离心压缩机简介

离心压缩机由转子、定子和轴承等组成。叶轮等零件套在主轴上组成转子，转子支承在轴承上，由动力机驱动而高速旋转。定子包括机壳、隔板、密封、进气室和蜗室等部件。隔板之间形成扩压器、弯道和回流器等固定元件。只有一个叶轮的离心压缩机称为单级离心压缩机，有两个以上叶轮的称为多级离心压缩机（见图3）。级由叶轮及其后面的扩压器等通道组成。叶轮是离心压缩机的关键部件，有闭式、半开式和开式三种。闭式叶轮由叶片、轮盖和轮盘组成。半开式叶轮没有轮盖，有轮盘。开式叶轮没有轮盖和轮盘，叶轮在轴上。当叶轮高速旋转时，由于叶片与气体之间力的相互作用，主要是离心力的作用,气体从叶轮中心处吸入,沿着叶道（叶片之间通道）流向叶轮外缘。叶轮对气体作功，气体获得能量，压力和速度提高。然后，气体流经扩压器等通道，速度降低，压力进一步提高，即动能转变为压力能。由扩压器流出的气体进入蜗室输送出去，或者经过弯道和回流器进入下一级继续压缩。在整个压缩过程中，气体的比容减小，温度增加。温度增加后，压缩气体需要消耗更多的能量。为了节省功率,多级离心压缩机在压力比大于3时常采用中间冷却。被中间冷却隔开的级组称为段。气体由上一段进入中间冷却器，经冷却降低温度以后再进入下一段继续压缩。中间冷却器一般采用水冷。每个机壳所包含的部分称为缸。离心鼓风机排气压力较低，所以一般是单缸无中间冷却的结构。

按结构形式分类，一般可分为水平剖分型、筒型和多轴型3类。

（1）水平剖分型离心式压缩机

此型压缩机有一水平中分面将汽缸分为上下两半，在中分面处用螺栓连接。此种结构拆装方便（如图2-1所示），适用于中、低压力场合。

（2）筒型离心式压缩机

筒型压缩机有内、外两层汽缸，外汽缸为一筒形，两端有端盖。内汽缸垂直剖分，其组装好后再推入外汽缸中（如图2-2所示）。此结构缸体强度高、密封性好、刚性好、但安装困难、检修不便，适用于高压力或要求密封性好的场合。

（3）多轴型离心式压缩机

其是在一个齿轮箱中由一个大齿轮驱动几个小齿轮轴，每个轴的一端或两端安装有一级叶轮，叶轮轴向进气，径向排出，通过管道将各级叶轮连接。此种结构简单、体积小，适用于中、低压力的空气、蒸气或惰性气体的压缩。

离心压缩机的主要性能参数是结构形式、排气流量、排气压力、吸气压力、轴功率、效率和转速。描绘同一转速下的排气压力、功率和效率与流量之间的关系的曲线称为性能曲线(图4)。离心压缩机最小流量受喘振工况的限制，最大流量受阻塞工况的限制。可以采用变转速、进口节流、出口节流和可调进口导叶等方法进行调节，以扩大运行工况范围。

在离心压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。工业用高压离心压缩机的压力有（150~350）×10⁵Pa的，海上油田注气用的离心压缩机压力有高达700×10⁵Pa的。作为高炉鼓风用的离心鼓风机的流量有大至7000m³/min，功率大的有52900KW的，转速一般在10000r/min以上。

有些化工基础原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。在生产这种基础原料的石油化工厂中，离心压缩机也占有重要地位，是关键设备之一。除此之外，其他如石油精炼，制冷等行业中，离心压缩机也是极为关键的设备。

离心压缩机是在通风机的基础上发展起来的。20世纪初出现了压力比为 4.5的离心压缩机。50年代开始，离心压缩机制造业得到发展。1963年，美国生产出第一台合成氨厂用的14.7兆帕高压离心压缩机，采用筒型机壳代替水平剖分型机壳，又称筒型压缩机，它能承受10兆帕以上的压力。70年代，美国、意大利和联邦德国先后制成60～70兆帕高压筒型压缩机，筒体壁厚达 280毫米。80年代初排气压力已达80兆帕。离心压缩机转速一般为几千转/分以上,有的已达25000转/分以上，所需功率可达几万千瓦,流量已达10000米3/分。离心压缩机的常规叶轮是以一维流动理论为基础设计的，尚不能反映气流三维流动的复杂性质。60年代开始应用三维流动理论（见透平机械、气体动力学）设计空间扭曲叶片，以改善级的性能。

