CN106321498A - 一种高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在工厂作为动力源和原料用气源的压缩机或鼓风机对采用轴向推力轴承缩短转子长度的一种改良结构。一种高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构，其特征在于：靠住叶轮的背部配置轴向推力轴承。进一步的特征在于空气密封与所述轴向推力轴承连接在一起。包括若干空气密封与所述轴向推力轴承的具体配置结构。改变了现有技术在转子的转轴上固定伸出一圈钢板环，在钢板环的两侧配置轴向推力轴承的结构，转轴上的配置可以简化、紧凑，长度缩短，固有能够承受转速的能力增强，提高压缩机转速，提高压缩机的输出压力和功率。
Description
技术领域
本发明涉及在工厂作为动力源和原料用气源的压缩机或鼓风机的改良结构，具体是对直接采用高速电机驱动的离心压缩机或鼓风机部件的改良，对采用轴向推力轴承缩短转子长度的一种改良结构。
背景技术
本发明涉及在工厂作为动力源或原料用气源的压缩机或鼓风机的改良结构，此类压缩机零件数量减少至极限，不采用传统的齿轮增速机构，而直接采用高速电机驱动的离心压缩机或鼓风机。
离心压缩机或鼓风机的叶轮如不能高速旋转就不能充分做功发挥效率，因此，叶轮高速旋转是十分重要，以往一般采用齿轮增速机增速。
近来，由于开发了高速电机，不使用蜗轮增速机，本发明涉及直接由高速电机驱动叶轮的尖端技术，应用于高速电机离心压缩机或鼓风机的领域。
现有技术，离心式压缩机在变频调整的过程中，随着功率的增大，出口压力逐渐增大，叶轮上方出口压力升高形成高压区，同时叶轮背部后方压力较低。这样叶片就会给轴心一个向后的轴向力，并随着变频的增大而增大。为此，在叶轮的背部设置轴向推力轴承。
在压缩机叶轮的背面泄漏出来的高温压缩空气(100—170℃)会对径向轴承加热，当超过径向轴承的耐热温度会造成不良后果，为了避免不良情况发生，转子上径向轴承与叶轮之间的距离必须加大，这样转子结构的长度将较长，刚度下降。
现有技术有多种类似的配置结构。
比如如附图6所示，正面为压缩机叶轮和蜗壳，蜗壳固定在压缩机的壳体上。反面在压缩机的蜗壳内为固定连接压缩机叶轮的转轴，转轴经空气轴承连接高速电机的转子。包裹在转轴外部的壳体内腔由三段构成，靠近叶轮的第一段嵌入密封圈，第二段为空环腔，空环腔内配置轴向推力轴承组，所述的轴向推力轴承组是由两个轴向推力轴承中间夹持了一圈固定在转轴上的钢板环组成，第三段为空环腔后侧的依靠支撑段。
另一种现有技术的结构，如图7所示，在叶轮的背部配置空气密封，继而在转轴上固定一圈或两圈钢板环，在钢板环的一侧或两侧配置轴向推力轴承，所述轴向推力轴承固定在外部的压缩机外壳上。
同样，现有技术的几种方案紧贴叶轮的背部都是配置空气密封，在空气密封与空气轴承之间配置由两枚轴向推力轴承中间夹持了一圈或两圈固定在转轴上的钢板环组成的防轴向串动机构。
如此结构导致转子的转轴位于壳体结合部分的长度比较长，压缩机转子的转轴长度长使得旋转会出现振动、波动，转子能承受的临界转速下降，无法高速运转，从而无法获得压缩机足够的输出压力，限止了压缩机功率的发挥。
发明内容
本发明要解决的问题是，针对现有技术采用轴向推力轴承压缩机转子的转轴配置结构，不能以更高的速度旋转，不能输出充足的压力，不能发挥更高功率的缺陷，提供高速电机离心压缩机采用轴向轴承能够缩短转子长度的一种结构。
本发明的目的由以下技术方案实现：
