CN112901521A - 一种高速离心式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速离心式压缩机，包括电机、左侧压缩机和右侧压缩机，电机包括电机壳体、转子、径向轴承、电机法兰、右侧电机端盖、左侧电机端盖，右侧压缩机包括第一叶轮、第一蜗壳和第一锁紧螺母，左侧压缩机包括第二叶轮、第二蜗壳和第二锁紧螺母，本发明一种高速离心式压缩机，通过将电机端盖和压缩机的扩压器平面集成为一体，让压缩机的空间布置更加紧凑。

Description

一种高速离心式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机设备技术领域，具体为一种高速离心式压缩机。

背景技术

在申请号为CN201410410513.X的中国专利中，披露了一种空气悬浮离心鼓风机。该鼓风机分为两级，从该发明的图2中看出，其径向轴承是通过一个零件转接才连接到电机壳体上。这种转接会带来强度的下降，并且可能松动，并进一步导致轴承位置窜动，而轴承一旦窜动甚至可能会在高速运转时烧毁。另外在图1的左侧，可以看到其电机端盖是通过一个螺栓固定到电机壳体上，而这个螺栓的安装孔会在左侧压缩机的扩压器上带来不平整的缺陷，这处缺陷会使气流在流过的时候产生湍流并因此导致压缩机的空气动力学效率降低。

在授权号为CN201820365084.2的中国专利和申请号为CN202010775394.3的中国专利中，在电机内部设置了复杂的风道，冷却风通过复杂的风道流过电机内部，最后通过一个离心式鼓风机离开电机。这种散热风道结构复杂，需要额外的离心式鼓风机。在申请号为CN201810326212.7的中国专利中，披露了一种离心鼓风机，该发明中使用了上述散热风道结构，并且包含两个工作用离心压缩机和一个散热用离心压缩机。这就意味着其中图1右侧的工作用离心压缩机与散热用离心压缩机之间必须要有一道分隔墙。这种结构非常复杂，成本高昂，而且由于散热离心压缩机和做功离心压缩机在轴向叠加，使得从右侧径向轴承再向右伸出的悬臂梁非常长，这在转子动力学上对右侧的径向轴承是不利的，会加大轴承的载荷，使轴承的设计、加工难度增加，严重时会损坏轴承导致停机。

在申请号为CN201921418049.3的中国专利中，在两级离心式压缩机内部设置了复杂的管路进行散热。在申请号为CN201910806155.7的中国专利中，使用了上述的散热方案。这使得整机的结构非常复杂，成本大幅增加。此外还有两点问题：一是一级背板和二级背板需要使用螺栓固定到电机壳体上，而螺栓的安装孔会在扩压器表面留下不平整的缺陷，导致压缩机空气动力学效率降低；二是各种复杂的结构导致整个机组的轴向长度增加，随之转子的轴向长度就必须得增加，这使得转子动力学的临界转速降低，如果临界转速过低，则会在对应转速产生转子动力学共振进而导致机组损坏，所以这个转子的极限转速不能太高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速离心式压缩机，以解决上述背景技术中提出的现有压缩机的电机端盖是通过一个螺栓固定到电机壳体上，而这个螺栓的安装孔会在左侧压缩机的扩压器上带来不平整的缺陷，这处缺陷会使气流在流过的时候产生湍流并因此导致压缩机的空气动力学效率降低以及现有的压缩机有各种复杂的结构导致整个机组的轴向长度增加，随之转子的轴向长度就必须得增加，这使得转子动力学的临界转速降低，如果临界转速过低，则会在对应转速产生转子动力学共振进而导致机组损坏，所以这个转子的极限转速不能太高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速离心式压缩机，包括电机、左侧压缩机和右侧压缩机，所述电机的两侧分别设有左侧压缩机和右侧压缩机，所述电机与右侧压缩机的连接处和所述电机与左侧压缩机的连接处分别套接有第一轴密封和第二轴密封，所述右侧压缩机的输出端通过级间管路与左侧压缩机的输入端固定连通，所述电机包括电机壳体、转子、径向轴承、电机法兰、右侧电机端盖、左侧电机端盖，所述转子的表面套接有电机壳体，所述电机壳体的两端通过电机法兰分别螺纹连接有左侧电机端盖和右侧电机端盖，且所述转子两端的表面通过径向轴承分别与左侧电机端盖的中部和右侧电机端盖的中部转动连接，其中一个所述径向轴承的一侧且位于所述转子的表面转动连接有推力轴承，所述右侧压缩机包括第一叶轮、第一蜗壳和第一锁紧螺母，所述右侧电机端盖的一侧卡接有第一蜗壳，且所述转子的一端穿入所述第一蜗壳的中部并通过第一锁紧螺母与第一叶轮螺纹连接，所述左侧压缩机包括第二叶轮、第二蜗壳和第二锁紧螺母，所述左侧电机端盖的一侧卡接有第二蜗壳，且所述转子的另一端穿入所述第二蜗壳的中部并通过第二锁紧螺母与第二叶轮螺纹连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述左侧电机端盖的表面与所述第二蜗壳的表面围成扩压器，且所述扩压器为空腔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述左侧电机端盖的中部和所述右侧电机端盖均固定连接有轴承座或轴承室，且两个所述轴承座或轴承室的内腔均转动连接有径向轴承。

