CN101025162A - 电机－压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种电机－压缩机(10)，包括一个压缩机(20)和一个直接连接到所述压缩机(20)的电动机(30)，其特征在于：压缩机(20)和电动机(30)在一个单元中结合成整体，并容纳在一个箱或壳(12)中。

Description

电机-压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于压缩工艺气体的电机-压缩机，特别是需要较少维护和高可靠性的电机-压缩机，更具体地是用于水下环境的电机-压缩机。
背景技术
电机-压缩机通常包括工艺气体压缩机和使所述压缩机运行的电动机。
它们通常以接头的方式互相连接，该接头将从压缩机箱或壳中伸出的压缩机轴的一部分与从电动机箱或壳中伸出的电动机的转子的相应部分连接起来。
电动机和压缩机都装配有至少一对径向轴承，用于支撑相应的转子。
在某些情况下，这些轴承是用油润滑的，这样的缺点是要采用润滑油的控制和管理系统，并由此导致高的阻碍和相当多的维护干涉行为。
在水下应用的情况下，这种结构形式(非整体式)需要多个密封垫圈用于隔离压缩机和电动机的内部零件，上述各个轴的所有零件从其上延伸，以实现连接。
但是，这又导致增加了零件的数量和电机-压缩机的复杂性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可靠的电机-压缩机，该电机-压缩机的维护时间和费用较少。
本发明的另一个目的是提供一种电机-压缩机，其具有较少数量的零件，以提高可靠性和可使用性。
本发明的又一个目的是提供一种结构紧凑、重量轻、易于运输的电机-压缩机。
本发明的另外一个目的是提供一种简单、经济的电机-压缩机。
根据本发明的这些目的，通过提供一种如权利要求1所述的电机-压缩机来达到。
本发明的其它特征在随后的权利要求中进行说明。
附图说明
从下面参考所附的示意图的示例性而非限制性的描述，根据本发明的电机-压缩机的特征和优点变得更加明显，其中：
图1是根据本发明的电机-压缩机的优选实施例的部分截面侧视图；
图2是压缩机的内部细节的示意图。
具体实施方式
参看附图，示出了一个电机-压缩机10，其包括一个压缩机20和一个直接连接到所述压缩机20的电动机30，它们在一个单元中结合成整体。
特别地，所述电机-压缩机10包括一个箱或壳12，用于容纳所述压缩机20和所述电动机30。
所述压缩机20和所述电动机30优选为不分开的，相同类型的气体(由压缩机处理的工艺气体)从它们二者通过。
尽管工艺气体可能包含腐蚀/侵蚀剂，能够在极快的时间内侵蚀电器零件(特别是电动机30的线圈和转子的磁轴承70)，但是根据本发明的电机-压缩机10包括电动机线圈和磁轴承的基于采用隔离物的保护系统，使它们免受工艺气体的侵蚀。
所述的电机-压缩机10优选包括三个活动的径向磁轴承70，用于支撑电动机30的转子32和压缩机20的转子32。
所述三个活动的磁轴承70中的第一和第二轴承优选地靠近所述电动机30的所述轴32的端部定位并支撑该轴32。
所述三个活动的磁轴承70中的第三轴承优选地在所述压缩机20的所述转子22的自由端定位并支撑该转子22。这样，对润滑油的需要和相关的维护干涉行为可以有利地得以避免，同时，用于支撑电动机30和压缩机20的轴承数量尽可能减少到最少，即采用三个支撑轴承70。
根据本发明，采取四个支撑轴承70的常规类型的结构，实际上是多余的。
另一方面，尽管根据本发明的方案使得采取只具有两个径向轴承的结构成为可能，但是已经证实，在特别复杂的应用环境，例如水下应用，这需要系统的最大可靠性并且功能的实现需要很多离心盘轮，而只有两个轴承的方案不能保证必要的可靠性。
所述的电机-压缩机10优选包括另外一个适于承受轴向推力的活动的磁轴承80，特别是位于所述电动机30的所述转子32上。
除了三个活动的径向磁轴承70外，还为转子提供一个第四气体支撑件85，其位于靠近压缩机轴承处。该支撑件能够提高转子的稳定性，并在磁轴承发生故障的时候代替磁轴承。
特别地，所述电机-压缩机10包括一个适当的正面啮合(Hirth型)直接联轴器50，其将所述压缩机20连接到所述电动机30。
特别地，所述直接联轴器50将所述压缩机20的所述转子和所述电动机30的所述转子32相连接，并使它们形成整体。
换句话说，所述电动机30的所述转子32的端部通过前端联轴器50与所述压缩机20的所述转子的相应端部22相连接。
特别地，所述直接联轴器50通过一个连接杆将所述电动机30的所述转子32连接到所述压缩机20的所述转子22，所述连接杆未示出，其固定到所述电动机30的所述转子32，并穿过所述压缩机20的所述转子22。
所述连接杆通过作用在所述离心式压缩机20的可出入侧(accessible side)进行组装，除了那些用作维护/处理流体以及电连接线的通道的孔外，不需要在外壳的侧面上开其它的孔，相反，现有技术中这却是必需的，其中电动机轴和压缩机轴之间的连接需要有贯穿壳体的出入孔。
因此，所述壳12在电动机和压缩机之间的连接点没有任何联系，但是，在其侧面包括多个专门用作维护/处理流体的通道和电连接线的通道的孔，这一点在尽可能减少机器的内部环境和外部环境之间的泄漏具有重大意义的应用中是特别有利的(特别是水下应用)。
参看图2，根据本发明的一个优选实施例，所述压缩机20的所述转子22包括一系列部分22’和一系列具有正面啮合(Hirth型)的直接联轴器51，使所述部分22’互相连接成一个整体。
每一个部分22’装配有各自的盘轮26，并适于通过各个相似的带正面啮合的直接联轴器51与至少另外一个部分22’相连接。
盘轮的数量优选地适应于特定的压缩操作的需要。
采用多个部分22’还具有以下优点：
包围盘轮26的隔板可以加工成一个单件；
不必采用内部垫圈密封。
这样，内部泄漏的可能性被降低到最小。
所述压缩机20的转子22可以完全装配到壳12外面的定子部分(隔板)，这样使装配操作更容易。
最后，位于每一个部分22’的每一个盘轮26都与轴整体加工形成。
电器零件的冷却优选以以下方式实现。
对于电动机30来说，采用闭合回路40使冷却气体循环通过定子和转子零件，该闭合回路40装配有外部换热器41和位于所述电动机30的转子32端部的盘轮45。所采用的气体与以点火状态引入电动机腔(motor volume)中的工艺气体相同。
电动机侧的磁轴承通过系统40和盘轮45由在电动机内循环的相同的气体冷却。
对于压缩机侧的磁轴承来说，其冷却是由从第一压缩机阶段通过管道61输送到该磁轴承的气体排放60来保证的。相同的排放，通过使用不同的管道65，也可以到达电动机，作为补偿(部分气体从电动机腔流到压缩机腔)。
根据特定的安装需要，所述电机-压缩机10的结构可以是水平的或者垂直的。
由于其结构更加紧凑，该电机-压缩机更便于运输。
因此，可以看出，根据本发明的电机-压缩机达到了上面所述的目的。
本发明的电机-压缩机这样设计，使其能够进行各种修改和变化，这些都包括在相同的发明构思内。
另外，实际应用中，所采用的材料以及尺寸和零件，都可以根据技术上的需要而变化。

