压缩机进气装置及离心式压缩机的制作方法

1.本技术涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机进气装置及离心式压缩机。


背景技术：

2.离心式压缩机作为工业重要装备，进气装置对离心压缩机性能至关重要。但是现有的进气装置在压缩机进气过程中自进口导叶至叶轮部分存在气流预旋效果差的问题，较差的预旋效果会使整个压缩机的流量减小，效率降低。
3.而且，由于进气装置为分体结构，采用多部件连接的方式，这种连接方式存在较多的台阶结构，这种台阶结构的产生常常引起气流的局部扰流，影响气流的均匀性，且缝隙存在漏气风险。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种压缩机进气装置及离心式压缩机。
5.本技术提供的压缩机进气装置包括装置本体以及沿进气方向依次设置于所述装置本体中的导叶、导叶腔和吸气室；
6.所述吸气室中设有叶轮，且所述叶轮的叶片进口直径记为d1；
7.所述导叶在所述导叶腔的一个横截腔面的周向设置多个，且所述导叶具有排气侧；
8.其中，所述排气侧与所述叶轮的前缘距离大于所述叶轮的叶片进口直径，所述排气侧与所述叶轮的前缘距离记为l，即d1≤l，具体地，满足1.3d1≤l≤1.5d1。
9.在一种可能的设计中，所述导叶腔为球形腔。
10.在一种可能的设计中，所述导叶还包括进气侧；
11.所述进气侧、所述排气侧为分别位于所述导叶中心线两侧的倾斜侧；
12.且所述进气侧与所述导叶中心线的倾角小于所述排气侧与所述导叶中心线的倾角。
13.在一种可能的设计中，所述进气侧、所述排气侧与所述导叶中心线的倾角分别记为β1、β2，且满足1.15β1≤β2≤1.2β1。
14.在一种可能的设计中，多个所述导叶环形阵列设置于所述导叶腔的横截腔面；
15.相邻的两个所述导叶之间能够以所述进气侧与所述排气侧部分重叠的方式封堵所述横截腔面；
16.以及所述导叶能够以绕自身中心线转动的方式与相邻所述导叶之间形成间隙。
17.在一种可能的设计中，所述压缩机进气装置还包括驱动装置；
18.所述驱动装置通过传动机构分别与多个所述导叶传动连接，能够驱动所述导叶绕自身的中心线转动。
19.在一种可能的设计中，沿中心线向两侧的方向，所述导叶的厚度逐渐减小。
20.在一种可能的设计中，所述装置本体中还包括位于所述吸气室下游的蜗壳流道。
21.在一种可能的设计中，所述导叶腔、所述吸气室及所述蜗壳流道为一体成型结构。
22.另外，本技术还提供了一种离心式压缩机，其包括压缩机本体和上述的压缩机进气装置。
23.在一种可能的设计中，所述压缩机本体具有壳体；
24.其中，所述壳体至少部分地包裹设置于所述压缩机进气装置的外部。
25.本技术实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
26.本技术实施例提供的压缩机进气装置，将导叶排气侧与吸气室中叶轮前缘距离l与叶轮的直径d1关系限定为d1≤l，具体还可以1.3d1≤l≤1.5d1，这样在确保整体结构的前提下最大程度缩短了导叶与叶轮之间的距离，使预旋后的气体可快速进入叶轮，预旋可以改善气体在叶轮进口处的流动，并消除背面的旋涡区，减小相对速度和损失，提高了叶轮效率、提升了整机性能。
27.另外，本技术实施例提供的离心式压缩机包括上述的压缩机进气装置，能够实现其同样的有益效果。
附图说明
28.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
29.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
30.图1为本技术实施例提供的压缩机进气装置的竖向剖视图；
31.图2为本技术实施例提供的压缩机进气装置中导叶的示意图；
