一种回流器与扩压器一体化结构及离心压缩机的制作方法

本发明涉及离心压缩机技术领域，具体涉及一种回流器与扩压器一体化结构及离心压缩机。

背景技术：

离心压缩机又称径流压缩机，广泛应用于各种工艺流程中，主要用来输送空气、各种工艺气体或混合气体，并提高其压力。多级离心压缩机一般包括主轴、一级叶轮、一级扩压器盖板、一级扩压器、回流器、二级叶轮、二级扩压器盖板、二级扩压器等。压缩机工作时，主轴带动一级叶轮转动，来自进气室的气体被一级叶轮甩到由一级扩压器盖板和一级扩压器形成的一级扩压流道中，气体穿过一级扩压流道后，经回流器进入二级叶轮前方的进气流道；二级叶轮同样被主轴带动转动，来自进气流道的气体被二级叶轮甩到由二级扩压器盖板和二级扩压器形成的二级扩压流道，在此过程中，气体被逐渐压缩，从而具有很高的压力。在离心压缩机中，回流器的作用在于导流，引导从一级扩压流道中流出的强旋绕气流以周向或特定方向均匀地进入下一级叶轮。

现有技术中，回流器通常作为一个单独的零部件存在，其与扩压器通过螺钉销钉或焊接连接，实现紧固和定位。现有技术中的这种结构形式具有如下技术缺陷：1)装配精度低，能量损失大，回流器作为一个单独的零部件，与扩压器连接时，需要先对位，然后再通过螺钉销钉或焊接方式连接，在此过程中，不仅有连接缝隙，还极易因累积偏差出现错位，来自扩压流道的气体冲击到连接缝隙或错位位置时，会出现较大的能量损失，如动能损失、冲压损失等；2)装配效率低，由于需要实现高精度安装，导致装配速度慢，效率低；3)回流器与扩压器连接后，回流器叶片末端与扩压器之间存在间隙，来自扩压流道的气体容易从该位置漏气，从而躲过回流器的导流作用，并对经回流器导流后的气体造成影响，损害气流均匀性；4)当回流器与扩压器通过螺钉或销钉连接时，需要在回流器叶片上开螺纹孔，然后使用螺钉或销钉穿过扩压器后与该螺纹孔螺接，实现固定，这种连接方式，需要回流器的叶片具有一定的厚度，这就导致回流器内叶片数量少，并进一步导致叶片角度与气体冲击的气流角差值大，产生较大的气流冲角，不仅不利于导流，还会出现能量损失，如冲压损失等。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的回流器作为一个单独的零部件需要通过螺栓螺钉或焊接方式与扩压器连接，导致装配效率低、且能量损失大的技术缺陷，从而提供一种装配效率高、能量损失小的回流器与扩压器一体化结构。

本发明还提供一种具有上述回流器与扩压器一体化的离心压缩机。

为此，本发明提供一种回流器与扩压器一体化结构，其特征在于：包括扩压器部分和与所述扩压器部分一体成型的回流器部分，所述扩压器部分用于形成扩压流道，所述回流器部分具有回流流道，所述回流流道与所述扩压流道连通，用于对来自所述扩压流道的气体进行导流。

作为一种优选方案，所述扩压器部分和所述回流器部分通过铸造一体成型。

作为一种优选方案，所述回流流道具有进口和出口，且所述进口的宽度a≤所述出口的宽度b。

作为一种优选方案，所述出口的宽度b不超过所述进口的宽度a的四倍。

作为一种优选方案，所述回流流道的一侧竖直，另一侧沿所述进口至所述出口方向逐渐向外张开，且所述另一侧与竖直方向之间的夹角为β，并且0≤β≤45°。

作为一种优选方案，所述回流流道内壁上设有回流叶片，所述回流叶片成串列或单列均匀分布。

作为一种优选方案，所述回流叶片的外侧边缘与所述回流流道的内壁固定连接，并且所述回流叶片与所述回流流道的内壁相接触位置的切线，与相应位置所述回流流道内壁的切线之间形成叶片安装角α，所述叶片安装角α为10°～80°。

作为一种优选方案，还包括扩压叶片，设置在所述扩压流道内部。

作为一种优选方案，所述扩压叶片的宽度不大于与其相对以将气体送入所述扩压流道的叶轮的宽度。

本发明还提供一种离心压缩机，包括主轴，安装在所述主轴上的叶轮，和扩压器盖板，还包括如上任一项所述的一体化结构；所述扩压器盖板与所述扩压器相对以形成所述扩压流道。

作为一种优选方案，所述离心压缩机至少为两级，前一级的回流器部分与后一级的二级叶轮之间具有容纳空间，所述容纳空间与补气通道连通，所述补气通道用于向所述容纳空间补充气体。

