高的部分和低的部分。因此，本 发明不单独地局限于所示的密封表面220的型式。在优选结构中，延伸部200、平衡环195、对准部分205、和叶片 150是由单一相同材料整体地构成。当然其它结构，可以连接或用其它 方法构成不同的零件。参照图2,所示的结构包括连接到电动机壳50的轴承支撑壳体 265。该轴承支撑壳体265至少部分地支撑轴承55、 60同时也可以支撑 流体体压缩系统10的其它静止零件。连接到轴承支撑壳体265的静止 密封环270包括邻近第一密封部分215放置的第二密封部分275以限定 密封件280。如将要对图11详细讨论的，该密封件280优选是迷宫式 密封件。图5比图2表示的更详细地说明静止密封环270。该静止密封环 270包括第二密封部分275、凸缘285、多个螺栓孔290、和对准表面 295。该凸缘285被安排成基本上紧靠径向平面298以便将静止密封环 定位在要求的轴向位置。在优选结构中具有可选择或可调节的厚度的 垫片300 (图2所示)放置在凸缘285与径向平面298之间以设定静止 密封环270的轴向位置。螺栓305 (图2所示)穿过螺栓孔290并将静 止的密封环270连接到轴承支撑壳体265或其它静止的零件上。对准表面295配合到构成轴承支撑壳体265—部分的孔310内并将 尺寸定成为以接纳对准表面295。在优选结构中，采用小过盈或压配合 以确保与轴承支撑壳体265同轴地定位静止的密封环270。为了适应配 合，对准表面295可以包括挤压装置315,诸如凸起、槽或其它装置， 在装配过程中该装置能使之较容易变形。 一旦轴承支撑壳体265与静 止的密封环270彼此配合，很小的相对运动是可能的。为了拆卸可以 使用起重螺栓。在使用起重螺栓的结构中，附加的螺紋孔通过凸缘285 以能使螺栓分开静止的密封环270与轴承支撑壳体265。在其它结构中， 轴承支撑壳体265和静止的密封环270构成单个零件或者，如杲希望， 成为二个以上的零件。如图5所示，第二密封部分275包括多个至少部分地径向向里延 伸的齿320。图6更详细地表示二个齿320和其间的凹处323。每个齿 320基本上是梯形横截面，在相邻齿320之间以及齿320与静止的密封 环270的剩余部分之间具有大的圓角半径。因此每个齿320包括上游 侧325和下游側330，该下游側至少部分^>径向向里延伸并在尖端表面 335终止。在所示结构中，上游侧325和下游侧330是不平行的。具体 地，每个齿320通常在具有径向分量和轴向分量二者的方向上延伸， 这样每个齿确定一个对于轴线332的倾在+角331。每个齿320的下游侧 330定向在与轴向成大约45度同时每个齿320的上游側325定向在与 径向成大约30度。但是，其它结构可能采用平行的上游側325与下游 侧330或者不同于此处所示的那些角度。尖端表面335基本上在轴向延伸并限定尖端半径340。在所示的结 构中，邻近叶轮85的齿320的尖端半径340是最大，每个相邻齿320 具有比离叶轮85更远的齿320略小的尖端半径340。换言之，由尖端 表面335的相应径向尺寸340在轴向顺序确定的序列，以轴向最靠近叶片150的齿开始，是轴向递减的。在优选结构中，每个尖端表面335 的半径340的变化近似等于多个轴向阶梯表面255的半径的变化。在 其它结构中，齿320具有锐利的或刀刃的边缘尖端，而不是此处所示 的轴向表面335。还是在其它结构中，采用倒圓的尖端。图7表示类似于图5的静止密封环270的静止密封环345的另一结 构但是另外包括流动通路350。该流动通路350将静止的密封环345分 成高压部分355和低压部分360同时特别适合于在要求隔离要压缩的 流体的应用中使用。比压缩的流体在流动通路350的进入点处期望的 压力更高的压力的气体可以在流动通路350处被引入。该高压气体将 防止压缩气体流过流动通路350。