CN113027819A - 一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统及风冷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统及风冷方法，包括蜗壳、叶轮、机壳、机壳后盖、转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件，所述机壳的前端与蜗壳连接，后端设有机壳后盖，所述转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件均设于机壳内腔，所述叶轮设于蜗壳内，所述转子组件前端与叶轮同轴连接，所述机壳后盖设有进风孔，所述机壳前端侧壁设有出风口，所述电机定子和磁悬浮定子组件均设有相互连通的通风孔，所述进风孔经磁悬浮定子组件和电机定子的进风孔与出风口相通。该主动式风冷系统及方法无需外置散热设备、水冷管路或换热器等外部零件，由以往的外部被动散热变为内部主动散热，提高电机转子散热效率的同时降低了散热成本，散热系统免维护，可靠性高。

Description

一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统及风冷方法

技术领域

本发明涉及磁悬浮轴承领域，具体的说是一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统及风冷方法

背景技术

由于磁悬浮离心式鼓风机的工作功率较高，产生的热量较高，在鼓风机工作时需要对内部的电机转子进行散热，保证设备的稳定运行。目前对鼓风机电机转子的散热主要是外置散热设备，通常是需要额外的准备散热风扇、风扇电源和额外的散热水路以及换热器，维持散热设备的工作需要损耗大量的能源以及提高了设备维护的成本。由于外置的散热手段只是从机壳外部进行散热，往往对电机转子的散热作用达不到最佳，影响设备的正常运行，造成系统的可靠性降低，维护周期缩短。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统及风冷方法，解决了以往电机散热效率低、可靠性差的问题。该风冷系统提高了系统的可靠性、散热效果好、散热系统免维护；该风冷方法由被动散热变为主动散热，提高散热效率的同时减少了维护成本。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统，包括蜗壳、叶轮、机壳、机壳后盖、转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件，所述机壳的前端与蜗壳连接，后端设有机壳后盖，所述转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件均设于机壳内腔，所述叶轮设于蜗壳内，所述转子组件前端与叶轮同轴连接，所述机壳后盖设有进风孔，所述机壳前端侧壁设有出风口，所述电机定子和磁悬浮定子组件均设有相互连通的通风孔，所述进风孔经磁悬浮定子组件和电机定子的进风孔与出风口相通。

进一步，所述磁悬浮定子组件包括前径向磁轴承定子、前传感器、后径向磁悬轴承、后传感器和轴向磁悬浮轴承，所述前径向磁轴承定子设于电机定子前端，所述前传感器设于前径向磁轴承定子前端，所述前径向磁轴承定子和前传感器圆周向分别设有若干个与出风口相连通的通风孔；所述后径向磁轴承定子设于电机定子后端，所述后传感器设于后径向磁轴承定子后端，所述后径向磁轴承定子和后传感器圆周向分别设有若干个与出风口相连通的通风孔；所述轴向磁悬浮轴承设于后传感器的后端，轴向磁悬浮轴承圆周向设有若干个与出风口相连通的通风口。

进一步，所述前径向磁轴承定子和前传感器的通风孔位置相对应且同轴，所述后径向磁轴承定子和后传感器的通风孔位置相对应且同轴。

进一步，所述轴向磁悬浮轴承包括止推盘、前轴向轴承定子和后轴向轴承定子，所述前轴向轴承定子和后轴向轴承定子分别与机壳内壁连接，所述止推盘设于前轴向轴承定子和后轴向轴承定子之间，所述前轴向轴承定子和后轴向轴承定子分别设有多个相对应且与出风口相通的通风孔。

进一步，所述止推盘包括推盘主体和导风叶片，所述推盘主体与转子组件的主轴过盈配合，推盘主体的外圆周向均匀设有若干个导风叶片，后轴向轴承定子通风孔经导风叶片与前轴向轴承定子通风孔相通。

一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统的风冷方法，包括如下步骤：

a、机壳后盖主动式进风；

b、进入机壳后盖内腔的风依次经后轴向轴承定子上的通风孔、止推盘的导风叶片和前轴向轴承定子上的通风孔进入机壳内腔；

c、进入机壳内腔的风再依次经过后传感器、后径向磁轴承定子、电机定子、前径向磁轴承定子和前传感器后从机壳的出风口排出，实现机壳内部部件的散热降温。

本发明的有益效果：

1、本发明的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统采用从机壳后盖方向主动送风对机壳内的部件进行散热，充分吸收电机以及其它部件的热量，提高散热效果。无需外置散热设备、水冷管路或换热器等外部零件，由以往的外部被动散热变为内部主动散热，提高电机散热效率的同时降低了散热成本，散热系统免维护，可靠性高。

