離心壓縮機(jī)

按結(jié)構(gòu)形式分類，一般可分為水平剖分型、筒型和多軸型3類。

（1）水平剖分型離心式壓縮機(jī)

此型壓縮機(jī)有一水平中分面將汽缸分為上下兩半，在中分面處用螺栓連接。此種結(jié)構(gòu)拆裝方便（如圖2-1所示），適用于中、低壓力場(chǎng)合。

（2）筒型離心式壓縮機(jī)

筒型壓縮機(jī)有內(nèi)、外兩層汽缸，外汽缸為一筒形，兩端有端蓋。內(nèi)汽缸垂直剖分，其組裝好后再推入外汽缸中（如圖2-2所示）。此結(jié)構(gòu)缸體強(qiáng)度高、密封性好、剛性好、但安裝困難、檢修不便，適用于高壓力或要求密封性好的場(chǎng)合。

（3）多軸型離心式壓縮機(jī)

其是在一個(gè)齒輪箱中由一個(gè)大齒輪驅(qū)動(dòng)幾個(gè)小齒輪軸，每個(gè)軸的一端或兩端安裝有一級(jí)葉輪，葉輪軸向進(jìn)氣，徑向排出，通過管道將各級(jí)葉輪連接。此種結(jié)構(gòu)簡單、體積小，適用于中、低壓力的空氣、蒸氣或惰性氣體的壓縮。

離心壓縮機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子和軸承等組成。葉輪等零件套在主軸上組成轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子支承在軸承上，由動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)而高速旋轉(zhuǎn)。定子包括機(jī)殼、隔板、密封、進(jìn)氣室和蝸室等部件。隔板之間形成擴(kuò)壓器、彎道和回流器等固定元件。只有一個(gè)葉輪的離心壓縮機(jī)稱為單級(jí)離心壓縮機(jī)，有兩個(gè)以上葉輪的稱為多級(jí)離心壓縮機(jī)（見圖3）。級(jí)由葉輪及其后面的擴(kuò)壓器等通道組成。葉輪是離心壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件，有閉式、半開式和開式三種。閉式葉輪由葉片、輪蓋和輪盤組成。半開式葉輪沒有輪蓋，有輪盤。開式葉輪沒有輪蓋和輪盤，葉輪在軸上。當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于葉片與氣體之間力的相互作用，主要是離心力的作用,氣體從葉輪中心處吸入,沿著葉道（葉片之間通道）流向葉輪外緣。葉輪對(duì)氣體作功，氣體獲得能量，壓力和速度提高。然后，氣體流經(jīng)擴(kuò)壓器等通道，速度降低，壓力進(jìn)一步提高，即動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。由擴(kuò)壓器流出的氣體進(jìn)入蝸室輸送出去，或者經(jīng)過彎道和回流器進(jìn)入下一級(jí)繼續(xù)壓縮。在整個(gè)壓縮過程中，氣體的比容減小，溫度增加。溫度增加后，壓縮氣體需要消耗更多的能量。為了節(jié)省功率,多級(jí)離心壓縮機(jī)在壓力比大于3時(shí)常采用中間冷卻。被中間冷卻隔開的級(jí)組稱為段。氣體由上一段進(jìn)入中間冷卻器，經(jīng)冷卻降低溫度以后再進(jìn)入下一段繼續(xù)壓縮。中間冷卻器一般采用水冷。每個(gè)機(jī)殼所包含的部分稱為缸。離心鼓風(fēng)機(jī)排氣壓力較低，所以一般是單缸無中間冷卻的結(jié)構(gòu)。

