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CN103423197A - 螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮 - Google Patents

螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮 Download PDF

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CN103423197A
CN103423197A CN2013103725198A CN201310372519A CN103423197A CN 103423197 A CN103423197 A CN 103423197A CN 2013103725198 A CN2013103725198 A CN 2013103725198A CN 201310372519 A CN201310372519 A CN 201310372519A CN 103423197 A CN103423197 A CN 103423197A
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张周卫
吴金群
汪雅红
张小卫
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Abstract

螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮由动态离心式径轴流叶轮与静态扩压环两部分组成。动态离心式径轴流叶轮由叶轮进气管、叶轮外壳、叶轮叶片、叶轮内壳组成。静态扩压环由扩压环叶片、扩压环内壳、扩压环外壳构成。螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮采用离心增压原理及轴向扩压原理，使叶轮叶片带动流体高速旋转产生离心力，在叶轮叶片构成的导流通道中离心加速，通过外壳边缘减速增压并改变流动方向，沿轴向流动并在扩压环进行二次轴向扩压，最终实现流体沿轴向增压的径轴流增压过程，可有效减小螺旋压缩膨胀制冷机压缩段气缸直径，防止气流喘振等。

Description

螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮
技术领域
螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮适用于螺旋压缩膨胀制冷机进气增压过程及其它需要利用离心增压且工作流体需要沿轴向扩压并流动的流体增压设备。螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮主要利用流体离心加速增压原理，使叶片带动流体高速旋转并产生离心力，在叶轮内外壳与叶片构成的导流通道中离心加速，通过外壳边缘减速增压并改变流体流动方向，沿轴向流动并在扩压环进行二次轴向扩压，最终实现流体沿轴向增压的径轴流增压过程。本发明适用于螺旋压缩膨胀制冷机进气增压过程，可有效减小螺旋压缩膨胀制冷机压缩段气缸直径，防止气流喘振。
背景技术
首先，螺旋压缩膨胀制冷机进气口制冷剂气体进入螺旋压缩段时，由于进气口管道气源不稳定及瞬时吸气等因素导致进气负压，容易引起气流喘振，损毁轻薄的多级螺旋压缩叶片，使制冷机压缩段不能正常工作。为保护螺旋压缩叶片，防止喘振，增大进气压比，在螺旋压缩制冷机压缩段进气口处设置螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮，使进入多级压缩段的进气压力提高至原管道压力的1.1～1.2倍，防止吸气负压及压缩过程中出现较严重的喘振问题。此外，传统的离心叶轮采用径向设置扩压腔，导致离心压缩段气缸直径增大，压缩机体积较大，且扩压过程中由于一次性改变流体方向导致流体动能损失较大，压缩段温度较高。为便于减少螺旋压缩膨胀制冷机压缩段的动能损失及压缩段扩压腔结构，缩小压缩段气缸直径，本发明采用气流出口沿轴向设置的全封闭径轴向后弯叶片叶轮，在叶轮后再设置气流沿轴向扩压的扩压环，扩压环安装于离心叶轮的出气口。离心加速后的气流首先经离心叶轮外壳改变方向，减速扩压后，再沿轴向进入扩压环进行二次扩压，克服了传统的径轴流叶轮离心压缩后，扩压腔沿径向设置，压缩段气缸直径较大的缺点。该叶轮也适用于需要缩小压缩段气缸直径，防止流体喘振的其它流体机械。
发明内容
根据螺旋压缩膨胀制冷机径轴流增压原理及制冷机结构需要，发明了螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮，该叶轮可使高速流体沿轴向流动并扩压，可减小压缩段气缸直径，防止气流喘振等特点。
本发明的技术解决方案：
螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮由动态离心式径轴流叶轮与静态扩压环两部分组成，动态离心式径轴流叶轮由叶轮进气管1、叶轮外壳2、叶轮叶片3、叶轮内壳4构成，静态扩压环由扩压环叶片5、扩压环内壳6、扩压环外壳7构成，两者同轴且均为轴对称结构。
动态离心叶轮外壳2为轴对称半椭圆形壳体，顶部开孔；动态离心叶轮内壳4为轴对称半椭圆形壳体，尺寸小于叶轮外壳2并安装于叶轮外壳2内部；动态离心叶轮叶片3为后弯叶片并沿径向圆周阵列。
扩压环叶片5安装于扩压环内壳6与扩压环外壳7之间；扩压环叶片5顶部联接扩压环外壳7内表面，底部联接扩压环内壳6外表面；扩压环叶片5为圆弧槽形叶片并沿径向圆周阵列。 
