CN104467288A - 一种压缩机配用电机的半封闭式油冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种压缩机配用电机的半封闭式油冷系统，电机连接体、电机前腔体、电机后腔体等高强度铸件材料组成半封闭电机腔体，电机前腔体内壁铸有轴向油槽，电机定子上开通能形成有效喷射及雾化的径向油路，一部分油经过径向油路进入到电机定子与电机转子之间，对电机转子直接冷却，另一部分油经过电机定子的轴向油路，并在电机前后腔体转向油槽作用下形成轴向往复流动，实现对电机定子的直接冷却。冷却电机的油经过外置油冷却装置及油泵后进入电机进行循环。本发明能够有效解决使用压力较高、对工质要求苛刻或者功率较大时电机的冷却问题。

Description

一种压缩机配用电机的半封闭式油冷系统

技术领域

本发明涉及一种压缩机配用电机的冷却系统。

背景技术

压缩机是动力机械的核心设备，在制冷、供热、气体增压等领域发挥着越来越大的作用。压缩机结构形式一般分为开启式、封闭式两大类，开启式压缩机使用普通开启式电机，封闭式压缩机与电机合为一体使用封闭式电机。对于开启式结构，轴封泄漏是难以克服的问题，随着压缩机应用范围的扩大，在使用压力高、压缩工质危险或工质昂贵等对工质要求苛刻的场合存在很大的隐患。封闭式电机目前应用很普遍，其冷却方法多使用吸气冷却电机、排气冷却电机、液态制冷剂冷却电机等。吸气冷却效果好，但是吸气冷却导致压缩工质过热，尤其是在电机功率较大时，电机发热导致有害吸气过热；排气冷却则受制于排气温度限制，仅适用于排气温度较低的场合，且电机长期处于高温、高压环境下，其寿命和可靠性会降低；液态制冷剂蒸发冷却目前被广泛应用在制冷压缩机，冷却效果好，但是其只适用于有相变的工质和工况，不适于大多数的气体增压、空气压缩等无相变工况的应用场合。

在使用压力高、对工质要求苛刻等场合，必须使用封闭式结构，而如何对封闭式电机进行冷却，尤其是在电机功率较大时如何对封闭式电机进行冷却，是现在许多科研机构、企业的研究热点。压缩机的电机在实际工作中，发热量最大的部位是导线匝束附近，电机定子发热通过定子铁芯将热量传导至外壳体，然后通过气体或液体冷却剂进行冷却，如专利CN201355790Y、JP2012-182952、US20130342045A1等。目前封闭式电机冷却多是通过液体冷却剂如油、制冷剂等对电机定子壳体冷却，以及转子开孔等方式对转子内部冷却，在电机功率不高时通过液体冷却剂对电机定子壳体冷却可以取得较好的效果，但应用在较大功率时存在发热部位无法冷却而导致局部过热的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有压缩机配用电机冷却系统的不足，而提供一种压缩机配用电机的半封闭式油冷系统，有效解决使用压力较高、对工质要求苛刻或者功率较大时电机的冷却问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种压缩机配用电机的半封闭式油冷系统，包括压缩机头和用于驱动压缩机头工作的电机，所述电机的传动轴与压缩机头相连接，连接处通过电机连接体与压缩机头相连接并组成封闭腔体，还包括后端连接有电机前腔体的电机后腔体，所述电机包括装配在电机前腔体内的电机定子，电机定子内部装有电机转子，电机定子和电机转子之间有环形间隙，其特征在于：所述的电机前腔体内壁铸有轴向油槽，轴向油槽与开设在电机前腔体上的油进口相连接，该油进口通过油管连接油泵的出油端，油泵的进油端连接油冷却器的出油端；电机定子上开设有将所述轴向油槽与所述环形间隙连通的若干条径向油路；所述的电机定子上开设有若干条通孔形式的轴向油路；电机前腔体和电机后腔体上分别开设有若干条转向油槽，所述的转向油槽与所述的轴向油路相对应，以实现相邻两条轴向油路的转向；若干条轴向油路中，其中一条为进油油路，其中另一条为出油油路；进油油路与开设在电机后腔体上的进油孔相连接，该进油孔通过油管连接所述油泵的出油端管路；出油油路与开设在电机前腔体上的出油孔相连接，该出油孔与所述油冷却器的回油端相连接。

所述轴向油槽为铸造在电机前腔体上的轴向油槽。

所述径向油路为孔径外粗内细的油路，用以形成有效喷射及雾化。

所述油泵和油冷却器为外置装置。

本发明的积极效果在于：

压缩机头与压缩机配用电机的半封闭式油冷系统采用模块化设计，两者通过分体式联轴器连接，外部由电机连接体包裹组成封闭腔体，克服了开启式压缩机轴封泄漏的问题，同时具有开启式压缩机维护方便的优点。压缩机头采用开启式压缩机独立吸排气形式，避免了普通半封闭电机采用吸气冷却导致的吸气量减少以及排气冷却存在的安全隐患问题，适合应用在使用压力高、对工质要求苛刻等场合。工作时，一部分冷却油进入到电机前腔体内轴向油槽内沿径向油路流过电机定子，在电机定子与电机转子之间的环形间隙内流动，对电机转子直接冷却，另一部分油流经电机定子的轴向油路，经过电机前腔体、电机后腔体的端面转向油槽后改变流动方向，在电机定子内往复流动，对电机定子直接冷却。经过外置油冷却器进行冷却，然后通过外置油泵进行循环。电机冷却效果好，整机无泄漏、运行可靠、效率高。

