[发明专利]具有自行再循环机匣处理的闭式叶轮

说明书

提供一种具有自行再循环机匣处理的闭式叶轮。所述闭式叶轮包括：壳体，设置有开口；插入件，插入到所述开口的一侧；叶轮主体，插入到所述开口的另一侧，并且包括多个叶片和覆盖所述多个叶片的轮盖，其中，插入件设置有引导流体进入叶轮主体的入口的流入通道，其中，在插入件的外表面与壳体的内表面之间的间隙形成循环流动通道，循环流动通道连接流入通道的一端与流入通道的另一端和叶轮主体的入口相接的部分。

技术领域

与本发明构思的示例性实施例一致的设备和方法涉及一种离心叶轮，更具体地讲，涉及一种设置有自行再循环机匣的闭式叶轮。

背景技术

离心压缩机是通过使用旋转的叶轮向流体施加离心力来压缩流体的设备。

离心压缩机通常包括产生驱动旋转力的驱动单元。然后，这种旋转直接或通过齿轮单元被传送到叶轮，连接到旋转轴的叶轮将动能传递给流体，以增加流体的压力。然后，流体在进入收集器元件(诸如，蜗壳(scroll))之前进入扩散器。轮盖(shroud)与蜗壳连接以形成流体流经的内部空间。

压缩机的运行范围在高流速受阻塞(choke)的限制，并且在低流速条件下受失速的限制。当出现失速时，空气动力不稳定发生，这影响压缩机的性能。进一步地降低流速而超过失速限制将导致更加不稳定以及压缩机的最终喘振，其中，与叶轮的动力学相结合的流动的大的波动可导致叶轮的破损。因此，压缩机的运行应被限制为防止在失速下运行以及对压缩机和连接的装备的潜在损坏。已经进行了各种尝试来扩展压缩机级的可用的运行范围。失速的开始的特点在于压缩机流动通路中的分离流动的区域的出现。这些失速区域可在包括叶轮或扩散器的入口或出口的级(stage)中的各个位置发生。在叶轮入口失速的情况下，机匣处理可以是一种增大级的失速极限的有效方法。通常，机匣处理使用从主流动通道隔离流动的低动量区域并延迟在主流动通道中的失速的开始的方法。大部分机匣处理需要通过固定的轮盖进入流动通道，所以它们可仅被应用到开式叶轮。然而，各种工业压缩应用利用具有整体轮盖的闭式叶轮并仍需要宽的运行范围。

发明内容

本发明构思的各个方面提供能够与自行再循环机匣处理接口连接的闭式叶轮的示例性实施例。

然而，这些方面不限于在此阐述的方面。通过参考下面给出的具体实施方式，上面和其他方面对于示例性实施例所属领域的普通技术人员将变得更清楚。

根据示例性实施例，提供一种闭式叶轮级，所述闭式叶轮级可包括：壳体，设置有开口；插入件，插入到所述开口的一侧；叶轮主体，插入到所述开口的另一侧，并且包括多个叶片和覆盖所述多个叶片的轮盖，其中，插入件设置有引导流体进入叶轮主体的入口的流入通道，其中，在插入件的外表面与壳体的内表面之间的间隙形成循环流动通道，循环流动通道连接流入通道的一端与流入通道的另一端和叶轮主体的入口相接的部分。

循环流动通道可包括：流出通道，接收从叶轮主体的入口排出的流体；空心件，与流出通道连接以使流体穿过；回流通道，回流通道的一端与空心件连接，回流通道的另一端与流入通道的所述一端连接，以便将流体引入到流入通道中。

插入件可包括在空心件中形成的多个轮叶。

所述多个轮叶可以以沿着插入件的外圆周方向朝向插入件的径向方向弯曲的弧形结构形成。

所述多个轮叶可沿着插入件的外圆周方向以固定间隔布置。

所述多个轮叶可被布置为去除穿过循环流动通道的流体的涡流。

所述多个轮叶可沿与叶轮的旋转轴平行的方向延伸。

流出通道可具有从叶轮主体的入口朝向空心件更宽的宽度。

空心件的宽度可以比流出通道的宽度大。

回流通道可沿着插入件的径向方向延伸。

空心件可以以包围插入件的外圆周的环形体的形状形成。