进气管1与叶轮外壳2顶部连接；叶轮叶片3上边缘与叶轮外壳2内表面连接；叶轮叶片3下边缘与叶轮内壳4连接；叶轮叶片3安装于叶轮外壳2与叶轮内壳4之间。
动态离心式径轴流叶轮在前，静态扩压环在后，两者同轴相邻安装。
流体经进气管1进入动态离心式径轴流叶轮外壳2与叶轮内壳4之间的导流通道，叶轮叶片3带动流体做高速旋转，使流体产生离心力，并在叶轮外壳2、叶轮内壳4和叶轮叶片3构成的导流通道中离心加速，在叶轮外壳2边缘减速增压并改变流动方向，沿轴向流动进入静态扩压环扩压。
方案所涉及的原理问题：
　　螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮采用径轴流形式，径轴向两次扩压，轴向流动的径轴流离心增压原理，在螺旋压缩制冷机压缩段进气口处设置螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮，解决由于螺旋压缩膨胀制冷机进气口制冷剂气体进入螺旋压缩段时进气口管道气源不稳定及瞬时负压引起的喘振问题，保护多级螺旋压缩叶片，增大进气压比1.1～1.2倍，防止螺旋压缩膨胀制冷机进气压缩过程发生喘振，使制冷机能够正常工作。其次，传统的离心叶轮扩压腔径向设置，导致离心压缩段气缸直径增大，压缩机体积较大，且扩压过程中由于一次性改变流体方向导致流体动能损失较大，压缩段温度较高。为便于减少螺旋压缩膨胀制冷机压缩段的动能损失及改变扩压腔结构，缩小压缩段气缸直径，本发明采用气流出口沿轴向设置的全封闭径轴向后弯叶片叶轮，在叶轮后再设置气流沿轴向扩压的扩压环，扩压环安装于离心叶轮出气口，离心后的气流首先经离心叶轮外壳改变方向，减速扩压后，再进入轴向扩压环进行二次扩压，克服了传统的径轴流叶轮离心压缩后，扩压腔沿径向设置，压缩段气缸直径较大的缺点。
螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮也适用于其它需要缩小压缩段气缸直径，防止流体喘振的其它流体机械。
本发明的技术特点：
　　首先，本发明采用了沿轴向扩压的径轴流型螺旋压缩膨胀制冷机进气增压叶轮，解决了螺旋压缩膨胀制冷机进气喘振问题，克服了多级螺旋压缩叶片由于喘振易于损坏的缺点。其次，由于螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮采用了后弯型进气螺旋叶片及轴向扩压环，改变了离心后的气流方向，使气流沿轴向流动并在轴向扩压，改变了离心压缩过程采用径向扩压的传统方法，使离心压缩段直径大大减小。其次，由于螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮由动态离心叶轮与静态扩压环组成，压缩过程为离心压缩过程，即可用于可压缩流体的轴向扩压过程，也可用于不可压缩流体的轴向扩压过程，可缩小压缩段气缸直径，缓解可压缩流体的喘振及不可压缩流体的气蚀等危害。最后，螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮在流体离心加速后，首先经历动态叶轮边缘轴向改变流体方向扩压减速过程，其次流体在静态扩压环内改变流动方向，二次静态扩压，使整个轴向压缩过程经历两次扩压过程，有效减少了扩压过程的动能损失。
附图说明
图1所示为螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮三维立体图；
图2所示为螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮俯视图；
图3所示为螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮主视图；
图4所示为螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮扩压环三维图；
图5所示为螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮扩压环俯视图；
图6所示为螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮扩压环主视图。
具体实施方式
首先，加工制造螺旋压缩膨胀制冷机用动态离心式径轴流叶轮及静态扩压环，两者同轴且均为轴对称结构，动态离心式径轴流叶轮由叶轮进气管1、叶轮外壳2、叶轮叶片3、叶轮内壳4构成，静态扩压环由扩压环叶片5、扩压环内壳6、扩压环外壳7构成。动态离心叶轮外壳为轴对称半椭圆形壳体，顶部开孔；动态离心叶轮内壳4为轴对称半椭圆形壳体，尺寸小于叶轮外壳2并安装于叶轮外壳2内部；动态离心叶轮叶片3为后弯叶片并沿径向圆周阵列。扩压环叶片5安装于扩压环内壳6与扩压环外壳7之间；扩压环叶片5顶部联接扩压环外壳7内表面，底部联接扩压环内壳6外表面；扩压环叶片5为圆弧槽形叶片并沿径向圆周阵列。其次，使进气管1与叶轮外壳顶部连接；叶轮叶片3上边缘与叶轮外壳内表面连接；叶轮叶片3下边缘与叶轮内壳4连接；叶轮叶片3安装于叶轮外壳2与叶轮内壳4之间。然后，将螺旋压缩膨胀制冷机用动态离心式径轴流叶轮及静态扩压环安装于螺旋压缩膨胀制冷机进口转轴，动态离心式径轴流叶轮在前，静态扩压环在后，两者同轴相邻安装。最后，打开螺旋压缩膨胀制冷机启动开关，使气流经进气管1进入动态离心式径轴流叶轮外壳2与叶轮内壳4之间的导流通道，叶片3带动流体做高速旋转，流体产生离心力，并在叶轮外壳2、内壳4和叶轮叶片3构成的导流通道中离心加速，在叶轮外壳2边缘减速增压并改变流动方向，最终沿轴向流动进入静态扩压环扩压，完成整个增压过程。

