CN113153770A - 动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构及压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构及压缩机，该动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，包括：电机壳；电机转子，设于电机壳内；以及，从外至内依次设置的叶轮、轴承体和梳齿密封结构；其中，叶轮设于电机转子的端部，且进气部分位于叶轮远离电机转子的一侧；梳齿密封结构和轴承体均套设于电机转子上，轴承体沿周向开设有多个轴向供气槽，轴承体与梳齿密封结构之间具有与轴向供气槽连通的轴向间隙，用于形成位于轴向间隙内的气封结构。本申请实现了有效阻挡电机壳内的液态冷媒进入轴承体内的技术效果，进而解决了相关技术中电机腔内的液态冷媒较容易从电机腔进入动压气悬浮轴承，造成轴承失稳的问题。

Description

动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构及压缩机

技术领域

本申请涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构及压缩机。

背景技术

传统的动压气悬浮离心制冷压缩机工作时存在气体泄漏问题，其气体泄漏问题来源于叶轮背后的轴向间隙。叶轮背后有很多微小轴向间隙通往电机腔，泄漏的气体最终将流向电机腔。泄漏的气体会导致压缩机功耗增大，效率降低。为解决该问题相关技术中使用梳齿结构进行密封。泄漏的气体经过梳齿结构的过程中被多次节流，压力减小。

如图1所示，动压气悬浮轴承位于靠近电机腔侧，径向梳齿密封位于靠近叶轮侧，叶轮背后的高压气体经过梳齿密封后压力降得较低，然后经过动压轴承进入电机腔，整个动压气悬浮轴承处冷媒压力较低流速较低。由于电机在工作过程中需要液态冷媒冷却，因此电机腔内存在大量的液态冷媒，较容易从电机腔进入动压气悬浮轴承，造成轴承失稳。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构及压缩机，以解决相关技术中电机腔内的液态冷媒较容易从电机腔进入动压气悬浮轴承，造成轴承失稳的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，该动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，包括：电机壳；电机转子，设于所述电机壳内；以及，从外至内依次设置的叶轮、轴承体和梳齿密封结构；其中，所述叶轮设于所述电机转子的端部，且进气部分位于所述叶轮远离所述电机转子的一侧；所述梳齿密封结构和所述轴承体均套设于所述电机转子上，所述轴承体沿周向开设有多个轴向供气槽，所述轴承体与所述梳齿密封结构之间具有与所述轴向供气槽连通的轴向间隙，用于形成位于所述轴向间隙内的气封结构。

进一步的，轴承体设为动压气悬浮轴承，所述轴向供气槽开设在所述动压气悬浮轴承的外圈。

进一步的，相邻所述轴向供气槽之间的圆周角为30°～60°。

进一步的，轴向间隙为20～50μm。

进一步的，轴向供气槽的直径为20～100μm。

进一步的，梳齿密封结构的端面与所述电机壳的端面固定连接；所述梳齿密封结构贴近所述轴承体的一端设置有与所述轴承体匹配的安装孔，所述轴承体设于所述安装孔内。

进一步的，安装孔设置为沉头孔，所述轴承体的环侧紧贴所述沉头孔的环侧设置。

进一步的，动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构包括：两个所述叶轮，作为一级叶轮和二级叶轮，分别连接在所述电机转子沿轴向的两端；两个所述梳齿密封结构，作为左端梳齿密封结构和右端梳齿密封结构，分别位于所述一级叶轮和所述二级叶轮邻近所述电机转子的一侧，且与所述电机壳的两端固定连接；两个所述轴承体，作为左端轴承体和右端轴承体，分别设置在所述左端梳齿密封结构和右端梳齿密封结构的安装孔内。

根据本申请的另一方面，提供一种压缩机，该压缩机包括动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构。

在本申请实施例中，通过设置电机壳；电机转子，设于所述电机壳内；以及，从外至内依次设置的叶轮、轴承体和梳齿密封结构；其中，所述叶轮设于所述电机转子的端部，且进气部分位于所述叶轮远离所述电机转子的一侧；所述梳齿密封结构和所述轴承体均套设于所述电机转子上，所述轴承体沿周向开设有多个轴向供气槽，所述轴承体与所述梳齿密封结构之间具有与所述轴向供气槽连通的轴向间隙，用于形成位于所述轴向间隙内的气封结构。达到了使叶轮背后的高压气体通过轴承体上的轴向供气槽进入轴向间隙内，在轴向间隙形成气封结构的目的，从而实现了有效阻挡电机壳内的液态冷媒进入轴承体内的技术效果，进而解决了相关技术中电机腔内的液态冷媒较容易从电机腔进入动压气悬浮轴承，造成轴承失稳的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中压缩机的结构示意图；

图2是根据本申请实施例中的结构示意图；

图3是图2中局部A的放大结构示意图；

其中，1叶轮，2轴承体，3轴向供气槽，4轴向间隙，5梳齿密封结构，6电机转子，7电机壳，8电机定子，9凹槽。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图2至图3所示，本申请实施例提供了一种动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，该动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，包括：电机壳7，电机壳7可以为不规则腔体零件，可通过铸造形成，起到支撑、保护、减震等作用；电机转子6，设于电机壳7内；以及，从外至内依次设置的叶轮1、轴承体2和梳齿密封结构5；其中，叶轮1设于电机转子6的端部，且进气部分位于叶轮1远离电机转子6的一侧；梳齿密封结构5和轴承体2均套设于电机转子6上，轴承体2沿周向开设有多个轴向供气槽3，轴承体2与梳齿密封结构5之间具有与轴向供气槽3连通的轴向间隙4，用于形成位于轴向间隙4内的气封结构。

