离心压缩机的制作方法

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种离心压缩机。

背景技术：

离心压缩机具有流量大，转速高，运行可靠等优点。工作时，离心压缩机的电机带动叶轮旋转，气体在离心力的作用下实现增压，并经由扩压器进一步将动能转化为静压能，提高压力。

然而离心压缩机在实际运行中，往往可能出现流量突然减少的情况，这时叶轮中叶片非工作面上的气流边界层将会分离，形成若干脱离团；当流量进一步减少时，脱离团将会连在一起形成大脱离团而占据叶道的大部分空间，气流将受到严重阻塞。此时叶轮已不能再提高气体压力，离心压缩机的出口处压力会显著降低，气体会倒流回压缩机的进口，直到管网中的压力降至与离心压缩机的进口处压力一致。当流量再次降低时，倒流又将产生。这种周期性的轴向气流振荡现象，就是“喘振”。

“喘振”造成的后果很严重，会严重影响离心压缩机的性能，传统避免“喘振”的方式是将部分离心压缩机的出口处的气体通过支路引回离心压缩机的进口，但这种方式会使得离心压缩机的能耗比急剧增加。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种可以避免发生喘振且降低能耗比的离心压缩机。

其技术方案如下：

一种离心压缩机，包括：第一叶轮；扩压组件，所述扩压组件的进口与所述第一叶轮的出口连通；第二叶轮，所述第二叶轮的进口与所述扩压组件的出口连通；及补气单元，所述补气单元用于将从所述第二叶轮的出口离开的气体引入所述第一叶轮的出口处、和/或所述第二叶轮的进口处、和/或所述第一叶轮的出口与所述第二叶轮的进口之间的气流通道中。

上述的离心压缩机中，气体经过第一叶轮进入离心压缩机，通过扩压组件和第二叶轮的进口后，由第二叶轮做功后从第二叶轮排出。从第二叶轮排出的其中一部分气体会直接进入到蜗壳，而另一部分气体则会在补气单元的作用下引入到第一叶轮的出口处、和/或第二叶轮的进口处、和/或第一叶轮的出口与第二叶轮的进口之间的气流通道中，完成补气。上述的离心压缩机中，当离心压缩机的进口流量降低至临界值时，补气单元能够将第二叶轮排出的部分气体引入到第一叶轮的出口处、和/或第二叶轮的进口处、和/或第一叶轮的出口与第二叶轮的进口之间的气流通道中，可以实现防喘振的目的。且由于补气单元是将第二叶轮排出的部分气体引入到第一叶轮的出口处、和/或第二叶轮的进口处、和/或第一叶轮的出口与第二叶轮的进口之间的气流通道中，只有第二叶轮对部分气体做了无用功，而相较于直接将气体引入到离心压缩机的进口，第一叶轮以及第二叶轮均对部分气体做无用功的情况，能够有效降低离心压缩机的能耗比。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述补气单元包括管道、以及控制所述管道通断的控制阀，所述管道的进气口与所述第二叶轮的出口连通，所述管道的出气口与所述第一叶轮的出口、或所述第二叶轮的进口、或所述第一叶轮的出口与所述第二叶轮的进口之间的气流通道连通；

或所述离心压缩机还包括第一扩压器，所述第一扩压器的进口与所述第二叶轮的出口连通，所述补气单元包括管道、以及控制所述管道通断的控制阀，所述管道的进气口与所述第一扩压器的气流通道连通，所述管道的出气口与所述第一叶轮的出口、或所述第二叶轮的进口、或所述第一叶轮的出口与所述第二叶轮的进口之间的气流通道连通。

在其中一个实施例中，所述补气单元还包括与所述管道连接的喷射部件，所述喷射部件设有与所述管道的出气口连通的喷射口，所述喷射口用于将所述管道内的气体引入所述第一叶轮的出口、并使所述喷射口内的气体的流向与所述第一叶轮的出口处的气体的流向呈锐角。

在其中一个实施例中，所述管道包括主管道以及至少两根支路管道，至少两根所述支路管道均与所述主管道连通，且至少两根所述支路管道相互并联，所述控制阀用于控制所述主管道的通断，所述主管道用于将从所述第二叶轮的出口离开的气体引入至少两根所述支路管道中，至少两根所述支路管道均连接有所述喷射部件，每个所述喷射部件的所述喷射口均与所述第一叶轮的出口连通，且所有的所述喷射部件沿所述第一叶轮的出口处的气流通道的周向间隔或均匀地间隔设置。