Claims (5)

1.螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮，其特征在于：该叶轮由动态离心式径轴流叶轮与静态扩压环两部分组成，动态离心式径轴流叶轮由叶轮进气管（1）、叶轮外壳（2）、叶轮叶片（3）、叶轮内壳（4）构成，静态扩压环由扩压环叶片（5）、扩压环内壳（6）、扩压环外壳（7）构成，两者同轴且均为轴对称结构。
2.根据权利要求1所述螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮，其特征在于：动态离心叶轮外壳（2）为轴对称半椭圆形壳体，顶部开孔；动态离心叶轮内壳（4）为轴对称半椭圆形壳体，尺寸小于叶轮外壳（2）并安装于叶轮外壳（2）内部；动态离心叶轮叶片（3）为后弯叶片并沿径向圆周阵列。
3.根据权利要求1所述螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮，其特征在于：扩压环叶片（5）安装于扩压环内壳（6）与扩压环外壳（7）之间；扩压环叶片（5）顶部联接扩压环外壳（7）内表面，底部联接扩压环内壳（6）外表面；扩压环叶片（5）为圆弧槽形叶片并沿径向圆周阵列。
4.根据权利要求1所述螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮，其特征在于：进气管（1）与叶轮外壳（2）顶部连接；叶轮叶片（3）上边缘与叶轮外壳（2）内表面连接；叶轮叶片（3）下边缘与叶轮内壳（4）连接；叶轮叶片（3）安装于叶轮外壳（2）与叶轮内壳（4）之间。
5.根据权利要求1所述螺旋压缩膨胀制冷机用径轴流进气增压叶轮，其特征在于：动态离心式径轴流叶轮在前，静态扩压环在后，两者同轴相邻安装。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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