一种闭式大流量高能头模型级的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种闭式大流量高能头模型级，包含叶轮、叶片扩压器、弯道及回流器。本实用新型的优点是：叶轮为三元叶轮，流量系数大，可大幅度地降低整台压缩机的尺寸；叶片扩压器为微三元叶片结构，保证了气流在其内部的有效扩张并减少了分离损失，有效的提高了级性能；弯道出口直径与叶轮直径的比值为1.54，使得模型级的径向尺寸小于同类模型级，应用在离心压缩机上后,也有利于缩小产品的外形尺寸,减少制造成本，便于产品的布置；回流器叶片型线为微三元叶片，有效地减少其内部的分离损失，并进一步提高了模型级出口气流的均匀性。
【专利说明】一种闭式大流量高能头模型级
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气体压缩设备，具体地说是一种应用于离心压缩机中的闭式大流量高能头模型级。
【背景技术】
[0002]目前离心压缩机中最常用的设计方法是相似模化法:根据设计参数，按照已有性能的模型级尺寸，进行等比例的放大和缩小。拥有丰富的模型级数据库，是采用相似模化法进行离心压缩机选型设计的首要条件。模型级也叫基本级，是离心压缩机最基本的压缩单元。一般由叶轮、扩压器、回流器组成。模型级性能的优劣直接决定了压缩机的整体技术水平。
[0003]由于以往压缩机的装置能力需求小，所以大流量模型级的需求也不多。而随着各类工艺装置的大型化，压缩机的结构尺寸也越来越大，制造难度和制造成本显著增加。为了降低压缩机组的尺寸规格，开发大流量系数模型级非常重要。
[0004]一个新模型级在正式应用到实际产品之前，必须对模型级的实际性能进行检测，即通过试验来确定模型级的实际性能。随着材料科学、工艺科学、计算流体力学以及计算机硬件的发展，使得开发新型高效模型级、提高离心压缩机机组性能、减少能源消耗成为可倉泛。
实用新型内容
[0005]本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种闭式大流量高能头模型级。
[0006]本实用新型的技术方案是:一种闭式大流量高能头模型级，包括叶轮、叶片扩压器和回流器，所述叶轮位于模型级的入口位置之后，在叶轮的出口设有叶片扩压器，回流器位于模型级的出口位置，所述叶片扩压器与回流器之间通过弯道相连通，弯道的进出口直径相同，弯道的进出口直径与叶轮的直径比为1.4?1.8。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的优点是:
[0008]1.本实用新型的叶轮为三元叶轮，流量系数大，可大幅度地降低整台压缩机的尺寸。
[0009]2.本实用新型的叶片扩压器为微三元叶片结构，保证了气流在其内部的有效扩张并减少了分尚损失，有效的提闻了级性能。
[0010]3.本实用新型的弯道出口直径与叶轮直径的比值为1.54，使得模型级的径向尺寸小于同类模型级，应用在离心压缩机上后，也有利于缩小产品的外形尺寸，减少制造成本，便于产品的布置。
[0011]4.本实用新型的回流器叶片型线为微三元叶片，有效地减少其内部的分离损失，并进一步提高了模型级出口气流的均匀性。
[0012]5.本实用新型的模型级可用于单、多级离心式压缩机，可有效提高机组的性能，减少机组的制造成本。【专利附图】
【附图说明】
[0013]本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
[0014]图1为本实用新型的结构示意图；
[0015]图2为叶轮的结构示意图；
[0016]图3为图2的右视图；
[0017]图4为扩压器的结构示意图；
[0018]图5为图4的右视图；
[0019]图6为回流器的结构示意图；
[0020]图7为图6的右视图。
【具体实施方式】
[0021 ] 本实用新型位于压缩机内，结构如图1所示，包括:叶轮1、叶片扩压器2、回流器3及弯道4，其中:叶轮I位于模型级的入口位置5之后，在叶轮I的出口设有叶片扩压器2，回流器3位于模型级的出口位置，所述叶片扩压器2与回流器3之间通过弯道4相连通，弯道4的进出口直径相同，此直径与叶轮I的直径比值是通过优化得到的；这个比值的允许范围是1.4-1.8之间，优化得到的结果为1.54。
