Регулируемый диффузор центробежного компрессора

Изобретение относится к компрессоростроению и касается конструкции диффузоров с регулируемым положением лопаток. Регулируемый диффузор центробежного компрессора содержит расположенные в корпусе компрессора между диафрагмой и стенкой диффузора лопатки, установленные с возможностью поворота и снабженные цапфами, размещенными в стенке диффузора и кинематически связанными с приводным валом посредством рычагов, поворотного диска и приводного рычага, размещенного между стенкой диффузора и торцевой стенкой корпуса и взаимодействующего с кривошипом и пальцем, установленными соответственно на торце приводного вала и периферии поворотного диска. Стенка диффузора имеет фланцевый выступ, в обечайке корпуса со стороны, обращенной к его торцевой стенке, на внутренней поверхности выполнен кольцевой уступ, в котором закреплены дистанционное кольцо и фланцевый выступ стенки диффузора. Приводной рычаг установлен так, что, по крайней мере, в одном из рабочих положений его продольная ось перпендикулярна плоскости, проходящей через оси приводного вала и кривошипа и/или плоскости, проходящей через оси поворотного диска и пальца. Изобретение направлено на повышение надежности работы диффузора центробежного компрессора, упрощение процесса монтажа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к компрессоростроению и касается конструкции диффузоров с регулируемым положением лопаток.

Известен регулируемый диффузор центробежного компрессора, содержащий расположенные в корпусе компрессора между диафрагмой и стенкой диффузора лопатки, установленные с возможностью поворота и снабженные цапфами, размещенными в стенке диффузора и кинематически связанными с приводным валом привода при помощи рычагов, поворотного диска и приводного рычага (см. Патент US №4770605, Кл. F04D 27/00, 1988).

Такое выполнение регулируемого диффузора не обеспечивает надежность работы ввиду сложности кинематической связи между лопатками и приводом.

Известен также регулируемый диффузор центробежного компрессора, содержащий расположенные в корпусе компрессора между диафрагмой и стенкой диффузора лопатки, установленные с возможностью поворота и снабженные цапфами, размещенными в стенке диффузора и кинематически связанными с установленным параллельно цапфам лопаток приводным валом привода при помощи рычагов, поворотного диска и приводного рычага, размещенного между стенкой диффузора и торцовой стенкой корпуса и взаимодействующего с кривошипом и пальцем, установленными, соответственно, на торце приводного вала и периферии поворотного диска (см. Патент RU №2112154, Кл. F04D 29/46, опубликован 27.05.1998).

Однако такое выполнение регулируемого диффузора имеет недостаток, заключающийся в сложности его монтажа из-за трудностей крепления и фиксации стенки диффузора в корпусе и соединения «вслепую» приводного рычага с кривошипом и пальцем. Это отражается на качестве сборки и надежности работы диффузора.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы регулируемого диффузора центробежного компрессора, упрощение процесса монтажа, обеспечение свободного доступа к элементам конструкции диффузора центробежного компрессора.

Технический результат изобретения достигается тем, что регулируемый диффузор центробежного компрессора содержит расположенные в корпусе компрессора между диафрагмой и стенкой диффузора лопатки, установленные с возможностью поворота и снабженные цапфами, размещенными в стенке диффузора и кинематически связанными с приводным валом посредством рычагов, поворотного диска и приводного рычага, размещенного между стенкой диффузора и торцевой стенкой корпуса и взаимодействующего с кривошипом и пальцем, установленными соответственно на торце приводного вала и периферии поворотного диска, при этом стенка диффузора имеет фланцевый выступ, в обечайке корпуса со стороны, обращенной к его торцевой стенке, на внутренней поверхности выполнен кольцевой уступ, в котором закреплены дистанционное кольцо и фланцевый выступ стенки диффузора, приводной рычаг установлен так, что, по крайней мере, в одном из рабочих положений его продольная ось перпендикулярна плоскости, проходящей через оси приводного вала и кривошипа и/или плоскости, проходящей через оси поворотного диска и пальца.

Кроме того, свободные концы кривошипа и пальца размещены в отверстиях, выполненных в приводном рычаге на его продольной оси на расстоянии L друг от друга, определяемом соотношением $$L=(\mathrm{0,9}÷\mathrm{1,1})\cdot \sqrt{H^2-{(R\pm r)}^2}$$ ,

где: Н - расстояние между осями поворотного диска и приводного вала;

R - расстояние от оси поворотного диска до оси пальца;

r - расстояние от оси приводного вала до оси кривошипа.

