CN113153823B - 一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构 - Google Patents

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Abstract

一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，包括温控阀，所述温控阀设在离心压缩机内部风冷系统的壳体出口处，所述温控阀用于感应离心压缩机内部温度并根据内部温度的高低打开或关闭壳体出口。通过在离心压缩机内部风冷系统的壳体出口处设置温控阀，温控阀可感应离心压缩机内部温度并根据内部温度的高低打开或关闭壳体出口，从而控制内部风冷系统的启停。在离心压缩机开始工作阶段，由于内部温度并没有升高，温控阀可关闭壳体出口，避免了前期因风冷系统运行导致的气体分流及压缩效率损失，提高了前期的压缩效率。待离心压缩机工作一段时间内部温度升高后，温控阀可自动打开壳体出口，风冷系统运行对离心压缩机内部进行降温。

Description

一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构
技术领域：
本发明涉及一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构。
背景技术：
目前发展新能源燃料电池汽车被认为是交通能源动力转型的重要环节，为了保障燃料电池发动机正常工作，发动机一般需要氢气供应子系统、空气供应子系统和循环水冷却管理子系统等辅助系统，大量的研究表明，高压、大流量的空气供应对提高现有燃料电池发动机的功率输出具有明显的效果。因此，一般空气进入发动机之前，要对进气进行增压，离心式空压机就是实现该目标的一种能量转换装置，是燃料电池发动机空气供应系统的重要零部件之一。
目前的高速离心压缩机，其结构主要包括壳体1、定子2和主轴3，壳体1两端内侧分别安装用于支撑主轴的一级轴承座4和二级轴承座5，主轴两端穿出一级轴承座和二级轴承座分别安装一级蜗轮6和二级蜗轮7，一级蜗轮和二级蜗轮外安装有一级蜗壳8和二级蜗壳9，一级蜗壳8和二级蜗壳9通过连接管23相连通。工作时，主轴转速超过10000r/min，由于其转速很高，工作时内部会产生大量的热量，这些热量如果不及时排出形成热量堆积，会出现因内部温度过高导致被迫停机的情况。现在一般都通过外部水冷和内部风冷两种系统对离心压缩机进行降温，其中，内部风冷系统都是在离心压缩机内部设置导风通道，通过气流带走内部热量，最后从壳体的出口排出。目前的内部风冷系统，其进风口一般与一级蜗壳内腔或连接管相连通，高压气体从一级蜗壳内腔或连接管进入壳体一端内部，从壳体另一端出口排出，带走离心压缩机内部热量。在离心压缩机开始工作的一段时间内，实质上内部温度并没有升高，此时间段内如果内部风冷系统运行，达不到实质降温效果，而且由于一级蜗壳内腔或连接管内气体的分流会导致压缩效率的损失，目前行业内还没有针对上述问题的任何课题研究。
综上，如何使高速离心压缩机的内部风冷系统根据内部温度变化实现实时启停问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，解决了以往的内部风冷系统随离心压缩机的启停而启停的问题，解决了离心压缩机开始工作阶段内部风冷系统运行导致的气体分流、压缩效率损失问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，包括温控阀，所述温控阀设在离心压缩机内部风冷系统的壳体出口处，所述温控阀用于感应离心压缩机内部温度并根据内部温度的高低打开或关闭壳体出口。
所述温控阀的锁杆活动插装在壳体出口内，所述锁杆与壳体出口内壁之间设有间隙，所述锁杆上设有密封圈，所述密封圈与壳体出口内壁配合实现壳体出口的关闭，所述密封圈脱离壳体出口实现壳体出口的打开。