作为本发明的一种优选技术方案，所述推力轴承包括推力轴承本体、推力盘、定距环、定位销、压块和连接件，所述推力轴承本体通过定距环、定位销、压块、连接件固定连接于右侧电机端盖且所述推力盘的内壁与所述转子的表面固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压块与所述第一轴密封的连接部固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二轴密封的连接部与左侧电机端盖固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电机壳体包括壳体本体、内嵌冷却水道、通气孔和防尘罩，且所述壳体本体、内嵌冷却水道、通气孔和防尘罩为一体式结构；

作为本发明的一种优选技术方案，所述转子的内部安装有散热风轮，所述散热风轮包括基体、离心式叶轮、轴流式叶轮，所述离心式叶轮位于转子和右侧电机端盖间的轴向间隙中，所述轴流式叶轮位于转子和定子间的径向间隙中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过转子、第一叶轮、第二叶轮、第一蜗壳、第二蜗壳、径向轴承、推力轴承、推力轴承本体、推力盘、定距环、定位销、压块、连接件、第二轴密封、电机壳体、电机法兰、左侧电机端盖、右侧电机端盖、第一轴密封、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母、排气口、级间管路、扩压器的配合，把高速直驱离心式压缩机的电机端盖和压缩机扩压器背板合二为一，大幅降低了整个系统结构的复杂度，保证了扩压器空气动力表面不会被连接螺栓破坏，由此保证了压缩机的空气动力学效率不会因为连接螺栓受到负面影响，同时因为简化了轴向结构，所以大大缩减了整个机组各零部件在轴向占用的空间，也就可以减少转子的轴向长度，有助于提高转子的临界转速，使机组可以工作在更高的转速。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的部剖视图；