2、由于止推盘的外圆周向设有若干个曲面状叶片，通过叶片可把从后轴向轴承定子通风孔输送的风进行导向，把风均匀分散的导向前轴向轴承定子端面的通风孔，保证从机壳后盖进入的风能均匀的进入机壳内腔，保证散热效率。

附图说明

图1为本发明的内部结构及原理图；

图2为图1中局部放大图；

图3为散热风路布分布示意图；

图4为止推盘的结构示意图；

图5为机壳后盖端面进风口分布示意图。

图中：

1叶轮、2蜗壳、3机壳、4前传感器、5前径向磁轴承定子、6电机定子、7后径向磁轴承定子、8后传感器、9前轴向轴承定子、10止推盘、101推盘主体、102导风叶片、11后轴向轴承定子、12机壳后盖、121后盖主体、122进风孔、13轴端压盖、14后径向轴向保护轴承、15后径向保护轴承压盖、16转子组件、17前径向保护轴承压盖、18前径向保护轴承、19动密封、20通风孔、21出风口、a散热风路。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统及风冷方法作以下详细说明。

如图1至图5示，本发明的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统，包括蜗壳2、叶轮1、机壳3、机壳后盖12、转子组件16、电机定子6和磁悬浮定子组件，所述机壳3的前端与蜗壳2连接，后端设有机壳后盖12，所述转子组件16、电机定子6和磁悬浮定子组件均设于机壳3内腔，所述叶轮1设于蜗壳2内，所述转子组件16前端与叶轮1同轴连接，电机定子4控制转子组件16的主轴旋转，磁悬浮定子组件控制主轴的径向和轴向位置，防止主轴偏离轴心产生摩擦。所述机壳后盖12设有进风孔122，所述机壳前端侧壁设有若干个出风口21，所述电机定子和磁悬浮定子组件均设有相互连通的通风孔20，所述进风孔122经磁悬浮定子组件和电机定子的通风孔20与出风口21相通。从机壳后盖12主动式进风，电机定子6和磁悬浮定子组件设置相应通风孔20并与出风口21形成散热风路，解决了以往需要设置外部散热设备、水冷管路和换热器等零件对鼓风机进行散热的问题。由外部散热变为内部散热，提高散热效果的同时，散热系统免维护，降低成本，可靠性高。

所述磁悬浮定子组件包括前径向磁轴承定子5、前传感器4、后径向磁轴承定子7、后传感器8和轴向磁悬浮轴承，所述前径向磁轴承定子5设于电机定子6前端，所述前传感器4设于前径向磁轴承定子5前端，所述前径向磁轴承定子5和前传感器4圆周向分别设有若干个与出风口相连通的通风孔20；所述后径向磁轴承定子7设于电机定子6后端，所述后传感器8设于后径向磁轴承定子7后端，所述后径向磁轴承定子7和后传感器8圆周向分别设有若干个与出风口相连通的通风孔20；所述轴向磁悬浮轴承设于后传感器8的后端，轴向磁悬浮轴承圆周向设有若干个与出风口相连通的通风口，轴向磁悬浮轴承上的通风口的进风端与机壳3后盖内腔相通，轴向磁悬浮轴承上的通风口的出风端与机壳内腔相通。所述前径向磁轴承定子5和前传感器4的通风孔位置相对应且同轴，所述后径向磁轴承定子7和后传感器8的通风孔位置相对应且同轴。

所述轴向磁悬浮轴承包括止推盘10、前轴向轴承定子9和后轴向轴承定子11，所述前轴向轴承定子9和后轴向轴承定子11分别与机壳3内壁连接，所述止推盘10设于前轴向轴承定子和后轴向轴承定子之间，所述前轴向轴承定子9和后轴向轴承定子11分别设有多个相对应且与出风口相通的通风孔20。如图4所示，所述止推盘10包括推盘主体101和导风叶片102，所述推盘主体101与转子组件16的主轴过盈配合，推盘主体101的外圆周向均匀设有若干个导风叶片102，导风叶片102的一侧呈弧形面，另一侧呈曲面起到导风的作用，从后轴向轴承定子通风孔经过的风通过导风叶片与前轴向轴承定子通风孔相通。从后轴向轴承定子通风孔进入的风通过止推盘10上的导风叶片把风导向前轴向轴承定子9通风孔，风从前轴向轴承定子通风孔排出。