作为一种优选方案，所述补气通道与膨胀阀连通，用于将经所述膨胀阀膨胀后的一部分制冷剂输入到所述容纳空间内以降温和补气。

本发明提供的技术方案，具有以下优点：

1.本发明的回流器与扩压器一体化结构，包括扩压器部分和回流器部分，并且扩压器部分和回流器部分一体化成为一个零部件，不再是现有技术中通过螺钉销钉或焊接等方式将单独的扩压器和单独的回流器二次连接成一体的结构形式，由于进行了这样的设计，本发明的一体化结构不仅无需单独装配回流器与扩压器，而且消除了因装配产生的连接缝隙，以及因累积误差导致的错位等，从而使得气体能够很顺畅地由扩压流道流入回流流道，能量损失小；回流器部分与扩压器部分一体化设计后，回流叶片单独地设置在回流流道内，不用再与扩压器连接，消除了现有技术中回流叶片末端与扩压器之间存在缝隙导致漏气的问题，也就不会出现一部分气流从缝隙处漏气后，躲过回流器的导流作用，并对经回流器导流后的气体造成影响的现象，因而本发明的一体化结构用于离心压缩机时，还能提高导流效果，使气流均匀性更好。作为优选，扩压器部分和回流器部分通过铸造一体成型。

2.本发明的一体化结构，由于从扩压流道进入到回流流道内的气体是流速较大的不稳定流，流动损失较大，设计进口的宽度≤出口的宽度，可以使回流流道起到一定的扩压作用，降低流速，提高气体流动的稳定性；考虑到回流流道内表面的粗糙度较大，进一步设计出口宽度不超过进口宽度的四倍，可以保证气体顺利流过回流流道；回流流道的一侧竖直，另一侧沿进口至出口方向逐渐张开，所述另一侧与竖直方向的夹角在0至45°之间，可以引导气体向着一侧流动，提高导流效果。

3.本发明的一体化结构，回流器通道内壁上设有回流叶片，回流叶片成串列或单列均匀分布，从而将来自扩压流道内的气体均匀地导流。

4.本发明的一体化结构，回流叶片的外侧边缘与回流流道的内壁固定连接，并且回流叶片与回流流道的内壁相接触位置的切线，与相应位置回流流道内壁的切线之间形成叶片安装角，叶片安装角在10-80°之间；这种结构设计，可使回流叶片的叶片安装角与气流的实际流动角较为一致，从而减小冲击损失。

5.本发明的一体化结构，对于某些对气流均匀性要求较高的机型，如热泵或冰蓄冷机组，为了保证在制热或冰蓄冷工况亦达到较高的性能，在扩压流道内部还设置有扩压叶片，扩压叶片能够对进入到扩压流道内的气流进行初步导流，然后输入到回流流道中在进行二次导流，从而进一步提高气流的均匀性。

6.本发明的一体化结构，扩压叶片的宽度不大于与其相对以将气体送入扩压流道的叶轮的宽度，从而能够防止气体回流，保证流动的收敛性。

7.本发明还提供一种离心压缩机，包括主轴、叶轮、扩压器盖板以及如上任一项所述的一体化结构，由于采用了上述的一体化结构，因而具有因采用上述一体化结构所带来的一切优点。

8.本发明的离心压缩机至少为两级，且前一级的回流器部分与后一级的二级叶轮之间具有容纳空间，容纳空间与补气通道连通，补气通道用于向容纳空间补充气体，从而提高压缩效率；另外，当用于制冷设备时，气体经压缩升压后，气温较高，此时补气通道与膨胀阀连通，将一部分经膨胀阀膨胀后的低温气体输入容纳空间，不仅起到补气作用，还起到降温作用。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术或本发明具体实施方式中的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式描述中所使用的附图作简单介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明回流器与扩压器一体化结构的结构示意图。

图2是回流叶片在回流流道内成串列分布时的结构示意图。

图3是回流叶片在回流流道内成单列分布时的结构示意图。

图4是本发明的一体化结构在主轴上安装后的剖面图。

图5是一级扩压叶片在扩压流道内分布的结构示意图。

图6是二级扩压叶片在扩压流道内分布的结构示意图。

图7是设置有一级扩压叶片和二级扩压叶片的一体化结构在主轴上安装后的剖面图。

附图标记：1-扩压器部分，10-扩压流道，13-扩压叶片，2-回流器部分，20-回流流道，21-进口，22-出口，23-回流叶片，4-扩压器盖板，5-容纳空间，6-补气通道，7-二级叶轮，8-二级扩压流道，9-二级扩压盖板。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案进行描述，显然，下述的实施例不是本发明全部的实施例。基于本发明所描述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出其他创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，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。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种回流器与扩压器一体化结构，如图1所示，包括扩压器部分1和与所述扩压器部分1一体成型的回流器部分2，所述扩压器部分1用于形成扩压流道10，所述回流器部分2具有回流流道20，所述回流流道20与所述扩压流道10连通，用于对来自所述扩压流道10的气体进行导流。

