CN112594199A - 一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构及防泄漏密封设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，包括电机、设于所述电机一侧的蜗壳及与所述电机传动配合的叶轮，所述电机为磁悬浮电机，所述电机上设有连接盘，所述连接盘上设有与所述电机输出轴相配合的传动轴，所述传动轴上设有传动槽，所述传动槽内壁上设有第三连接环和第四连接环，所述第三连接环为弹性材料制成；所述蜗壳上设有径向密封盘，所述径向密封盘包括装配板和密封齿，所述密封齿顶端为尖状结构，所述叶轮上设有密封凹槽，所述密封齿置于所述叶轮密封凹槽内，并留有密封间隙。

Description

一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构及防泄漏密封设计方法
技术领域
本发明属于风机技术领域，尤其是涉及一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构及防泄漏密封设计方法。
背景技术
磁悬浮离心鼓风机是采用磁悬浮轴承的透平设备的一种，由鼓风机机心、磁悬浮电机、变频器、控制器、冷却系统一体化设计和集成。其磁悬浮电机的转轴被悬浮于主动式磁性轴承控制器上，风机叶轮直接安装在电机主轴延伸端，不需要增速器及联轴器，实现由高速电机直接驱动，由变频器来调速。
高速旋转时，由于受主轴径向跳动和叶轮装配精度的影响，叶轮存在一定的径向和轴向跳动量，叶轮与机壳之间有必要设计装配间隙避免叶轮与机壳产生碰撞摩擦；但由于间隙的存在且间隙两端有压差，高压端气体通过间隙向低压端泄漏，导致叶轮升压能力减弱，影响风机效率，此外，泄漏的高温气体一旦进入轴承内部，会对轴承造成极大损坏。因此，亟待设计一种装配间隙合理、密封有效、结构紧凑、拆装方便的高速磁悬浮鼓风机机心结构。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构及防泄漏密封设计方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，包括电机、设于所述电机一侧的蜗壳及与所述电机传动配合的叶轮，所述电机为磁悬浮电机，所述电机上设有连接盘，所述连接盘上设有与所述电机输出轴相配合的传动轴，所述传动轴上设有传动槽，所述传动槽内壁上设有第三连接环和第四连接环，所述第三连接环为弹性材料制成；所述蜗壳上设有径向密封盘，所述径向密封盘包括装配板和密封齿，所述密封齿顶端为尖状结构，所述叶轮上设有密封凹槽，所述密封齿置于所述叶轮密封凹槽内，并留有密封间隙；所述电机上设有套壳，所述套壳上设有第一空腔，所述第一空腔内设有两组第一推块，所述两组第一推块之间填充有冷却液，所述电机可驱动所述第一推块在所述第一空腔内转动；径向迷宫密封直接安装在蜗壳处，减少连接件，实现机心装配结构的一体化，方便拆装；径向迷宫密封相比轴向密封无需考虑密封齿数对风机轴向安装距离的影响，使结构更紧凑，提高转子运行稳定性；密封齿顶端设计为尖状，可减小或避免密封齿与转动部件相磨碰；电机输出轴插入到传动槽内时，电机输出轴插设于第四连接环内，当电机输出轴产生跳动时，电机输出轴带动第四连接环移动，第四连接环挤压第三连接环，使第四连接环在传动槽内移动，为电机输出轴提供跳动空间，而传动轴处于稳定传动状态，即传动轴本身不产生跳动，将动力稳定的传递至叶轮上，避免叶轮与机壳产生碰撞摩擦，保证风机稳定运行；通过第三连接环的弹性材料，将电机输出轴转动时的跳动充分吸收，避免电机输出轴的跳动对叶轮产生影响；电机工作时带动两组第一推块在第一空腔内转动，第一推块带动冷却水在第一空腔内流动，利用冷却水对电机起冷却作用，避免电机升温过快对电机造成损伤；通过，冷却液的第一空腔内流动的方式，无需将冷却液填满整个第一空腔即可对整个第一空腔做冷却，减少冷却液的浪费，同时使冷却液在流动过程中有自身冷却机会，保证冷却液的使用效果。
所述电机上设有第二连接环，所述第二连接环上设有多个连接孔，所述连接盘上设有与所述连接孔相对应的第一连接块，所述电机上设有多个与所述连接孔相通的第一活动腔，所述第一活动腔内设有固定杆，所述第一连接块上设有与所述固定杆相配合的固定槽，所述第一活动腔底部设有第二活动腔，所述固定杆穿设于所述第二活动腔内，所述固定杆上设有与所述第二活动腔相配合的限位板。