在其中一个实施例中，所述补气单元还包括与所述管道连接的喷射部件，所述喷射部件设有与所述管道的出气口连通的喷射口，所述喷射口用于将所述管道内的气体引入所述第二叶轮的进口、并使所述喷射口内的气体的流向与所述第二叶轮的进口处的气体的流向呈锐角。

在其中一个实施例中，所述管道包括主管道以及至少两根支路管道，至少两根所述支路管道均与所述主管道连通，且至少两根所述支路管道相互并联，所述控制阀用于控制所述主管道的通断，所述主管道用于将从所述第二叶轮的出口离开的气体引入至少两根所述支路管道中，至少两根所述支路管道均连接有所述喷射部件，每个所述喷射部件的所述喷射口均与所述第二叶轮的进口连通，且所有的所述喷射部件沿所述第二叶轮的进口处的气流通道的周向间隔或均匀地间隔设置。

在其中一个实施例中，所述补气单元还包括与所述管道连接的喷射部件，所述喷射部件设有与所述管道的出气口连通的喷射口，所述喷射口用于将所述管道内的气体引入所述第一叶轮的出口与所述第二叶轮的进口之间的气流通道中、并使所述喷射口内的气体的流向与所述第一叶轮的出口与所述第二叶轮的进口之间的气流通道中的气体的流向呈锐角。

在其中一个实施例中，所述管道包括主管道以及至少两根支路管道，至少两根所述支路管道均与所述主管道连通，且至少两根所述支路管道相互并联，所述控制阀用于控制所述主管道的通断，所述主管道用于将所述第二叶轮的出口离开的气体引入至少两根所述支路管道中，至少两根所述支路管道均连接有所述喷射部件，每个所述喷射部件的所述喷射口均与所述第一叶轮的出口与所述第二叶轮的进口之间的气流通道连通，且所有的所述喷射部件沿所述第一叶轮的出口与所述第二叶轮的进口之间的气流通道的周向间隔或均匀地间隔设置。

在其中一个实施例中，所述喷射口的口径从靠近所述管道的一端至远离所述管道的一端递减。

在其中一个实施例中，所述喷射部件还设有与所述喷射口连通的进气槽，所述管道连接在所述喷射部件靠近所述进气槽的一端，且所述进气槽与所述管道连通。

在其中一个实施例中，所述进气槽的截面面积从靠近所述喷射口的一端至远离所述喷射口的一端递增。

附图说明

图1为本发明实施例一中的离心压缩机的原理结构示意图；

图2为本发明实施例二中的离心压缩机的原理结构示意图；

图3为本发明实施例三中的离心压缩机的原理结构示意图；

图4为本发明实施例四中的离心压缩机的原理结构示意图；

图5为本发明实施例五中的离心压缩机的原理结构示意图；

图6为本发明一实施例中的离心压缩机的原理结构示意图；

图7为本发明一实施例中的喷水部件的侧视结构示意图一；

图8为本发明一实施例中的喷水部件的侧视结构示意图二；

图9为本发明一实施例中的喷水部件的正视结构示意图一；

图10为本发明一实施例中的喷水部件的正视结构示意图二。

附图标记说明：

100、第一叶轮；200、扩压组件；210、第二扩压器；220、弯管；230、回流器；300、第二叶轮；400、第一扩压器；500、蜗壳；600、补气单元；610、管道；611、主管道；612、支路管道；620、控制阀；630、喷射部件；631、喷射口；632、进气槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

实施例一

如图1所示，实施例一涉及的一种离心压缩机，包括：第一叶轮100、扩压组件200、第二叶轮300、第一扩压器400以及补气单元600。扩压组件200的进口与第一叶轮100的出口连通；第二叶轮300的进口与扩压组件200的出口连通；第一扩压器400的进口与第二叶轮300的出口连通；补气单元600用于将从第二叶轮300的出口离开的气体引入第一叶轮100的出口处。

具体地，扩压组件200包括第二扩压器210、弯管220以及回流器230，第二扩压器210的进口与第一叶轮100的出口连通，第二扩压器210的出口与弯管220的进口连通，弯管220的出口与回流器230的进口连通，回流器230的出口与第二叶轮300的进口连通，补气单元600用于将第一扩压器400中的气体引入到第一叶轮100的出口处。

