CN109386475A - 一种叶轮装在电机转子内的泵及压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于液体或气体增压的设备,可以应用在液体或气体输送及制冷压缩等领域。将电机的转子做成空心,在转子的空心部分安装叶片,做成内嵌叶轮。电机运转时,转子的转动,直接带动叶片转动。在转动过程中,叶片带动液体或气体做两个方向的运动。一个方向是液体或气体随着叶片的旋转,做离心运动,增加液体或气体的速度,提高动能,达到提高压力的目的。另一个运动方向是液体或气体沿着转子的轴向运动,叶片的旋转提高液体或气体沿转子轴向的运行速度,提高轴向运行动能,达到输送或压缩制冷的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种直接将叶轮装在电机转子内的增压设备,可以应用在液体或气体输送及压缩制冷等领域。
背景技术
现有的液体或气体输送及压缩制冷设备,按工作原理主要有容积型和速度型两类。输送设备如风机、水泵及用于制冷的离心压缩机等,属于速度型的,利用改变液体或气体的运动速度,增加动能的方式来改变压力。制冷压缩设备中的活塞往复式、螺杆式、涡旋式和滚动转子式等属于容积型的,利用改变液体或气体的体积来改变压力。无论采用哪种方式,都能对液体或气体进行增压,以达到输送及压缩制冷的目的。
本发明是对现有液体或气体的输送及压缩制冷技术手段的补充,工作原理上属于速度型的,但与现有速度型的设备工作方式不同。现有速度型的液体或气体的输送及压缩制冷技术,电机通过轴连接叶轮来传递能量做功。驱动电机和做功部分的叶轮等,是两个独立部分。驱动电机负责提供动力,做功单元的叶轮消耗驱动电机的能量做功,完成对液体或气体的输送及压缩制冷的工作。
发明内容
本发明提供一种速度型的对液体或气体进行输送及压缩制冷的技术,具备现有速度型设备的技术特点。
本发明的技术,是将做功部分的叶轮与驱动电机的转子做成一体。具体做法是改变传统电机的转子结构,将电机的转子铁芯做成空心,在空心部分安装叶片,做成内嵌叶轮。电机运行时转子磁场的分布,具有集肤效应,磁场主要集中在电机转子表面比较浅的部分。对电机转子的空心结构进行优化设计,不让电机运行时转子表面的磁场密度过于饱和,就不会影响电机的性能。电机运行时,转子的转动,直接带动叶片转动,叶片是组成电机转子的其中一个部分。这样,驱动电机和做功叶片之间,没有外部的联接部件,简化了结构,缩小了体积。
本发明的技术,驱动电机的转子内部镶嵌着叶片,在转动过程中,带动液体或气体做两个方向的运动。一个方向是液体或气体随着叶片的旋转,做离心运动。在叶片的反复多次带动下,液体或气体的速度增加,运动的动能提高。将动能转化成静压,达到提高压力的目的。液体或气体的另一个运动方向是沿着转子的轴向运动,叶片反复多次带动液体或气体做功,可以提高液体或气体沿转子轴向的运行速度,提高轴向运行动能,达到输送的目的。在工作中,驱动电机的机械能直接转换成液体或气体的动能和压力,达到输送或压缩制冷的目的。
本发明的技术,可以沿着电机转子的轴向,在径向平面内,将叶片的排布做成多级。也可以沿着电机转子的轴向将叶轮进行螺旋排布。用于实现不同的增压要求,以适应不同的工作环境。
电机转子本身的转速就是叶片的转速,本发明技术对设备运行中的调速、共
调压等工作,也会更加高效和迅速。
本发明的有益效果,是对现有液体或气体输送及压缩制冷技术的补充,在液体或气体输送及压缩制冷的技术领域,增加了一个实现的方法。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明沿轴线剖面示意图;
图2为叶片沿径向平面内分布示意图,叶片的分布数量及角度根据需要确定;
图3为密封叶轮部分示意图,离心叶片15的数量和角度根据需要确定;
图4为径向叶片沿电机转子轴向多级分布示意图;
图5为叶片沿电机转子轴向螺旋分布示意图;
