离心式压缩机的结构

任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
• 所谓压缩机的“级”，是由一个叶轮及与 其相配合的固定元件所构成。级是离心式 压缩机做功的基本单元。一台离心式压缩 机总是由一级或几级所组成。从级的类型 来看，一般可分为首级，中间级和末级三 类。首级由吸气室、叶轮、扩压器、弯道 、回流器所组成。中间级是由叶轮、扩压 器、弯道、回流器所组成。末级是由叶轮 、扩压器和蜗壳所组成（有的末级只有叶 轮和蜗壳而无扩压器）。如图3-4所示。
任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
• 2．筒型 • 筒型也就是垂直剖分型，筒型气缸里装入 垂直剖分的隔板，两侧端盖用螺栓紧固。 由于气缸是圆筒型的，抗内压能力强，对 温度和压力所引起的变形也较均匀。此种 压缩机缸体强度高、密封性好、刚性好， 但是拆装困难、检修不便，适用于高压力 或要求密封性好的场合，如图3-2。
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• 3．等温型 • 这种压缩机就为了能在较小的动力下对气体进行 高效的压缩，把各级叶轮压缩的气体，通过级间 冷却器冷却后再导入下一级的一种压缩机。图3-3 10级式齿轮结构示意图 • 图3-3为多轴型离心式压缩机。多轴型压缩机是为 了能在较小的动力下对气体进行高效的压缩，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叶轮，把各级叶轮压缩 的气体，通过级间冷却器冷却后再导入下一级的 一种压缩机，此种压缩机结构简单、体积小，适 用于中、低压的空气、蒸汽或惰性气体的压缩。
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图3-4 离心式压缩机的级
氯气压缩机机组
氯气压缩机转动组件：转子
主机外形图及汽体走向
主机缸体
主机缸体
缸体上半（便于拆卸）
缸体下半
缸体下半（进出汽管口清晰可见）
缸体内部（含前后轴承箱便于讲解）
主机隔板（通流部分）可单独拆卸 及组装（隔板进、出汽口清晰可见）
• （8）紧圈和固定环 叶轮及主轴上的其他零件与 主轴的配合，一般都采用过盈配合，但由于转子 转速较高，离心惯性力的作用将会使叶轮的轮盘 内孔与轴的配合处发生松动，导致叶轮产生位移 。为了防止位移的发生，有些过盈配合后再采用 埋头螺钉加以固定，但有些结构本身不允许采用 螺钉固定，而采用两个半固定环及紧圈加以固定 。固定环由两个半圈组成，加工时按尺寸加工成 一个圆环，然后锯成两半。装配时先把两个半圈 的固定环装在轴槽内，随后将紧圈加热到大于固 定环外径，并热套在固定环上，冷却后即可牢固 地固定在轴上。
任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
• （6）蜗壳 是把从扩压器或直接从叶轮出 来的气体收集起来，并引出机外。 • （7）主轴 主轴是离心式压缩机的主要零 部件之一。其作用是传递功率、支承转子 与固定元件的位置，以保证机器的正常工 作。主轴按结构一般分为阶梯轴、节鞭轴 和光轴等三种类型。
任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
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任务一 离心式压缩机的结构及工作原理 图3-4 离心式压缩机的级 “段”，是以中间冷却器作为分段的标志 。 “缸”一个机壳称为一个缸，多机壳的压 缩机即称为多缸压缩机。叶轮数目较多， 如果都装在同一根轴上，会使临界转速变 得很低，结果工作转速与第二临界转速过 于接近，这是不允许的。为使机器设计得 更合理，压缩机各级需要采用一种以上转 速时，也需分缸。 “列”就是压缩机缸的排列方式，一列可 由一至几个缸组成。