本实施例的回流器与扩压器一体化结构，扩压器部分1和回流器部分2一体化成为一个零部件，不再是现有技术中通过螺钉销钉或焊接等方式将单独的扩压器和单独的回流器二次连接成一体的结构形式，由于进行了这样的设计，本实施例的一体化结构不仅无需单独装配回流器与扩压器，而且消除了因装配产生的连接缝隙，以及因累积误差导致的错位等，从而使得气体能够很顺畅地由扩压流道10流入回流流道20，能量损失小；回流器部分2与扩压器部分1一体化设计后，回流叶片23单独地设置在回流流道20内，不用再与扩压器连接，消除了现有技术中回流叶片23末端与扩压器之间存在缝隙导致漏气的问题，也就不会出现一部分气流从缝隙处漏气后，躲过回流器的导流作用，并对经回流器导流后的气体造成影响的现象，因而本发明的一体化结构用于离心压缩机时，还能提高导流效果，使气流均匀性更好。本实施例中，扩压器部分1和回流器部分2通过铸造一体成型。

如图2-4所示，所述回流流道20具有进口21和出口22，且所述进口21的宽度a≤所述出口22的宽度b，由于从扩压流道10进入到回流流道20内的气体是流速较大的不稳定流，流动损失较大，设计进口21的宽度a≤出口22的宽度b，可以使回流流道20起到一定的扩压作用，降低流速，提高气体流动的稳定性。考虑到回流流道20内表面的粗糙度较大，进一步设计出口22的宽度b不超过进口21的宽度a的四倍，可以保证气体顺利流过回流流道；本实施例中，进口21的宽度a为出口宽度b的4/5。

所述回流流道20的一侧竖直，另一侧沿所述进口21至所述出口22方向逐渐向外张开，且所述另一侧与竖直方向之间的夹角为β，并且0≤β≤45°，这种设计结构，可以引导气体向着设定的一侧流动，提高导流效果。

所述回流流道20内壁上设有回流叶片23，如图2所示，回流叶片23成串列均匀分布，并且回流叶片23的厚度为5-40mm，数量为3-50；对一些对于气流均匀性要求较低的普通机型，也可采用单列均匀分布形式，如图3所示。

所述回流叶片23的外侧边缘与所述回流流道20的内壁固定连接，并且所述回流叶片23与所述回流流道20的内壁相接触位置的切线，与相应位置所述回流流道20内壁的切线之间形成叶片安装角α，所述叶片安装角α为10°～80°。这种结构设计，可使回流叶片23的叶片安装角α与气流的实际流动角较为一致，从而减小冲击损失。

如图5-7所示，还包括扩压叶片13，设置在所述扩压流道10内部，扩压叶片13还可以设置在回流器部分2上。扩压叶片13能够对进入到扩压流道10内的气流进行初步导流，然后输入到回流流道20中在进行二次导流，从而进一步提高气流的均匀性。另外，扩压叶片13还可以设置在用于与扩压器部分1形成扩压流道的扩压盖板4上。

所述扩压叶片13的宽度不大于与其相对以将气体送入所述扩压流道10的叶轮3的宽度。如图7中，c为一级扩压叶片13的厚度，d为二级扩压叶片13的厚度，一级扩压叶片13的厚度小于图1中叶轮3的厚度B1，二级扩压叶片13小于图1中二级叶轮7的厚度B2，从而能够防止气体回流，保证流动的收敛性。

本实施例的一体化结构，不仅可用于二级离心压缩机，还可用于三级或三级以上的离心压缩机。

实施例2

本实施例提供一种离心压缩机，包括主轴，安装在所述主轴上的叶轮3，和扩压器盖板4，还包括如实施例1中所述的一体化结构；所述扩压器盖板4与所述扩压器1相对以形成所述扩压流道10。

本实施例的离心压缩机，由于采用了上述的一体化结构，因而具有因采用上述一体化结构所带来的一切优点。

所述离心压缩机为两级，前一级的回流器部分2与后一级的二级叶轮7之间具有容纳空间5，所述容纳空间5与补气通道6连通，所述补气通道6用于向所述容纳空间5补充气体，从而提高压缩效率。

两级离心压缩机的工作过程为：主轴带动叶轮3转动，将气体甩入由扩压器盖板4和扩压器部分1形成的扩压流道10中，气体从扩压流道10进经回流流道20进入到容纳空间5位置，二级叶轮7同样被主轴带动转动，将位于容纳空间5内的气体进一步甩入由二级扩压器盖板9和一体化结构形成的二级扩压流道8中，从而进一步提升气体压力。

作为一种优选方案，当本实施例的离心压缩机用于制冷设备时，所述补气通道6与膨胀阀连通，用于将经所述膨胀阀膨胀后的一部分制冷剂输入到所述容纳空间5内以降温和补气，不仅起到补气作用，还起到降温作用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。