所述限位板上设有第一活动槽，所述第一活动槽内壁上设有第二活动槽，所述第二活动槽内可转动连接有翻板，所述第二活动腔内壁上设有第三活动槽，所述第三活动槽内穿设有推杆，所述推杆穿设于所述第一活动槽内，所述推杆一端设有第一连接弹簧，所述第二活动腔内壁上设有第四活动槽，所述第四活动槽内设有第一限位块，当所述推杆进入所述第三活动槽内时，所述相对的另一个第二活动腔内的第一限位块伸出。
所述电机上设有与用于连通所述第三活动槽和相对立的另一第二活动腔内的第四活动槽的第一连接腔，所述第一限位块上设有第二连接弹簧，所述第一限位块上设有第五活动槽，所述第五活动槽内设有第二限位块，所述第二限位块上设有限位弹簧，所述限位板上设有用于推动所述翻板转动的传动板。
所述第一活动槽内壁上设有第六活动槽，所述第六活动槽内穿设有第一支撑板，所述第一活动槽一侧设有与所述第六活动槽相通的第三活动腔，所述传动板设于所述第三活动腔内，所述第二活动槽内壁上设有与所述第三活动腔相通的第一连接槽，所述翻板上设有与所述传动板相配合的连接轴，所述第一支撑板固连于所述传动板上，所述传动板靠近端部侧设有传动齿。
所述固定杆上设有第七活动槽，所述第七活动槽底部设有与所述第三活动腔相通的第二连接腔，所述第七活动槽内穿设有第二推块，所述第二推块上设有第四连接弹簧，所述第二推块下方设有转辊，所述转辊上绕设有第一连接绳，所述第一连接绳另一端固连于所述传动板上，所述传动板上设有第一复位弹簧；所述连接盘上设有第八活动槽，所述第八活动槽内穿设有伸缩杆，所述伸缩杆上设有第一凸块，所述第二推块上设有与所述第一凸块相配合的第一凹槽。
所述连接盘上设有通孔，所述传动轴穿设于所述通孔内，所述连接孔内壁上设有第九活动槽，所述传动轴上设有与所述第九活动槽相配合的第一连接环，所述连接盘上设有传动腔和第四活动腔，所述第四活动腔侧壁上设有第十活动槽，所述第四活动腔内设有第一传动环，所述传动腔内设有第一传动轮，所述第一传动环上设有连接杆，所述第一空腔侧壁上设有环槽，所述环槽内设有第二传动环，所述第二传动环上设有第二连接块，所述第二连接块上设有与所述连接杆相配合的第二连接槽。
所述第二传动环上设有第二凸块，所述第一推块上设有第三凸块，所述第一推块一侧设有推板，另一侧设有与所述推板相配合的第二凹槽，所述第二凹槽内设有第二复位弹簧，所述第一推块上设有第二空腔，所述第二空腔内壁上可转动连接有第一密封板；所述第一空腔内壁上设有第一滑槽，所述第一推块上设有与所述第一滑槽相配合的滑块，所述第一空腔顶部设有推送组件。
所述第一滑槽顶部设有第二滑槽，所述第二滑槽顶部设有第五活动腔，所述推送组件包括设于所述第二滑槽内第一传动板、设于所述第五活动腔内的第二传动板及用于传动所述第一传动板和所述第二传动板的第二传动轮，所述第一传动板底部设有第四凸块，所述第一凸块上设有第五凸块，所述第四凸块为弹性材料制成，所述第一传动板侧壁上设有第三复位弹簧，所述第五活动腔底部设有第十一活动槽，所述第二传动板底部可转动连接有第三推块，所述第二传动板一端设有第四复位弹簧。
一种如上述的高速磁悬浮鼓风机的机心结构的防泄漏密封设计方法，包括：所述密封齿高度δ和节距Ω取值满足
Figure BDA0002811224240000031
所述径向曲折型迷宫密封泄漏速率G可通过下式计算：
Figure BDA0002811224240000041
其中，λ为迷宫总压比，λ＝Plow/Phigh，Plow、Phigh分别为密封前后介质的绝对压力，
Figure BDA0002811224240000042
为密封泄漏系数，A1、A2分别为首、末密封口泄漏截面面积，n为密封齿数，R为气体常数，Tu为介质初始温度。
本发明具有以下优点：(1)径向迷宫密封直接安装在蜗壳处，减少连接件，实现机心装配结构的一体化，方便拆装；(2)径向迷宫密封相比轴向密封无需考虑密封齿数对风机轴向安装距离的影响，使结构更紧凑，提高转子运行稳定性；(3)密封齿顶端设计为尖状，可减小或避免密封齿与转动部件相磨碰。
附图说明
图1为本发明一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构的结构示意图。
图2为本发明所述的叶轮结构示意图。
图3为本发明所述的径向曲折型迷宫密封示意图。
图4为本发明所述的径向密封盘正视结构示意图。
图5为本发明电机的结构示意图。
图6为本发明电机的右视图。
图7为图6中沿A-A处的剖视图。
图8为图7中的A处放大图。