所述壳体出口包括宽口段和窄口段，所述密封圈与窄口段内壁接触配合实现壳体出口的关闭，所述密封圈与宽口段内壁不接触实现壳体出口的打开。
所述温控阀安装在壳体内的基座内部，基座上设有排气通道，排气通道将内部风冷系统、基座内腔、壳体出口相连通。
所述温控阀包括自力式温度调节阀，自力式温度调节阀的阀芯与推块一端相接触，推块的外侧套设弹簧，弹簧的两端分别与推块外壁的台阶以及卡装在基座内的弹簧挡圈相接触，推块的另一端连接锁杆，锁杆穿出弹簧挡圈伸至壳体出口内。
所述自力式温度调节阀内的感温液体受热膨胀带动阀芯伸长，阀芯推动推块及锁杆运动至宽口段将壳体出口打开，所述自力式温度调节阀内的感温液体受冷收缩带动阀芯回缩，弹簧复位推动推块及锁杆运动至窄口段将壳体出口关闭。
所述推块与锁杆螺纹连接。
所述基座与离心压缩机的二级轴承座一体成型。
本发明采用上述方案，具有以下优点：
通过在离心压缩机内部风冷系统的壳体出口处设置温控阀，温控阀可感应离心压缩机内部温度并根据内部温度的高低打开或关闭壳体出口，从而控制内部风冷系统的启停。在离心压缩机开始工作阶段，由于内部温度并没有升高，温控阀可关闭壳体出口，避免了前期因风冷系统运行导致的气体分流及压缩效率损失，提高了前期的压缩效率。待离心压缩机工作一段时间内部温度升高后，温控阀可自动打开壳体出口，风冷系统运行对离心压缩机内部进行降温。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中的A部放大结构示意图。
图中，1、壳体，2、定子，3、主轴，4、一级轴承座，5、二级轴承座，6、一级蜗轮，7、二级蜗轮，8、一级蜗壳，9、二级蜗壳，10、壳体出口，11、锁杆，12、宽口段，13、窄口段，14、密封圈，15、基座，16、排气通道，17、自力式温度调节阀，18、阀芯，19、推块，20、弹簧，21、台阶，22、弹簧挡圈，23、连接管。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-2所示，一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，包括温控阀，所述温控阀设在离心压缩机内部风冷系统的壳体出口10处，所述温控阀用于感应离心压缩机内部温度并根据内部温度的高低打开或关闭壳体出口10。在离心压缩机开始工作阶段，由于内部温度并没有升高，内部温度没有达到温控阀的设定值，此时温控阀可关闭壳体出口10，风冷系统的气体无法从壳体出口10排出，风冷系统无法运行，避免了前期因风冷系统运行导致的气体分流及压缩效率损失，提高了前期的压缩效率。待离心压缩机工作一段时间内部温度升高后，内部温度超过温控阀的设定值后，温控阀可自动打开壳体出口10，风冷系统的气体可从壳体出口10排出，风冷系统运行对离心压缩机内部进行降温。
温控阀总体可分为:自力式温控阀和电动温控阀，任何能通过感应内部温度变化对壳体出口10进行打开或关闭的温控阀都在本发明保护范围之内，温控阀其基本工作原理如下：温控阀的锁杆11活动插装在壳体出口10内，所述锁杆11与壳体出口10内壁之间设有间隙，所述锁杆11上设有密封圈14，所述密封圈14与壳体出口内壁配合实现壳体出口10的关闭，所述密封圈14脱离壳体出口10实现壳体出口的打开。
当壳体1厚度较厚时，可将壳体出口10设计为包括宽口段12和窄口段13，宽口段12设在窄口段13的外侧，所述密封圈14与窄口段13内壁接触配合实现壳体出口10的关闭，所述密封圈14与宽口段12内壁不接触实现壳体出口10的打开，这样可缩短锁杆11的移动行程。
所述温控阀安装在壳体1内的基座15内部，基座15上设有排气通道16，排气通道16将内部风冷系统、基座内腔、壳体出口相连通，保证风冷系统的空气从离心压缩机内部经排气通道、基座内腔、壳体出口排出。
所述温控阀包括自力式温度调节阀17，自力式温度调节阀17的阀芯18与推块19一端相接触，推块19的外侧套设弹簧20，弹簧20的两端分别与推块19外壁的台阶21以及卡装在基座15内的弹簧挡圈22相接触，推块19的另一端连接锁杆11，锁杆11穿出弹簧挡圈22伸至壳体出口10内。