反之，引入的气体将流过密封环345 的低压部分360。另外，可在流动通路350处施加低压，这样要压缩的 流体通过高压部分355同时经过低压部分360吸入空气。空气与被压 缩的流体在低压通路350中混合并抽出系统10。图8更详细地表示完全的迷宫式密封件280。在所示结构中，每个 尖端表面335与一个轴向表面255对准以限定径向密封点365,在尖端 表面335与轴向表面255之间它具有窄的间隙370。此外，某些结构可 以将齿定位在邻近径向延伸表面260以限定轴向密封点375。在其它结 构中，可4吏用其它装置。例如，可以在z^共轴向表面255之上设置多 齿。另外，可以使用直齿。迷宫式密封件280提供适当的密封而在旋转与静止的零件之间没 有不希望的接触。万一这种接触偶然地出现，该较窄的齿320对摩擦 与发热提供小的表面面积。此外， 一或二密封表面335、 255可以用弹 性或可磨光材料制成以4更对叶轮85或静止的密封环270,如杲出现不 希望的接触，进一步降低损坏的可能。在工作中，对电动才几15供给电力以产生轴40和叶轮85的旋转。 当叶轮85旋转时，要压缩的流体吸入进气壳80并进入叶轮85的进口 段155。该叶轮85将流体从接近零的速度加速到在出口段160处的高 速度。此外，该叶轮85在进入155和出口段160产生压力的增加。在通过叶轮85之后，该流体进入扩散器卯。该扩散器90作用到 流体以降低速度。速度降低将流体流的动态能转换成势能或高压。现 在高压流体流出扩散器90并通过入口通道IIO进入壳体95。然后该高 压流体流入汇聚通道115，该通道从围绕入口通道110的任何角位置汇集流体。然后该汇聚通道通过排放通道125将高压流体引出壳体95。 一旦从壳体95排放，该流体可经过几个不同的部件，包括(但不局限 于)干燥系统、中间的热交换器、另外的压缩机，贮藏箱、使用物、 空气使用系统等。参照图9，可以看出在旋转叶轮85与静止的扩散器90之间设置空 间380。尽管希望使此空间380小，但是不可免地某些被压缩的流体经 过此空间380围绕叶轮85泄漏，并到达叶轮85的后侧184。此高压泄 漏流量385径向向里流过直到它到达迷宫式密封件280。为了流过迷宫 式密封件280，该泄漏的流量必需在每个尖端表面335与邻近齿320的 径向和轴向表面255、 260之间通过。首先该流量385必需加速到流过 在齿320与各个径向和轴向表面255、260之间限定的窄缝370或开口 。 在经过这些窄缝370之后，该流量受到相邻齿320之间的较大腔323 的影响并径向膨胀以充填该腔323。该膨胀是无效的并产生稍微降低流 体压力的一系列旋渴和流动涡流。此外，叶轮85的旋转趋于迫使流体 径向地向外进入腔323的底部并远离下一个密封开口 370,该开口被前 一密封开口 370径向地向里设置。当流量385经过每一齿320时此过程 持续直到流量385最终在仅稍大于大气压力(或者压缩系统10的环境 压力)的压力处流出迷宫式密封件280。冷却空气390的流量流过电动机和轴承55、60并进入叶轮85与轴 承支撑壳体265之间的空间。该冷却空气390也处于稍高于大气压力 (或环境压力)的压力，同时优选稍处在泄漏流量385压力以上的压 力流出迷宫式密封件280。 二流量385、 3卯混合并通过在壳体50中形 成的出口 395流出系统。通过保持冷却空气在稍高于泄漏流量385的 压力，该系统10防止热的泄漏流量385的不希望的流量385进入电动 机15。此外，叶轮85与轴承支撑壳体265间的间隙空间被保持在小的 值以便进一步防止热的泄漏流量385进入轴承55、60和电动机15的通 路。延伸部200的配置有助于平衡在工作过程中由叶轮85产生的推力 负荷。图IO表示先前技术的叶轮400,它包括轴上的标准密封置。