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          淺析離心壓縮機主部件結(jié)構(gòu)原理

            【壓縮機網(wǎng)】離心式壓縮機是動力型壓縮機,是葉片式旋轉(zhuǎn)機械,是高轉(zhuǎn)速、大流量、大功率的發(fā)展機型,廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、制藥等領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)平衡、操作可靠、運轉(zhuǎn)率高,易損零件少,維護費用及運行人員少;運行過程中沒有氣、填料、活塞環(huán)等易損零部件,連續(xù)運轉(zhuǎn)安全可靠,長周期運轉(zhuǎn)較活塞機壽命長,不用備機;且壓縮過程中氣體不與油接觸,省去油分離器,轉(zhuǎn)速高、供氣均勻。

            一、離心壓縮機的工作原理

            氣體進入離心式壓縮機的葉輪后,在葉輪葉片的作用下,一邊跟葉輪高速旋轉(zhuǎn),一邊在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下向葉輪出口流動,并受到葉輪的擴壓作用。其壓力能和動能均得到提高,氣體進入擴壓器后,動能又進一步轉(zhuǎn)化為壓力能,氣體再通過彎道、回流器流入下一級葉輪進一步壓縮,使氣體的壓力和速度升高,從而使氣體壓力達到設(shè)計排氣壓力。

            二、離心壓縮機主要零部件

            離心式壓縮機主要由轉(zhuǎn)子、定子、軸承等部件組成,轉(zhuǎn)動的部件稱為轉(zhuǎn)子,不能轉(zhuǎn)動的部件稱為定子,每部分由一些基本的元件組成。

            1、轉(zhuǎn)子部件的結(jié)構(gòu)組成

            轉(zhuǎn)子是壓縮機的關(guān)鍵部件,稱為做功部件,它高速旋轉(zhuǎn),通過旋轉(zhuǎn)對氣體做功,使氣體獲得壓力能和速度能。轉(zhuǎn)子在制造過程中要有足夠的強度、剛度,制造完成后需要做嚴格的動平衡試驗,防止因不平衡引起的后果。轉(zhuǎn)子各部件都安裝在軸上,并隨主軸高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子上的零部件,如葉輪、平衡盤、推力盤等還設(shè)有鍵,鍵的作用是放松作用,不傳遞扭矩。

            1.1主軸作用是支承旋轉(zhuǎn)零部件并傳遞扭矩,主軸上安裝多個零件且高速旋轉(zhuǎn),一般做成階梯軸,從中間向兩端遞減,便于安裝軸上零件,葉輪也可由軸肩和鍵定位,剛度合理。主軸材料一般為35CrMo、40Cr、2Cr13等鋼材鍛制,外圓精車,經(jīng)過磨削加工,在安裝軸承時,與支承軸承及止推軸承研磨配合安裝。

            1.2葉輪是離心式壓縮機唯一對氣流做功的元件,葉輪主要由輪盤、輪蓋和葉片等組成。氣體在葉輪葉片的作用下隨葉輪高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生離心力。氣體受旋轉(zhuǎn)離心力的作用,以及在葉輪里的擴壓流動,使它通過葉輪后的壓力得到提高。目前有一種整體成型葉輪是通過精密澆筑成型,葉輪的形式很多,有開式、半開式和閉式3種,其中以半開式和閉式最多。

            1.3平衡盤是離心式壓縮機安置在末級葉輪后面的盤,兩側(cè)氣體壓差產(chǎn)生的軸向推力通過它來抵消轉(zhuǎn)子的軸向力。它的一側(cè)壓力,差不多就是末級葉輪輪盤間隙中的氣體壓力,它的另一側(cè)常與吸氣室聯(lián)通,壓力是大氣壓,上述的兩側(cè)壓力差就使轉(zhuǎn)子受到一個與軸向反向的力,其大小決定于平衡盤的受力面積。平衡盤的外圓裝有密封裝置,以使盤維持壓差,為了避免工作時轉(zhuǎn)子的來回竄動,它只平衡一部分軸向力,剩余軸向力由止推定距軸承承受。