Кроме того, продольная ось приводного рычага перпендикулярна указанным плоскостям при положении лопаток диффузора вблизи их среднего рабочего положения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан регулируемый диффузор центробежного компрессора, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, вариант выполнения диффузора с размещением приводного рычага между осями приводного вала и поворотного диска; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1, вариант выполнения диффузора с размещением приводного рычага за пределами зоны между осями приводного вала и поворотного диска.

Регулируемый диффузор центробежного компрессора содержит расположенные в корпусе 1 компрессора между диафрагмой 2 и стенкой 3 диффузора лопатки 4, установленные с возможностью поворота и снабженные цапфами 5, размещенными в стенке 3 диффузора. Цапфы 5 кинематически связаны с валом 6 привода, при этом вал 6 установлен в корпусе 1 так, что его ось параллельна осям цапф 5 лопаток 4. Кинематическая связь цапф 5 с валом 6 осуществлена при помощи рычагов 7, соединенных с поворотным диском 8, и приводного рычага 9, соединенного также с диском 8 и размещенного между стенкой 3 диффузора и торцевой стенкой 1.1 корпуса 1. Приводной рычаг 9 с одной стороны взаимодействует с кривошипом 10, установленным на торце приводного вала 6, а с другой стороны взаимодействует с пальцем 11, установленным на периферии поворотного диска 8.

Стенка 3 диффузора имеет фланцевый выступ 12, который размещен в кольцевом уступе 13 (расточке), выполненном в обечайке 1.2 корпуса 1 со стороны, обращенной к торцевой стенке 1.1 на внутренней поверхности. В уступе 13 между его кольцевой поверхностью и фланцевым выступом 12 стенки 3 диффузора размещено дистанционное кольцо 14. Дистанционное кольцо 14 и фланцевый выступ 12 зафиксированы в обечайке 1.2 с помощью, например, призонных болтов (не показаны), размещенных в отверстиях фланцевого выступа 12. Приводной рычаг 9 установлен так, что, по крайней мере, в одном из рабочих положений его продольная ось 0-0 перпендикулярна плоскости I-I, проходящей через оси приводного вала 6 и кривошипа 10, и плоскости II-II, проходящей через оси поворотного диска 8 и пальца 11, либо одной из плоскостей I-I, II-II. Свободные концы кривошипа 10 и пальца 11 размещены в отверстиях 15, выполненных в приводном рычаге 9 на продольной оси 0-0 (на противоположных концах рычага 9) на расстоянии L друг от друга, которое определяется из соотношения:

$$L=(\mathrm{0,9}÷\mathrm{1,1})\cdot \sqrt{H^2-{(R\pm r)}^2}$$ , где

Н - расстояние между осями поворотного диска и приводного вала;

R - расстояние от оси поворотного диска до оси пальца;

r - расстояние от оси приводного вала до оси кривошипа.

Продольная ось 0-0 приводного рычага 9 перпендикулярна указанным плоскостям I-I и II-II при положении лопаток 4 диффузора вблизи их среднего рабочего положения.

При сборке компрессора узел регулируемого диффузора собирают в следующем порядке. В стенке 3 диффузора устанавливают лопатки 4, закрепляют рычаги 7 на цапфах 5 лопаток 4 и устанавливают в стенку 3 диффузора поворотный диск 8, с которым соединяют рычаги 7. Затем стенку 3 диффузора с лопатками 4, рычагами 7 и поворотным диском 8 устанавливают в обечайке 1.2 корпуса 1, размещая фланцевый выступ 12 стенки 3 диффузора в расточке 13 обечайки 1.2. Перед установкой стенки 3 диффузора в расточке 13 устанавливают дистанционное кольцо 14, толщина которого определяет осевое положение стенки 3 диффузора. Фиксируют стенку 3 диффузора относительно обечайки 1.2, например, призонными болтами, размещенными в отверстиях фланцевого выступа 12. Устанавливают в обечайке 1.2 приводной вал 6 и кинематически связывают его с поворотным диском 8 при помощи приводного рычага 9, посредством размещения в его отверстиях 15 свободных концов кривошипа 10 и пальца 11. Приводной рычаг 9 устанавливают так, что продольная ось 0-0 приводного рычага 9 перпендикулярна плоскостям I-I и II-II при положении лопаток 4 диффузора вблизи их среднего рабочего положения. При этом расстояние L между отверстиями 15 выполнено в соответствии с соотношением $$L=(\mathrm{0,9}÷\mathrm{1,1})\cdot \sqrt{H^2-{(R\pm r)}^2}$$ . Знак «плюс» или «минус» в круглых скобках соотношения зависит от конструктивного исполнения регулируемого диффузора. При варианте исполнения диффузора с размещением приводного рычага 9 между осями приводного вала 6 и поворотного диска 8 (фиг.2) в соотношении следует принять знак «плюс». Если используется вариант с размещением приводного рычага 9 вне зоны между осями приводного вала 6 и поворотного диска 8 (фиг.3), то в соотношении следует принять знак «минус». Далее обечайку 1.2 с установленным регулируемым диффузором соединяют с торцовой стенкой 1.1 корпуса 1.

