CN105090066A - 一种轴流式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴流式压缩机，该风机具有至少一级做功级，该做功级主要由相互对应的静子部件和转子部件组成，静子部件主要由壳体、通过轴承装配于壳体上的多根静叶片组成，这些静叶片的叶片转轴分别与壳体上套装的、轴向进给的静叶桨叶角调整机构连接；转子部件主要由主轴、装配于主轴上的轮毂、通过轴承装配于轮毂上的多根动叶片组成，这些动叶片的叶片转轴分别与主轴上套装的、轴向进给的动叶桨叶角调整机构连接。本发明实现了对静叶、动叶桨叶角的角度调整，以适应不同风速、风压、风量的气体通过轴流式压缩机将机械能转换为压力能。

Description

一种轴流式压缩机

技术领域

本发明涉及气体能量转换设备，具体是一种轴流式压缩机。

背景技术

轴流式压缩机是利用高速转动叶轮上的叶片对流体做功，提高流体的压力能。

传统的轴流式机械中，轴流式压缩机的静叶、动叶的桨叶角的固定不变的，各级的动叶转速也是一样的。然而，自然条件下的流体风力的风速、风压、风量都处于一种不停的变化状态，传统的轴流式机械无法满足。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种可以对静叶、动叶桨叶角的角度调整的轴流式压缩机。

本发明采用的技术方案是，一种轴流式压缩机，所述风机具有至少一级做功级，该做功级主要由相互对应的静子部件和转子部件组成，所述静子部件主要由壳体、通过轴承装配于壳体上的多根静叶片组成，这些静叶片的叶片转轴分别与壳体上套装的、轴向进给的静叶桨叶角调整机构连接；所述转子部件主要由主轴、装配于主轴上的轮毂、通过轴承装配于轮毂上的多根动叶片组成，这些动叶片的叶片转轴分别与主轴上套装的、轴向进给的动叶桨叶角调整机构连接。

所述静叶桨叶角调整机构主要由直线进给动力源、推环、多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源的输出端连接在推环上，所述推环分别与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根静叶片的叶片转轴；所述推力转换机构为齿轮齿条副或连杆机构；所述齿轮齿条副的齿轮套装在静叶片的叶片转轴上，啮合齿轮的齿条与推环连接；所述连杆机构的一根连杆连接在静叶片的叶片转轴上，与该连杆相铰接的另一根连杆与推环连接。

所述动叶桨叶角调整机构主要由直线进给动力源、推筒、轴承、推盘和多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源的输出端连接在推筒上，所述推筒与轴承的内圈固定连接，所述推盘固定连接在轴承的外圈上，该推盘与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根动叶片的叶片转轴；所述推力转换机构为齿轮齿条副或连杆机构；所述齿轮齿条副的齿轮套装在动叶片的叶片转轴上，啮合齿轮的齿条与推盘连接；所述连杆机构的一根连杆连接在动叶片的叶片转轴上，与该连杆相铰接的另一根连杆与推盘连接。

所述风机的做功级为多级，各做功级的转子部件共享一根主轴，所述主轴上连接有驱动电机。

所述风机的做功级为多级，各做功级的转子部件相对独立。进一步，所述转子部件的主轴通过支撑座装配于壳体内，轮毂通过轴承装配于主轴上，所述主轴上安装有电机定子，轮毂内安装有对应电机定子的电机转子，所述电机定子连接电源，通过电源向电机定子给定驱动电流。或进一步，所述转子部件的主轴通过支撑座装配于壳体内，轮毂固定装配于主轴上，所述主轴上安装有电机转子，所述轮毂内安装有对应电机转子的电机定子，该电机定子通过支架固定于静子部件上，所述电机定子连接电源，通过电源向电机定子给定驱动电流。或进一步，所述转子部件上连接有驱动电机，该驱动电机的输出轴与转子部件的主轴为同一根轴杆。

