CN105356667A - 磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构，包括机壳、磁悬浮轴承、转子、定子和叶轮，磁悬浮轴承和定子支承于机壳内，转子转动设于磁悬浮轴承和定子内，且转子的一端伸出机壳外与叶轮固定连接，其还包括风帽和一端开口，另一端密闭的桶状护套，护套套设于转子与磁悬浮轴承之间以及转子与定子之间，且护套的开口端伸出机壳外，风帽与叶轮固定连接，转子的轴心方向上设有通孔，该通孔与护套的内腔相贯通，风帽上设有与通孔相贯通的排气孔。本发明转子内部有一个贯通的通孔，可以将护套内的高压气体引至叶轮前端低压区，并通过排气孔排放。

Description

磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构

技术领域：

本发明涉及一种磁悬浮风机，尤其涉及一种磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构。

背景技术：

隔离转子结构是一种多用于磁悬浮轴承的密封方式，即在转子与磁悬浮轴承之间设置一护套。隔离转子结构与其他轴封结构相比，该密封结构中全部是静密封，没有动密封，所以密封效果好、成本低、寿命长；且除了转子和护套之外其他零件都不受被密封流体影响，不需要做特殊处理。但是隔离转子结构也存在如下一些问题：

1)转子冷却困难：转子被护套隔离无法进行风冷或液冷，转子产生的热量难以排出，并且蜗壳中的高温气体会进入护套和转子的气隙中，使转子温度升高。因此隔离转子结构中转子的冷却是一个较难解决的问题。

2)护套内气压会增大转子轴向力：由于叶轮前端气体压力低而蜗壳气体的压力相对较高，因此进入护套的气体压力会在叶轮和转子上形成一个指向叶轮前端的轴向力。风机压比较高时轴向力较大，会导致轴向磁轴承负荷过大。

3)蜗壳气体在护套内冷凝导致转子腐蚀、卡死：蜗壳气体会进入转子护套并在其中被护套冷却，因此气体中所含有的高沸点物质，如水蒸气、油蒸汽等会在护套内凝结并积聚在护套底部，并与灰尘结合硬化，从而腐蚀转子材料甚至影响转子运转。

通常解决后两个问题的方法是在护套尾部设置一个排气口，将气体引回叶轮前端或排放至大气中。但这样会在蜗壳和护套内形成压差，导致较多的气体泄漏，同时带来更多的热量。

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磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构。

本发明所采用的技术方案有：一种磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构，包括机壳、磁悬浮轴承、转子、定子和叶轮，所述磁悬浮轴承和定子支承于机壳内，转子转动设于磁悬浮轴承和定子内，且转子的一端伸出机壳外与叶轮固定连接，还包括风帽和一端开口，另一端密闭的桶状护套，所述护套套设于转子与磁悬浮轴承之间以及转子与定子之间，且护套的开口端伸出机壳外，所述风帽与叶轮固定连接，所述转子的轴心方向上设有通孔，该通孔与护套的内腔相贯通，所述风帽上设有与所述通孔相贯通的排气孔。

进一步地，所述排气孔与通孔相垂直。

进一步地，所述风帽为锥形状

本发明具有如下有益效果：

1)转子内部有一个贯通的通孔，可以将护套内的高压气体引至叶轮前端低压区，并通过排气孔排放；

2)通孔前端有锥形风帽和侧向的排气孔，防止进口气流阻塞回流气体；

3)排气孔同时也起到节流的作用，设置合适的排气孔面积就可以控制回流气体的流量；

4)回流气体在通过转子通孔时对转子起到冷却的作用，同时降低了护套内气体压力，并将冷凝的液滴从护套尾部抽走。

附图说明：

图1为本发明的结构图。

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，本发明磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构，包括机壳1、磁悬浮轴承2、转子3、定子4和叶轮5，磁悬浮轴承2和定子4支承于机壳1内，转子3转动设于磁悬浮轴承2和定子4内，且转子3的左端伸出机壳1外与叶轮5固定连接。在转子3与磁悬浮轴承2和定子4之间套设有护套6，该护套6为一端开口，另一端密闭的桶状结构，护套6的开口端伸出机壳1外与蜗壳8固定连接，风帽7与叶轮5固定连接。本发明中的风帽7为锥形状，且该风帽7的大锥面与叶轮5的左端固定连接。风帽7与叶轮5均置于蜗壳8内。

在转子3的轴心方向上设有通孔31，该通孔31与护套6的内腔相贯通，在风帽7上设有排气孔71，该排气孔71与通孔31相垂直且相互贯通。

蜗壳8内的高温高压气体进入护套6后，会被温度较低的护套6冷却。冷却后的气体在护套6尾部聚集，然后通过转子3中心的通孔31流向压力较低的叶轮5前端，较冷的气体被转子3中心的通孔31吸入时会带走冷凝的液滴和灰尘，防止液体在护套6内积聚。这些回流气体再通过转子3中心的通孔31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6内气体通过转子3中的通孔31排走后，压力下降，有利于降低磁悬浮轴承2的轴向载荷。

叶轮5前端的锥形风帽7可以防止进口气流的冲击影响回流气体排放。风帽7上的排气孔71将回流气体排入入口气体中。排气孔71同时也是节流孔，通过设计合适的排气孔71面积可以有效控制回流气体流量，以防进入护套6的气体过多。这种节流作用比较可靠且易于控制，加工和装配精度也比密封齿低。

内冷却转子3的回流原理是对护套6内废气压力的回收利用，不需要额外的动力或设备，也不会向护套6外产生泄漏。回流气体的冷却是通过护套6内壁完成的，因此只需要加强护套6的冷却就可以间接冷却转子3，比直接冷却转子3要容易实现。

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 (3)

1.一种磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构，包括机壳(1)、磁悬浮轴承(2)、转子(3)、定子(4)和叶轮(5)，所述磁悬浮轴承(2)和定子(4)支承于机壳(1)内，转子(3)转动设于磁悬浮轴承(2)和定子(4)内，且转子(3)的一端伸出机壳(1)外与叶轮(5)固定连接，其特征在于：还包括风帽(7)和一端开口，另一端密闭的桶状护套(6)，所述护套(6)套设于转子(3)与磁悬浮轴承(2)之间以及转子(3)与定子(4)之间，且护套(6)的开口端伸出机壳(1)外，所述风帽(7)与叶轮(5)固定连接，所述转子(3)的轴心方向上设有通孔(31)，该通孔(31)与护套(6)的内腔相贯通，所述风帽(7)上设有与所述通孔(31)相贯通的排气孔(71)。

2.如权利要求1所述的磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构，其特征在于：所述排气孔(71)与通孔(31)相垂直。

3.如权利要求2所述的磁悬浮风机中隔离转子的内冷却结构，其特征在于：所述风帽(7)为锥形状。