CN114837971A - 一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置 - Google Patents

一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，包括壳体、第一电机、第二电机、离心叶片盘、涡轮转子叶片组、内外风道分流盘，第一电机的轴为内轴，第二电机的轴为外轴，外轴套在内轴外部，离心叶片盘和外轴连接，第二电机通过外轴驱动离心叶片盘对从空气从进气口进入的空气进行初级压缩，以获得初级压缩空气，内外风道分流盘位于初级压缩空气出口处，将壳体内分为内风道和外风道，涡轮转子叶片组位于内风道中，涡轮转子叶片组和内轴连接，第一电机通过内轴驱动涡轮转子叶片组对由内风道过来的初级压缩空气进行次级压缩，最终从压缩空气出口得到所需要的压缩空气。本发明具有成本低、结构简单、效率高等优势。

Description

一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置
技术领域
本发明涉及一种空气压缩装置，尤其是涉及一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置。
背景技术
空气压缩机主要用于提供起源动力，是气动系统的核心设备。其中，涡轮空气压缩机以其效率高、噪音低等优点而广泛应用于工业、农业、交通运输等行业需要压缩空气的场合。在实际应用中，现有的涡轮压缩机中，有时要用到离心式与轴流式的组合，但由于两者正常工作时所需要的转速要求不同，通常在其间配置固定变速比的变速器进行耦合。变速器机构若要做大功率无极变速，内部设计就会很复杂，而且本身也要消耗一定的功率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置。
本发明提供的带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，由穿轴式组合电机、离心风扇、涡轮压缩机和壳体等其他相关部件组成，可以克服现有空气压缩装置变速器机构若要做大功率无极变速，内部设计就会很复杂，而且本身也要消耗一定的功率的缺陷。
本发明提供的带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置具有成本低、结构简单、效率高等优势。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，包括壳体以及设置在壳体内的穿轴式组合电机系统与空气压缩系统，所述壳体上设置有进气口以及压缩空气出口，所述穿轴式组合电机系统包括第一电机和第二电机，所述第一电机的轴为内轴，所述第二电机的轴为外轴，所述外轴为空心轴，所述外轴套在内轴外部，所述空气压缩系统包括离心叶片盘、涡轮转子叶片组、内外风道分流盘，所述离心叶片盘、涡轮转子叶片组、内外风道分流盘均位于壳体内，所述离心叶片盘和外轴连接，所述第二电机通过外轴驱动离心叶片盘对从空气从进气口进入的空气进行初级压缩，以获得初级压缩空气，所述内外风道分流盘位于初级压缩空气出口处，将壳体内分为内风道和外风道，所述涡轮转子叶片组位于内风道中，所述涡轮转子叶片组和内轴连接，所述第一电机通过内轴驱动涡轮转子叶片组对由内风道过来的初级压缩空气进行次级压缩，最终从压缩空气出口得到所需要的压缩空气。
在本发明的一个实施方式中，所述第一电机和第二电机均为变频调速电机。
在本发明的一个实施方式中，所述第一电机和第二电机分别由各自的变频调速器控制，以达到较优的速度组合，来配合离心叶片盘和涡轮转子叶片组的不同工况。在负载需要较小的情况下，可以单独运行涡轮转子叶片组部分，以降低能耗，所述第一电机和第二电机可以分别启动，以降低启动电流负载。
在本发明的一个实施方式中，所述内轴和外轴之间通过差速密封轴承连接固定，以保证有良好的同心度。
内风道和外风道的风量由内外风道分流盘控制。
在本发明的一个实施方式中，在所述压缩空气出口处设有一排水阀，以便将内风道中可能积存的液体排除。
在本发明的一个实施方式中，在所述内外风道分流盘与壳体之间为外风道，外风道用于带走由离心叶片盘惯性分离出的空气中的颗粒，位于外风道内的所述内外风道分流盘与壳体的侧壁上设置有散热翅片，用于带走涡轮转子组工作时所产生的热量，起到冷却作用，所述外风道与设置在壳体上的冷却气出口连通。
在本发明的一个实施方式中，所述外风道呈锥形。
在本发明的一个实施方式中，在所述外风道设置有外风道包壳，并在外风道包壳上铺设吸音材料，用以大幅度降低噪音。
在本发明的一个实施方式中，所述涡轮转子叶片组为多级叶片转子组成，例如可以为5级，每级叶片直径递减，从而形成一个层锥形的多级叶片转子组。
与现有技术相比，本发明克服了现有空气压缩机变速器机构若要做大功率无极变速，内部设计就会很复杂，而且本身也要消耗一定的功率的缺陷，并做到了设计简单、操作便捷、易于使用。
附图说明
图1为本发明实施例1中带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置的结构示意图；
图中编号所示：
M1-第一电机、M2-第二电机、101-内轴、102-外轴、103-差速密封轴承、201-离心叶片盘、202-涡轮转子叶片组、203-内外风道分流盘、204-散热翅片、205-进气口、206-压缩空气出口、207-冷却气出口、208-外风道、209-排水阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参考图1，本实施提供一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，包括壳体以及设置在壳体内的穿轴式组合电机系统与空气压缩系统，所述壳体上设置有进气口205以及压缩空气出口206，所述穿轴式组合电机系统包括第一电机M1和第二电机M2，所述第一电机M1的轴为内轴101，所述第二电机M2的轴为外轴102，所述外轴102为空心轴，所述外轴102套在内轴101外部，所述空气压缩系统包括离心叶片盘201、涡轮转子叶片组202、内外风道分流盘203，所述离心叶片盘201、涡轮转子叶片组202、内外风道分流盘203均位于壳体内，所述离心叶片盘201和外轴102连接，所述第二电机M2通过外轴102驱动离心叶片盘201对从空气从进气口205进入的空气进行初级压缩，以获得初级压缩空气，所述内外风道分流盘203位于初级压缩空气出口处，将壳体内分为内风道和外风道208，所述涡轮转子叶片组202位于内风道中，所述涡轮转子叶片组202和内轴101连接，所述第一电机M1通过内轴101驱动涡轮转子叶片组202对由内风道过来的初级压缩空气进行次级压缩，最终从压缩空气出口206得到所需要的压缩空气。