本发明的有益效果是：

1.本发明实现了对静叶、动叶桨叶角的角度调整，以适应不同流速、流体压力、流量的工况要求。

2.本发明中的轴流式压缩机的做功级为多级，各做功级的转子部件相对独立，只需要一个驱动电流输入轴流式压缩机中的电机定子中，使各级做功级中的电机定子与电机定子对应的电机转子一起互相切割磁力线，就可以带动各级做功级动作，避免外部大电源的介入，提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明每级叶轮的结构示意图。

图3是图2中动叶的结构示意图。

图4是图2中动叶叶桨角调整机构的局部结构示意图。

图中代号含义：A1—壳体；A2—静叶片；A3—静叶桨叶角调整机构；B1—主轴；B2—轮毂；B21—滑槽；B3—动叶片；B31—叶片转轴；B32—止位板；B4—动叶桨叶角调整机构；B41—直线进给动力源；B410—齿轮；B42—推杆；B43—基板；B44—支柱；B45—外圈；B46—推盘；B47—齿条；B48—支座；B49—内圈；B5—电机转子；B6—电机定子；B7—支撑座。

具体实施方式

实施例1

参见图1、图2、图3、图4所示：本发明是一种轴流式压缩机，所述风机具有至少一级做功级，做功级主要由相互对应的静子部件和转子部件组成。本发明中，轴流式压缩机的做功级为多级，各做功级的转子部件相对独立。各做功级的转子部件的主轴B1互相独立。

上述静子部件主要由壳体A1、通过轴承装配于壳体A1上的多根静叶片A2组成，该壳体A1上装配的轴承具有限制静叶片A2所在叶片转轴的旋转的自由度，该旋转的自由度小于360°，这些静叶片A2的叶片转轴分别与壳体A1上套装的、轴向进给的静叶桨叶角调整机构A3连接。其中，静叶桨叶角调整机构A3主要由直线进给动力源、推环、多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源（该直线进给动力源可以选择螺旋千斤顶、直流电机、气缸或油缸等）的输出端连接在推环上，所述推环分别与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根静叶片A2的叶片转轴,该静叶片A2转轴的一端贯穿壳体A1的壁厚，通过静叶片A2所在叶片转轴上的止位板定位，使静叶片A2所在叶片转轴的止位板位于壳体A1内部，且止位板与壳体A1内壁贴合。该贯穿壳体A1的壁厚的叶片转轴部分与推力转换机构连接，随壳体A1外周表面上的推环做轴向的往复运动；所述推力转换机构为齿轮齿条副，该齿轮齿条副位于壳体A1外周表面上对应开设的滑槽内；所述齿轮齿条副的齿轮套装在静叶片A2的叶片转轴上，啮合齿轮的齿条与推环连接。

上述转子部件主要由主轴B1、装配于主轴B1上的轮毂B2、通过轴承装配于轮毂B2上的多根动叶片B3组成，该主轴B1上装配的轴承具有限制动叶片B3所在叶片转轴B31的旋转的自由度，该旋转的自由度小于360°。这些动叶片B3的叶片转轴B31分别与主轴B1上套装的、轴向进给的动叶桨叶角调整机构B4连接，该动叶片B3的叶片转轴B31的一端安装与轮毂B2内，安装的深度由止位板B32确定，使动叶片B3所在叶片转轴B31的止位板B32与轮毂B2的对应面互相贴合；其中，动叶桨叶角调整机构B4主要由直线进给动力源B41、推筒（包括支柱B44和基板B43）、轴承、推盘B46和多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源B41通过支座B48安装在壳体A1内部，（该直线进给动力源B41可以选择螺旋千斤顶、直流电机、气缸或油缸等）该直线进给动力源B41的输出端通过推杆B42连接在推筒所在基板B43一侧表面上，远离直线进给动力源B41侧的基板B43另一侧表面上与支柱B44以线、面垂直连接，所述推筒通过多根连接的支柱B44与轴承的内圈B49固定连接，所述推盘B46固定连接在轴承的外圈B45上，该推盘B46与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根动叶片B3的叶片转轴B31（具体是所述推筒沿轮毂B2的轴心线做直线运动，推筒布置两组组与轮毂B2的轴心线垂直的轴承，轴承外圈B45位于推盘B46滑槽B21内，每组轴承与滑槽B21的一个端面接触，该推盘B46与多副推力转换机构连接，推盘B46与多副推力转换机构可每沿轮毂B2的轴心线做直线运动并随轮毂B2转动）；所述推力转换机构为齿轮齿条副，且该齿轮齿条副位于轮毂B2和推盘B46组成的导向滑槽B21内；所述齿轮齿条副的齿轮B410套装在动叶片B3的叶片转轴B31上，啮合齿轮的齿条B47与推盘B46连接。