图9为图7中的B处放大图。
图10为图6中沿B-B处的剖视图。
图11为图10中的C处放大图。
图12为图6中沿C-C处的剖视图。
图13为图12中的D处放大图。
图14为图6中沿E-E处的剖视图。
图15为图14中的E处放大图。
图16为图6中沿F-F处的剖视图。
图17为图16中的F处放大图。
图18为本发明电机的正视图。
图19为图18中沿G-G处的剖视图。
图20为图19中的G处放大图。
图21为图19中的H处放大图。
图22为图18中沿M-M处的剖视图。
图23为图22中的I处放大图。
图24为图18中沿H-H处的剖视图。
图25为图18中沿I-I处的剖视图。
图26为图25中的J处放大图。
图27为图18中沿J-J处的剖视图。
图28为图27中的K处放大图。
图29为图18中沿K-K处的剖视图。
图30为图18中沿Q-Q处的剖视图。
图31为图30中的L处放大图。
具体实施方式
如图1-31所示，一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，包括电机1、设于所述电机1一侧的蜗壳5及与所述电机1传动配合的叶轮8，所述电机1为磁悬浮电机，所述电机1上设有连接盘3，所述连接盘3上设有与所述电机1的输出轴11相配合的传动轴31，所述传动轴31上设有传动槽，所述传动槽内壁上设有第三连接环32和第四连接环33，所述第三连接环32为弹性材料制成；所述蜗壳5上设有径向密封盘9，所述径向密封盘9包括装配板92和密封齿91，所述密封齿91顶端为尖状结构，所述叶轮8上设有密封凹槽83，所述密封齿91置于所述密封凹槽83内，并留有密封间隙；所述电机1上设有套壳2，所述套壳2上设有第一空腔，所述第一空腔内设有两组第一推块22，所述两组第一推块22之间填充有冷却液，所述电机1可驱动所述第一推块22在所述第一空腔内转动；径向迷宫密封直接安装在蜗壳处，减少连接件，实现机心装配结构的一体化，方便拆装；径向迷宫密封相比轴向密封无需考虑密封齿数对风机轴向安装距离的影响，使结构更紧凑，提高转子运行稳定性；密封齿顶端设计为尖状，可减小或避免密封齿与转动部件相磨碰；电机输出轴插入到传动槽内时，电机输出轴插设于第四连接环内，当电机输出轴产生跳动时，电机输出轴带动第四连接环移动，第四连接环挤压第三连接环，使第四连接环在传动槽内移动，为电机输出轴提供跳动空间，而传动轴处于稳定传动状态，即传动轴本身不产生跳动，将动力稳定的传递至叶轮上，避免叶轮与机壳产生碰撞摩擦，保证风机稳定运行；通过第三连接环的弹性材料，将电机输出轴转动时的跳动充分吸收，避免电机输出轴的跳动对叶轮产生影响；电机工作时带动两组第一推块在第一空腔内转动，第一推块带动冷却水在第一空腔内流动，利用冷却水对电机起冷却作用，避免电机升温过快对电机造成损伤；通过，冷却液的第一空腔内流动的方式，无需将冷却液填满整个第一空腔即可对整个第一空腔做冷却，减少冷却液的浪费，同时使冷却液在流动过程中有自身冷却机会，保证冷却液的使用效果。
如图1-4所示，所述蜗壳5与电机1法兰面通过止口定位和螺栓连接，所述蜗壳内表面开有叶轮槽；所述叶轮通过锁紧螺母7固定在传动轴上；所述叶轮8包括叶轮轮毂81和叶片82，所述叶轮靠近电机端面置于蜗壳叶轮槽内，密封凹槽83设于所述叶轮靠近电机端面；所述径向密封盘9与所述蜗壳5通过螺钉紧固连接，所述密封齿91设于所述径向密封盘9靠近叶轮侧；所述蜗壳5上还设有轮盖6，所述轮盖上设有网罩61；所述叶轮靠近电机端面与蜗壳叶轮槽内表面、叶轮叶顶与轮盖内表面设计合适的间隙，间隙略大于叶轮高速旋转时的变形量ΔL，其中ΔL由有限元仿真软件计算得到；所述叶顶与轮盖内表面的间隙可调，通过在轮盖与蜗壳法兰处添加垫片的方式进行调节；轮盖与蜗壳的安装高度可通过垫片调节，可通过试验选择最佳间隙方案，提高风机运行效率和稳定性。
如图8、11所示，所述电机1上设有第二连接环，所述第二连接环上设有多个连接孔，所述连接盘3上设有与所述连接孔相对应的第一连接块35，所述电机1上设有多个与所述连接孔相通的第一活动腔，所述第一活动腔内设有固定杆12，所述第一连接块35上设有与所述固定杆12相配合的固定槽，所述第一活动腔底部设有第二活动腔，所述固定杆12穿设于所述第二活动腔内，所述固定杆12上设有与所述第二活动腔相配合的限位板125；在安装连接盘时，将连接盘从电机一侧装入，电机的输出轴插入到传动槽内，电机输出轴与第四连接环形成传动配合，第一连接块插入到连接孔内，往连接孔一端推送固定杆，固定杆嵌入到固定槽内，在固定杆与固定槽的相互配合下，将第一连接块固定在连接孔内，完成连接盘的安装；限位板对固定杆移动起限位作用，保证固定杆与第二连接环的连接效果，增加风机整体结构稳定性。
