[發明專利]離心式壓縮機

無效

• 申請號: 200680023923.2
• 申請日: 2006-07-19
• 公開（公告）號: CN101218435A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 諾貝特·奧斯特;格哈德·弗賴;朱爾根·菲舍爾
• 申請（專利權）人: 加德納·丹佛·紹普夫海姆股份有限公司
• 主分類號: F04D17/12
• 分類號: F04D17/12;F04D29/26
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余朦;方挺

本發明涉及一種小型離心式壓縮機葉輪以及包含該葉輪的小型離心式壓縮機，其特征在于，該葉輪具有大小適于被卡裝或壓配合于電動機驅動軸上的中心孔。

背景技術

眾所周知，小型離心式壓縮機具有5-10kw的驅動動力，其可用于向其它機器如(例如裝釘機或其它生產機器)提供壓縮空氣。該動力范圍內的標準壓縮機在體積流率為2,000m³/h時產生大約80毫巴的總體壓力差，其效率相對較低。

并且，在小尺寸多級壓縮機中，公知的做法是用機械加工去除一些材料，以使重心位于旋轉軸線上。一般情況下，小尺寸多級壓縮機的葉輪至少分為兩部分制造——帶有葉輪葉片的輪轂和封閉葉輪葉片的葉輪罩。第一部分是鑄造的葉輪輪轂，其具有從葉輪輪轂徑向延伸的多個二維葉片。盡管就制造難度而言，二維葉片更有優勢，但這種簡單的葉片設計將使得效率受到損害。第二部分是葉輪罩，葉輪罩通常焊接于葉輪輪轂上。這種兩部分的葉輪使得其在電機軸上更難以平衡，并且也增加了制造成本。此外，公知的小尺寸多級壓縮機一般在擴散器中具有葉片。

發明內容

本發明提供一種具有驅動電機的兩級離心式壓縮機，驅動電機的驅動軸上設置有兩個葉輪，驅動電機是速度超出10,000轉/分、動力源的范圍為5至10kW的快速運轉的異步電機。兩級壓縮機與在臨界速度上的運轉的結合提供了一種非常高性能的壓縮機，該壓縮機在體積流率為700至900m³/h時產生超過200毫巴的整體壓力差。

在一種實施方案中，本發明的兩個葉輪是相同的整體式葉輪。這樣理論上降低了制造成本，因為這樣允許為相同數量的離心式壓縮機制造更大量的葉輪。

在另一種實施方案中，本發明的整體式葉輪除了葉輪孔之外都是相同的，葉輪孔是不同的。各葉輪孔至少在其75％的長度上是截錐體，最接近電機的第二葉輪孔大于遠離所述電機的第一葉輪孔，這使得葉輪可相對容易地從電機驅動軸上取下。

本發明的葉輪具有整體的葉輪葉片，該葉輪葉片與葉輪輪轂是一體的，并且是從所述葉輪輪轂徑向和軸向延伸的三維葉片。該葉輪是空間扭曲的。在小直徑上中心線的偏差超過在大直徑上中心線的偏差。

本發明的葉輪質量輕，其由單片的鋁合金鑄件構成，以提供一體的葉輪輪轂、葉輪葉片和葉輪罩。這允許葉片制作成本發明三維彎曲的形狀。為此，可采用熔芯法(lost?core)。采用的鋁合金鑄件特有的輕重量提供了較低的總體重量。可對葉輪的外表面進行機械加工(即通過切屑加工工藝)，以提供平滑均勻的表面。

在本發明的另一種實施方案中，通過將葉輪卡裝(jam)或壓配合于驅動軸，使得葉輪附著于電機驅動軸上。這使得可以省去導向鍵等在葉輪高速驅動時，會產生不平衡和強度等方面的問題的元件。

在另一種實施方案中，通過在驅動軸和葉輪之間提供公差環，本發明確保葉輪保持精確限定，并優選地位于相對于驅動軸的中心位置。

在另一種實施方案中，壓縮機具有一對除了葉輪孔之外均相同的整體式葉輪。第一葉輪的葉輪轂孔是截錐體，該截錐體的第一端(離壓縮機電機最遠的一端)具有小于其第二端的直徑。第二葉輪的葉輪轂孔也是截錐體，該截錐體的第一端(離壓縮機電機最遠的一端)具有小于其第二端的直徑。所述第二葉輪孔的第一端具有大于第一葉輪孔第二端的直徑。所述第二葉輪孔的第一端的直徑也大于電機驅動軸延伸至超出第二葉輪的任何部分，因而第二葉輪可容易地從電機驅動軸上取下，以維修或更換。

在另一種實施方案中，整體式葉輪驅動軸上具有相間隔的截錐體，各截錐體略大于對應的第一和第二葉輪的截錐體孔，因而葉輪可壓配合于驅動軸上。

在另一種實施方案中，本發明提供具有多個平衡孔的葉輪，所述平衡孔內可任選地附著平衡元件(如螺栓、螺釘或圓盤等)。由于葉輪被驅動于臨界速度以上，在壓縮機裝配后，必須進行非常細心的平衡。這只能在離心式壓縮機裝配后進行，因為即使之前完全平衡的葉輪，在安裝葉輪過程中(例如由于驅動軸略微的偏心配置)產生的不平衡在運轉過程中也會產生嚴重后果。第一葉輪(與電機相距最遠的葉輪)的平衡孔在壓縮機的抽吸端是可接近的，因此，在平衡之后，不需要在旋轉部分做任何工作。已經證明僅僅利用第一葉輪的平衡孔實現最后的平衡是完全足夠的。第二葉輪(與電機相距最近的葉輪)的平衡孔是不需要的，在安裝第一葉輪之后，第二葉輪的平衡孔不再可接近。