CN110145479A - 一种自带电机转子冷却系统的电动空压机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，包括沿轴向依次设置的叶轮、叶轮背盘盖板、止推轴承、轴承盖和电机，叶轮上设有叶轮进气孔，叶轮背盘盖板上设有背盘盖板冷却孔，止推轴承与轴承盖上分别设有止推轴承冷却孔和轴承盖冷却孔，空气经过叶轮、叶轮背盘盖板、轴承、轴承盖上的开孔，到达电机转子和电机定子之间，带走电子转子产生的热量，最后从电机后端盖排出。本发明有效冷却了电机转子，并且不需要设置额外的冷却装置，降低了制造和使用成本，节省了装配空间。

Description

一种自带电机转子冷却系统的电动空压机
技术领域
本发明涉及空压机领域，尤其涉及一种自带电机转子冷却系统的电动空压机。
背景技术
近年来，随着空气压缩机技术和制造水平的发展，以及电机控制技术水平的提高，电动空压机成本逐渐降低，安全、可靠、低成本、高效节能、轻量化、低噪音、工作效率高，这促使电动空压机的应用范围逐渐扩大、应用前景也更加广阔，电动空压机越来越能满足人们的高端需求。
空压机是起源装置中的主体，它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置，电机的主要作用是驱动空压机泵头运转。但对电动空压机越来越高的压缩比的需求，使电机的转速越来越高，同时也对电机转子的散热技术提出了更高的要求，常规做法是增加设备对电机转子进行冷却，但这种做法增加了额外的装置，一方面增加了制造和使用成本，另一方面，给整个系统的稳定运行增加了负担，也给维护和保养带来了更多的工作。
因此，如何有效改善电动空压机电机转子的冷却效果，降低电机转子热应力，并节省装配空间，是目前电动空压机需要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，以解决电机转子冷却的问题，同时又可以避免增加制造和使用成本。
本发明公开的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，包括沿轴向依次设置的叶轮、气封、叶轮背盘盖板、止推轴承、轴承盖和电机；
所述叶轮包括叶片和叶轮背盘，所述叶轮背盘上设有叶轮进气孔，所述气封设于所述叶轮背盘与所述叶轮背盘盖板之间，并将所述叶轮背盘与所述叶轮背盘盖板密封，所述叶轮背盘盖板上设有背盘盖板冷却孔，所述叶轮背盘盖板与所述叶轮之间为背盘空腔；
所述背盘盖板与所述止推轴承之间为轴承空腔，所述止推轴承设有止推轴承冷却孔，所述轴承盖设有轴承盖冷却孔，所述电机包括电机定子、电机转子和后端盖，所述电机定子和电机转子之间为电机转子空腔，所述后端盖上设有出气孔，所述叶轮进气孔、所述背盘空腔、所述背盘盖板冷却孔、所述轴承空腔、所述止推轴承冷却孔、所述轴承盖冷却孔、所述电机转子空腔和所述出气孔为连通设置。
进一步地，所述叶轮进气孔为直径2-8毫米的圆形孔或边长为2-8毫米的矩形孔。
进一步地，所述气封为迷宫式气封，包括气封条和气封凹槽，所述气封条环状设于所述叶轮背盘外缘，所述气封凹槽环状设于所述叶轮背盘盖板上，且与所述气封条相对应，所述气封条与所述叶轮背盘为一体结构，并且可随所述叶轮转动。
进一步地，所述背盘盖板冷却孔为对称设置的一对圆弧孔，且位置与所述叶轮进气孔相对应。
进一步地，所述止推轴承冷却孔与所述轴承盖冷却孔为大小相同的同心圆孔。
进一步地，所述叶轮进气孔圆心与所述叶轮背盘圆心之间的长度，大于叶轮背盘半径的1/3且小于2/3，且每个叶轮流道设置2-6个所述叶轮进气孔。
进一步地，所述气封条高度为5-10毫米，厚度为2-10毫米，由内到外依次设置四条所述气封条，最外侧所述气封条距离所述叶轮背盘边缘5-20毫米。
与现有技术相比，本发明所述的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机可实现自我冷却，无需增加额外的电机的冷却设备，一方面降低了制造和使用成本，另一方面节省了装配空间。同时，本发明在对电机转子进行冷却的同时，也对叶轮背盘和轴承等部件产生冷却效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机结构示意图；
图2为本发明公开的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机去掉蜗壳和电机冷却水套后的结构图；
图3为空压机叶轮结构图；
图4为背盘盖板结构图；
图5为轴承示意图；
图6为轴承盖示意图。
图中：1、出气孔，2、后端盖，3、电机定子，4、冷却水套，5、轴承盖，6、蜗壳，7、叶轮背盘盖板，8、叶轮进气孔，9、叶轮背盘，10、电机，11、电机转子，12、电机转子空腔，13、轴承盖冷却孔，14、止推轴承冷却孔，15、止推轴承，16、背盘盖板冷却孔，17、气封凹槽，18、气封条，19、气封，20、背盘空腔，21、叶轮，22、轴承空腔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，本发明公开的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，包括沿轴向依次设置的叶轮21、气封19、叶轮背盘盖板7、止推轴承15、轴承盖5和电机10；
叶轮21包括叶片和叶轮背盘9，叶轮背盘9上设有叶轮进气孔8，气封19设于叶轮背盘9与叶轮背盘盖板7之间，并将叶轮背盘9与叶轮背盘盖板7密封，叶轮背盘盖板7上设有背盘盖板冷却孔16，叶轮背盘盖板7与叶轮21之间为背盘空腔20；