图3为本发明A部放大图；

图4为本发明散热风轮的结构示意图。

图中：1、转子；2、第一叶轮；3、第二叶轮；4、第一蜗壳；5、第二蜗壳；6、径向轴承；7、推力轴承；701、推力轴承本体；702、推力盘；703、定距环；704、定位销；705、压块；706、连接件；8、第二轴密封；9、电机壳体；901、壳体本体；902、内嵌冷却水道；903、通气孔；904、防尘罩；10、电机法兰；11、左侧电机端盖；12、右侧电机端盖；13、第一轴密封；14、第一锁紧螺母；15、第二锁紧螺母；16、排气口；17、级间管路；18、扩压器；19、散热风轮；1901、基体；1902、离心式叶轮；1903、轴流式叶轮。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-4，本发明提供了一种高速离心式压缩机，包括电机、左侧压缩机和右侧压缩机，电机的两侧分别设有左侧压缩机和右侧压缩机，电机与右侧压缩机的连接处和电机与左侧压缩机的连接处分别套接有第一轴密封13和第二轴密封8，右侧压缩机的输出端通过级间管路17与左侧压缩机的输入端固定连通，电机包括电机壳体9、转子1、径向轴承6、电机法兰10、右侧电机端盖12、左侧电机端盖11，转子1的表面套接有电机壳体9，电机壳体9的两端通过电机法兰10分别螺纹连接有左侧电机端盖11和右侧电机端盖12，且转子1两端的表面通过径向轴承6分别与左侧电机端盖11的中部和右侧电机端盖12的中部转动连接，其中一个径向轴承6的一侧且位于转子1的表面转动连接有推力轴承7，右侧压缩机包括第一叶轮2、第一蜗壳4和第一锁紧螺母14，右侧电机端盖12的一侧卡接有第一蜗壳4，且转子1的一端穿入第一蜗壳4的中部并通过第一锁紧螺母14与第一叶轮2螺纹连接，左侧压缩机包括第二叶轮3、第二蜗壳5和第二锁紧螺母15，左侧电机端盖11的一侧卡接有第二蜗壳5，且转子1的另一端穿入第二蜗壳5的中部并通过第二锁紧螺母15与第二叶轮3螺纹连接。

优选的，左侧电机端盖11的表面与第二蜗壳5的表面围成扩压器18，且扩压器18为空腔，把左侧电机端盖11的壁面作为扩压器18的壁面就可以避免额外的安装连接，也就可以避免额外的安装连接给扩压器18壁面带来缺陷，避免空气动力学性能的下降，扩压，同时扩压器18的单侧壁面为一体式，所以其他零部件都不会在扩压器18壁面带来不利于空气动力性能的缺陷。

优选的，左侧电机端盖11的中部和右侧电机端盖12均固定连接有轴承座或轴承室，且两个轴承座或轴承室的内腔均转动连接有径向轴承6，可以省却轴承座和左侧电机端盖11和右侧电机端盖12的连接，节省轴向空间，提高转子的临界转速。

优选的，推力轴承7包括推力轴承本体701、推力盘702、定距环703、定位销704、压块705和连接件706，推力轴承本体701通过定距环703、定位销704、压块705、连接件706固定连接于右侧电机端盖12且推力盘702的内壁与转子1的表面固定连接，保证推力轴承7的安装不会影响扩压器18的空气动力学性能。

优选的，压块705与第一轴密封13的连接部固定连接。

优选的，第二轴密封8的连接部与左侧电机端盖11固定连接。

优选的，电机壳体9包括壳体本体901、内嵌冷却水道902、通气孔903和防尘罩904，且壳体本体901、内嵌冷却水道902、通气孔903和防尘罩904为一体式结构，供外围水冷和内部风冷的散热功能。

优选的，电机的表面设置有若干排气口16。

优选的，转子1的内部安装有散热风轮19，散热风轮19包括基体1901、离心式叶轮1902、轴流式叶轮1903，离心式叶轮1902位于转子1和右侧电机端盖12间的轴向间隙中，轴流式叶轮1903位于转子1和定子间的径向间隙中。

