CN105332932B - 一种防爆防漏磁悬浮风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆防漏磁悬浮风机，包括机壳、转子、磁悬浮轴承、定子、叶轮和蜗壳，磁悬浮轴承和定子支承于机壳内，转子设于磁悬浮轴承和定子内，且转子的一端伸出机壳外并与叶轮固定连接，叶轮设于蜗壳内，还包括回流管和护套，护套设于机壳的内腔中，且护套位于转子与磁悬浮轴承之间以及转子与定子之间，护套的开口端伸出机壳外与蜗壳固定连接，并与蜗壳的内腔相贯通，回流管设于机壳外，且一端与护套相连通，另一端与蜗壳相连通，机壳内且位于磁悬浮轴承一侧和定子一侧设有冷却液流道，冷却液流道与机壳的内腔相贯通，机壳壁上设有与冷却液流道相贯通的进液口和出液口。本发明利用悬浮轴承高速高效的优点，还获得较好的冷却效果。

Description

一种防爆防漏磁悬浮风机

技术领域：

本发明涉及一种磁悬浮风机，尤其涉及一种防爆防漏磁悬浮风机。

背景技术：

随着风机向高转速高效率发展，低摩擦高转速的悬浮轴承的应用越来越广泛。但是悬浮轴承所固有的缺陷也限制了此类风机在防爆、防水、高真空、高洁净、毒性气体等领域的应用。

悬浮轴承通常包括磁悬浮轴承、空气悬浮轴承、油轴承等。其中空气悬浮轴承和油轴承是利用轴与轴瓦间隙中的流体压力差使轴悬浮在轴瓦中心附近的，磁悬浮轴承则是利用电磁场使轴悬浮。它们的共同特点是轴与轴瓦之间必须留有一定的空隙以允许轴自由浮动，但这个间隙也成为了气体液体泄漏的通道。

空气悬浮轴承、油轴承的轴承间隙中充满了高压的空气或润滑油，虽然能够在一定程度上抑制危险工质的泄漏，但空气和润滑油也会在压力作用下沿间隙向外泄漏，从而污染工质。

由于悬浮轴承通常用于高速轴上，表面线速度往往接近或超过100m/s，所以不能采用密封性较好的机械密封，只能采用效果较差的梳齿密封、碳环密封、干气密封等动态密封方法。由于悬浮轴承的静态间隙比一般机械轴承大，所以这些动态密封的效果还会进一步削弱。

悬浮轴承经常用于高速电机。高速电机的转速高、效率高、体积小，但高功率密度导致单位体积的发热量也更高，因此散热问题较难解决。风冷冷却效果差、不利于电机防爆。在机壳上设置水套式液冷系统效果比风冷好一些，但通过冷却机壳间接冷却内部零件的方式还是不能满足大功率高速电机内部的散热要求。将冷却液通入电机内部能够有效冷却电机，但又容易引起零件腐蚀、管路的涡流损耗、转子的搅拌损失等问题，同时冷却液也容易从轴承处泄漏出去。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种防爆防漏磁悬浮风机。

本发明所采用的技术方案有：一种防爆防漏磁悬浮风机，包括机壳、转子、磁悬浮轴承、定子、叶轮和蜗壳，所述磁悬浮轴承和定子支承于机壳内，转子设于磁悬浮轴承和定子内，且转子的一端伸出机壳外并与叶轮固定连接，叶轮设于蜗壳内，其还包括回流管和护套，所述护套设于机壳的内腔中，且护套位于转子与磁悬浮轴承之间以及转子与定子之间，护套的开口端伸出机壳外与蜗壳固定连接，并与蜗壳的内腔相贯通，所述回流管设于机壳外，且一端与护套相连通，另一端与蜗壳相连通，所述机壳内且位于磁悬浮轴承一侧和定子一侧设有冷却液流道，所述冷却液流道与机壳的内腔相贯通，所述机壳壁上设有与冷却液流道相贯通的进液口和出液口。

进一步地，所述回流管上连接有节流阀、分离过滤器、中冷器或加热器。

本发明具有如下有益效果：

1)转子与工质被密闭在容器内，容器壁上没有与外界联通的孔和缝隙，因此没有气体泄漏的危险；

2)磁悬浮轴承允许转子高速运转，且没有摩擦损失；

3)磁悬浮轴承、定子、护套等零件被直接浸没在流动的低温冷却液中，并通过护套间接冷却转子，冷却效果比一般液冷方式更好；

4)风机中全部是静态密封结构，工质、冷却液、环境空气被有效地相互隔离，电机也被冷却液隔离保护起来，因此天然具备了高密闭性、高洁净、防爆防水等特点，应用范围广泛；

5)利用了叶轮进出口的气体压力驱动回流气体、清除转子护套内的积液积灰，不需要额外的动力装置。

附图说明：

图1为本发明结构图。

图2为本发明另一实施例的结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明防爆防漏磁悬浮风机，包括机壳1、转子2、磁悬浮轴承3、定子4、叶轮5和蜗壳6，磁悬浮轴承3和定子4均支承于机壳1内，转子2转动设于磁悬浮轴承3和定子4内，且转子2的左端伸出机壳1外与叶轮5固定连接，叶轮设于蜗壳6内。在机壳1的内腔内设有护套7，该护套7为一端开口一端封闭的桶状结构，该护套7设于转子2与机壳1之间，用于将转子2与磁悬浮轴承3和定子4隔开。护套7的左端伸出机壳1外与蜗壳6固定连接，且护套7的内腔与蜗壳6的内腔相贯通。为保证护套7与蜗壳6之间的连接的密封性，在护套7与蜗壳6之间设有密封圈。