进一步，上述转子部件的主轴B1通过支撑座B7装配于壳体A1内，轮毂B2通过轴承装配于主轴B1上，所述主轴B1上安装有电机定子B6，轮毂B2内安装有对应电机定子B6的电机转子B5，所述电机定子B6连接电源，通过电源向电机定子B6给定驱动电流。本发明中的轴流式压缩机的做功级为多级，各做功级的转子部件相对独立，只需要一个驱动电流输入轴流式压缩机中的电机定子B6中，使各级做功级中的电机定子B6与电机定子B6对应的电机转子B5一起互相切割磁力线，就可以带动各级做功级动作，避免外部大电源的介入，提高了工作效率。

工作原理：外界电源给轴流式压缩机中的每级做功级的电机定子B6提供一个驱动电流，带动每级做功级中的每级主轴B1上安装的电机定子B6和轮毂B2内安装有对应电机定子B6的电机转子B5相互切割磁力线，来带动每级的做功级动作。在持续输入风力的情况下，轴流式压缩机在高速转动叶轮上的叶片对流体做功转变成压力能。同时，通过现有成熟的风力监测系统，该风力监测系统主要由控制器和风力监测仪组成，该控制器采用现有常规的技术进行控制，其内部设置有事先存储有风力的风速、流体压力及流量的多档风力参数值，通过风力监测仪监测到的各种风力参数值输入控制器中进行对比后，用控制器来调节、控制直线进给动力源(包括静子部件的直线进给动力源和转子部件的直线进给动力源B41)，发出实时控制信号及直线进给动力源(包括静子部件的直线进给动力源和转子部件的直线进给动力源B41)进给的尺度（控制轴流式压缩机上的静叶桨叶角调整机构A3和动叶桨叶角调整机构B4各自对应的直线进给动力源［即静叶叶桨角调整机构中的直线进给动力源和动叶叶桨角调整机构中的直线进给动力源B41］），通过改变静叶桨叶角调整机构A3和动叶桨叶角调整机构B4来调整静叶片A2和动叶片B3的桨叶角，以适应不同速度、风压、风量的气体通过轴流式压缩机将机械能转化为压力能。其中，控制静叶桨叶角调整机构A3中的直线进给动力源带动壳体A1外周表面上的推环做轴向的往复运动，并且，通过齿轮齿条副的一组齿轮套装在静叶片A2的叶片转轴B31上，啮合齿轮的齿条与推环连接，使静叶的叶片转轴B31跟随推环一起沿轴向往复运动；控制动叶桨叶角调整机构B4中的直线进给动力电源B41带动壳体A1内的推筒做轴向的往复运动，并且，通过齿轮齿条副的一组齿轮齿条副的齿轮B410套装在动叶片B3的叶片转轴B31上，啮合齿轮的齿条B47与推盘B46连接，带动动叶的叶片转轴B31跟随推筒一起沿轴向往复运动。

实施例2

本发明是一种轴流式压缩机，所述风机具有至少一级做功级，做功级主要由相互对应的静子部件和转子部件组成。本发明中，轴流式压缩机的做功级为多级，各做功级的转子部件相对独立。各做功级的转子部件的主轴互相独立。