图6为螺旋叶片转子剖面示意图;
图中1.外壳,2.电机定子铁芯,3.电机转子铁芯,4.定子绕组,5.出口轴承,6.进口轴承,7.出口轴承盖,8.进口轴承盖,9.出口轴承套,10.进口轴承套,11.出口密封叶轮,12.出口盖,13.进口盖,14.径向叶片,15.离心叶片,16.叶片螺旋分布的叶轮。
具体实施方式
【实施例1】
本发明中驱动电机的电机定子2和定子绕组4的结构,与现有技术的驱动电机相同。不同之处在于本发明中的驱动电机转子铁芯3内部为中空结构,并嵌入径向叶片14。电机转子铁芯3与进口轴承套9和出口轴承套10联接成一体,出口轴承5和进口轴承6的内圈分别与进口轴承套9和出口轴承套10配合,出口轴承5和进口轴承6的外圈与外壳1配合。出口轴承盖7与进口轴承盖8,分别压在出口轴承5和进口轴承6的外圈上。出口轴承盖7与进口轴承盖8固定在外壳1上,电机转子铁芯3通过进口轴承6和出口轴承5实现运转。驱动电机通电后,电机转子铁芯3受电磁力作用产生转动,带动径向叶片14同步转动。在径向叶片14的带动下,液体或气体经进口盖13进入到电机转子铁芯3的空腔内。经过径向叶片14的带动,液体或气体的流动速度增加,沿轴向的动能增加,离心方向的压力增加。液体或气体经过径向叶片14反复带动,轴向速度增加,径向压力增大,到达出口轴承套9的空腔内。由于出口盖12出口径减小,液体或气体增加的速度及动能,变成压力的增加,液体或气体在此处压力提高。出口盖12的阻挡作用,将液体或气体的动能转变为压力增加,满足输送及压缩需要的压力要求。由于驱动电机定子铁芯2与电机转子铁芯3之间存在着间隙,出口轴承套9与出口盖12和出口轴承盖7之间同样存在有间隙,压力提高的液体或气体通过上述间隙会产生回流,造成压力损失。因此在出口轴承套9与出口盖12之间设置出口密封叶轮11,利用出口密封叶轮11产生的离心压力,对液体或气体的回流路径进行阻断。出口密封叶轮11与出口轴承套9联接在一起,随转子铁芯3转动。在密封叶轮11的背面设置离心叶片15,密封叶轮11与出口盖12的间隙很小。工作过程中,离心叶片15对进入出口轴承套9与出口盖之间的液体或气体做功,旋转产生的离心力,会在密封叶轮11与出口盖13之间的间隙中形成高压,防止出口轴承套9空腔内的高压液体或气体经电机定子铁芯2与转子铁芯3之间的间隙回流,从而起到对高压液体或气体的密封作用。
密封叶轮11也可以与进口轴承套10安装在一起,同样可以起到将高压液体或气体回流阻断的作用。
【实施例2】
改变叶片的排布方式,将叶片按图5的方式布置。与现有轴流式设备的叶片安装方式不同,叶片不是与轴连接在一起,而是与转子铁芯3焊接在一起。叶片工作时,由于离心力的作用,液体或气体会被带到远离中心的位置。在中空结构的转子铁芯3的内表面,液体或气体的压力得到提高。叶片螺旋分布的结构,在离心力将液体或气体的压力提高的同时,产生轴向推力,将液体或气体由进口推向出口。液体或气体到达出口轴承套9的内腔时,沿出口轴承套9内表面压力最高,中心的压力最小。将出口盖12的结构,做成中间实心,在液体或气体压力最高的位置打孔,就可以导出高压的液体或气体,实现液体或气体的输送及压缩制冷的目的。
Claims (4)
1.一种液体或气体的输送及压缩设备,将电机的转子做成空心结构,在空心内部嵌入对液体或气体产生作用力的叶片。
2.根据权利要求1所述的液体或气体的输送及压缩设备,其特征在于,将对液体或气体产生作用力的叶片嵌在空心结构的电机转子内部,电机的转子和叶片是一个整体。
3.根据权利要求1所述的液体或气体的输送及压缩设备,其特征在于,嵌在空心结构的电机转子内部的叶片,可以进行单级或多级布置。
4.根据权利要求1所述的液体或气体的输送及压缩设备,其特征在于,嵌在空心结构的电机转子内部的叶片,可以螺旋布置。
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