如图11、26所示，所述限位板125上设有第一活动槽，所述第一活动槽内壁上设有第二活动槽，所述第二活动槽内可转动连接有翻板126，所述第二活动腔内壁上设有第三活动槽，所述第三活动槽内穿设有推杆13，所述推杆13穿设于所述第一活动槽内，所述推杆13一端设有第一连接弹簧131，所述第二活动腔内壁上设有第四活动槽，所述第四活动槽内设有第一限位块14，当所述推杆13进入所述第三活动槽内时，所述相对的另一个第二活动腔内的第一限位块14伸出；固定杆嵌入到固定槽内后，限位板移动至第二活动腔一端，翻板转动至水平状态，在翻板作用下推动推杆往第三活动槽内，推杆在移动后驱动与该第二活动腔相对立的另一个第二活动腔内的第一限位块从第四活动槽内伸出，第一限位块伸出后处于限位板一侧，在第一限位块作用下对限位板起限位作用，避免限位板在第二活动腔内移动，从而保证固定杆对第一连接块的固定效果；在推杆和第一限位块的配合下，使单个固定杆无法自行移动，仅在同时推动相对的两个固定杆时才可推动固定杆移动，极大的保证了固定杆对连接盘的固定效果，将连接盘稳定的固定在电机一侧，避免连接盘在电机工作时抖动。
如图28、29所示，所述电机1上设有与用于连通所述第三活动槽和相对立的另一第二活动腔内的第四活动槽的第一连接腔15，所述第一限位块14上设有第二连接弹簧141，所述第一限位块141上设有第五活动槽，所述第五活动槽内设有第二限位块142，所述第二限位块142上设有限位弹簧143，所述限位板125上设有用于推动所述翻板126转动的传动板128；在安装连接盘时，将第一连接块插入到连接孔内，将所有的固定杆往各自相对应的第一连接块方向推动，固定杆未插入到固定槽内，限位板移动至第一限位块一侧，此时仅推动其中一个固定杆往固定槽内移动，固定杆带动限位板继续移动，限位板移动至第二活动腔一端，翻板转动推动推杆往第三活动槽内移动，第三活动槽内的气流被挤入到第一连接腔内，气流通过第一连接腔进入到第四活动槽内，在气压作用下推动第一限位块往第四活动槽外侧移动，第二限位块抵在限位板侧壁上，此时推动与上一个移动的固定杆相对面的固定杆，限位板从第二限位块一侧移开，第二限位块从第五活动槽内伸出，利用第二限位块对限位板起固定作用，限位板移动后传动板带动翻板转动，翻板转动推动此第二活动腔内的推杆移动，使第一个移动的限位板所在的第二活动腔内的第一限位块伸出，第二限位块移动至限位板一侧，从而完成相对面上的两个固定杆的固定，重复上述操作，直至所有固定杆均插入到所对应的固定槽内，完成连接盘的固定安装，保证连接盘的安装效果；在第二限位块和第五活动槽设置下，为第一限位块提供缓冲空间，避免第一限位块移动受阻，限位板在移动后第二限位块可自然的移动至限位板一侧为限位板提供支撑力，将限位板夹持在第二限位块和第二活动腔内壁之间，保证固定杆与固定槽的配合效果。
如图26、28所示，所述第一活动槽内壁上设有第六活动槽，所述第六活动槽内穿设有第一支撑板127，所述第一活动槽一侧设有与所述第六活动槽相通的第三活动腔，所述传动板128设于所述第三活动腔内，所述第二活动槽内壁上设有与所述第三活动腔相通的第一连接槽，所述翻板126上设有与所述传动板相配合的连接轴1261，所述第一支撑板127固连于所述传动板128上，所述传动板128靠近端部侧设有传动齿；为使传动板移动方向与连接轴转动方向一致，连接轴与传动板之间设有通过一第三传动轮进行传动配合，限位板移动至第二活动腔一端后，传动板往第三活动腔一端移动，传动板移动时直接带动第一支撑板移动，所述连接轴上设有扭簧，所述传动齿为单向齿；限位块在第二活动腔内移动时，翻板抵在第一支撑板底部，此时翻板处于倾斜状态；当限位板移动至第二活动腔一端时，传动板移动带动第一支撑板移动，第一支撑板往第六活动槽内移动，当第一支撑板从翻板顶部移开后，翻板在扭簧作用下往上翻转，传动板继续移动，此时传动板上的传动齿与连接轴相接触，在传动齿和连接轴的相互下为翻板提供强行翻转力，使翻板有足够力推动推杆往第三活动槽内移动，以保证翻板能够转动至水平状态；当翻板推动推杆往第三活动槽内移动，传动板往回移动，第一支撑板从第六活动槽内移出，第一支撑板移动至翻板底部，传动板往回移动在单向传动齿的作用下无法带动翻板转动，翻板在第一支撑板作