通常使轴密封件作为在轴上对给定的径向间隙的流动面积小于对同样径 向间隙在较大直径处的流动面积。在工作过程中，叶轮400最里面的 导引边缘受稍大于叶轮400进气压力的压力影响。当流量沿叶轮移动时压力基本上以线性的型式增加。在叶轮的出口处(出口段)压力处在其最高水平(在经过扩散器和壳体的通路之前)。因此，叶轮400 的前部分受到压力梯度的影响该梯度随着距旋转轴线的径向距离而增 长。流出叶轮400的高压流体的一部分围绕叶轮400的外径流到后部。 与在先前技术的叶轮400的后部上的轴密封件不同没有机构以降低泄 漏流量的压力。因此，整个后部受到高压流体的影响。因此，后面受 到跨越整个面积的基本上均匀的压力梯度。这就导致向着入口的净推 力如箭头415所示。参照图11，为了比较示出本叶轮85。作用到叶轮85的前侧182 的压力和压力梯度基本上与先前技术的图10的叶轮400的相同，但是， 延伸部200的位置产生后侧184上的不同压力梯度425。如可看到的， 高压泄漏仅被作用到延伸部200的径向向外设置的第 一环形部分235。 当流量通过迷宫式密封件280时降低压水平，这样更低的压力(接近 大气或环境的)被作用到叶轮85的后侧184的剩余部分。尽管由箭头 指示的净轴向推力仍指向进口段155，但推力的幅度大大降低。降低的 推力能使用较小的推力轴承，该小推力轴承消耗较少的动力同时较不 易过热。尽管所示结构采用设置以保持如图10和11所示的净轴向推力的 方向的延伸部200,但很容看出延伸部200的位置可以改变，以便在希 望时调节和可能地反向推力负荷。应该注意到，压缩系统IO的其它装置可以受或工作在不是大气的 压力状态的影响。例如，多级压缩系统可以采用在该级中迷宫式密封 件280的出口是处在远大于大气压力的压力的级。这样，本发明不应 局限于此处公开的压力值。因此，其中，本发明提供一种压缩机系统IO,它包括叶轮85具有 安排成以改善叶轮85的性能的密封系统。在以下的权利要求中陈述本 发明的各种特征与优点。
权利要求
1、离心气体压缩机的叶轮，包括静止密封构件，该静止密封构包括多个密封尖端，该叶轮可运转以产生流体流，该叶轮包括轮毂，包括前面和后面；从前面延伸的多个叶片，每个叶片具有进口段和出口段同时配合相邻叶片及前面以便至少部分地限定多个叶轮通道的一个，流体流量的一部分流过叶轮通道的一个，这样流体流限定邻近进口段的第一压力和邻近出口段的而比第一压高的第二压力；以及从后面延伸并包括多个阶梯表面的密封部分，密封尖端的每一个邻近一个阶梯表面设置以限定多个密封点。
2、 权利要求l的叶轮，其中一个孔从前面延伸到后面。
3、 权利要求1的叶轮，其中邻近轮毂设置的第一阶梯表面有第 一直径而远离轮毂设置的第二阶梯表面具有小于第一直径的第二直 径，同时其中每个附加的阶梯表面限定一个表面直径，该直径小于附 加阶梯表面的轮穀側上的阶梯表面的直径并且大于在附加阶梯表面的 相对一侧上的阶梯表面的直径。
4、 权利要求1的叶轮，其中每个阶梯包括通常轴向延伸的第一 部分和通常径向延伸的第二部分。
5、 权利要求4的叶轮，其中每个密封尖端配合轴向延伸的第一 部分和径向延伸的第二部分的一个以限定径向密封点和轴向密封点。
6、 权利要求1的叶轮，其中密封部分将叶轮的后面分成第一环 状区域和第二环状区域，同时其中该第 一环状区域与第 一气体容积交 接，该气体处在基本上与从叶片排放的气体相同的压力同时第二环状 区域与第二气体容积交接，该气体处在基本上小于从叶片排放的气体 的压力。
7、 权利要求1的叶轮，其中叶片、轮毂、和密封部分整体地构 成为单一的零件。
8、 权利要求1的叶轮，其中由相应的阶梯的径向尺寸在轴向顺 序确定的序列，从最靠近叶片的阶梯开始基本上均匀地递减。
9、 权利要求1的叶轮，其中出口段限定出口段的直径同时密封 部分限定大于或等于出口段直径的大约50%的平均密封直径。