压缩机配用电机的对外接口除电机轴端伸出外，仅有电机进出油口、电机轴承供油口，轴伸端通过分体式联轴器与压缩机驱动轴连接，外面由电机连接体与压缩机壳体形成封闭腔体。

本半封闭式油冷系统使用与螺杆压缩机用润滑油相同规格的润滑油，并配置独立的油冷却装置、泵等循环油路，该油路与压缩机压缩过程润滑油分开，不影响压缩机效率。

本发明技术方案有效克服了在使用压力较高、对工质要求苛刻、电机功率较大时传统开启式电机和普通封闭式结构电机的技术弊端，提供了一种稳定可靠的压缩机配用电机的冷却解决方案。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是电机前腔体结构示意图。

图3是电机前腔体内端面结构示意图。

图4是电机后腔体内端面结构示意图。

图5是电机定子内部结构示意图。

图6是电机定子轴向结构示意图。

图7是轴向油路和转向油路的结构和工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

如图1所示，本发明的实施例包括压缩机头19和用于驱动压缩机头19工作的电机，所述电机的传动轴17通过分体式联轴器18与压缩机头19相连接。还包括前端通过电机连接体1与压缩机头19相连接并组成封闭腔体，后端连接有电机前腔体4的电机后腔体10，电机后腔体10的后端安装有后端盖12。电机连接体1、电机前腔体4和电机后腔体10均为高强度铸造结构。

所述电机包括装配在电机前腔体4内的电机定子6，电机定子6引出线引至电机接线盒2内部，与电机转子9配合的传动轴17前后分别配置有前轴承3和后轴承11，以保证电机转子9定位准确可靠。电机定子6内部装有电机转子9，电机定子6和电机转子9之间有环形间隙5。

本发明的实施例还包括油泵13和油冷却器14。

结合图1和图2，所述的电机前腔体4内壁铸有轴向油槽8，轴向油槽8与开设在电机前腔体4上的油进口相连接，该油进口通过油管连接油泵13的出油端，油泵13的进油端连接所述油冷却器14的出油端。结合图1和图5，电机定子6上开设有将所述轴向油槽8与所述环形间隙5连通的若干条径向油路7，径向油路7为孔径外粗内细的油路，能形成有效喷射及雾化，用以增强换热效率。低温油从电机前腔体4腔壁上的油进口进入到轴向油槽8内，然后沿径向油路7到达环形间隙5中，对电机转子9进行直接冷却。

结合图1和图6，所述的电机定子6上开设有若干条通孔形式的轴向油路15。

如图2、图3、图4和图7，电机前腔体4和电机后腔体10上分别开设有若干条转向油槽16，所述的转向油槽16与所述的轴向油路15相对应，实现相邻两条轴向油路15的转向。

若干条轴向油路15中，其中一条为进油油路，其中另一条为出油油路。进油油路与开设在电机后腔体10上的进油孔相连接，该进油孔通过油管连接所述油泵13的出油端管路；出油油路与开设在电机前腔体4上的出油孔相连接，该出油孔与所述油冷却器14的回油端相连接。

如图1、图7所示，在油泵13作用下，冷却油经进油孔进入轴向油路15，经电机前腔体4、电机后腔体10端面的转向油槽16依次流经若干条轴向油路15，从出油孔回到油冷却器14，如此循环，对电机定子6进行直接冷却。

对电机转子9进行直接冷却的一路冷却油经环形间隙5后从电机前腔体4上的出油孔流出。

Claims (4)

1.一种压缩机配用电机的半封闭式油冷系统，包括压缩机头（19）和用于驱动压缩机头（19）工作的电机，所述电机的传动轴（17）与压缩机头（19）相连接，连接处通过电机连接体（1）与压缩机头（19）相连接并组成封闭腔体，还包括后端连接有电机前腔体（4）的电机后腔体（10），所述电机包括装配在电机前腔体（4）内的电机定子（6），电机定子（6）内部装有电机转子（9），电机定子（6）和电机转子（9）之间有环形间隙（5），其特征在于：所述的电机前腔体（4）内壁铸有轴向油槽（8），轴向油槽（8）与开设在电机前腔体（4）上的油进口相连接，该油进口通过油管连接油泵（13）的出油端，油泵（13）的进油端连接油冷却器（14）的出油端；电机定子（6）上开设有将所述轴向油槽（8）与所述环形间隙（5）连通的若干条径向油路（7）；所述的电机定子（6）上开设有若干条通孔形式的轴向油路（15）；电机前腔体（4）和电机后腔体（10）上分别开设有若干条转向油槽（16），所述的转向油槽（16）与所述的轴向油路（15）相对应，以实现相邻两条轴向油路（15）的转向；若干条轴向油路（15）中，其中一条为进油油路，其中另一条为出油油路；进油油路与开设在电机后腔体（10）上的进油孔相连接，该进油孔通过油管连接所述油泵（13）的出油端管路；出油油路与开设在电机前腔体（4）上的出油孔相连接，该出油孔与所述油冷却器（14）的回油端相连接。

2.根据权利要求1所述的压缩机配用电机的半封闭式油冷系统，其特征在于，所述轴向油槽（8）为铸造在电机前腔体（4）上的轴向油槽。

3.根据权利要求1所述的压缩机配用电机的半封闭式油冷系统，其特征在于：所述径向油路（7）为孔径外粗内细的油路，用以形成有效喷射及雾化。

4.根据权利要求1所述的压缩机配用电机的半封闭式油冷系统，其特征在于，所述油泵（13）和油冷却器（14）为外置装置。