用下仍压在推杆上，使推杆持续的插于第三活动槽内，从而使第二限位块处于持续伸出状态，为限位板提供稳定限位效果；在拆卸连接盘时，翻板处于水平状态，传动板再次往第六活动槽一端移动，传动板移动带动第一支撑板进入到第六活动槽内，第一支撑板从翻板底部移开，推杆在第一连接弹簧作用下往第三活动槽外侧移动，推杆推动翻板往下翻转，与该第二活动腔相对的另一个第二活动腔内的第一限位块进入到第四活动槽内，往回推动处于第一限位块移动的第二活动腔内的固定板，限位板从第一限位块一侧移开，使该固定杆从限位槽内脱出，此时传动板移动的限位板所处的第二活动腔内的第一限位块失去气压支撑后进入到第四活动槽内，使该第二活动腔内的限位板也能够正常移动，完成两个相对立的固定板的拆卸，重复上述操作，直至将所有固定板从限位槽内推出，完成连接盘的拆卸。
如图8、27所示，所述固定杆12上设有第七活动槽，所述第七活动槽底部设有与所述第三活动腔相通的第二连接腔124，所述第七活动槽内穿设有第二推块121，所述第二推块121上设有第四连接弹簧122，所述第二推块121下方设有转辊123，所述转辊123上绕设有第一连接绳，所述第一连接绳另一端固连于所述传动板128上，所述传动板128上设有第一复位弹簧1282；所述连接盘3上设有第八活动槽，所述第八活动槽内穿设有伸缩杆34，所述伸缩杆34上设有第一凸块，所述第二推块121上设有与所述第一凸块相配合的第一凹槽；在安装连接盘时，在保证第一连接块插入到连接孔内的同时使第一凸块插入带第一凹槽内，往第二推块方向推动伸缩杆，伸缩杆推动第二推块往第七活动槽内移动，第二推块移动时带动转辊转动，转辊拉动第一连接绳移动，第一连接绳拉动传动板移动，为传动板移动提供动力；通过推动伸缩杆在第八活动槽内的移动，可带动第二推块一同移动，固定杆随第二推块一同移动，避免因连接盘与电机的间隙过小导致固定杆移动不便的问题。
如图15、24所示，所述连接盘3上设有通孔，所述传动轴31穿设于所述通孔内，所述连接孔内壁上设有第九活动槽，所述传动轴31上设有与所述第九活动槽相配合的第一连接环311，所述连接盘3上设有传动腔和第四活动腔，所述第四活动腔侧壁上设有第十活动槽，所述第四活动腔内设有第一传动环36，所述传动腔内设有第一传动轮37，所述第一传动环36上设有连接杆361，所述第一空腔侧壁上设有环槽，所述环槽内设有第二传动环24，所述第二传动环24上设有第二连接块241，所述第二连接块241上设有与所述连接杆361相配合的第二连接槽；连接盘安装完成后，电机输出轴插入到第四连接环内，传动轴随电机输出轴转动，第一连接环随传动轴转动，在第一传动轮作用下为第一传动环的转动提供动力，第一传动环带动连接杆转动，连接杆与第二连接块相配合，为第二传动环的转动提供动力，第二传动环带动第一推块在第一空腔内移动，第一推块推动冷却液在第一空腔内流动，对电机起到冷却作用；利用电机动力为电机提供冷却作用，对电机动能做充分利用，保证电机运行稳定性，延长电机使用寿命；在第一连接环设置下，对传动轴起定位作用，使传动轴始终处于同一位置处，保证电机输出的稳定性，避免叶轮工作时随电机输出轴一同产生跳动现象。
如图10、12、15所示，所述第二传动环24上设有第二凸块242，所述第一推块22上设有第三凸块224，所述第一推块22一侧设有推板223，另一侧设有与所述推板223相配合的第二凹槽，所述第二凹槽内设有第二复位弹簧222，所述第一推块22上设有第二空腔，所述第二空腔内壁上可转动连接有第一密封板221；所述第一空腔内壁上设有第一滑槽，所述第一推块22上设有与所述第一滑槽相配合的滑块，所述第一空腔顶部设有推送组件；第二传动环随第一传动环转动时，第二凸块与第三凸块相接触，第二凸块推动第一推块在第一空腔内移动，第一推块移动至第一空腔顶部时，推送组件第一推块相配合，推送组件为第一活动块的移动提供辅助动力，使第一推块自发的产生在第一空腔内移动的趋势，从而减少电机因带动第一推块移动时的动力损耗，将更多的动能用于叶轮转动上，为叶轮转动提供足够动力，保证风机风量；第一滑槽与滑块相互配合，为第一推块的移动起导向作用，将冷却液关闭在两个第一推块之间，使冷却液可随两个第一推块一同移动，保证冷却液对电机的冷缺效果；其中一个第一推块移动至第一空腔底部后，推送组件为其提供辅助动力，该第一推块获得比另一第一推块更快的速度，该第一推块相对于另一个第一推块往前移动小段距离，推板进入到第二凹槽内挤压第二复位弹簧，冷却液受到挤压后推动密封门转动，冷却液进入到第二空腔内，增加处于第一空腔底部的第一推块的重量，使第一推块在重力和惯性作用下产生继续转动的趋势，电机可轻易带动第一推块在第一空腔内移动，较大的减小电机的动能损耗，使电机有足够动能带动叶轮转动；当第一推块转动第一密封板往下状态时，第二复位弹簧将推板从第二凹槽内推出，第一密封板翻转将第二空腔内的冷却液倒出，第二空腔内的冷却液重新进入到第一空腔内，保证第一空腔内的冷却液的总量不变，以便对电机起冷却作用。
