6.3.2 Конструктивные формы осевых компрессоров

Осевые компрессоры строятся, как правило, многоступенчатыми. Проточная полость образуется межлопастными каналами венцов рабочих и направляющих лопастей и поверхностями корпуса и втулки.

В зависимости от формы внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности втулки различают два основных геометрических типа проточной полости (рис.6.23)

(6.23)

В обоих случаях радиальная длина рабочих и направляющих лопастей уменьшается в направлении от первой ступени к последней.

Рисунок 6.23 Проточная полость осевого компрессора

Изменение длины лопасти обусловлено уменьшением объема газа при сохранении постоянного значения осевой скорости. Последнее условие необязательно, и в некоторых случаях уменьшают осевую скорость в последних ступенях с целью уменьшения потерь энергии в них. Минимальная длина лопасти последней ступени приблизительно 40 мм.

Изменение длины лопасти в направлении движения газа приводит к изменению характерного для осевых машин значения втулочного отношения .

Для первых ступеней , для последних.

Выясним особенности геометрических типов компрессоров, определяемых условиями (6.67).

1) . В этом случае втулка – цилиндрическая и изготовление её несложно. Корневые части и крепление рабочих лопастей всех ступеней во втулке совершенно одинаковы. Последние лопасти в этом варианте имеют при прочих равных условиях длины, большие, чем в варианте с. Увеличение длины лопастей хвостовых ступеней уменьшает потери энергии в них.

2) . В этой схеме упрощаются обработка корпуса и крепление в нем направляющих лопаток. Упрощается и является более надежными обработка и пригонка внешних венцов рабочих лопастей. Поэтому допускаются меньшие радиальные зазоры между концами рабочих лопастей и внутренней поверхностью корпуса, что повышает объемный КПД ступени. Окружные скорости лопастей в этом случае выше, чем при; это увеличивает работу ступеней, и при заданной ступени сжатия компрессора количество ступеней получается меньшим. Чем в первом случае. Недостатком такой конструкции является применительно к малым подачам малые длины хвостовых ступеней: КПД хвостовых ступеней снижается.

Кроме рассмотренных схем построения проточной полости иногда применяют и другие схемы с и, не имеющие, однако, преимуществ перед рассмотренными.

Для стационарных осевых компрессоров применяют в большинстве случаев схему с .

Существенное влияние на энергетическую эффективность осевого компрессора оказывает аэродинамика подводящего и отводящего каналов. Они конструируются, как правило, в виде спиральных и осевых каналов переменного сечения (конфузоров и диффузоров).

Рассмотрим конструктивные формы рабочих и направляющих лопастей и способ их кре5пления во втулке и корпусе компрессора.

Лопасти осевых компрессоров в редких случаях являются цилиндрическими. Обычно они рассчитываются с переменным по длине коэффициентом реактивности или по условию . Это приводит к изменению угла установки элементов по ее длине, и лопасть получается винтовой.

Корневое сечение лопасти 1 жестко сопрягается с сухарем 2 , служащим для закрепления лопасти во втулке. Лопасть и сухарь обычно выполняются из одного куска металла, в некоторых случаях они свариваются. Боковые грани сухаря имеют криволинейные рифы (зубцы) 3 для крепления в канавках, проточенных во втулке. Сухари вводятся в канавку через специальный замковый колодец и разводятся по канавке до плотного соприкосновения торцовыми плоскостями (рис. 6.24).

Рисунок 6.24 Конструкция рабочей лопасти

После набора в канавку сухарей полного венца лопастей в замковый колодец закладывается с небольшим натягом холостой (без лопасти) сухарь, стопорящийся специальным винтом.

В некоторых конструкциях колодец для введения хвостовиков лопастей выполняется один на две кольцевые канавки. Это упрощает конструкцию крепления.

Направляющие лопасти могут крепится к корпусу, или аналогично креплению рабочих лопастей к втулке, или способом, показанным на рис. 6.25. В этом случае лопатки группируются при помощи цилиндрических бандажных лент 1 и 2 в секции; одна крепится к верхней половине корпуса компрессора, другая к нижней. Стыки секций – в привалочных плоскостях половин корпуса. Способы крепления лопаток к бандажам и бандажей к корпусу ясны на рис. 6.25. На наружных концах направляющих лопаток отфрезерованы хвостовики 3, проходящие через сквозные отверстия в бандаже. С наружной стороны хвостовик приваривается к бандажу.

Рисунок 6.25 Крепление направляющей лопасти

На внутренних концах направляющих лопаток отфрезерованы стерженьки, пропускаемые через отверстия в бандаж 2 и расклепываемые в нем.

Для увеличения жесткости пакета к наружному бандажу 1 приваривается кольцо жесткости 4 , плотно входящее в цилиндрическую выточку в корпусе. Весь пакет предохраняется от проворачивания в корпусе штифтом 5.