            1.4定距套作用是將圓錐孔調(diào)心軸承(調(diào)心球軸承、調(diào)心滾動軸承)固定在無軸肩軸上,其結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,軸承調(diào)換方便。定距套由鎖定襯套、鎖緊螺母、鎖緊墊圈等零件組成,帶有鎖緊螺母和鎖緊墊圈的定距套只能整套互換。

            1.5調(diào)心軸承主要用來承受以徑向負荷為主的徑向與軸向聯(lián)合負荷,一般不宜單獨承受軸向負荷,軸承可與分別安裝內(nèi)圈和外圈。一般軸承不允許軸相對外殼有傾斜,否則在徑向負荷作用下會產(chǎn)生附加軸向力。一般軸承軸向游隙的大小,對軸承能否正常工作關(guān)系很大,當軸向游隙過小時,溫升較高;軸向游隙較大時,軸承容易損壞。故在安裝和運轉(zhuǎn)時要特別注意調(diào)整軸承的軸向游隙,必要時可以預(yù)過盈安裝,以增加軸承的剛度。

            2、定子部件的組成結(jié)構(gòu)

            定子部分主要由氣缸、隔板、密封(級間密封和軸密封)、進氣室和渦室等組成,其中隔板由擴壓器、彎道及回流器等組成。

            2.1汽缸是壓縮機的殼體,由殼身和進氣室構(gòu)成,內(nèi)裝有隔板、密封體、軸承等零部件。汽缸使用的材料和氣體壓力有關(guān),一般低于1.47MPa時,采用鑄鐵;當壓力在1.47~4.9MPa之間時,可采用球磨鑄鐵或鑄鐵;當壓力高于4.9MPa,需要采用鍛鋼。

            2.2隔板是壓縮機形成固定元件的氣體通道。隔板作用是和汽缸一起形成進氣室,將氣體導流到第一級葉輪進口。排氣隔板起末級擴壓器和排氣室的作用,中間隔板作用是形成擴壓器,將從葉輪出來的氣體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽瑫r形成彎道和回流器,使從擴壓器出來的氣體轉(zhuǎn)彎并按一定的方向進入下一級葉輪進行壓縮。隔板材料大多采用加制鑄鐵或球磨鑄鐵材料,受壓大的隔板也有采用鍛鋼材料的。

            2.3級間密封和氣封,其中級間密封主要采用迷宮密封,迷宮密封作用是減少各級氣體的回流;氣封主要用來封油和封氣。

            2.4吸氣室是把大氣進行壓縮,通過進氣管道或中間冷卻器的出口,均勻地引入工作葉輪中,所以每段壓縮機的第一級進口都設(shè)置吸氣室。

            2.5擴壓器。氣體從葉輪流出時具有很高的流速,為了充分利用速度能,在葉輪的出口處設(shè)置流通截面逐漸擴大的固定元件即為擴壓器,把氣體的動能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能。

            2.6彎道和回流器是把擴壓器流出來的氣體引導到下一級葉輪,在擴壓器后設(shè)置了引導氣流拐彎的彎道。

            2.7蝸殼是把擴壓器引出的氣體收集起來,再將氣體引出機外,進入氣體管道或進入冷卻器冷卻,同時,蝸殼也可以對氣流起到一定的降速擴壓作用。

            3、輔助系統(tǒng)

            離心壓縮機參數(shù)具有高參數(shù)、高效率、單機容量大等特點,因此自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)多。需對其熱力狀態(tài)技術(shù)參數(shù)和性能參數(shù)分別進行監(jiān)測,其中主要有進出口的壓力、溫度、流量、軸承溫度、油量油位及安全運行參數(shù)等測量。

            如對離心式壓縮機進行檢修,首先從結(jié)構(gòu)上了解其性能,是一名維修工程師的必備要求。希望本文能給予大家一定支持,如有不足請指正。

          標簽: 離心壓縮機部件原理  

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