CN102619769A - 高压离心风机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种高压离心风机，其包括由同一电机驱动的第一离心鼓风机和第二离心鼓风机，电机，以及连接第一离心鼓风机和第二离心鼓风机的空气冷却器，所述第一离心鼓风机和第二离心鼓风机分别具有机壳，设于机壳上的进气口和排气口，所述空气冷却器通过进气管和第一离心鼓风机的排气口相连通，其通过排气管和第二离心鼓风机的进气口相连通，从第一离心鼓风机的排气口排出的高压、高温气体，经过空气冷却器的冷却降温后，由第二离心鼓风机进行再次压缩，并将高压气体从第二离心鼓风机的排气口排气，本发明将高压离心风机的压升能力大大提高，满足了市场对高压离心风机的更高压力需要。

Description

高压离心风机

技术领域

本发明涉及离心式气体压缩设备技术领域，尤其涉及一种超高压多级离心风机。

背景技术

离心式气体压缩装备按压力高低，分为离心压缩机、离心鼓风机、离心通风机。各自的应用压力范围是：离心压缩机＞150kPa，离心鼓风机20-150kPa，离心通风机＜20kPa。离心鼓风机的压力介于离心压缩机和离心通风机之间，起到了承上启下的作用，在整个离心压缩装备中属于中压设备，也可理解为低压的压缩机或高压的风机。

如图1所示为现有的一种离心风机的结构示意图，其包括机壳91，装设于机壳上的主轴92，进气口93、排气口94，以及连通进气口93和排气口94的多级气体压缩单元95，所述进气口93和排气口94分别设于机壳91的两侧，所述多级气体压缩单元95设于机壳91的内侧，每级气体压缩单元具有扩压区和回流区，以及设于扩压区通道内的叶轮96，通过高速旋转的叶轮对气体做功，使气体压力提高，速度增大，具有一定压力的气体从叶轮以较高速度流出，流入扩压器，使气体速度降低，将气体的一部分动能转化为势能，从而使气体的压力升高，经过多级气体压缩单元压缩后的高压气体由排气口排出。

然而随着高压离心风机的应用中对于压力的要求越来越高，传统多级离心鼓风机通过增大叶轮、提高转速、增加级数等的方法来提高压力，但由于结构强度的限制，叶轮直径的增大和速度的提高有上限；限于转子动力学的限制，级数也有上限。从而使得现行多级离心鼓风机的压力能力达到极限，一般不超过150kPa。

而多机整装于一个基座，由同一电机驱动的离心压缩设备只见于多级离心压缩机。该类离心压缩机需要加装齿轮传动系统，而且是多轴的机组，存在齿轮传动的机械损失和多轴传动带来的振动加大问题，制作成本也大大增加。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种超高压离心风机，以提供更高压力的高压气体，以满足市场对高压离心风机越来越高的压力要求。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种高压离心风机，其包括电机，由电机驱动的第一空气压缩单元和第二空气压缩单元，以及连接于第一空气压缩单元和第二空气压缩单元间的冷却器，所述第一空气压缩单元和第二空气压缩单元分别具有进气口和排气口；所述冷却器包括冷却室、分别连接于冷却室两端的进气管和出气管，所述第一空气压缩单元的排气口与所述进气管相接，所述第二空气压缩单元的进气口与所述出气管相接。

更进一步地，所述第一气体压缩单元和第二气体压缩单元分别具有机壳，设置于机壳上的主轴，所述第一气体压缩单元和第二气体压缩单元的主轴分别通过第一联轴器和第二联轴器与所述电机相接。

所述第一气体压缩单元和第二气体压缩单元的机壳内设有与所述对应进气口和排气口相连通的多级气体压缩单元。

所述进气口和所述排气口分别设于对应机壳的两侧。

所述第一气体压缩单元和第二气体压缩单元装设在同一底盘上。

所述冷却室包括冷却器壳体，形成于冷却器壳体内的冷却器芯，以及形成于所述冷却器壳体和冷却器芯间的冷却空间，所述冷却器芯内通有冷却水，所述冷却空间内通有经过第一气体压缩单元压缩后的压缩气体。

所述第一气体压缩单元为第一离心鼓风机，所述第二气体压缩单元是第二离心鼓风机。

与现有技术相比，本发明提供的高压离心风机具有以下优点：

1、对空气的压升能力提高了一倍；

2、采用传统的高压离心鼓风机技术，在材料和工艺上无更高要求，利于实施。

3、整装式设计和制作，使用起来如同一台传统的高压风机。

4、加装中间冷却器，提高气体压缩过程的热力学性能，降低功耗，提高升压能力和整机效率。

5、完全覆盖了罗茨风机的压升范围，传统的离心风机因为压升能力不够只能替代有限的罗茨风机。

附图说明

图1是现有的离心风机的剖视图；

图2是本发明高压离心风机的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图2所示，本发明所揭示的高压离心风机，其包括电机1，由电机1驱动的第一台空气压缩设备2和第二台空气压缩设备3，以及冷却器4。在本实施例中，所述第一台空气压缩设备2和第二台空气压缩设备3为第一离心鼓风机2和第二离心鼓风机3，该第一离心鼓风机2和第二离心鼓风机3分别通过第一联轴器11和第二联轴器12与所述电机1相接，所述冷却器4连接于第一离心鼓风机2和第二离心鼓风机3间。