上述的离心压缩机中，气体经过第一叶轮100进入离心压缩机，通过第二扩压器210、弯管220、回流器230和第二叶轮300的进口后，由第二叶轮300做功后排到第一扩压器400。第一扩压器400内的其中一部分气体会直接进入到蜗壳500，而另一部分气体则会在补气单元600的作用下引入到第一叶轮100的出口处，完成补气。上述的离心压缩机中，当离心压缩机的进口流量降低至临界值时，补气单元600能够将第一扩压器400内的部分气体引入到第一叶轮100的出口处，可以实现防喘振的目的。且由于补气单元600是将第一扩压器400内的部分气体引入到第一叶轮100的出口处，只有第二叶轮300对部分气体做了无用功，而相较于直接将气体引入到离心压缩机的进口，第一叶轮100以及第二叶轮300均对部分气体做无用功的情况，能够有效降低离心压缩机的能耗比。

进一步地，补气单元600包括管道610、以及控制管道610通断的控制阀620，管道610的进气口与第一扩压器400的气流通道连通，管道610的出气口与第一叶轮100的出口连通。控制阀620用于控制管道610的通断，当离心压缩机的进口流量降低至临界值时，控制阀620打开，使得管道610导通，第一扩压器400内的部分气体被引入到第一叶轮100的出口处，完成补气。

具体地，第一扩压器400上开设有与其气流通道连通的引气口，管道610的进气口与引气口连通；第一叶轮100的出口处设置有补气口，管道610的出气口与补气口连通。

进一步地，补气单元600还包括流量传感器，流量传感器设置于第一叶轮100的进口处，用于探测进入到第一叶轮100的气体的流量，流量传感器及控制阀620均与控制元件电性连接。当流量传感器探测到第一叶轮100的进口流量降低至临界值时，控制元件控制控制阀620打开，使得导管导通，第一扩压器400内的部分气体被引入到第一叶轮100的出口处，完成补气。

更具体地，控制阀620为电磁阀，控制元件为主控板。

如图1、图7所示，进一步地，补气单元600还包括与管道610连接的喷射部件630，喷射部件630设有与管道610的出气口连通的喷射口631，喷射口631与第一叶轮100的出口连通，喷射口631用于将管道610内的气体引入第一叶轮100的出口、并使喷射口631内的气体的流向与第一叶轮100的出口处的气体的流向呈锐角。如此，管道610内的气体进入到第一叶轮100的出口处时可以与第一叶轮100的出口处的气体迅速混合，使得这两种气体的气流方向一致。

具体地，喷射口631包括两个端口，其中一个端口靠近管道610的出气口，另一个端口靠近第一叶轮100的出口，两个端口的中心连接与第一叶轮100的出口处的气体的流向呈锐角。

可选地，两个端口的中心连接与第一叶轮100的出口处的气体的流向的夹角在50°至70°之间。

进一步地，喷射口631的口径从靠近管道610的一端至远离管道610的一端递减。如此，从管道610进入到喷射口631的气体的流速会在喷射口631内增加，使得喷射口631内的气体流速接近第一叶轮100的出口处的气体流速。

具体地，喷射口631的其中一个端口靠近管道610的出气口，另一个端口靠近第一叶轮100的出口，喷射口631的口径从靠近管道610的一端至靠近第一叶轮100的出口的一端递减。

如图9-10所示，可选地，喷射部件630设有的喷射口631为圆环形，或喷射部件630上设有多个喷射口631，每个喷射口631均为圆形，且多个喷射口631呈环形排布。

如图1、7所示，进一步地，喷射部件630设有与喷射口631连通的进气槽630，管道610连接在喷射部件630靠近进气槽630的一端，且进气槽630与管道610连通。管道610固定地套设在喷射部件630上并位于进气槽630的外部，管道610内的气流会先进入到进气槽630内然后再进入到喷射口631中。

具体地，进气槽630为正方形或长方形，方便制作。

进一步地，第一叶轮100的出口与其轴线的距离为a，喷射部件630的位于第一叶轮100的出口远离其轴线的一侧，且喷射部件310与第一叶轮100的轴线的距离为1.1a-1.2a。

实施例二

如图2所示，实施例二与实施例一的不同点在于，补气单元600用于将第一扩压器400中的气体引入到第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道中。

具体地，第一扩压器400的气流通道与管道610的进气口连通，第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道与管道610的出气口连通。

更具体地，喷射部件630设置于回流器230上，用于使第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道与管道610的出气口连通。

如图2、图7所示，进一步地，喷射部件630的喷射口631用于将管道610内的气体引入第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道中、并使喷射口631内的气体的流向与第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道的气体的流向呈锐角。如此，管道610内的气体进入到第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道时，可以与第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道内的气体迅速混合，使得这两种气体的气流方向一致。