叶轮背盘盖板7与止推轴承15之间为轴承空腔22，止推轴承15设有止推轴承冷却孔14，轴承盖5设有轴承盖冷却孔13，电机10包括电机定子3、电机转子11和后端盖2，电机定子3和电机转子11之间为电机转子空腔12，后端盖2上设有出气孔1，叶轮进气孔8、背盘空腔20、背盘盖板冷却孔16、轴承空腔22、止推轴承冷却孔14、轴承盖冷却孔13、电机转子空腔12和出气孔1为连通设置。
电机转子空腔与外部连通，可保证气流顺畅通过，降低电机转子的温度。
进一步地，叶轮进气孔8为直径2-8毫米的圆形孔或边长为2-8毫米的矩形孔，这样可以在保证空压机的工作效率的同时，为电机转子的冷却提供一定的风量。
进一步地，气封19为迷宫式气封，包括气封条18和气封凹槽17，气封条18环状设于叶轮背盘9外缘，气封凹槽17环状设于叶轮背盘盖板7上，且与气封条18相对应，气封条18与叶轮背盘9为一体结构，并且可随叶轮21转动。迷宫式气封通过迷宫式的间隙，对被密封气体产生节流效应而产生密封作用，在高速条件下具有良好的密封效果。
进一步地，背盘盖板冷却孔16为对称设置的一对圆弧形孔，且位置与叶轮进气孔8相对应。当叶轮进气孔8随叶轮21转动，圆弧形孔可保证大部分叶轮进气孔8可与背盘盖板冷却孔16连通。
进一步地，止推轴承冷却孔14与轴承盖冷却孔13为大小相同的同心圆孔。
进一步地，叶轮进气孔8圆心与叶轮背盘9圆心之间的长度，大于叶轮背盘9半径的1/3且小于2/3，且每个叶轮流道设置2-6个叶轮进气孔8，可以保证有足够的空气进入叶轮进气孔8。
进一步地，气封条18高度为5-10毫米，厚度为2-10毫米，由内到外依次设置四条气封条18，最外侧气封条18距离叶轮背盘9边缘5-20毫米。
本发明公开的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机工作原理如下：电机启动后，电机转子通过传动轴带动叶轮转动，叶轮高速旋转，在叶轮背盘位置形成高气压区，高气压区的空气通过叶轮进气孔进入背盘空腔，气封将背盘空腔密封，空气通过背盘盖板冷却孔向轴承空腔流动，然后依次通过止推轴承冷却孔、和轴承盖冷却孔后，进入电机转子空腔，对电机转子进行冷却，最后，空气通过电机后端盖上的出气孔排出。空气从高气压区经过叶轮背盘、叶轮背盘盖板、轴承、轴承盖，到达电机转子和电机定子之间，带走电机转子产生热量后，从后端盖排出，不仅达到了冷却电机转子的目的，还对经过的叶轮背盘、轴承等部件进行了冷却。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，其特征在于，包括沿轴向依次设置的叶轮(21)、气封(19)、叶轮背盘盖板(7)、止推轴承(15)、轴承盖(5)和电机(10)；
所述叶轮(21)包括叶片和叶轮背盘(9)，所述叶轮背盘(9)上设有叶轮进气孔(8)，所述气封(19)设于所述叶轮背盘(9)与所述叶轮背盘盖板(7)之间，并将所述叶轮背盘(9)与所述叶轮背盘盖板(7)密封，所述叶轮背盘盖板(7)上设有背盘盖板冷却孔(16)，所述叶轮背盘盖板(7)与所述叶轮(21)之间为背盘空腔(20)；
所述叶轮背盘盖板(7)与所述止推轴承(15)之间为轴承空腔(22)，所述止推轴承(15)设有止推轴承冷却孔(14)，所述轴承盖(5)设有轴承盖冷却孔(13)，所述电机(10)包括电机定子(3)、电机转子(11)和后端盖(2)，所述电机定子(3)和电机转子(11)之间为电机转子空腔(12)，所述后端盖(2)上设有出气孔(1)，所述叶轮进气孔(8)、所述背盘空腔(20)、所述背盘盖板冷却孔(16)、所述轴承空腔(22)、所述止推轴承冷却孔(14)、所述轴承盖冷却孔(13)、所述电机转子空腔(12)和所述出气孔(1)为连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，其特征在于，所述叶轮进气孔(8)为直径2-8毫米的圆形孔或边长为2-8毫米的矩形孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，其特征在于，所述气封(19)为迷宫式气封，包括气封条(18)和气封凹槽(17)，所述气封条(18)环状设于所述叶轮背盘(9)外缘，所述气封凹槽(17)环状设于所述叶轮背盘盖板(7)上，且与所述气封条(18)相对应，所述气封条(18)与所述叶轮背盘(9)为一体结构，并且可随所述叶轮(21)转动。
4.根据权利要求1所述的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，其特征在于，所述背盘盖板冷却孔(16)为对称设置的一对圆弧孔，且位置与所述叶轮进气孔(8)相对应。
5.根据权利要求1所述的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，其特征在于，所述止推轴承冷却孔(14)与所述轴承盖冷却孔(13)为大小相同的同心圆孔。
6.根据权利要求2所述的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，其特征在于，所述叶轮进气孔(8)圆心与所述叶轮背盘(9)圆心之间的长度，大于叶轮背盘(9)半径的1/3且小于2/3，且每个叶轮流道设置2-6个所述叶轮进气孔。
7.根据权利要求3所述的一种自带电机转子冷却系统的电动空压机，其特征在于，所述气封条(18)高度为5-10毫米，厚度为2-10毫米，由内到外依次设置四条所述气封条(18)，最外侧所述气封条(18)距离所述叶轮背盘(9)边缘5-20毫米。
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