При работе центробежного компрессора регулирование его параметров производят поворотом лопаток 4 диффузора после поступления сигнала на привод (не показан) приводного вала 6. Привод поворачивает приводной вал 6 с кривошипом 10, который воздействует на приводной рычаг 9 и перемещает его в определенном направлении. Приводной рычаг 9 воздействует на палец 11 и вращает поворотный диск 8, взаимодействующий с рычагами 7, которые поворачивают лопатки 4 на соответствующий угол.

Такое выполнение регулируемого диффузора центробежного компрессора упрощает его монтаж и соединение с корпусом 1 за счет размещения всех его элементов в обечайке 1.2 и обеспечения свободного доступа к ним со стороны торцовой стенки 1.1 корпуса 1. Доступ открыт к расточке 13 в обечайке 1.2 для размещения в ней фланцевого выступа 12 стенки 3 диффузора, к фланцевому выступу 12 - для крепления и фиксации стенки 3 диффузора, к кривошипу 10 и пальцу 11 - для установки приводного рычага 9. Не требуется специальных приспособлений для сборки, зазоры в подвижных соединениях можно выполнить минимально допустимыми.

Кроме того, расстояние между отверстиями 15 в приводном рычаге 9, выполненное в соответствии с указанным соотношением, позволяет обеспечить одно из рабочих положений приводного рычага 9, при котором его продольная ось 0-0 перпендикулярна плоскости I-I, проходящей через оси приводного вала 6 и кривошипа 10, и одновременно плоскости II-II, проходящей через оси поворотного диска 8 и пальца 11. Такое исполнение уменьшает усилия привода для поворота лопаток 4, если еще при этом лопатки 4 установлены вблизи их среднего рабочего положения.

Таким образом, такая конструкция регулируемого диффузора центробежного компрессора повышает надежность его работы, так как обеспечивает качество сборки, надежное крепление и фиксацию его элементов, снижение нагрузки на привод поворота лопаток 4, свободный доступ к элементам конструкции диффузора при его монтаже.

1. Регулируемый диффузор центробежного компрессора, содержащий расположенные в корпусе компрессора между диафрагмой и стенкой диффузора лопатки, установленные с возможностью поворота и снабженные цапфами, размещенными в стенке диффузора и кинематически связанными с приводным валом посредством рычагов, поворотного диска и приводного рычага, размещенного между стенкой диффузора и торцевой стенкой корпуса и взаимодействующего с кривошипом и пальцем, установленными соответственно на торце приводного вала и периферии поворотного диска, отличающийся тем, что стенка диффузора имеет фланцевый выступ, в обечайке корпуса со стороны, обращенной к его торцевой стенке, на внутренней поверхности выполнен кольцевой уступ, в котором закреплены дистанционное кольцо и фланцевый выступ стенки диффузора, приводной рычаг установлен так, что, по крайней мере, в одном из рабочих положений его продольная ось перпендикулярна плоскости, проходящей через оси приводного вала и кривошипа и/или плоскости, проходящей через оси поворотного диска и пальца.

2. Диффузор по п.1, отличающийся тем, что свободные концы кривошипа и пальца размещены в отверстиях, выполненных в приводном рычаге на его продольной оси на расстоянии L друг от друга, определяемом соотношением $$L=(\mathrm{0,9}÷\mathrm{1,1})\cdot \sqrt{H^2-{(R\pm r)}^2}$$ ,
где: H - расстояние между осями поворотного диска и приводного вала;
R - расстояние от оси поворотного диска до оси пальца;
r - расстояние от оси приводного вала до оси кривошипа.

3. Диффузор по п.1, отличающийся тем, что продольная ось приводного рычага перпендикулярна указанным плоскостям при положении лопаток диффузора вблизи их среднего рабочего положения.