• 【任务描述】 • 假如你是一名检修工，你应了解离心式压 缩机的分类，组成，结构特点和工作原理 ，分析压缩机的性能和工况。 • 【任务分析】 • 任务的完成：在对压缩机进行维检修时， 首先要了解压缩机的结构特点，压缩机的 主要零部件的功用及相互位置关系，压缩 机的运行工况等知识。
任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
氯气压缩机机组，主机外貌(白色为主机）
氯气压缩机机组，主机外貌(白色为主机）
压缩机维护与检修之离心式压缩机
任务一离心式压缩机的结构和工作原理
一、离心式压缩机的结构 辽宁石化职业技术学院 机械技术系 隋博远
学习情境三 离心式压缩机的维护与检修
• 【情境导入】 • 随着石油化工行业装置向大型化，集约化 方向发展，离心式压缩机的应用范围越来 越广。工程技术人员应了解离心式压缩机 的的结构，应用和工作原理；胜任压缩机 的安装、找正、检修等工作；掌握离心式 压缩机的运行与维护的操作规程和常见故 障的排除。
任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
• 一、离心式压缩机的结构 • （一）离心式压缩机的分类 • 离心式压缩机按结构和传动方式可分为水 平剖分型、垂直剖分型(又称筒型)和等温型 压缩机等。按用途和输送介质的性质可分 为空气压缩机、二氧化碳压缩机、合成气 压缩机、裂解气压缩机、氨冷冻机、乙烯 压缩机及丙烯压缩机等。
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• 1．水平剖分型 • 水平剖分型压缩机的气缸被剖分为上、下两 部分，一般用于空压机，排气压力限定在4 ～5MPa，不适于高压和含氢多且分子量小 的气体压缩。此种压缩机拆卸方便，适用于 中低压的场合，如图3-1所示。
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• 图3-1 水平剖分型离心式压缩机基本结构图 1-吸气室；2-止推轴承；3-轴端密封；4-后置密封；5-机壳；6-叶轮；7-轴盖密封；8-隔板；9-扩压器； 10-弯道； 11-回流器；12-级间密封；13-前置密封；14-轴承测温计；15-止推轴承；16-联轴器；17-主轴；18-排出口
学习情境三 离心式压缩机的维护与检修
• 【能力目标】 • 1．能够查阅相关的资料。 • 2．能对压缩机进行拆卸、清洗、检查 与检修，能对压缩机进行组装和安装 。 • 3．能进行机组找正计算和操作。 • 4．能够熟练对压缩机进行试车，调节 及日常维护。 • 5．能对压缩机进行故障分析与判断。
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任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
图3-3 10级式齿轮结构示意图
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• （二）离心式压缩机的组成 • 1．压缩机的构件 • 在离心式压缩机中，习惯上将叶轮与轴的组件统 称为转子，转子多为双支撑挠性轴结构，主轴上 装有叶轮、平衡盘、推力盘、轴套和联轴器等。 • 在离心式压缩机中，定子就是机壳。由吸气室、 级间隔板（扩压器、弯道、回流器）、排气室（ 蜗壳）、轴封、级间密封、入口导流器等组成， 它们也称为固定元件。
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• （9）转子的轴向力及其平衡 离心式压缩机工作 时，叶轮受到的轴向力与离心泵完全相同，由于 不平衡轴向力的存在，迫使压缩机的整个转子向 叶轮的吸入口方向(低压端)窜动，造成止推轴承 的损坏并使转子与固定元件发生碰撞而引起机器 的损坏。 • 在离心式压缩机中，轴向力的平衡方法，原则上 同离心泵的方法相同。通常使用最多的是叶轮对 称排列和设置平衡盘两种方法。高压离心式缩机 还可以在叶轮背面加平衡叶片来平衡轴向力，该 法只有在压力高、气体密度大的场合才有效。