離心壓縮機(jī)是在通風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。20世紀(jì)初出現(xiàn)了壓力比為 4.5的離心壓縮機(jī)。50年代開始，離心壓縮機(jī)制造業(yè)得到發(fā)展。1963年，美國生產(chǎn)出第一臺(tái)合成氨廠用的14.7兆帕高壓離心壓縮機(jī)，采用筒型機(jī)殼代替水平剖分型機(jī)殼，又稱筒型壓縮機(jī)，它能承受10兆帕以上的壓力。70年代，美國、意大利和聯(lián)邦德國先后制成60～70兆帕高壓筒型壓縮機(jī)，筒體壁厚達(dá) 280毫米。80年代初排氣壓力已達(dá)80兆帕。離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速一般為幾千轉(zhuǎn)/分以上,有的已達(dá)25000轉(zhuǎn)/分以上，所需功率可達(dá)幾萬千瓦,流量已達(dá)10000米3/分。離心壓縮機(jī)的常規(guī)葉輪是以一維流動(dòng)理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的，尚不能反映氣流三維流動(dòng)的復(fù)雜性質(zhì)。60年代開始應(yīng)用三維流動(dòng)理論（見透平機(jī)械、氣體動(dòng)力學(xué)）設(shè)計(jì)空間扭曲葉片，以改善級(jí)的性能。

在離心壓縮機(jī)中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴(kuò)壓通道中給予氣體的擴(kuò)壓作用，使氣體壓力得到提高。早期，由于這種壓縮機(jī)只適于低，中壓力、大流量的場(chǎng)合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心壓縮機(jī)就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機(jī)器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動(dòng)力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機(jī)向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，以致在很多場(chǎng)合可取代往復(fù)壓縮機(jī)，而大大地?cái)U(kuò)大了應(yīng)用范圍。工業(yè)用高壓離心壓縮機(jī)的壓力有（150~350）×10⁵Pa的，海上油田注氣用的離心壓縮機(jī)壓力有高達(dá)700×10⁵Pa的。作為高爐鼓風(fēng)用的離心鼓風(fēng)機(jī)的流量有大至7000m³/min，功率大的有52900KW的，轉(zhuǎn)速一般在10000r/min以上。

有些化工基礎(chǔ)原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纖維、橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中，離心壓縮機(jī)也占有重要地位，是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外，其他如石油精煉，制冷等行業(yè)中，離心壓縮機(jī)也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。

離心壓縮機(jī)的主要性能參數(shù)是結(jié)構(gòu)形式、排氣流量、排氣壓力、吸氣壓力、軸功率、效率和轉(zhuǎn)速。描繪同一轉(zhuǎn)速下的排氣壓力、功率和效率與流量之間的關(guān)系的曲線稱為性能曲線(圖4)。離心壓縮機(jī)最小流量受喘振工況的限制，最大流量受阻塞工況的限制?？梢圆捎米冝D(zhuǎn)速、進(jìn)口節(jié)流、出口節(jié)流和可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉等方法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以擴(kuò)大運(yùn)行工況范圍。

直聯(lián)離心壓縮機(jī)用懸臂式電機(jī)轉(zhuǎn)子及直聯(lián)式離心壓縮機(jī)專利目的

《直聯(lián)離心壓縮機(jī)用懸臂式電機(jī)轉(zhuǎn)子及直聯(lián)式離心壓縮機(jī)》的一個(gè)目的在于提高壓縮機(jī)的能效，減小其外形尺寸，降低其重量和噪音。

該發(fā)明的另一個(gè)目的在于通過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低壓縮機(jī)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)行工況的振動(dòng)。

