[發明專利]用于生成動態軸向推力以平衡徑向旋轉機械的總軸向推力的裝置

有效

• 申請號: 201380068660.7
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN105308331B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: T·阿爾班;S·吉勒明;M·比日;G·尤里斯奇;S·法羅米
• 申請（專利權）人: 熱力學公司
• 主分類號: F04D29/28
• 分類號: F04D29/28;F04D29/44;F04D29/051
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;周心志

用于徑向旋轉機械的葉輪組件(2)包括葉輪的帶葉片的輪轂部分(4)，該帶葉片的輪轂部分(4)具有第一徑向向外面對的流體偏轉表面(11)，該表面(11)具有設計成將軸向流體流偏轉為徑向離心流的彎曲外形，且包括偏轉器部分(3、14)，該偏轉器部分(3、14)具有第二徑向向外面對的流體偏轉表面(12、13)。第二徑向向外面對的表面(12、13)具有設計成將徑向向心流體流(28、29)偏轉為軸向流體流(26、25)的彎曲外形。

技術領域

本發明涉及徑向旋轉機械，如離心壓縮機或單級流體膨脹器。

背景技術

一般來說，徑向旋轉機械可為用于處理流體流的旋轉機械，該流體流被迫使至少沿流動路徑的部分徑向地流動。

徑向旋轉機械是用于處理流體流的旋轉機械，其中流體流至少沿部分流動路徑徑向地發生。徑向旋轉機械可例如為離心壓縮機。

離心壓縮機或單級膨脹器是徑向旋轉機械：它們包括帶葉片的葉輪，該帶葉片的葉輪設計成迫使流體遠離旋轉機械的軸線徑向地流動。

這些葉輪經受軸向力，該軸向力可為兩種類型：

所謂的靜態軸向力，其由輪的上游側與下游側之間的流體壓力差生成，

和所謂的動態軸向力，其是施加于流體的動量變化的結果，該流體軸向地流入葉輪中并徑向地流出輪。

這些軸向力通常由平衡鼓系統部分地平衡，且由軸向推力軸承，例如由油軸承部分地平衡。

在所述平衡鼓系統中，至少平衡鼓部件圍繞與葉輪相同的軸組裝。該平衡鼓部件包括兩個徑向地延伸表面，這兩個徑向地延伸表面面對相反的軸向方向，且徑受不同的流體壓力。

這些平衡鼓系統通常被調節以抗衡靜態軸向力。

根據它們的設計，平衡鼓系統有時也可抗衡動態軸向力中的一部分。軸向力的剩余部分然后必須利用軸向推力軸承抗衡。軸向推力軸承可為不同類型的。油軸承能夠耐受高負荷，但它們必須被供給潤滑油，這在海底應用中可為障礙，由于系統缺乏可接近性，或在醫療應用中可為障礙，在這些應用種不可容忍由油引起的污染。

取決于推力軸承可耐受的最大軸向力，且取決于軸向力的未被平衡鼓抗衡的部分，機械的流體通過量必須被限制到如下值，該值通常低于由徑向旋轉機械的其他參數所施加的最大通過量。

發明內容

本發明目標是提出一種葉輪機械，其保證更好的軸向力補償，因此使得能夠使用僅為磁力形式的軸承。本發明的另一目標是降低系統的整體長度和質量。

為了該目的，根據本發明的用于徑向旋轉機械的葉輪組件包括葉輪的帶葉片的輪轂部分，該帶葉片的輪轂部分具有第一徑向向外面對的流體偏轉表面，該表面具有設計成將軸向流體流偏轉為徑向離心流的彎曲外形。葉輪組件包括偏轉器部分，該偏轉器部分具有第二徑向向外面對的流體偏轉表面。第二徑向向外面對的表面具有設計成將徑向向心流體流偏轉為軸向流體流的彎曲外形，且考慮軸向流體流的方向，置于第一徑向向外面對的表面的軸向下游。第一徑向向外面對的表面支承帶葉片的輪轂部分的多個葉片。

根據本發明，用于處理流體的徑向旋轉機械包括附接到相同軸的一個或更多個葉輪，它們各自具有帶葉輪的輪轂部分，各帶葉輪的輪轂部分包括第一徑向向外面對的流體偏轉表面，該表面具有設計成將軸向流體流偏轉為徑向離心流的彎曲外形。該機械還包括：

-護罩，其圍繞各輪轂部分組裝，以便截留到達帶葉片的輪轂部分的軸向流體流且迫使流體流沿著第一向外面對的表面，

-定子，其包括引導通路，該引導通路用于來自護罩與第一向外面對的表面之間的流體，通路在各葉輪之后包括離心擴散器部分，離心擴散器部分之后跟著彎頭，然后跟著向心返回通道部分。