32.图3为本技术实施例提供的压缩机进气装置中多个导叶的装配图；
33.图4为本技术实施例提供的压缩机进气装置的效率曲线图。
34.附图标记：1、导叶腔；2、导叶；21、进气侧；22、排气侧；23、驱动装置；24、传动机构；3、吸气室；31、叶轮；4、蜗壳流道；5、壳体。
具体实施方式
35.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面将对本技术的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但本技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
37.如图1和图2所示，本技术实施例提供了一种压缩机进气装置，其包括装置本体以及沿进气方向依次设置于装置本体中的导叶2、导叶腔1和吸气室3；吸气室3中设有叶轮31，且叶轮31的叶片进口直径记为d1；导叶2在导叶腔1的一个横截腔面的周向设置多个，且导叶2具有排气侧22；其中，排气侧22与叶轮的前缘距离记为l，排气侧22与叶轮31的前缘距离
大于叶轮31的进口直径，即d1≤l，具体地满足1.3d1≤l≤1.5d1。
38.该压缩机进气装置在具体使用时，可以通过导叶2来调控导叶腔1的开闭程度，当导叶腔1处于开启工况时，气流能够依次经过导叶2、导叶腔1和吸气室3，导叶腔1进气端与导叶2所接触的部位采用球形结构，这样更加利于与导叶2的贴合；而且可以将导叶2排气侧22与吸气室3中叶轮31前缘距离l与叶轮31的直径d1关系具体限定为1.3d1≤l≤1.5d1，结合图4及下表进一步的说明(d1具体为229mm)，
[0039] d1l导叶设计点流量叶轮效率例1229mm1.3d1非对称312.02m3/min93.02％例2229mm1.35d1非对称311.73m3/min93.03％例3229mm1.4d1非对称309.7m3/min92.98％例4229mm1.45d1非对称308.6m3/min92.9％例5229mm1.5d1非对称307.9m3/min92.81％例6229mm1.2d1非对称302.61m3/min90.4％例7229mm1.1d1非对称312.25m3/min90.35％
[0040]
l与叶轮31的直径d1这样的关系限定，在确保整体结构的前提下最大程度缩短了导叶2与叶轮31之间的距离，使预旋后的气体可快速进入叶轮31，预旋可以改善气体在叶轮31进口处的流动，并消除背面的旋涡区，减小相对速度、减小损失，从而提高叶轮31效率、提升整机性能。
[0041]
在一些具体的实施方式中，导叶腔1为球形腔。
[0042]
具体的，结合图1进一步详细的说明，将导叶腔1具体设置成球形腔，这样导叶2与球形腔抵接部位即为圆弧部，当该压缩机进气装置设置不同规格型号时，导叶腔1的直径大小也会稍有不同，但是导叶2依旧可以适配使用，在直径较大的导叶腔1额外增加适当数量的导叶2即可，在直径较小的导叶腔1额外减少适当数量的导叶2即可。
[0043]
上述导叶腔1的具体设置方式，具有结构简单、在不同大小直径下均可适配安装导叶2的优点。
[0044]
在一些具体的实施方式中，导叶2还包括进气侧21；进气侧21、排气侧22为分别位于导叶2中心线两侧的倾斜侧；且进气侧21与导叶2中心线的倾角小于排气侧22与导叶2中心线的倾角。
[0045]
具体的，结合图2进一步详细的说明，将导叶2的进气侧21和排气侧22具体设置成关于自身中心线非对称的倾斜侧，而且进气侧21与导叶2中心线的倾角小于排气侧22与导叶2中心线的倾角，这样两个相邻额定导叶2中，其中一个的排气侧22与另一个导叶2的进气侧21形成重叠区域，这种重叠区域可以实现预旋，增大稳定流量的可调节范围，使整个压缩机可以更好的适应工况的变化，提高整机的运行稳定性。而且非对称设计可以减小导叶2的尾迹损失，消除尾迹涡流对叶轮31进口气流的影响，从而提高机组效率及稳定运行范围。
