離心壓縮機性能

離心壓縮機的主要性能參數(shù)是結構形式、排氣流量、排氣壓力、吸氣壓力、軸功率、效率和轉速。描繪同一轉速下的排氣壓力、功率和效率與流量之間的關系的曲線稱為性能曲線(圖4)。離心壓縮機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速、進口節(jié)流、出口節(jié)流和可調進口導葉等方法進行調節(jié)，以擴大運行工況范圍。

按結構形式分類，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

此型壓縮機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。此種結構拆裝方便（如圖2-1所示），適用于中、低壓力場合。

（2）筒型離心式壓縮機

筒型壓縮機有內、外兩層汽缸，外汽缸為一筒形，兩端有端蓋。內汽缸垂直剖分，其組裝好后再推入外汽缸中（如圖2-2所示）。此結構缸體強度高、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合。

（3）多軸型離心式壓縮機

其是在一個齒輪箱中由一個大齒輪驅動幾個小齒輪軸，每個軸的一端或兩端安裝有一級葉輪，葉輪軸向進氣，徑向排出，通過管道將各級葉輪連接。此種結構簡單、體積小，適用于中、低壓力的空氣、蒸氣或惰性氣體的壓縮。

離心壓縮機由轉子、定子和軸承等組成。葉輪等零件套在主軸上組成轉子，轉子支承在軸承上，由動力機驅動而高速旋轉。定子包括機殼、隔板、密封、進氣室和蝸室等部件。隔板之間形成擴壓器、彎道和回流器等固定元件。只有一個葉輪的離心壓縮機稱為單級離心壓縮機，有兩個以上葉輪的稱為多級離心壓縮機（見圖3）。級由葉輪及其后面的擴壓器等通道組成。葉輪是離心壓縮機的關鍵部件，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。當葉輪高速旋轉時，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。葉輪對氣體作功，氣體獲得能量，壓力和速度提高。然后，氣體流經擴壓器等通道，速度降低，壓力進一步提高，即動能轉變?yōu)閴毫δ?。由擴壓器流出的氣體進入蝸室輸送出去，或者經過彎道和回流器進入下一級繼續(xù)壓縮。在整個壓縮過程中，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,多級離心壓縮機在壓力比大于3時常采用中間冷卻。被中間冷卻隔開的級組稱為段。氣體由上一段進入中間冷卻器，經冷卻降低溫度以后再進入下一段繼續(xù)壓縮。中間冷卻器一般采用水冷。每個機殼所包含的部分稱為缸。離心鼓風機排氣壓力較低，所以一般是單缸無中間冷卻的結構。

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

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

離心壓縮機是在通風機的基礎上發(fā)展起來的。20世紀初出現(xiàn)了壓力比為 4.5的離心壓縮機。50年代開始，離心壓縮機制造業(yè)得到發(fā)展。1963年，美國生產出第一臺合成氨廠用的14.7兆帕高壓離心壓縮機，采用筒型機殼代替水平剖分型機殼，又稱筒型壓縮機，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，筒體壁厚達 280毫米。80年代初排氣壓力已達80兆帕。離心壓縮機轉速一般為幾千轉/分以上,有的已達25000轉/分以上，所需功率可達幾萬千瓦,流量已達10000米3/分。離心壓縮機的常規(guī)葉輪是以一維流動理論為基礎設計的，尚不能反映氣流三維流動的復雜性質。60年代開始應用三維流動理論（見透平機械、氣體動力學）設計空間扭曲葉片，以改善級的性能。

直聯(lián)離心壓縮機用懸臂式電機轉子及直聯(lián)式離心壓縮機專利目的

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

該發(fā)明的另一個目的在于通過壓縮機轉子的結構優(yōu)化，降低壓縮機在高轉速運行工況的振動。

直聯(lián)離心壓縮機用懸臂式電機轉子及直聯(lián)式離心壓縮機技術方案

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

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，所述轉子在葉輪安裝部與前軸承安裝部之間還設置有轉子輔推力盤，在前軸承安裝部與轉子鐵芯安裝部之間還設置有轉子主推力盤，電機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，設置為雙徑向-雙軸向推力軸承結構。

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

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，所述后軸承設置為雙徑向-軸向推力軸承結構，從而形成壓縮機轉子的軸向雙推軸承結構。

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，轉子前、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。

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

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

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，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。

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，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。

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，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。

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，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。

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，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)離心壓縮機用懸臂式電機轉子及直聯(lián)式離心壓縮機》還進一步涉及一種直聯(lián)式離心壓縮機，其具有如權利要求1-12任一項所述的電機轉子，所述壓縮機具有一級或多級葉輪。

作為上述技術方案的優(yōu)選實施例，所述多級葉輪同向順次設置在轉子的懸臂端。

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

直聯(lián)離心壓縮機用懸臂式電機轉子及直聯(lián)式離心壓縮機改善效果

《直聯(lián)離心壓縮機用懸臂式電機轉子及直聯(lián)式離心壓縮機》的壓縮機利用電機直接驅動葉輪旋轉，省去了齒輪增速箱，同時對直聯(lián)式轉子的結構進行了優(yōu)化，與2012年4月前技術相比，具有以下優(yōu)點：

（1）由于沒有增速齒輪結構，消除了齒輪傳動機械損失，提高了離心機壓縮機的能效；壓縮機運行噪音非常低，一般在70～80分貝；壓縮機外形結構尺寸和重量大大減小，整體結構更加緊湊。

（2）由于采用了能夠抑制振動的轉子結構，大大優(yōu)化了壓縮機的振動性能，在高轉速的振動值非常小，遠低于國家標準規(guī)定的0.03毫米。

本書是針對大學生初入職場進入專業(yè)化工作的入門與精通圖書，是《校園到職場》叢書的一本。本書從離心壓縮機的級、葉輪、固定元件、中間冷卻等幾個方面，介紹了離心壓縮機的基本工作原理和結構；給出了離心壓縮機各種損失及軸向推力的計算方法；以例題的形式闡述了離心壓縮機的設計計算步驟及各種系數(shù)的選取原則；并以實踐經驗討論了離心壓縮機性能試驗與換算的基本準則；最后以附錄的方式列出了空分設備用的離心壓縮機的典型結構和氧氣壓縮機的計算標準。

本書供風機，壓縮機行業(yè)的技術人員及院校相關專業(yè)師生參考。

《直聯(lián)離心壓縮機用懸臂式電機轉子及直聯(lián)式離心壓縮機》涉及用于空調領域的壓縮機，尤其涉及一種具有直聯(lián)式轉軸的高轉速（6000轉/分以上轉速）離心壓縮機及其電機轉子。