上述静子部件主要由壳体、通过轴承装配于壳体上的多根静叶片组成，该壳体上装配的轴承具有限制静叶片所在叶片转轴的旋转的自由度，该旋转的自由度小于360°，这些静叶片的叶片转轴分别与壳体上套装的、轴向进给的静叶桨叶角调整机构连接。其中，静叶桨叶角调整机构主要由直线进给动力源、推环、多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源（该直线进给动力源可以选择螺旋千斤顶、直流电机、气缸或油缸等）的输出端连接在推环上，所述推环分别与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根静叶片的叶片转轴,该静叶片转轴的一端贯穿壳体的壁厚，通过静叶片所在叶片转轴上的止位板定位，使静叶片所在叶片转轴的止位板位于壳体内部，且止位板与壳体内壁贴合。该贯穿壳体的壁厚的叶片转轴部分与推力转换机构连接，随壳体外周表面上的推环做轴向的往复运动；所述推力转换机构为齿轮齿条副，该齿轮齿条副位于壳体外周表面上对应开设的滑槽内；所述齿轮齿条副的齿轮套装在静叶片的叶片转轴上，啮合齿轮的齿条与推环连接。

上述转子部件主要由主轴、装配于主轴上的轮毂、通过轴承装配于轮毂上的多根动叶片组成，该主轴上装配的轴承具有限制动叶片所在叶片转轴的旋转的自由度，该旋转的自由度小于360°。这些动叶片的叶片转轴分别与主轴上套装的、轴向进给的动叶桨叶角调整机构连接，该动叶片的叶片转轴的一端安装与轮毂内，安装的深度由止位板确定，使动叶片所在叶片转轴的止位板与轮毂的对应面互相贴合；其中，动叶桨叶角调整机构主要由直线进给动力源、推筒（包括支柱和基板）、轴承、推盘和多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源通过支座安装在壳体内部，（该直线进给动力源可以选择螺旋千斤顶、直流电机、气缸或油缸等）该直线进给动力源的输出端通过推杆连接在推筒所在基板一侧表面上，远离直线进给动力源侧的基板另一侧表面上与支柱以线、面垂直连接，所述推筒通过多根支柱与轴承的内圈固定连接，所述推盘固定连接在轴承的外圈上，该推盘与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根动叶片的叶片转轴；所述推力转换机构为齿轮齿条副，且该齿轮齿条副位于轮毂和推盘的组成的导向滑槽内；所述齿轮齿条副的齿轮套装在动叶片的叶片转轴上，啮合齿轮的齿条与推盘连接。

进一步，上述轴流式压缩机的转子部件的主轴通过支撑座装配于壳体内，轮毂固定装配于主轴上，所述主轴上安装有电机转子，所述轮毂内安装有对应电机转子的电机定子，该电机定子通过支架固定于静子部件上，所述电机定子连接电源，通过电源向电机定子给定驱动电流。本发明中的轴流式压缩机的做功级为多级，各做功级的转子部件相对独立，只需要一个驱动电流输入轴流式压缩机中的电机定子中，使各级做功级中的电机定子与电机定子对应的电机转子一起互相切割磁力线，就可以带动各级做功级动作，避免外部大电源的介入，提高了工作效率。

工作原理：外界电源给轴流式压缩机中的每级做功级的电机定子提供一个驱动电流，带动每级做功级中的每级主轴上安装有电机转子，所述轮毂内安装有对应电机转子的电机定子，该电机定子通过支架固定于静子部件上，电机定子和电机转子相互切割磁力线，来带动每级的做功级动作。在持续输入风力的情况下，轴流式压缩机在高速转动叶轮上的叶片对流体做功转变成压力能。同时，通过现有成熟的风力监测系统，该风力监测系统主要由控制器和风力监测仪组成，该控制器采用现有常规的技术进行控制，其内部设置有事先存储有风力的风速、流体压力及流量的多档风力参数值，通过风力监测仪监测到的各种风力参数值输入控制器中进行对比后，用控制器来调节、控制直线进给动力源，发出实时控制信号及直线进给动力源进给的尺度（控制轴流式压缩机上的静叶桨叶角调整机构和动叶桨叶角调整机构各自对应的直线进给动力源［即静叶叶桨角调整机构中的直线进给动力源和动叶叶桨角调整机构中的直线进给动力源］），通过改变静叶桨叶角调整机构和动叶桨叶角调整机构来调整静叶片和动叶片的桨叶角，以适应不同速度、风压、风量的气体通过轴流式压缩机将机械能转化为压力能。其中，控制静叶桨叶角调整机构中的直线进给动力源带动壳体外周表面上的推环做轴向的往复运动，并且，通过齿轮齿条副的一组齿轮套装在静叶片的叶片转轴上，啮合齿轮的齿条与推环连接，使静叶的叶片转轴跟随推环一起沿轴向往复运动；控制动叶桨叶角调整机构中的直线进给动力电源带动壳体内的推筒做轴向的往复运动，并且，通过齿轮齿条副的一组齿轮齿条副的齿轮套装在动叶片的叶片转轴上，啮合齿轮的齿条与推盘连接，带动动叶的叶片转轴跟随推筒一起沿轴向往复运动。