[0046]
在一些具体的实施方式中，进气侧21、排气侧22与导叶2中心线的倾角分别记为β1、β2，且满足1.15β1≤β2≤1.2β1。
[0047]
具体的，结合图2进一步详细的说明，将导叶2的进气侧21、排气侧22与自身中心线的倾角分别记为β1、β2，且β1与β2大小关系满足1.15β1≤β2≤1.2β1，这样不仅能够较好的确保相邻两个导叶2之间形成稳定重叠区域，而且对导叶2尾迹损失的减小效果也较佳。
[0048]
在一些具体的实施方式中，多个导叶2环形阵列设置于导叶腔1的横截腔面；相邻的两个导叶2之间能够以进气侧21与排气侧22部分重叠的方式封堵横截腔面；以及导叶2能够以绕自身中心线转动的方式与相邻导叶2之间形成间隙。
[0049]
具体的，结合图3进一步详细的说明，将多个导叶2环形阵列设置于导叶腔1的一个横截腔面中，而且每相邻的两个导叶2之间能够以进气侧21与排气侧22部分重叠的方式形成重叠区域，以实现封堵横截腔面的功能，而且导叶2能够以绕自身中心线转动的方式与相邻导叶2之间形成间隙，以实现打开横截腔面的功能。
[0050]
上述导叶2的具体设置方式具有结构简单、方便打开及闭合导叶腔1横截腔面的功能。
[0051]
在一些具体的实施方式中，压缩机进气装置还包括驱动装置23；驱动装置23通过传动机构24分别与多个导叶2传动连接，能够驱动导叶2绕自身的中心线转动。
[0052]
具体的，结合图1进一步详细的说明，上述的驱动装置23具体但不限于可以设置成伺服电机，通过精准控制伺服电机的输出转角即可通过传动机构24来精准控制导叶2的转角大小，从而可以实现精准调控导叶腔1开度大小的功能。
[0053]
在一些具体的实施方式中，沿中心线向两侧的方向，导叶2的厚度逐渐减小。
[0054]
将整个导叶2的厚度具体设置成从中间向两边逐渐变薄的趋势，而且还可以将排气侧22的边缘厚度设置成小于进气侧21的边缘厚度，这样可以使得相邻两个导叶2之间可以形成更稳定的重叠区域、对气流可以产生更好的预旋效果。
[0055]
在一些具体的实施方式中，装置本体中还包括位于吸气室3下游的蜗壳流道4。
[0056]
具体的，结合图1进一步详细的说明，蜗壳流道4导通位于吸气室3的下游，而且蜗壳流道4可以具体位于装置本体的较为中心处。
[0057]
在一些具体的实施方式中，导叶腔1、吸气室3及蜗壳流道4为一体成型结构。
[0058]
具体可以采用一体铸造工艺将导叶腔1、吸气室3及蜗壳流道4一体加工成型，这样不仅能够提高该压缩机进气装置不同气量段的通用性，还可以避免出现因加工误差以及在装配过程中产生的逆台，时气流在流动过程中均匀性得到改善、减少加工量从而降低成本、减少连接面从而减少漏气点。
[0059]
另外，本技术实施例还提供了一种离心式压缩机，其包括压缩机本体和上述的压缩机进气装置。
[0060]
由于该离心式压缩机包括上述的压缩机进气装置，能够实现上述压缩机进气装置的所有有益效果，在此不再额外赘述。
[0061]
在一些具体的实施方式中，压缩机本体具有壳体5；其中，壳体5至少部分地包裹设置于压缩机进气装置的外部。
[0062]
具体的，结合图1进一步详细的说明，将壳体5至少部分地包裹设置于压缩机进气装置的外部，并通过设置一些密封安装件来实现二者的密封，壳体5能够与吸气室3、蜗壳流道4对应的配合密封，形成该离心式压缩机的完整构造。
[0063]
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些
要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0064]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。