一种高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构，其特征在于：靠住叶轮的背部配置轴向推力轴承。
采用本发明技术方案，本领域首次提出了不在转子的转轴上固定伸出一圈钢板环，不在钢板环的两侧配置轴向推力轴承的结构，首次提出靠住叶轮的背部配置轴向推力轴承，使得压缩机转子部分的结构变得十分紧凑，缩短了转子转轴的长度，可以提高转子的旋转速度。
进一步，空气密封与所述轴向推力轴承连接在一起。
采用本技术方案，空气密封与所述轴向推力轴承连接配置在一起，成为一体，达到既有必不可少的密封部分配置，又使得空气密封不另外占居特别的轴向位置，不造成特别加长转子转轴长度的弊病。
本发明的有益效果：
本发明改变了现有技术在转子的转轴上固定伸出一圈钢板环，在钢板环的两侧配置轴向推力轴承的结构，首次在本领域提出靠住叶轮的背部配置轴向推力轴承的技术方案。转子的转轴结构变化，转轴上的配置可以简化、紧凑，转轴长度也可以缩短，使得转轴固有能够承受转速的能力增强，实际运行中可提高压缩机转速，提高压缩机的输出压力和功率。
本发明完全改变了以往轴向推力轴承的配置位置和方式，缩短了转轴长度，提高转子转速，本发明具有显著的创造性、优越性和实用价值。压缩机是一种应用十分广泛提供动力源的工作机械，对其改进产生的优越效果将给各种使用的行业和企业带来很大的效益。
附图说明
图1为本发明高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构的的一种实施方式，显示靠住叶轮背部设置轴向推力轴承，后部的支撑段内圈固定空气密封的结构；
图2为本发明另一种结构示意图，显示了靠住叶轮背部配置轴向推力轴承，后部为支撑段；空气密封固定在轴向推力轴承内圈成一体，空气密封的密封面为内圈；
图3为本发明现再一种结构示意图，显示了靠住叶轮背部配置轴向推力轴承，后部为支撑段；空气密封固定在轴向推力轴承内圈成一体，空气密封有两个密封面，除内圈与转轴接触密封外，另一密封面为侧面与叶轮背部接触密封；
图4为本发明另外一种结构示意图，显示了靠住叶轮背部配置轴向推力轴承，后部为支撑段；空气密封固定在轴向推力轴承外圈成一体，密封面为侧面与叶轮背部接触密封；
图5为本发明再有一种结构示意图，显示了靠住叶轮背部配置轴向推力轴承，后部为支撑段；所述空气密封为两个，分别固定在轴向推力轴承内圈和外圈成一体，一个空气密封固定在轴向推力轴承外圈，密封面为侧面与叶轮背部接触密封；另一个固定在轴向推力轴承的内圈，密封面为内圈与转轴接触密封；
图6为一种现有技术由高速电机驱动压缩机在叶轮部位的结构剖视图，显示了空气密封配置在叶轮背部，壳体轴向为三段式结构；
图7为另一种现有技术由高速电机驱动压缩机的结构剖视图。
图中：1是锁紧螺母、2是叶轮、3是蜗壳、4是扩压器、5是壳体、6是轴向推力轴承、7是空气密封、8是空气轴承、9是高速电机、10是转子、11是转轴。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本发明的结构。
实施例1，一种高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构，靠住叶轮2的背部配置轴向推力轴承6。如此配置结构特别紧凑，不必再在转轴11上固定伸出一圈钢板环，再由两枚轴向推力轴承中间夹持在钢板环两侧而构成，缩短转轴11的长度。
实施例2，靠住叶轮2的背部配置轴向推力轴承6，空气密封7与所述轴向推力轴承6连接在一起形成一体结构。如此配置，较现有技术也是一种明显紧凑的配置、固定、连接结构形式，同样起到缩短转轴11、转子长度的目的。