本实施例中，所述第一电机M1和第二电机M2均为变频调速电机。所述第一电机M1和第二电机M2分别由各自的变频调速器控制，以达到较优的速度组合，来配合离心叶片盘201和涡轮转子叶片组202的不同工况。在负载需要较小的情况下，可以单独运行涡轮转子叶片组202部分，以降低能耗，所述第一电机M1和第二电机M2可以分别启动，以降低启动电流负载。
本实施例中，所述内轴101和外轴102之间通过差速密封轴承103连接固定，以保证有良好的同心度。
内风道和外风道的风量由内外风道分流盘203控制。
本实施例中，在所述压缩空气出口206处设有一排水阀209，以便将内风道中可能积存的液体排除。
本实施例中，在所述内外风道分流盘203与壳体之间为外风道208，外风道208用于带走由离心叶片盘201惯性分离出的空气中的颗粒，位于外风道208内的所述内外风道分流盘203与壳体的侧壁上设置有散热翅片204，用于带走涡轮转子组202工作时所产生的热量，起到冷却作用，所述外风道208与设置在壳体上的冷却气出口207连通。所述外风道208呈锥形。在所述外风道设置有外风道包壳，并在外风道包壳上铺设吸音材料，用以大幅度降低噪音。
本实施例中，所述涡轮转子叶片组202为5级叶片转子组成，每级叶片直径递减，从而形成一个层锥形的多级叶片转子组。
本实施例克服了现有空气压缩机变速器机构若要做大功率无极变速，内部设计就会很复杂，而且本身也要消耗一定的功率的缺陷，并做到了设计简单、操作便捷、易于使用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，包括壳体以及设置在壳体内的穿轴式组合电机系统与空气压缩系统，
所述壳体上设置有进气口(205)以及压缩空气出口(206)，
所述穿轴式组合电机系统包括第一电机(M1)和第二电机(M2)，所述第一电机(M1)的轴为内轴(101)，所述第二电机(M2)的轴为外轴(102)，所述外轴(102)为空心轴，所述外轴(102)套在内轴(101)外部，
所述空气压缩系统包括离心叶片盘(201)、涡轮转子叶片组(202)、内外风道分流盘(203)，所述离心叶片盘(201)、涡轮转子叶片组(202)、内外风道分流盘(203)均位于壳体内，所述离心叶片盘(201)和外轴(102)连接，所述第二电机(M2)通过外轴(102)驱动离心叶片盘(201)对从空气从进气口(205)进入的空气进行初级压缩，以获得初级压缩空气，所述内外风道分流盘(203)位于初级压缩空气出口处，将壳体内分为内风道和外风道(208)，所述涡轮转子叶片组(202)位于内风道中，所述涡轮转子叶片组(202)和内轴(101)连接，所述第一电机(M1)通过内轴(101)驱动涡轮转子叶片组(202)对由内风道过来的初级压缩空气进行次级压缩，最终从压缩空气出口(206)得到所需要的压缩空气。
2.根据权利要求1所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，所述第一电机(M1)和第二电机(M2)均为变频调速电机。
3.根据权利要求1所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，所述第一电机(M1)和第二电机(M2)分别由各自的变频调速器控制，来配合离心叶片盘(201)和涡轮转子叶片组(202)的不同工况。
4.根据权利要求1所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，所述内轴(101)和外轴(102)之间通过差速密封轴承(103)连接固定，以保证有良好的同心度。
5.根据权利要求1所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，在所述压缩空气出口(206)处设有一排水阀(209)，以便将内风道中可能积存的液体排除。
6.根据权利要求1所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，在所述内外风道分流盘(203)与壳体之间为外风道(208)，外风道(208)用于带走由离心叶片盘(201)惯性分离出的空气中的颗粒，位于外风道(208)内的所述内外风道分流盘(203)与壳体的侧壁上设置有散热翅片(204)，用于带走涡轮转子组(202)工作时所产生的热量，起到冷却作用，所述外风道(208)与设置在壳体上的冷却气出口(207)连通。
7.根据权利要求1所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，所述外风道(208)呈锥形。
8.根据权利要求1所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，在所述外风道设置有外风道包壳，并在外风道包壳上铺设吸音材料，用以降低噪音。
9.根据权利要求1所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，所述涡轮转子叶片组(202)为多级叶片转子组成，每级叶片直径递减，从而形成一个层锥形的多级叶片转子组。
10.根据权利要求9所述的一种带有穿轴式组合电机的大流量空气压缩装置，其特征在于，所述涡轮转子叶片组(202)为5级叶片转子组成。
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