带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮及压缩机的制作方法

本发明涉及压缩机，具体涉及一种带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮及压缩机。

背景技术：

1、在众多工业生产领域中需要使用高压气体，为了获得高压气体就需要使用气体压缩机。其中离心式气体压缩机的产气压力范围宽，气体流量大，气体品质高，是生产高压气体的重要工具。

2、离心压缩机的工作原理是利用原动机带动离心叶轮对气体做功，使气体压力升高。但是原动机的转子(一般是原动机的与叶轮连接的转轴)是运动件，压缩机的蜗壳是静止件，运动件与静止件之间必然存在间隙，否则二者的直接碰撞将导致运动件与静止件摩擦，产生足以破坏运动件的摩擦热。

3、对于气体压缩机，气体从叶轮的后侧与蜗壳之间形成的外侧流道流向间隙，间隙的存在必然会导致气体泄露到外界，最为常规的密封措施是在运动件与静止件之间加装由铝合金等相对较软的材料制成的梳齿密封，随着运行时间增加，梳齿会被逐渐磨损，间隙暴露得越来越大，气体工质泄露越来越多，造成成本的浪费，且对于空气、氮气等无毒无污染气体，采用该种密封方式存在安全风险。不断更换新的梳齿密封也会使成本大增，而且更换过程需要停机并拆解机组，耗费人力且影响工时。

4、为了进一步提高运动件与静止件的之间的密封效果，申请号为202023095456.0的专利设计了一种密封结构，参见该专利的说明书及附图，其在运动件与静止件之间设置梳齿密封的基础上，还在叶轮2朝向压缩机壳体5的一侧设有三个环形凹槽21，在壳体5上朝向叶轮2的一侧设三个齿环51，齿环51的自由端均指向叶轮2，与叶轮2上的环形凹槽21成错位设置，从而将壳体5’和叶轮2之间原本平直的间隙阻隔为迷宫式的通道，在叶轮转动时，齿环51对泄露的气体的流动产生阻力，让气体更难泄露出去，其原理与梳齿密封的原理相同，所以该专利的整个密封结构相当于设置了两道梳齿密封结构，齿环51的缺点也如上述梳齿一样会被磨损，只要把静止件(转轴)上的梳齿设置得长一些，齿环51的结构就完全没有存在的必要，并且在壳体5的朝向叶轮2的一侧(即叶轮的背侧)设置齿结构会有安全风险，具体地，叶轮上高速旋转部件，由于直接受气体的冲击，叶轮产生的振动要远大于静止件，也就是说，叶轮很有可能会和齿环51产生碰撞、摩擦，轻则磨损齿环51直至其消失，重则由碰撞、摩擦产生的高温将叶轮背侧烧坏或导致叶轮产生高温变形。另外，齿状结构即便没有发生碰撞、摩擦，机组运行久了齿也一定会磨损，若将齿环51设置在压缩机壳体5上，磨损后需要更换整个压缩机壳体，成本过高。

5、综上，在避免上述碰撞、摩擦、磨损问题发生的前提下解决气体从运动件与静止件之间泄露仍是非常重要的事。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮，能够解决压缩机气体泄露的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮，设置在蜗壳中，包括轮盘和连接在轮盘前侧的若干叶片，所述叶轮的后侧与蜗壳之间形成外侧流道，其特征在于，所述叶轮还包括连接在轮盘的后侧的用于将泄露到外侧流道的气体工质反推回蜗壳中的若干反推叶片。

4、进一步地，叶轮为三元流叶轮，所述反推叶片为三元叶片。

5、进一步地，所述反推叶片为后弯型叶片。

6、进一步地，所述反推叶片的数量为4～6片。

7、进一步地，所述轮盘、叶片和反推叶片一体成型。

8、在此基础上，本发明还提供了一种压缩机，具有上述离心式气体压缩机叶轮。

9、进一步地，压缩机还包括用于密封蜗壳与压缩机的转轴之间的间隙的梳齿。

10、本发明的有益效果在于：

11、在叶轮的背后设置反推叶片，叶轮在原动机转轴的带动下旋转，反推叶片随之旋转，相邻的反推叶片之间形成负压区，将泄露到外侧流道的气体吸回蜗壳中，避免气体外泄，并在蜗壳与转轴之间设置梳齿形成压缩机的第二道密封结构，实现气体零泄露；反推叶片不会与蜗壳发生碰撞、摩擦，所以反推叶片不会被磨损，如需更换仅需更换叶轮，成本可控；叶轮适用于工质为污染气体的情况。

12、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮，设置在压缩机的蜗壳中，包括轮盘和连接在轮盘前侧的若干叶片，所述叶轮的后侧与蜗壳之间形成外侧流道，其特征在于，所述叶轮还包括连接在轮盘的后侧的用于将泄露到外侧流道的气体工质反推回蜗壳中的若干反推叶片。

2.根据权利要求1所述的带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮，其特征在于，所述叶轮为三元流叶轮，所述反推叶片为三元叶片。

3.根据权利要求2所述的带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮，其特征在于，所述反推叶片为后弯型叶片。

4.根据权利要求2所述的带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮，其特征在于，所述反推叶片的数量为4～6片。

5.根据权利要求1所述的带有反推叶片的离心式气体压缩机叶轮，其特征在于，所述轮盘、叶片和反推叶片一体成型。

6.一种压缩机，具有权利要求1至5中任一项的离心式气体压缩机叶轮。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括用于密封蜗壳与压缩机的转轴之间的间隙的梳齿。

技术总结
本发明提供一种带有反推叶片的离心式气体压缩机压轮及压缩机，叶轮设置在压缩机的蜗壳中，包括轮盘和连接在轮盘前侧的若干叶片，叶轮的后侧与蜗壳之间形成外侧流道，叶轮还包括连接在轮盘的后侧的用于将泄露到外侧流道的气体工质反推回蜗壳中的若干反推叶片，叶轮在原动机转轴的带动下旋转，反推叶片随之旋转，相邻的反推叶片之间形成负压区，将泄露到外侧流道的气体吸回蜗壳中，避免气体外泄，并在蜗壳与转轴之间设置梳齿形成压缩机的第二道密封结构，实现气体零泄露；反推叶片不会与蜗壳发生碰撞、摩擦，所以反推叶片不会被磨损，如需更换仅需更换叶轮，成本可控；叶轮适用于工质为污染气体的情况。

技术研发人员：张航
受保护的技术使用者：IHI寿力压缩技术（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13