具体地说，所述第一离心鼓风机2和第二离心鼓风机3分别具有机壳21、31，设置于机壳21、31两侧的进气口22、32和排气口23、33，装设于机壳21、31上的主轴24、34，以及设置于机壳21、31内侧与所述对应的进气口22、32和排气口23、33相连通多级气体压缩单元(图未示)。

所述第一离心鼓风机2靠近排气口23一端的主轴24通过第一联轴器11与所述电机1相连接，形成电机1对第一离心鼓风机2的排气驱动。所述第二离心鼓风机3靠近进气口32一侧的主轴34通过第二联轴器12与电机1相连接，形成电机1对第二离心鼓风机3的进气驱动。

所述冷却器4具有冷却室41，分别设于冷却室41两端的进气管42和出气管43，所述进气管42与第一离心鼓风机2的排气口23相接，用于将经第一离心鼓风机2压缩后的高压、高温气体输送至冷却室41中冷却，在冷却室41中将从第一离心鼓风机2中出来的高温气体降温到常温后，经出气管43传送至第二离心鼓风机3的进气口32，由第二离心鼓风机3对压缩气体进行二次压缩增压，使气体获得更高压力。且由于经第一离心鼓风机2压缩后的气体是经过了冷却器的冷却后再进行压缩的，因此提高了第二离心鼓风机的热力学性能和压缩能力，降低了压缩功耗，使得离心风机整体的气体压缩能力得以大幅度提高。

所述冷却室41包括冷却器壳体411及冷却器芯412组成，冷却器芯412根据不同工况要求选用铜管或不锈钢管制成，管道外壁增加铝、铜或不锈钢制翘片以提高冷却效果，冷却器壳体411和冷却器芯412间形成压缩空气的冷却空间，压缩气体在冷却器芯412外流动，冷却水在冷却器芯内流动，冷却器的设计根据气体流量、气体压力及气体温度的冷却要求进行了优化设计，以达到最好的冷却效果，同时尽量减少压力损失。

本实施例中的第一离心鼓风机2和第二离心鼓风机3装在同一底盘5上，并由同一电机1进行驱动，且第一离心鼓风机2和第二离心鼓风机3采用相同的结构和配置，以保证压缩气体流量等性能的一致性。而在本发明的其他实施方式中，还可以用两台电机分别驱动第一离心鼓风机和第二离心鼓风机的方式，且第一离心鼓风机和第二离心鼓风机可采用不同的配置。

本发明采用两机联合增压，却共享一台电机驱动，且是在同一直线上的连轴器直联传动，不仅压力能力提升一倍，也不需要加装多轴系统的齿轮箱，制作成本也得到控制。

本发明中采用的两台空气压缩机的耦合设计，即第一台空气压缩设备将空气升压，经冷却器后温度恢复到常温状态，但压力升高，空气密度相应升高。第二台空气压缩设备要基于更高压力和更高密度的进气状态进行匹配设计，内部流道和压缩单元要进行气动优化设计，使得第二机组的压缩效率高，降低功耗水平。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种高压离心风机，其特征在于：包括电机，由电机驱动的第一空气压缩单元和第二空气压缩单元，以及连接于第一空气压缩单元和第二空气压缩单元间的空气冷却器，所述第一空气压缩单元和第二空气压缩单元分别具有进气口和排气口；所述空气冷却器包括冷却室、分别连接于冷却室两端的进气管和出气管，所述第一空气压缩单元的排气口与所述进气管相接，所述第二空气压缩单元的进气口与所述出气管相接。

2.根据权利要求1述的高压离心风机，其特征在于：所述第一气体压缩单元和第二气体压缩单元分别具有机壳，设置于机壳上的主轴，所述第一气体压缩单元和第二气体压缩单元的主轴分别通过第一联轴器和第二联轴器与电机相接。

3.根据权利要求2述的高压离心风机，其特征在于：所述第一气体压缩单元和第二气体压缩单元的机壳内设有与所述对应进气口和排气口相连通的多级气体压缩单元。

4.根据权利要求2述的高压离心风机，其特征在于：所述进气口和所述排气口分别设于对应机壳的两侧。

5.根据权利要求1述的高压离心风机，其特征在于：所述第一气体压缩单元和第二气体压缩单元装设在同一底盘上。

6.根据权利要求1述的高压离心风机，其特征在于：所述冷却室包括冷却器壳体，形成于冷却器壳体内的冷却器芯，以及形成于所述冷却器壳体和冷却器芯间的冷却空间，所述冷却器芯内通有冷却水，所述冷却空间内通有经过第一气体压缩单元压缩后的压缩气体。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的高压离心风机，其特征在于：所述第一气体压缩单元为第一离心鼓风机，所述第二气体压缩单元是第二离心鼓风机。

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