直聯(lián)離心壓縮機(jī)用懸臂式電機(jī)轉(zhuǎn)子及直聯(lián)式離心壓縮機(jī)技術(shù)方案

一種直聯(lián)離心壓縮機(jī)用懸臂式電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子沿軸向順次的形成有葉輪安裝部、前軸承安裝部、轉(zhuǎn)子鐵芯安裝部、后軸承安裝部，轉(zhuǎn)子鐵芯安裝于轉(zhuǎn)子鐵芯安裝部上，其特征在于：位于葉輪安裝部一端的轉(zhuǎn)子的懸臂長為L1，轉(zhuǎn)子的總長度為L，其中L1/L的比值范圍為0.15～0.35。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)子在葉輪安裝部與前軸承安裝部之間還設(shè)置有轉(zhuǎn)子輔推力盤，在前軸承安裝部與轉(zhuǎn)子鐵芯安裝部之間還設(shè)置有轉(zhuǎn)子主推力盤，電機(jī)前軸承安裝在位于輔推力盤與主推力盤之間的前軸承安裝部處，設(shè)置為雙徑向-雙軸向推力軸承結(jié)構(gòu)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述雙徑向-雙軸向推力軸承為動(dòng)壓滑動(dòng)軸承。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述后軸承設(shè)置為雙徑向-軸向推力軸承結(jié)構(gòu)，從而形成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向雙推軸承結(jié)構(gòu)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)子前、后軸承的支撐中心距為L4，其中L1/L4的比值范圍為0.3～0.4。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)子鐵芯的外徑為D，轉(zhuǎn)子鐵芯的長度為L3，轉(zhuǎn)子鐵芯的外徑與轉(zhuǎn)子鐵芯軸向長度的比值D/L3的范圍為0.25～0.35。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，其中L3/L的比值范圍為0.35～0.55。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，前軸承安裝部直徑為d2，輔推力盤外徑為d1，其中d1/d2的比值范圍為1.6～1.9。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，前軸承安裝部寬度為L2，其中前軸承的寬徑比L2/D2的比值范圍為1.5～1.8。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，前軸承安裝部直徑為d2，主推力盤外徑為d3，其中d3/d2的比值范圍為1.8～2.5。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，前軸承安裝部直徑為d2，輔推力盤外徑為d1，其中d1/d2的比值范圍為0.9～1.1。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，前軸承安裝部直徑為d2，后軸承安裝部直徑為d4，其中d4/d2的比值范圍為1.6～1.9。

《直聯(lián)離心壓縮機(jī)用懸臂式電機(jī)轉(zhuǎn)子及直聯(lián)式離心壓縮機(jī)》還進(jìn)一步涉及一種直聯(lián)式離心壓縮機(jī)，其具有如權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述壓縮機(jī)具有一級(jí)或多級(jí)葉輪。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述多級(jí)葉輪同向順次設(shè)置在轉(zhuǎn)子的懸臂端。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在6000轉(zhuǎn)/分以上，優(yōu)選的在7000轉(zhuǎn)/分以上，所述電機(jī)為直流變頻同步電機(jī)，其功率在150千瓦至800千瓦之間。

直聯(lián)離心壓縮機(jī)用懸臂式電機(jī)轉(zhuǎn)子及直聯(lián)式離心壓縮機(jī)改善效果

《直聯(lián)離心壓縮機(jī)用懸臂式電機(jī)轉(zhuǎn)子及直聯(lián)式離心壓縮機(jī)》的壓縮機(jī)利用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，省去了齒輪增速箱，同時(shí)對(duì)直聯(lián)式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，與2012年4月前技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）由于沒有增速齒輪結(jié)構(gòu)，消除了齒輪傳動(dòng)機(jī)械損失，提高了離心機(jī)壓縮機(jī)的能效；壓縮機(jī)運(yùn)行噪音非常低，一般在70～80分貝；壓縮機(jī)外形結(jié)構(gòu)尺寸和重量大大減小，整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。

（2）由于采用了能夠抑制振動(dòng)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，大大優(yōu)化了壓縮機(jī)的振動(dòng)性能，在高轉(zhuǎn)速的振動(dòng)值非常小，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.03毫米。

本書是針對(duì)大學(xué)生初入職場(chǎng)進(jìn)入專業(yè)化工作的入門與精通圖書，是《校園到職場(chǎng)》叢書的一本。本書從離心壓縮機(jī)的級(jí)、葉輪、固定元件、中間冷卻等幾個(gè)方面，介紹了離心壓縮機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)；給出了離心壓縮機(jī)各種損失及軸向推力的計(jì)算方法；以例題的形式闡述了離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟及各種系數(shù)的選取原則；并以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)討論了離心壓縮機(jī)性能試驗(yàn)與換算的基本準(zhǔn)則；最后以附錄的方式列出了空分設(shè)備用的離心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)和氧氣壓縮機(jī)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

本書供風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)行業(yè)的技術(shù)人員及院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

《直聯(lián)離心壓縮機(jī)用懸臂式電機(jī)轉(zhuǎn)子及直聯(lián)式離心壓縮機(jī)》涉及用于空調(diào)領(lǐng)域的壓縮機(jī)，尤其涉及一種具有直聯(lián)式轉(zhuǎn)軸的高轉(zhuǎn)速（6000轉(zhuǎn)/分以上轉(zhuǎn)速）離心壓縮機(jī)及其電機(jī)轉(zhuǎn)子。