在机壳1外设有回流管8，该回流管8的一端与护套7相连通，另一端与蜗壳6相连通，在回流管8上连接有节流阀、分离过滤器、中冷器或加热器。

在机壳1内且位于磁悬浮轴承3一侧和定子4一侧设有冷却液流道11，该冷却液流道11与机壳1的内腔相贯通，在机壳1的外壁上设有与冷却液流道11相贯通的进液口12和出液口13。

本发明亦可将回流管8设于机壳1内从而构成本发明的第二个实施例，该实施例的结构如图2所示。回流管8沿转子2的轴心方向设置，且回流管8的右端伸出转子2外并置于护套7的内腔内，在叶轮5上固定连接有锥形状的风帽10，回流管8的左端伸至风帽10内，在风帽10的径向方向上设有与回流管8相连通的排气孔101。蜗壳6内的高温高压气体进入护套7后，会被温度较低的护套7冷却，冷却后的气体在护套7尾部聚集，然后通过回流管8流向压力较低的叶轮5前端，较冷的气体被回流管8吸入时会带走冷凝的液滴和灰尘，防止液体在护套7内积聚。这些回流气体再通过回流管8时会带走部分转子热量，起到冷却的作用，同时冷凝的液滴也会被蒸发。护套7内气体通过回流管8排走后，压力下降，有利于降低磁悬浮轴承3的轴向载荷。叶轮5前端的风帽10可以防止进口气流的冲击影响回流气体排放。风帽10上的排气孔101将回流气体排入入口气体中。排气101同时也是节流孔，通过设计合适的排气孔101面积可以有效控制回流气体流量，以防进入护套7的气体过多。

本发明防爆防漏磁悬浮风机存在如下特点：

1)采用隔离转子结构的磁悬浮轴承；用密封的护套7将转子2与机壳1内其他零件隔离开，利用磁悬浮的特性隔着护套7控制转子2的悬浮，此结构中转子2和工质被包容在密封护套中，护套壁上没有需要开孔和缝隙，所以密封效果好。

2)机壳1内设有冷却液流道11，冷却液通过冷却液流道11充满机壳1内部并在护套7外流过，直接冷却磁悬浮轴承3、定子4和护套7，并间接冷却转子2，冷却液流道11内的冷却液在外部冷却系统的驱动下流动并保持较低温度。由于冷却液直接接触发热零件，因此冷却效果好。冷却液可以使用润滑油，也可以根据应用场合选用导热油、R245制冷剂等。

3)护套7内的冷凝液体和固态杂质在叶轮进出口压力差作用下，通过回流管8排往叶轮5入口的低压区。

4)回流管8可以设置在护套7外，也可以沿转子2的轴心设置，转子2中的回流管8可以对转子2起到冷却作用。

5)在风机结构中没有动密封，全部是静态密封，因此密封可靠、成本低、寿命长。工质、冷却液、环境空气不会互相接触，电机也被冷却液与空气隔离，因此非常适合用于防爆、防水、高真空、高洁净、毒性气体等场合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种防爆防漏磁悬浮风机，包括机壳(1)、转子(2)、磁悬浮轴承(3)、定子(4)、叶轮(5)和蜗壳(6)，所述磁悬浮轴承(3)和定子(4)支承于机壳(1)内，转子(2)设于磁悬浮轴承(3)和定子(4)内，且转子(2)的一端伸出机壳(1)外并与叶轮(5)固定连接，叶轮(5)设于蜗壳(6)内，其特征在于：还包括回流管(8)和护套(7)，所述护套(7)设于机壳(1)的内腔中，且护套(7)位于转子(2)与磁悬浮轴承(3)之间以及转子(2)与定子(4)之间，护套(7)的开口端伸出机壳(1)外与蜗壳(6)固定连接，并与蜗壳(6)的内腔相贯通，所述回流管(8)设于机壳(1)外，且一端与护套(7)相连通，另一端与蜗壳(6)相连通，所述机壳(1)内且位于磁悬浮轴承(3)一侧和定子(4)一侧设有冷却液流道(11)，所述冷却液流道(11)与机壳(1)的内腔相贯通，所述机壳(1)壁上设有与冷却液流道(11)相贯通的进液口(12)和出液口(13)。

2.如权利要求1所述的防爆防漏磁悬浮风机，其特征在于：所述回流管(8)上连接有节流阀、分离过滤器、中冷器或加热器。