•【相关知识】 •离心式压缩机是速度式透平压缩机的一种，它是通过 高速旋转的叶轮给气体以离心力的作用，使被压缩的 气体沿着垂直于压缩机轴的径向方向流动。在早期， 离心式压缩机主要用来压缩空气，并且只适用于低、 中压力和气量很大的场合。随着各种生产工艺过程的 需求和离心式压缩机制造工艺及设计技术的提高，离 心式压缩机已应用到高压领域。尤其近20年来，在离 心式压缩机设计、制造方面，不断采用新技术、新结 构和新工艺，如采用高压浮环密封结构和干气密封结 构，较好地解决了高压下的轴端密封；采用多油楔径 向轴承及可倾瓦止推轴承，减少了油膜振荡；圆筒形 机壳的使用解决了高压气缸的强度和密封性；电蚀加 工和钎焊解决了小流量下窄流道叶轮的加工。
组装后的氯气压缩机
前后轴承箱可直接拆开，内部轴承构 造清晰可见，便于讲解原理及构造
缸体上下半由紧固件把合，打开上半后可清晰观 看内部结构
内部构造清晰可见（导流器、扩压器、流道、转子、 汽封、轴承、气体进入缸体流向、进入叶轮流向、 如何吸入排出、最大特点拆卸简便构造典型）
氯气压缩机机组，主机外貌(白色为主机）
任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
• （3）弯道 是设置于扩压器后的气流通道 。其作用是将扩压器后的气体由离心方向 改为向心方向，以便引入下一级叶轮继续 压缩。 • （4）回流器 是为了使气流以一定方向均 匀进入下一级叶轮入口。回流器中一般都 装有导向叶片。 • （5）吸气室 吸气室是用来把气体从进口 管或中间冷却器引到叶轮中去，一般有轴 向、径向、径向环流三种结构型式。
学习情境三 离心式压缩机的维护与检修
• 【知识目标】 • 1．认识离心式压缩机的结构、主要零部件的功用 ，离心式压缩机的工作特性。 • 2．熟悉离心式压缩机的拆卸与安装的要求及准备 工作，了解机组的对中找正方法。 • 3．掌握离心式压缩机检修内容，主要零部件的检 修过程及质量判断依据。 • 4．了解离心式压缩机的试车的内容、方法和步骤 ，了解离心压缩机的运行与调节过程。 • 5．离心式压缩机维护方法与步骤，了解离心式压 缩机常见故障及故障的处理方法。
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• （10）推力盘 推力盘是将轴向力传递给止 推轴承的装置，其一端开有凹槽，主要作 密封用，另一端也加工有圆弧形凹面，该 圆弧形面在主轴上恰好与主轴上的叶轮入 口处相连，这样可以减少因气流进入叶轮 所产生的涡流损失和摩擦损失。 • 2．压缩机的级、段、缸、列 • 在离心式压缩机的术语中，常用的有“级 ”、“段”、“缸”、“ 列”。
任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
• 此外，为了使压缩机持续安全、高效率地运 转，还必须有一些辅助设备和系统，如油路 系统、自动控制系统及故障诊断系统。 • 由图3-l可知，离心式压缩机是由转子及与其 配合的固定元件所组成，其主要构件有： • （1）叶轮 叶轮是离心式压缩机中唯一的做 功部件，叶轮叶片一般采用出口角30°～ 60°的后向叶片。它随轴高速旋转，气体在 叶轮中受旋转离心力和扩压流动作用，因此 气体流出叶轮时的压力和速度都得到明显提 高。
任务一 离心式压缩机的结构及工作原理
• 叶轮有闭式叶轮、半开式叶轮和双面进气叶 轮。最常见的是闭式叶轮，其漏气量小、性 能好、效率高，做功量大、单级增压高。双 面进气叶轮适应大流量，且叶轮轴向力本身 得到平衡。 • （2）扩压器 是离心式压缩机中的转能部件 。气体从叶轮流出时速度很高，为此在叶轮 出口后设置流通截面逐来自百度文库扩大的扩压器，以 将这部分速度能有效地转变为压力能。扩压 器一般有无叶扩压器、叶片扩压器和直壁扩 压器三种结构。