本实施例中，为了驱动电机转子6转动，电机壳7内可设置包括绕组的电机定子8，其能够给电机转子6提供磁场，从而使电机转子6在磁场中高速转动。电机壳7内部可通过冷媒液体对电机定子8和电机转子6进行冷却。与相关技术中的动压气悬浮离心制冷压缩机结构相比，本实施例中在轴承体2上开设轴向供气槽3，调整了轴承体2和梳齿密封结构5的位置，使梳齿密封结构5位于轴承体2的后方，并且使轴承体2和梳齿密封结构5之间具有轴向间隙4。

为便于叶轮1的旋转，在叶轮1贴近电机壳7的一侧与轴承体2和梳齿密封结构5之间具有间隙，该间隙与轴承体2内的轴向供气槽3和轴向间隙4连通。因此，使得叶轮1在旋转过程中产生的高压气体通过该间隙流入轴承体2的轴向供气槽3内，并流至轴承体2与梳齿密封结构5之间的轴向间隙4内，在该轴向间隙4内形成环形的气封结构。通过该气封结构使得梳齿密封结构5端面和轴承体2之间被隔绝，即位于电机壳7内部的液态冷媒无法穿过梳齿密封结构5而进入轴承体2内。并且，该气封结构可作用于轴承体2来抵消导致轴向窜动的轴向力，从而使电机转子6和叶轮1在轴向上保持平衡。

如图2至图3所示，轴承体2设为动压气悬浮轴承，轴向供气槽3开设在动压气悬浮轴承的外圈。在保证动压气悬浮轴承的结构稳定性的同时，轴向间隙4内的气封结构稳定，本实施例中相邻轴向供气槽3之间的圆周角为30°～60°，优选为45°，轴向间隙4为20～50μm，轴向供气槽3的直径为20～100μm。

如图2至图3所示，梳齿密封结构5的端面与电机壳7的端面固定连接；为提高该压缩机的结构紧凑性，梳齿密封结构5贴近轴承体2的一端设置有与轴承体2匹配的安装孔，轴承体2设于安装孔内。为了使轴承体2的运行更为稳定，安装孔设置为沉头孔，轴承体2整体呈与沉头孔匹配沉头结构，轴承体2的环侧紧贴沉头孔的环侧设置。

并且，本实施例中，在梳齿密封结构5贴近叶轮1的一侧还设置有呈环形的凹槽9，电机转子6穿过该凹槽9，轴承体2贴近叶轮1的端面与凹槽9的底面平齐。叶轮1的部分结构位于凹槽9内，且叶轮1邻近轴承体2的端面与凹槽9的底面之间具有间隙，而叶轮1的部分环面与凹槽9的环面之间也具有间隙。因此叶轮1在旋转时高压气体首先进入凹槽9与叶轮1之间的间隙内，并形成第一层气封结构，然后气体再通过轴向供气槽3进入轴承体2和梳齿密封结构5之间的轴向间隙4内，形成第二层气封结构。第一层气封结构和第二层气封结构均具有减少外部气体进入电机壳7内部的技术效果，同时第二层气封结构还具有防止电机壳7内的液体冷媒进入轴承体2内的技术效果。

如图2至图3所示，动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构包括：两个所述叶轮，作为一级叶轮和二级叶轮，分别连接在所述电机转子沿轴向的两端；两个所述梳齿密封结构，作为左端梳齿密封结构和右端梳齿密封结构，分别位于所述一级叶轮和所述二级叶轮邻近所述电机转子的一侧，且与所述电机壳的两端固定连接；两个所述轴承体，作为左端轴承体和右端轴承体，分别设置在所述左端梳齿密封结构和右端梳齿密封结构的安装孔内。

根据本申请的另一方面，提供一种压缩机，该压缩机包括动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，其特征在于，包括：

电机壳；

电机转子，设于所述电机壳内；以及，从外至内依次设置的叶轮、轴承体和梳齿密封结构；其中，

所述叶轮设于所述电机转子的端部，且进气部分位于所述叶轮远离所述电机转子的一侧；

所述梳齿密封结构和所述轴承体均套设于所述电机转子上，所述轴承体沿周向开设有多个轴向供气槽，所述轴承体与所述梳齿密封结构之间具有与所述轴向供气槽连通的轴向间隙，用于形成位于所述轴向间隙内的气封结构。

2.根据权利要求1所述的动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，其特征在于，所述轴承体设为动压气悬浮轴承，所述轴向供气槽开设在所述动压气悬浮轴承的外圈。

3.根据权利要求2所述的动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，其特征在于，相邻所述轴向供气槽之间的圆周角为30°～60°。

4.根据权利要求1所述的动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，其特征在于，所述轴向间隙为20～50μm。

5.根据权利要求4所述的动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，其特征在于，所述轴向供气槽的直径为20～100μm。

6.根据权利要求1所述的动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，其特征在于，所述梳齿密封结构的端面与所述电机壳的端面固定连接；所述梳齿密封结构贴近所述轴承体的一端设置有与所述轴承体匹配的安装孔，所述轴承体设于所述安装孔内。

7.根据权利要求6所述的动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，其特征在于，所述安装孔设置为沉头孔，所述轴承体的环侧紧贴所述沉头孔的环侧设置。

8.根据权利要求6所述的动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构，其特征在于，包括：

两个所述叶轮，作为一级叶轮和二级叶轮，分别连接在所述电机转子沿轴向的两端；

两个所述梳齿密封结构，作为左端梳齿密封结构和右端梳齿密封结构，分别位于所述一级叶轮和所述二级叶轮邻近所述电机转子的一侧，且与所述电机壳的两端固定连接；

两个所述轴承体，作为左端轴承体和右端轴承体，分别设置在所述左端梳齿密封结构和右端梳齿密封结构的安装孔内。

9.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的动压气悬浮离心制冷压缩机轴承气封结构。

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