上述的离心压缩机中，气体经过第一叶轮100进入离心压缩机，通过第二扩压器210、弯管220、回流器230和第二叶轮300的进口后，由第二叶轮300做功后排到第一扩压器400。第一扩压器400内的其中一部分气体会直接进入到蜗壳500，而另一部分气体则会在补气单元600的作用下引入到第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道，完成补气。

进一步地，回流器230的出口与其轴线的距离为b，喷射部件630的位于第回流器230的出口远离其轴线的一侧，且喷射部件310与回流器230的轴线的距离为1.2b-1.3b。

实施例三

如图3所示，实施例三与实施例二的不同点在于，喷射部件630设置于回流器230的消旋叶片之间，用于使第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道与管道610的出气口连通。

实施例四

如图4所示，实施例三与实施例一的不同点在于，补气单元600用于将第一扩压器400中的气体引入到第二叶轮300的进口处。

具体地，喷射部件630设置在第二叶轮300的进口处，用于使管道610的出气口与第二叶轮300的进口连通。

进一步地，喷射部件630的喷射口631用于将管道610内的气体引入第二叶轮300的进口处、并使喷射口631内的气体的流向与第二叶轮300的进口处的气体的流向呈锐角。如此，管道610内的气体进入到第二叶轮300的进口时，可以与第二叶轮300的进口处的气体迅速混合，使得这两种气体的气流方向一致。

上述的离心压缩机中，气体经过第一叶轮100进入离心压缩机，通过第二扩压器210、弯管220、回流器230和第二叶轮300的进口后，由第二叶轮300做功后排到第一扩压器400。第一扩压器400内的其中一部分气体会直接进入到蜗壳500，而另一部分气体则会在补气单元600的作用下引入到第二叶轮300的进口处，完成补气。

实施例五

如图5所示，实施例五与实施例一的不同点在于，管道610包括主管道611以及至少两根支路管道612，至少两根支路管道612均与主管道611连通，且至少两根支路管道612相互并联，控制阀620用于控制主管道611的通断，主管道611的进气口与第一扩压器400的气流通道连通，至少两根支路管道612的出气口均连接有喷射部件630，所有喷射部件630的喷射口631均与第一叶轮100的出口连通，且所有的所述喷射部件630沿所述第一叶轮100的出口处的气流通道的周向间隔设置。

具体地，所有的喷射部件630沿第一叶轮100的出口处的气流通道的周向均匀地间隔设置。如此，引入至第一叶轮100的出口的气体能够更好的与第一叶轮100的出口处的气体迅速混合，使得这两种气体的气流方向一致。

具体到本实施例中，支路管道612及喷射部件630均为两个，两个喷射部件630相对于第一叶轮100的出口处的气流通道对称设置。

实施例六

未示出图形，可参照图2、图5，实施例六与实施例五的不同点在于，所有的喷射部件630的喷射口631均与第一叶轮100的出口与第二叶轮300之间的气流通道连通，且所有的喷射部件630沿第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道的周向间隔设置。

具体地，所有的喷射部件630沿第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道的周向均匀地间隔设置。

具体到本实施例中，支路管道612及喷射部件630均为两个，两个喷射部件630均设置于回流器230上，用于使第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道与管道610的出气口连通，且两个喷射部件630相对设置。

实施例七

未示出图形，可参照图3、图5，实施例七与实施例六的不同点在于，所有的喷射部件630均设置于回流器230的消旋叶片之间。

实施例八

未示出图形，可参照图4、图5，实施例八与实施例五的不同点在于，所有的喷射部件630的喷射口631均与第二叶轮300的进口连通，且所有的喷射部6件630沿第二叶轮300的进口处的气流通道的周向间隔设置。

具体地，所有的喷射部件630沿第二叶轮300的进口处的气流通道的周向均匀地间隔设置。如此，引入至第二叶轮300的进口的气体能够更好的与第二叶轮300的进口处的气体迅速混合，使得这两种气体的气流方向一致。

具体到本实施例中，支路管道612及喷射部件630均为两个，两个喷射部件630相对于第二叶轮300的进口处的气流通道对称设置。

如图1-5所示，另外，作为对在上述实施例一至八的改变，补气单元600用于从第二叶轮300中的出口处引气，并将气体补入到第一叶轮100的出口处、或第二叶轮300的进口处、或第一叶轮100的出口与第二叶轮300的进口之间的气流通道中。

如图6、图8所示，作为对在上述各实施例的改进，喷射部件630上的进气槽630的截面面积从靠近喷射口631的一端至远离喷射口631的一端递增。如此，从管道610进入到进气槽630的气体的流速会在进气槽630内增加，从而使得进入到喷射口631内的气体的流速更快。

具体地，进气槽630的呈梯形。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。