[0022]叶轮I是旋转件，为三元叶片叶轮，其结构如图2所示，叶轮由盖盘21、轴盘22和叶片23三部分组成。盖盘21和轴盘22形成回转曲面，叶片23 —共有17片，在圆周上均匀布置。叶片23为三维扭曲形状，图3表现的是叶片23的轮廓形状。叶片23是与轴盘22连接在一起铣制加工而成，再与盖盘21进行组立焊接。两个叶片中间及盖盘21和轴盘22的表面共同形成了气体流动的旋转通道。三元叶轮的出口角度一般在40度至90度之间，本专利中为满足效率与能头指标，对叶片形状和出口角度同时进行优化，最后出口角度确定为70°。
[0023]叶片扩压器2结构如图4所示，它由叶片31和平板32组成，叶片31的形状如图5所示，是微三元结构叶片。叶片31是铣制在平板32上的，圆周方向共有14个叶片均布。两个相邻的叶片表面和平板表面共同形成了气流的静止元件通道。从旋转叶轮中流出的气体，进入叶片扩压器2后，速度逐渐降低，静压能进一步提高。微三元的结构更适应真实气体的流动状态，从而减少流道内的流动损失。
[0024]回流器3其结构如图6所示，它由叶片41和隔板42组成，叶片41型状如图7所示，为微三元结构。叶片41是铣制在隔板42上的，圆周方向上共有16个叶片均布。两个相邻叶片表面和两侧隔板的表面共同形成气流通道。回流器3的作用是把从弯道4流出的气流尽量均匀地导入级的轴向出口。
[0025]本实用新型的模型级流量系数覆盖0.19?0.12，能头系数0.75，多变效率最高为82%。
[0026]本实用新型的模型级可通过模化设计用于不同参数的离心压缩机产品。
【权利要求】
1.一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:包括叶轮、叶片扩压器和回流器，所述叶轮位于模型级的入口位置之后，在叶轮的出口设有叶片扩压器，回流器位于模型级的出口位置，所述叶片扩压器与回流器之间通过弯道相连通，弯道的进出口直径相同，弯道的进出口直径与叶轮的直径比为1.4?1.8。
2.根据权利要求1所述的一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:所述弯道的进出口直径与叶轮的直径比为1.54。
3.根据权利要求1所述的一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:所述叶轮是旋转件，为三元叶片叶轮，由盖盘、轴盘和叶片三部分组成，其中盖盘和轴盘形成回转曲面，叶片共有17片，在圆周上均匀布置。
4.根据权利要求3所述的一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:所述叶片为三维扭曲形状。
5.根据权利要求3所述的一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:所述叶片的出口角度为70°。
6.根据权利要求1所述的一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:所述叶片扩压器由叶片和平板组成，叶片是微三元结构。
7.根据权利要求6所述的一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:所述叶片是铣制在平板上的，圆周方向共有14个叶片均布。
8.根据权利要求1所述的一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:所述回流器由叶片和隔板组成，叶片为微三元结构。
9.根据权利要求8所述的一种闭式大流量高能头模型级，其特征在于:所述叶片是铣制在隔板上的，圆周方向上共有16个叶片均布。
【文档编号】F04D17/10GK203500056SQ201320637708
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】宋德琦, 刘长胜, 马健峰, 孙玉莹, 张鹏刚, 张彬, 伊洪丽, 李云, 赵强, 刘家洪, 蒲黎明, 黄勇, 王科, 李莹珂, 龙增兵, 陈运强, 冼祥发, 王刚, 姜宁, 龙海洋, 田静, 陆永康 申请人:中国石油集团工程设计有限责任公司, 沈阳透平机械股份有限公司