如图20、23所示，所述第一滑槽顶部设有第二滑槽，所述第二滑槽顶部设有第五活动腔，所述推送组件包括设于所述第二滑槽内第一传动板26、设于所述第五活动腔内的第二传动板27及用于传动所述第一传动板26和所述第二传动板27的第二传动轮28，所述第一传动板26底部设有第四凸块261，所述第一推块22上设有第五凸块225，所述第四凸块225为弹性材料制成，所述第一传动板26侧壁上设有第三复位弹簧，所述第五活动腔底部设有第十一活动槽，所述第二传动板27底部可转动连接有第三推块27，所述第二传动板27一端设有第四复位弹簧；第一推块移动至第一空腔顶部后，滑块先与第三推块相接触，第二传动板抵在第五活动腔一端，第二传动板无法移动，第三推块在滑块作用下转动，第五凸块从第三推块底部移开，第五凸块移动至第四凸块底部，第五凸块带动第四凸块移动，第四凸块带动第一传动板移动，在第二传动轮作用下带动第二传动板移动，第二传动板移动挤压第四复位弹簧，第一传动板移动挤压第三复位弹簧，当第一传动板移动至无法移动后，第五凸块从第四凸块底部移开，第一传动板失去推力后在第三复位弹簧下往回移动，第四复位弹簧推动第二传动板往回移动，第二传动板带动第三推块撞击在滑块上，在第三凸块作用下为第二传动板提供推力，使第二传动板具有一定初速度，从而为第一推块提供辅助动力，减少电机的动能损耗；第一推块在推送组件作用下移动后撞击在另一个第一推块上，使另一个第一推块有足够动能撞击在推送组件上，减少第三推块对第一推块移动的阻力，有效的减少电机分担到第一推块上的动能，保证风机工作产生所需的风量。
如图21所示，所述套壳底部设有底座4，底座上设有第三空腔，第三空腔内设有支撑弹簧42，支撑弹簧上设有第二支撑板41，第一空腔底部设有开口，开口内设有连接板210，连接板上设有第十二活动槽，第十二活动槽内设有第一密封弹簧2102，第一密封弹簧上设有密封块2101，开口内壁上设有第十三活动槽，第十三活动槽内设有第二密封弹簧291，第二密封弹簧上设有第二密封板29，第二密封板上设有第一通槽292；所述套壳侧壁上设有安装腔，安装腔内设有气囊220；当冷却液在使用后温度升高后，冷却液的温度传递至气囊上，气囊受热后其内部的空气膨胀挤压气囊，气囊推动第二支撑板往下运动，使第二支撑板与套壳侧壁留存间隙，冷却液上的热量同时传递至第十三活动槽内，第十三活动槽内的空气受热膨胀，气压推动第二密封板往第十三活动槽外移动，第二密封板推动密封块往第十二活动槽内移动，第一通槽从第十三活动槽内移出，第一空腔内的冷却液通过第一通槽掉落至第二支撑板上，在冷却液重力下推动第二支撑板往下运动，冷却液进入到第三空腔内，使冷却液在第三空腔内冷却；当冷却液和套壳冷却完成后气囊复位的同时支撑弹簧推动第二支撑板往上运动，在第二支撑板作用下将第三空腔内的冷却液推入到第一空腔内，随后第二密封板往第十三活动槽内移动，使冷却液重新进入到第一空腔内，完成冷却液的复位；第二支撑板处于压缩状态时，气囊始终抵在第二支撑板上；当开口处于开启状态时，第一空腔内的冷却液通过开口全部进入到第三空腔内，此时电机停止工作，对电机起到过载保护作用，避免电机因过热造成损坏；通过冷却液在第一空腔和第三空腔内流动的方式，在电机正常工作时起到冷却作用，在电机过载运行时起到停机保护作用，有效的延长了电机使用寿命。
如图13、17所示，所述套壳上设有第二通槽，第二通槽底部设有第十四活动槽，第二通槽内设有第三密封板23，套壳上设有还设有第三通槽，第三通槽侧壁上设有第十五活动槽，第三通槽内设有第四密封板25，第三密封板通过一第二连接绳与第二密封板相连，第四密封板通过一第三连接绳与第三密封板相连；当冷却液温度升高后，冷却液上的温度传递至第十三活动槽内，第二密封板移动时带动第二连接绳移动，第二连接绳拉动第三密封板移动，第三密封板拉动第四密封板移动，使第二通槽开启，第一空腔处于导通状态，外界空气从第三通槽处进入到从第四通槽处流出，利用外界空气对套壳做冷却处理，使套壳快速降温，减小高温对电机造成的影响。