具体使用时，本发明一种高速离心式压缩机，左侧电机端盖11的表面与第二蜗壳5的表面围成扩压器18，且扩压器18为空腔，把左侧电机端盖11的壁面作为扩压器18的壁面就可以避免额外的安装连接，也就可以避免额外的安装连接给扩压器18壁面带来缺陷，避免空气动力学性能的下降，扩压，同时扩压器18的单侧壁面为一体式，所以其他零部件都不会在扩压器18壁面带来不利于空气动力性能的缺陷；左侧电机端盖11的中部和右侧电机端盖12均固定连接有轴承座或轴承室，且两个轴承座或轴承室的内腔均转动连接有径向轴承6，可以省去轴承座与左侧电机端盖11和右侧电机端盖12的连接，节省轴向空间，提高转子的临界转速；推力轴承7包括推力轴承本体701、推力盘702、定距环703、定位销704、压块705和连接件706，推力轴承本体701通过定距环703、定位销704、压块705、连接件706固定连接于右侧电机端盖12且推力盘702的内壁与转子1的表面固定连接，保证推力轴承7的安装不会影响扩压器18的空气动力学性能，压块705与第一轴密封13的连接部固定连接，第二轴密封8的连接部与左侧电机端盖11固定连接，电机壳体9包括壳体本体901、内嵌冷却水道902、通气孔903和防尘罩904，且壳体本体901、内嵌冷却水道902、通气孔903和防尘罩904为一体式结构，供外围水冷和内部风冷的散热功能。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高速离心式压缩机，包括电机、左侧压缩机和右侧压缩机，所述电机的两侧分别设有左侧压缩机和右侧压缩机，所述电机与右侧压缩机的连接处和所述电机与左侧压缩机的连接处分别套接有第一轴密封（13）和第二轴密封（8），所述右侧压缩机的输出端通过级间管路（17）与左侧压缩机的输入端固定连通，所述电机包括电机壳体（9）、转子（1）、径向轴承（6）、电机法兰（10）、右侧电机端盖（12）、左侧电机端盖（11），所述转子（1）的表面套接有电机壳体（9），所述电机壳体（9）的两端通过电机法兰（10）分别螺纹连接有左侧电机端盖（11）和右侧电机端盖（12），且所述转子（1）两端的表面通过径向轴承（6）分别与左侧电机端盖（11）的中部和右侧电机端盖（12）的中部转动连接，其中一个所述径向轴承（6）的一侧且位于所述转子（1）的表面转动连接有推力轴承（7），所述右侧压缩机包括第一叶轮（2）、第一蜗壳（4）和第一锁紧螺母（14），所述右侧电机端盖（12）的一侧卡接有第一蜗壳（4），且所述转子（1）的一端穿入所述第一蜗壳（4）的中部并通过第一锁紧螺母（14）与第一叶轮（2）螺纹连接，所述左侧压缩机包括第二叶轮（3）、第二蜗壳（5）和第二锁紧螺母（15），所述左侧电机端盖（11）的一侧卡接有第二蜗壳（5），且所述转子（1）的另一端穿入所述第二蜗壳（5）的中并通过第二锁紧螺母（15）与第二叶轮（3）螺纹连接；

其特征在于：所述左侧电机端盖（11）的表面与所述第二蜗壳（5）的表面围成扩压器（18），且所述扩压器（18）为空腔。

2.根据权利要求1所述的一种高速离心式压缩机，其特征在于：所述左侧电机端盖（11）的中部和所述右侧电机端盖（12）均固定连接有轴承座或轴承室，且两个所述轴承座或轴承室的内腔均转动连接有径向轴承（6）。

3.根据权利要求1所述的一种高速离心式压缩机，其特征在于：所述推力轴承（7）包括推力轴承本体（701）、推力盘（702）、定距环（703）、定位销（704）、压块（705）和连接件（706），所述推力轴承本体（701）通过定距环（703）、定位销（704）、压块（705）、连接件（706）固定连接于右侧电机端盖（12），且所述推力盘（702）的内壁与所述转子（1）的表面固定连接。

4.根据权利要求4所述的一种高速离心式压缩机，其特征在于：所述压块（705）与所述第一轴密封（13）的连接部固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种高速离心式压缩机，其特征在于：所述第二轴密封（8）的连接部与左侧电机端盖（11）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种高速离心式压缩机，其特征在于：所述电机壳体（9）包括壳体本体（901）、内嵌冷却水道（902）、通气孔（903）和防尘罩（904），且所述壳体本体（901）、内嵌冷却水道（902）、通气孔（903）和防尘罩（904）为一体式结构。

7.根据权利要求1所述的一种高速离心式压缩机，其特征在于：转子（1）的内部安装有散热风轮（19），所述散热风轮（19）包括基体（1901）、离心式叶轮（1902）、轴流式叶轮（1903），所述离心式叶轮（1902）位于转子（1）和右侧电机端盖（12）间的轴向间隙中，所述轴流式叶轮（1903）位于转子（1）和定子间的径向间隙中。

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