Claims (10)

1、一种电机-压缩机(10)，包括一个压缩机(20)和一个直接连接到所述压缩机(20)的电动机(30)，其特征在于：所述压缩机(20)和所述电动机(30)在一个单元中结合成整体，并容纳在一个箱或壳(12)中。
2、如权利要求1所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：其包括三个活动的径向磁轴承(70)，用于支撑电动机(30)的转子(32)和压缩机(20)的转子(22)。
3、如权利要求2所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：所述三个活动的磁轴承(70)中的第一和第二轴承在靠近所述电动机(30)的所述转子(32)的端部处对其进行支撑，而所述三个活动的磁轴承中的第三活动磁轴承(70)支撑所述压缩机(20)的所述轴或转子，并定位在该轴或转子的自由端。
4、如权利要求2所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：还包括一个靠近压缩机轴承的第四气体支撑件(85)。
5、如权利要求1所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：其包括一个具有正面啮合的直接联轴器(50)，该直接联轴器将所述压缩机(20)的转子(22)和所述电动机(30)的转子(32)相连接，并使它们形成整体。
6、如权利要求1所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：所述压缩机(20)包括一个细分成一系列部分(22’)的转子(22)，所述部分(22’)通过一系列具有正面啮合的直接联轴器(51)互相连接成一个整体。
7、如权利要求6所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：每一个部分(22’)装配有各自的与轴形成整体的盘轮(26)，并适于通过各个具有正面啮合的直接联轴器(51)与至少另外一个部分(22’)相连接。
8、如权利要求1所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：其包括一个适于承受轴向推力的活动的磁轴承(80)，特别是位于所述电动机(30)的轴(32)上。
9、如权利要求1所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：所述壳(12)在其侧面包括一系列专门用作维护/处理流体的通道和电连接线的通道的孔。
10、如权利要求1所述的电机-压缩机(10)，其特征在于：其结构可以是水平的或者垂直的。
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