10、 离心压缩机的叶轮，包括具有多个第一密封构件的静止密封构件，该叶轮可运转以产生流体流，该叶轮包括轮毂，包括前侧、后侧、和从前侧延伸到后側的孔； 多个从前侧延伸的叶片，每个叶片包括一个进口段和一个出口段，该出口段限定外径；以及密封部分，从后面延伸并包括多个第二密封构件，每个第一密封构件邻近第二密封构件的一个设置以限定多个密封点，该密封点的每一个位于密封点直径处，平均密封点直径大于或等于外直径的50%。
11、 权利要求10的叶轮，其中每个第二密封构件具有阶梯表面， 同时其中邻近轮毂设置第一阶梯表面并具有第一直径，而远离轮毂设 置第二阶梯表面并具有小于第一直径的第二直径，同时每个附加的阶 梯表面限定表面直径，该直径小于在附加的阶梯表面的轮毂側上的阶 梯表面的直径并大于附加的阶梯表面相对侧上的阶梯表面的直径。
12、 权利要求10的叶轮，其中第二密封构件的每一个包括通常轴 向延伸的第一部分和通常径向延伸的第二部分。
13、 权利要求12的叶轮，其中每个密封尖端与轴向延伸的第一部 分及径向延伸的第二部分的一个配合以限定径向密封点和轴向密封 点。
14、 权利要求10的叶轮，其中密封部分将叶轮后面分成第一环状 区域和第二环状区域，同时其中第一环状区域与在第一压力的气体的 第一容积交接，同时第二环状区域与在第二压力的气体的第二容积交 接，第二压力基本上小于第一压力。
15、 权利要求10的叶轮，其中叶片、轮毂、和密封部分整体构成 为单一零件。
16、 权利要求10的叶轮，其中每个第二密封构件包括一阶梯，同 时其中由阶梯的相应径向尺寸以轴向顺序限定的序列从最靠近叶片的 阶梯开始基本上均匀递减。
17、 一种压缩机，包括 电动才几；叶轮，包括配合到电动机的轮毂，该叶轮随电动机的旋转可旋转 并包括多个叶片，该叶片设置成以限定进口段和出口段，该叶轮可运 转以便基本上在轴向将流体流吸入到吸气部分并基本上在径向从出口 l殳排放流体流；从叶轮延伸的并与轮毂分开非零距离的旋转密封构件；以及 静止密封构件，其邻近旋转密封构设置并与旋转密封构件配合以 限定多个密封点。
18、 权利要求17的压缩机系统，其中旋转密封构件与静止密封构 件的一个包括多个表面，而旋转密封构件与静止密封构件的另一个包 括多个齿，且其中每个齿邻近多个表面的一个设置。
19、 权利要求18的压缩机系，其中最靠近叶片设置的密封部分限 定第一直径而每个后续的密封部分限定表面直径，该表面直径随着表 面距叶片的距离增加而变小。
20、 权利要求19的压缩机系统，其中密封部分的直径基本上均匀 地成阶梯状。
21、 权利要求18的压缩机系统，其中二个相邻的密封部分基本上 由径向表面连接，同时其中多个齿的一个与相邻密封部分的一个配合 以限定径向密封同时与径向表面配合以限定轴向密封。
22、 权利要求17的压缩机系统，其中所迷出口段限定一个出口直 径，所述旋转密封部分限定一个平均密封直径，该平均密封直径大于 或等于出口直径的约50%。
全文摘要
离心气体压缩机的叶轮包括一个静止的密封构件，该构件包括多个密封的尖端。该叶轮是可运转的以产生流体流。该叶轮包括具有前面和后面的轮毂。多个叶片从前面延伸。叶片的每一个具有进口段与出口段并且与相邻的叶片和前面配合以便至少部分地限定多个叶轮通道的一个。流体流的一部分经叶轮通道的一个流过，这样流体流确定邻近进口段的第一压力和比邻近出口段的第一压力高的第二压力。密封部分从后面延伸并包括多个阶梯表面。邻近阶梯表面的一个设置每一个密封尖端以确定多个密封点。
文档编号F04D29/16GK101268284SQ200680034236
公开日2008年9月17日 申请日期2006年9月19日 优先权日2005年9月19日
发明者F·马里亚尼, J·L·罗布, M·O·穆勒, R·A·霍斯顿 申请人:英格索尔-兰德公司