所述自力式温度调节阀17利用液体受热膨胀及液体不可压缩的原理实现自动调节，温度变化时，自力式温度调节阀17内的感温液体体积随着膨胀或收缩。所述自力式温度调节阀17内的感温液体受热膨胀带动阀芯18伸长，阀芯18推动推块19及锁杆11运动至宽口段12将壳体出口打开，所述自力式温度调节阀17内的感温液体受冷收缩带动阀芯18回缩，弹簧20复位推动推块19及锁杆11运动至窄口段13将壳体出口关闭。
所述推块19与锁杆11螺纹连接，或其他固定连接方式。
所述基座15与离心压缩机的二级轴承座5一体成型，便于加工，或者基座15单独设置，与壳体1固连。
工作原理：
在离心压缩机开始工作阶段，由于内部温度并没有升高，内部温度没有达到温控阀的设定值，自力式温度调节阀17内的感温液体受冷收缩带动阀芯18回缩，弹簧20在自身弹力作用下推动推块19带动锁杆11运动至窄口段13，此时，锁杆11的密封圈14将壳体出口10关闭，风冷系统的气体无法从壳体出口10排出，风冷系统无法运行，避免了前期因风冷系统运行导致的气体分流及压缩效率损失，提高了前期的压缩效率。待离心压缩机工作一段时间内部温度升高后，内部温度超过温控阀的设定值后，自力式温度调节阀17内的感温液体受热膨胀带动阀芯18伸长，阀芯18推动推块19、推块19的台阶21压缩弹簧20，带动锁杆11运动至宽口段12将壳体出口10打开，此时风冷系统的气体可从壳体出口10排出，风冷系统运行对离心压缩机内部进行降温。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，其特征在于：包括温控阀，所述温控阀设在离心压缩机内部风冷系统的壳体出口处，所述温控阀用于感应离心压缩机内部温度并根据内部温度的高低打开或关闭壳体出口；所述温控阀的锁杆活动插装在壳体出口内，所述锁杆与壳体出口内壁之间设有间隙，所述锁杆上设有密封圈，所述密封圈与壳体出口内壁配合实现壳体出口的关闭，所述密封圈脱离壳体出口实现壳体出口的打开；所述温控阀安装在壳体内的基座内部，基座上设有排气通道，排气通道将内部风冷系统、基座内腔、壳体出口相连通，所述基座与离心压缩机的二级轴承座一体成型；
在离心压缩机开始工作阶段，温控阀关闭壳体出口，风冷系统的气体无法从壳体出口排出，风冷系统暂停运行；待离心压缩机工作一段时间内部温度升高后，内部温度超过温控阀的设定值后，温控阀自动打开壳体出口，风冷系统的气体从壳体出口排出，风冷系统运行对离心压缩机内部进行降温。
2.根据权利要求1所述的一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，其特征在于：所述壳体出口包括宽口段和窄口段，所述密封圈与窄口段内壁接触配合实现壳体出口的关闭，所述密封圈与宽口段内壁不接触实现壳体出口的打开。
3.根据权利要求2所述的一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，其特征在于：所述温控阀包括自力式温度调节阀，自力式温度调节阀的阀芯与推块一端相接触，推块的外侧套设弹簧，弹簧的两端分别与推块外壁的台阶以及卡装在基座内的弹簧挡圈相接触，推块的另一端连接锁杆，锁杆穿出弹簧挡圈伸至壳体出口内。
4.根据权利要求3所述的一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，其特征在于：所述自力式温度调节阀内的感温液体受热膨胀带动阀芯伸长，阀芯推动推块及锁杆运动至宽口段将壳体出口打开，所述自力式温度调节阀内的感温液体受冷收缩带动阀芯回缩，弹簧复位推动推块及锁杆运动至窄口段将壳体出口关闭。
5.根据权利要求3所述的一种高速离心压缩机风冷系统出口温控启闭结构，其特征在于：所述推块与锁杆螺纹连接。
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