实施例3

本实施例3与实施例1的结构基本一致，不同之处在于：本发明中风机的做功级为多级，各做功级的转子部件共享一根主轴，该主轴上连接有驱动电机，该做功级主要由相互对应的静子部件和转子部件组成。

实施例4

本实施例4与实施例1或2对比，本发明是一种轴流式压缩机，所述风机具有至少一级做功级，做功级主要由相互对应的静子部件和转子部件组成。本发明中，轴流式压缩机的做功级为多级，各做功级的转子部件相对独立。各做功级的转子部件的主轴互相独立。

上述静子部件主要由壳体、通过轴承装配于壳体上的多根静叶片组成，该壳体上装配的轴承具有限制静叶片所在叶片转轴的旋转的自由度，该旋转的自由度小于360°，这些静叶片的叶片转轴分别与壳体上套装的、轴向进给的静叶桨叶角调整机构连接。其中，静叶桨叶角调整机构主要由直线进给动力源、推环、多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源（该直线进给动力源可以选择螺旋千斤顶、直流电机、气缸或油缸等）的输出端连接在推环上，所述推环分别与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根静叶片的叶片转轴；所述推力转换机构为连杆机构，该静叶片的叶片转轴的一端贯穿壳体的壁厚，通过静叶片所在叶片转轴上的止位板定位，使静叶片所在叶片转轴的止位板位于壳体内部，且止位板与壳体内壁贴合。该贯穿壳体的壁厚的叶片转轴部分与推力转换机构连接，随壳体外周表面上的推环做轴向的往复运动；所述推力转换机构为连杆机构，该连杆机构位于壳体外周表面上对应开设的滑槽内。所述连杆机构的一根连杆连接在静叶片的叶片转轴上，与该连杆相铰接的另一根连杆与推环连接。

上述转子部件主要由主轴、装配于主轴上的轮毂、通过轴承装配于轮毂上的多根动叶片组成，该主轴上装配的轴承具有限制动叶片所在叶片转轴的旋转的自由度，该旋转的自由度小于360°。这些动叶片的叶片转轴分别与主轴上套装的、轴向进给的动叶桨叶角调整机构连接，该动叶片,的叶片转轴的一端安装与轮毂内，安装的深度由止位板确定，使动叶片所在叶片转轴的止位板与轮毂的对应面互相贴合。其中，动叶桨叶角调整机构主要由直线进给动力源、推筒（包括支柱和基板）、轴承、推盘和多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源通过支座安装在壳体内部，（该直线进给动力源可以选择螺旋千斤顶、直流电机、气缸或油缸等）该直线进给动力源的输出端通过推杆连接在推筒所在基板一侧表面上，远离直线进给动力源侧的基板另一侧表面上与支柱以线、面垂直连接，所述推筒通过多根支柱与轴承的内圈固定连接，所述推盘固定连接在轴承的外圈上，该推盘与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根动叶片的叶片转轴；所述推力转换机构为连杆机构；且该连杆机构位于轮毂和推盘的组成的导向滑槽内，该连杆机构的一根连杆连接在动叶片的叶片转轴上，与该连杆相铰接的另一根连杆与推盘连接。