所述转子组件的主轴前端设有前密封组件，后端设有后密封组件，所述前密封组件包括动密封19、前径向保护轴承18和前径向保护轴承压盖17，主轴前端通过动密封19与蜗壳2密封连接，所述动密封19内设有前径向保护轴承18，动密封后端设有前径向保护轴承压盖17；所述后密封组件包括后轴端压盖13、后径向轴向保护轴承14和后径向保护轴承压盖15，所述后径向轴向保护轴承14设于前轴向轴承定子9与主轴之间且与主轴套置，后径向轴向保护轴承14一侧设有后径向保护轴承压盖，所述轴端压盖设于主轴后端。

所述电机定子6和磁悬浮定子组件的通风孔数量相同且位置相对应，保证风量和风速达到最佳的散热效率。但也不局限为上述一种的通风孔数量和位置的排列，只能要通过所有的通风孔均能与出风口相连通，使散热的风最终能经出风口排出即可。

一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统的风冷方法，包括如下步骤：

a、机壳后盖12端面设有若干个与机壳内腔相通的进风孔122，通过进风孔122由机壳后盖12主动式进风。

b、进入机壳后盖12内腔的风从后轴向轴承定子11端面的若干个通风孔经过止推盘10，由于止推盘10圆周向设有若干个导风叶片102，且导风叶片102倾斜设置，起到把经过叶片的风导入前轴向轴承定子9端面的通风孔内，前轴向轴承定子9上的通风孔进入机壳3内腔；

c、进入机壳3内腔的风再依次经过后传感器8的通风口、后径向磁轴承定子7的通风孔、电机定子6的通风孔、前径向磁轴承定子5的通风孔和前传感器4的通风孔后从机壳3的多个出风口排出，构成机壳内腔的散热风路a，实现机壳内电机定子和轴承等部的散热降温。

本发明的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统无需外置散热设备、不冷管路或换热器等外部零件，由被动散热变为主动散热，提高电机转子散热效率的同时，降低了散热成本，散热系统免维护，可靠性高。

以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。

Claims (6)

1.一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统，包括蜗壳、叶轮、机壳、机壳后盖、转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件，所述机壳的前端与蜗壳连接，后端设有机壳后盖，所述转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件均设于机壳内腔，所述叶轮设于蜗壳内，所述转子组件前端与叶轮同轴连接，其特征是，所述机壳后盖设有进风孔，所述机壳前端侧壁设有出风口，所述电机定子和磁悬浮定子组件均设有相互连通的通风孔，所述进风孔经磁悬浮定子组件和电机定子的通风孔与出风口相通。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统，其特征是，所述磁悬浮定子组件包括前径向磁悬浮轴承、前传感器、后径向磁悬轴承、后传感器和轴向磁悬浮轴承，所述前径向磁悬浮轴承设于电机定子前端，所述前传感器设于前径向磁悬浮轴承前端，所述前径向磁悬浮轴承和前传感器圆周向分别设有若干个与出风口相连通的通风孔；所述后径向磁悬浮轴承设于电机定子后端，所述后传感器设于后径向磁悬浮轴承后端，所述后径向磁悬浮轴承和后传感器圆周向分别设有若干个与出风口相连通的通风孔；所述轴向磁悬浮轴承设于后传感器的后端，轴向磁悬浮轴承圆周向设有若干个与出风口相连通的通风口。

3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统，其特征是，所述前径向磁悬浮轴承和前传感器的通风孔位置相对应且同轴，所述后径向磁悬浮轴承和后传感器的通风孔位置相对应且同轴。

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统，其特征是，所述轴向磁悬浮轴承包括止推盘、前轴向轴承定子和后轴向轴承定子，所述前轴向轴承定子和后轴向轴承定子分别与机壳内壁连接，所述止推盘设于前轴向轴承定子和后轴向轴承定子之间，所述前轴向轴承定子和后轴向轴承定子分别设有多个相对应且与出风口相通的通风孔。

5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统，其特征是，所述止推盘包括推盘主体和导风叶片，所述推盘主体与转子组件的主轴过盈配合，推盘主体的外圆周向均匀设有若干个导风叶片，后轴向轴承定子通风孔经导风叶片与前轴向轴承定子通风孔相通。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种磁悬浮离心鼓风机主动式风冷系统的风冷方法，其特征是，包括如下步骤：

a、机壳后盖主动式进风；

b、进入机壳后盖内腔的风依次经后轴向轴承定子上的通风孔、止推盘的导风叶片和前轴向轴承定子上的通风孔进入机壳内腔；

c、进入机壳内腔的风再依次经过后传感器、后径向磁轴承定子、电机定子、前径向磁轴承定子和前传感器后从机壳的出风口排出，实现机壳内部部件的散热降温。

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