一种如上述的高速磁悬浮鼓风机的机心结构的防泄漏密封设计方法，包括：所述径向密封盘9和密封凹槽83构成径向曲折型迷宫密封，曲折型迷宫密封设计曲折凹槽，可有效减少泄漏量，减少压力流失，提高风机效率；所述径向密封盘包括装配板92和密封齿91，所述装配板与蜗壳通过螺钉连接，所述密封齿均匀分布于装配板表面，密封齿顶端设计为尖状，密封齿数n在满足泄漏量和安装尺寸的情况下采取较大值，密封齿高度δ和节距Ω取值满足
Figure BDA0002811224240000121
所述密封凹槽加工于密封齿顶位置对应的叶轮后端面，凹槽位置和尺寸设计应允许机组运行中叶轮可能发生的轴向和径向跳动；所述径向曲折型迷宫密封泄漏速率G可通过下式计算：
Figure BDA0002811224240000122
其中，λ为迷宫总压比，λ＝Plow/Phigh，Plow、Phigh分别为密封前后介质的绝对压力，
Figure BDA0002811224240000123
为密封泄漏系数，
Figure BDA0002811224240000124
A1、A2分别为首、末密封口泄漏截面面积，n为密封齿数，R为气体常数J/kg·K,Tu为介质初始温度。
本申请附图中的电机仅为示意图，其具体结构与现有技术中的磁悬浮电机结构相同。

Claims (10)

1.一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，包括电机(1)、设于所述电机(1)一侧的蜗壳(5)及与所述电机(1)传动配合的叶轮(8)，所述电机(1)为磁悬浮电机，其特征在于：所述电机(1)上设有连接盘(3)，所述连接盘(3)上设有与所述电机(1)的输出轴(11)相配合的传动轴(31)，所述传动轴(31)上设有传动槽，所述传动槽内壁上设有第三连接环(32)和第四连接环(33)，所述第三连接环(32)为弹性材料制成；所述蜗壳(5)上设有径向密封盘(9)，所述径向密封盘(9)包括装配板(92)和密封齿(91)，所述密封齿(91)顶端为尖状结构，所述叶轮(8)上设有密封凹槽(83)，所述密封齿(91)置于所述密封凹槽(83)内，并留有密封间隙；所述电机(1)上设有套壳(2)，所述套壳(2)上设有第一空腔，所述第一空腔内设有两组第一推块(22)，所述两组第一推块(22)之间填充有冷却液，所述电机(1)可驱动所述第一推块(22)在所述第一空腔内转动。
2.根据权利要求1所述的一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，其特征在于：所述电机(1)上设有第二连接环，所述第二连接环上设有多个连接孔，所述连接盘(3)上设有与所述连接孔相对应的第一连接块(35)，所述电机(1)上设有多个与所述连接孔相通的第一活动腔，所述第一活动腔内设有固定杆(12)，所述第一连接块(35)上设有与所述固定杆(12)相配合的固定槽，所述第一活动腔底部设有第二活动腔，所述固定杆(12)穿设于所述第二活动腔内，所述固定杆(12)上设有与所述第二活动腔相配合的限位板(125)。
3.根据权利要求2所述的一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，其特征在于：所述限位板(125)上设有第一活动槽，所述第一活动槽内壁上设有第二活动槽，所述第二活动槽内可转动连接有翻板(126)，所述第二活动腔内壁上设有第三活动槽，所述第三活动槽内穿设有推杆(13)，所述推杆(13)穿设于所述第一活动槽内，所述推杆(13)一端设有第一连接弹簧(131)，所述第二活动腔内壁上设有第四活动槽，所述第四活动槽内设有第一限位块(14)，当所述推杆(13)进入所述第三活动槽内时，所述相对的另一个第二活动腔内的第一限位块(14)伸出。
4.根据权利要求3所述的一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，其特征在于：所述电机(1)上设有与用于连通所述第三活动槽和相对立的另一第二活动腔内的第四活动槽的第一连接腔(15)，所述第一限位块(14)上设有第二连接弹簧(141)，所述第一限位块(141)上设有第五活动槽，所述第五活动槽内设有第二限位块(142)，所述第二限位块(142)上设有限位弹簧(143)，所述限位板(125)上设有用于推动所述翻板(126)转动的传动板(128)。