实施例3，一种高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构，压缩机叶轮2配置在蜗壳3内，蜗壳3固定在压缩机的壳体5上，固定叶轮2的转轴11伸入壳体5中央部：
靠住叶轮2的背部配置轴向推力轴承6，相应的壳体5上开设一段凹槽，凹槽的后部为支撑段；所述支撑段的内圈固定空气密封7，空气密封7密封面与转轴11接触密封。此结构轴向推力轴承6可以承受叶轮的轴向压力，后部又有后部支撑段依靠、支撑，同时利用支撑段内圈的空间，在内圈配置固定空气密封7，与转轴11接触密封，阻断从压缩机叶轮的背面泄漏出来的高温压缩空气对转子两侧径向轴承加热的不利影响，另外，利用支撑段内圈的空间，不必再增加转轴11的长度。
实施例4，一种高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构，压缩机叶轮2配置在蜗壳3内，蜗壳3固定在压缩机的壳体5上，固定叶轮2的转轴11伸入壳体5中央部，靠住叶轮2的背部配置轴向推力轴承6，相应的壳体5上开设一段凹槽，凹槽的后部为支撑段；由此结构，叶轮2的轴向力得到轴向推力轴承6及后部支撑段的依靠、支撑。
另外，作为隔离叶轮2背部泄漏出热空气至径向空气轴承8通路的空气密封7固定在轴向推力轴承6的内圈，所述空气密封7的密封面为内圈，与转轴11接触密封；
实施例5，压缩机叶轮2配置在蜗壳3内，蜗壳3固定在压缩机的壳体5上，固定叶轮2的转轴11伸入壳体5中央部，靠住叶轮2的背部配置轴向推力轴承6，相应的壳体5上开设一段凹槽，凹槽的后部为支撑段；由此结构，叶轮2的轴向力得到轴向推力轴承6及后部支撑段的依靠、支撑。
另外，作为隔离叶轮2背部泄漏出热空气至径向空气轴承8通路的空气密封7有两个密封面，一个密封面为内圈与转轴11接触密封，另一密封面为侧面与叶轮2背部接触密封；
实施例6，压缩机叶轮2配置在蜗壳3内，蜗壳3固定在压缩机的壳体5上，固定叶轮2的转轴11伸入壳体5中央部，靠住叶轮2的背部配置轴向推力轴承6，相应的壳体5上开设一段凹槽，凹槽的后部为支撑段。
另外，作为隔离叶轮2背部泄漏出热空气至径向空气轴承8通路的空气密封7固定在轴向推力轴承6的外圈，所述空气密封7的侧面为密封面，与叶轮2背部接触密封；
实施例7，压缩机叶轮2配置在蜗壳3内，蜗壳3固定在压缩机的壳体5上，固定叶轮2的转轴11伸入壳体5中央部，靠住叶轮2的背部配置轴向推力轴承6，相应的壳体5上开设一段凹槽，凹槽的后部为支撑段。
另外，作为隔离叶轮2背部泄漏出热空气至径向空气轴承8通路的空气密封7为两个，一个空气密封7固定在轴向推力轴承6的外圈，密封面为侧面与叶轮2背部接触密封；另一个固定在轴向推力轴承6的内圈，密封面为内圈，与转轴11接触密封。
以上实施例4、5、6、7中叶轮2的轴向力得到轴向推力轴承6及后部支撑段的依靠、支撑。四种空气密封7的配置方式，均与轴向推力轴承6连接成一体，利用了轴向推力轴承6内圈、外圈及内、外圈的空间，既不额外增加空间，加长转轴11的长度，又严密地提供了必要的密封作用和功能。
Claims (2)
1.一种高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构，其特征在于：靠住叶轮的背部配置轴向推力轴承。
2.根据权利要求1所述高速电机的离心压缩机的轴向止推轴承结构，其特征在于：空气密封与所述轴向推力轴承连接在一起。
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