直联离心压缩机用悬臂式电机转子及直联式离心压缩机专利目的

《直联离心压缩机用悬臂式电机转子及直联式离心压缩机》的一个目的在于提高压缩机的能效，减小其外形尺寸，降低其重量和噪音。

该发明的另一个目的在于通过压缩机转子的结构优化，降低压缩机在高转速运行工况的振动。

直联离心压缩机用悬臂式电机转子及直联式离心压缩机技术方案

一种直联离心压缩机用悬臂式电机转子，所述转子沿轴向顺次的形成有叶轮安装部、前轴承安装部、转子铁芯安装部、后轴承安装部，转子铁芯安装于转子铁芯安装部上，其特征在于：位于叶轮安装部一端的转子的悬臂长为L1，转子的总长度为L，其中L1/L的比值范围为0.15～0.35。

作为上述技术方案的优选实施例，所述转子在叶轮安装部与前轴承安装部之间还设置有转子辅推力盘，在前轴承安装部与转子铁芯安装部之间还设置有转子主推力盘，电机前轴承安装在位于辅推力盘与主推力盘之间的前轴承安装部处，设置为双径向-双轴向推力轴承结构。

作为上述技术方案的优选实施例，所述双径向-双轴向推力轴承为动压滑动轴承。

作为上述技术方案的优选实施例，所述后轴承设置为双径向-轴向推力轴承结构，从而形成压缩机转子的轴向双推轴承结构。

作为上述技术方案的优选实施例，转子前、后轴承的支撑中心距为L4，其中L1/L4的比值范围为0.3～0.4。

作为上述技术方案的优选实施例，转子铁芯的外径为D，转子铁芯的长度为L3，转子铁芯的外径与转子铁芯轴向长度的比值D/L3的范围为0.25～0.35。

作为上述技术方案的优选实施例，其中L3/L的比值范围为0.35～0.55。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部直径为d2，辅推力盘外径为d1，其中d1/d2的比值范围为1.6～1.9。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部宽度为L2，其中前轴承的宽径比L2/D2的比值范围为1.5～1.8。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部直径为d2，主推力盘外径为d3，其中d3/d2的比值范围为1.8～2.5。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部直径为d2，辅推力盘外径为d1，其中d1/d2的比值范围为0.9～1.1。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部直径为d2，后轴承安装部直径为d4，其中d4/d2的比值范围为1.6～1.9。

《直联离心压缩机用悬臂式电机转子及直联式离心压缩机》还进一步涉及一种直联式离心压缩机，其具有如权利要求1-12任一项所述的电机转子，所述压缩机具有一级或多级叶轮。

作为上述技术方案的优选实施例，所述多级叶轮同向顺次设置在转子的悬臂端。

作为上述技术方案的优选实施例，其转子的转速在6000转/分以上，优选的在7000转/分以上，所述电机为直流变频同步电机，其功率在150千瓦至800千瓦之间。

直联离心压缩机用悬臂式电机转子及直联式离心压缩机改善效果

《直联离心压缩机用悬臂式电机转子及直联式离心压缩机》的压缩机利用电机直接驱动叶轮旋转，省去了齿轮增速箱，同时对直联式转子的结构进行了优化，与2012年4月前技术相比，具有以下优点：

（1）由于没有增速齿轮结构，消除了齿轮传动机械损失，提高了离心机压缩机的能效；压缩机运行噪音非常低，一般在70～80分贝；压缩机外形结构尺寸和重量大大减小，整体结构更加紧凑。

（2）由于采用了能够抑制振动的转子结构，大大优化了压缩机的振动性能，在高转速的振动值非常小，远低于国家标准规定的0.03毫米。

本书是针对大学生初入职场进入专业化工作的入门与精通图书，是《校园到职场》丛书的一本。本书从离心压缩机的级、叶轮、固定元件、中间冷却等几个方面，介绍了离心压缩机的基本工作原理和结构；给出了离心压缩机各种损失及轴向推力的计算方法；以例题的形式阐述了离心压缩机的设计计算步骤及各种系数的选取原则；并以实践经验讨论了离心压缩机性能试验与换算的基本准则；最后以附录的方式列出了空分设备用的离心压缩机的典型结构和氧气压缩机的计算标准。

本书供风机，压缩机行业的技术人员及院校相关专业师生参考。

《直联离心压缩机用悬臂式电机转子及直联式离心压缩机》涉及用于空调领域的压缩机，尤其涉及一种具有直联式转轴的高转速（6000转/分以上转速）离心压缩机及其电机转子。