5.根据权利要求4所述的一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，其特征在于：所述第一活动槽内壁上设有第六活动槽，所述第六活动槽内穿设有第一支撑板(127)，所述第一活动槽一侧设有与所述第六活动槽相通的第三活动腔，所述传动板(128)设于所述第三活动腔内，所述第二活动槽内壁上设有与所述第三活动腔相通的第一连接槽，所述翻板(126)上设有与所述传动板相配合的连接轴(1261)，所述第一支撑板(127)固连于所述传动板(128)上，所述传动板(128)靠近端部侧设有传动齿。
6.根据权利要求5所述的一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，其特征在于：所述固定杆(12)上设有第七活动槽，所述第七活动槽底部设有与所述第三活动腔相通的第二连接腔(124)，所述第七活动槽内穿设有第二推块(121)，所述第二推块(121)上设有第四连接弹簧(122)，所述第二推块(121)下方设有转辊(123)，所述转辊(123)上绕设有第一连接绳，所述第一连接绳另一端固连于所述传动板(128)上，所述传动板(128)上设有第一复位弹簧(1282)；所述连接盘(3)上设有第八活动槽，所述第八活动槽内穿设有伸缩杆(34)，所述伸缩杆(34)上设有第一凸块，所述第二推块(121)上设有与所述第一凸块相配合的第一凹槽。
7.根据权利要求1所述的一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，其特征在于：所述连接盘(3)上设有通孔，所述传动轴(31)穿设于所述通孔内，所述连接孔内壁上设有第九活动槽，所述传动轴(31)上设有与所述第九活动槽相配合的第一连接环(311)，所述连接盘(3)上设有传动腔和第四活动腔，所述第四活动腔侧壁上设有第十活动槽，所述第四活动腔内设有第一传动环(36)，所述传动腔内设有第一传动轮(37)，所述第一传动环(36)上设有连接杆(361)，所述第一空腔侧壁上设有环槽，所述环槽内设有第二传动环(24)，所述第二传动环(24)上设有第二连接块(241)，所述第二连接块(241)上设有与所述连接杆(361)相配合的第二连接槽。
8.根据权利要求7所述的一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，其特征在于：所述第二传动环(24)上设有第二凸块(242)，所述第一推块(22)上设有第三凸块(224)，所述第一推块(22)一侧设有推板(223)，另一侧设有与所述推板(223)相配合的第二凹槽，所述第二凹槽内设有第二复位弹簧(222)，所述第一推块(22)上设有第二空腔，所述第二空腔内壁上可转动连接有第一密封板(221)；所述第一空腔内壁上设有第一滑槽，所述第一推块(22)上设有与所述第一滑槽相配合的滑块，所述第一空腔顶部设有推送组件。
9.根据权利要求8所述的一种高速磁悬浮鼓风机的机心结构，其特征在于：所述第一滑槽顶部设有第二滑槽，所述第二滑槽顶部设有第五活动腔，所述推送组件包括设于所述第二滑槽内第一传动板(26)、设于所述第五活动腔内的第二传动板(27)及用于传动所述第一传动板(26)和所述第二传动板(27)的第二传动轮(28)，所述第一传动板(26)底部设有第四凸块(261)，所述第一推块(22)上设有第五凸块(225)，所述第四凸块(225)为弹性材料制成，所述第一传动板(26)侧壁上设有第三复位弹簧，所述第五活动腔底部设有第十一活动槽，所述第二传动板(27)底部可转动连接有第三推块(27)，所述第二传动板(27)一端设有第四复位弹簧。
10.一种如权利要求1-9中任一条所述的高速磁悬浮鼓风机的机心结构的防泄漏密封设计方法，其特征在于：包括：所述密封齿(91)高度δ和节距Ω取值满足
Figure FDA0002811224230000031
所述径向曲折型迷宫密封泄漏速率G可通过下式计算：
Figure FDA0002811224230000041
其中，λ为迷宫总压比，λ＝Plow/Phigh，Plow、Phigh分别为密封前后介质的绝对压力，
Figure FDA0002811224230000042
为密封泄漏系数，A1、A2分别为首、末密封口泄漏截面面积，n为密封齿数，R为气体常数,Tu为介质初始温度。
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