实施例5

本实施例5与实施例1或2的结构基本一致，不同之处在于：本发明中转子部件上连接有驱动电机，该驱动电机的输出轴与转子部件的主轴为同一根轴杆。

以上各实施例的技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照前述各实施例的技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种轴流式压缩机，所述风机具有至少一级做功级，该做功级主要由相互对应的静子部件、转子部件组成，其特征在于：所述静子部件主要由壳体（A1）、通过轴承装配于壳体（A1）上的多根静叶片（A2）组成，这些静叶片（A2）的叶片转轴分别与壳体（A1）上套装的、轴向进给的静叶桨叶角调整机构（A3）连接；所述转子部件主要由主轴（B1）、装配于主轴（B1）上的轮毂（B2）、通过轴承装配于轮毂（B2）上的多根动叶片（B3）组成，这些动叶片（B3）的叶片转轴（B31）分别与主轴（B1）上套装的、轴向进给的动叶桨叶角调整机构（B4）连接。

2.根据权利要求1所述轴流式压缩机，其特征在于：所述静叶桨叶角调整机构（A3）主要由直线进给动力源、推环、多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源的输出端连接在推环上，所述推环分别与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根静叶片（A2）的叶片转轴；所述推力转换机构为齿轮齿条副或连杆机构；所述齿轮齿条副的齿轮套装在静叶片（A2）的叶片转轴上，啮合齿轮的齿条与推环连接；所述连杆机构的一根连杆连接在静叶片的叶片转轴上，与该连杆相铰接的另一根连杆与推环连接。

3.根据权利要求1所述轴流式压缩机，其特征在于：所述动叶桨叶角调整机构（B4）主要由直线进给动力源（B41）、推筒、轴承、推盘（B46）和多副推力转换机构组成，所述直线进给动力源（B41）的输出端连接在推筒上，所述推筒与轴承的内圈（B49）固定连接，所述推盘（B46）固定连接在轴承的外圈（B45）上，该推盘（B46）与多副推力转换机构连接，每副推力转换机构连接一根动叶片（B3）的叶片转轴（B31）；所述推力转换机构为齿轮齿条副或连杆机构；所述齿轮齿条副的齿轮（B410）套装在动叶片（B3）的叶片转轴（B31）上，啮合齿轮（B410）的齿条（B47）与推盘（B46）连接；所述连杆机构的一根连杆连接在动叶片的叶片转轴上，与该连杆相铰接的另一根连杆与推盘连接。

4.根据权利要求1所述轴流式压缩机，其特征在于：所述风机的做功级为多级，各做功级的转子部件共享一根主轴，所述主轴上连接有驱动电机。

5.根据权利要求1所述轴流式压缩机，其特征在于：所述风机的做功级为多级，各做功级的转子部件相对独立。

6.根据权利要求5所述轴流式压缩机，其特征在于：所述转子部件的主轴（B1）通过支撑座（B7）装配于壳体（A1）内，轮毂（B2）通过轴承装配于主轴（B1）上，所述主轴（B1）上安装有电机定子（B6），轮毂（B2）内安装有对应电机定子（B6）的电机转子（B5），所述电机定子（B6）连接电源，通过电源向电机定子（B6）给定驱动电流。

7.根据权利要求5所述轴流式风机，其特征在于：所述转子部件的主轴（B1）通过支撑座（B7）装配于壳体（A1）内，轮毂（B2）固定装配于主轴（B1）上，所述主轴（B1）上安装有电机转子（B5），所述轮毂（B2）内安装有对应电机转子（B5）的电机定子（B6），该电机定子（B6）通过支架固定于静子部件上，所述电机定子（B6）连接电源，通过电源向电机定子（B6）给定驱动电流。

8.根据权利要求5所述轴流式风机，其特征在于：所述转子部件上连接有驱动电机，该驱动电机的输出轴与转子部件的主轴为同一根轴杆。