CN115405536A - 一种磁悬浮双吸式离心压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空气压缩机技术领域，公开了一种磁悬浮双吸式离心压缩机，包括蜗壳和叶轮组件，所述叶轮组件设置在所述蜗壳的内部，其中，所述叶轮组件包括对称叶轮、叶轮轴和两个驱动定子，所述蜗壳包括两个对称设置的进气口，两个所述驱动定子固定设置在两个所述进气口处，所述叶轮轴的两端分别穿设在两个所述驱动定子中，所述叶轮轴的两端均设置有动子磁极和保护器，所述驱动定子套设在对应的所述动子磁极和所述保护器的外部，所述保护器用于通过磁力使所述叶轮轴悬浮在所述驱动定子中；所述动子磁极和所述驱动定子配合以驱动所述对称叶轮和所述叶轮轴旋转，从而将外部的空气从所述进气口抽吸到所述蜗壳内。本发明具有体积小和维护方便的有益效果。

Description

一种磁悬浮双吸式离心压缩机

技术领域

本发明属于空气压缩机技术领域，特别涉及一种磁悬浮双吸式离心压缩机。

背景技术

现有的双吸离心蒸汽压缩机一般采用两个叶轮与贯通式电机连接，运动噪声大；而且压缩机内部还设置有水冷却系统与润滑系统，设备的结构复杂，导致设备体积进一步加大，不利于维护。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本申请的目的在于提供了一种磁悬浮双吸式离心压缩机，结构简单、体积小、运动噪声小以及维护成本低。

本申请提供一种磁悬浮双吸式离心压缩机，包括蜗壳和叶轮组件，所述叶轮组件设置在所述蜗壳的内部，其中，所述叶轮组件包括对称叶轮、叶轮轴和两个驱动定子，所述蜗壳包括两个对称设置的进气口，所述叶轮轴穿设于所述对称叶轮，且所述对称叶轮位于所述叶轮轴的中部位置，两个所述驱动定子固定设置在两个所述进气口处，所述叶轮轴的两端分别穿设在两个所述驱动定子中，所述叶轮轴的两端均设置有动子磁极和保护器，所述驱动定子套设在对应的所述动子磁极和所述保护器的外部，所述保护器用于通过磁力使所述叶轮轴悬浮在所述驱动定子中；所述动子磁极和所述驱动定子配合以驱动所述对称叶轮和所述叶轮轴旋转，从而将外部的空气从所述进气口抽吸到所述蜗壳内。

本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，通过设置对称叶轮和采用磁极驱动，相比传统的电机驱动方式，有效缩小了装置的体积；并且在叶轮轴上设置了保护器，当本申请的磁悬浮双吸式离心压缩机在工作时，能使对称叶轮和叶轮轴处于磁悬浮的状态，减小了运行时的振动和产生的噪声，不需要进行润滑与冷却，与传统的离心压缩机结构相比，无需额外设置润滑系统与冷却系统，降低了生产成本与维护成本。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述驱动定子的外周均匀设置有至少两根连接件，所述连接件远离所述驱动定子的一端和所述进气口的内壁固定连接。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述连接件为叶片。

通过这种设置方式，当磁悬浮双吸式离心压缩机工作时，叶片能对进气口的气体进行整流，提高抽吸效率。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述叶轮轴的两端设置有第一轴向平衡磁极，所述驱动定子朝向所述第一轴向平衡磁极的端面设置有环状磁极。

通过这种设置方式，当对称叶轮运转时，可以使驱动定子在轴向方向保持平衡稳定，提高装置的运行可靠性和稳定性。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述驱动定子和所述第一轴向平衡磁极之间设置有隔离器，所述隔离器用于对所述叶轮轴进行限位，以避免所述驱动定子与所述第一轴向平衡磁极碰撞。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述蜗壳包括上盖、下盖和出气道，所述上盖和所述下盖的外周连接以形成容纳所述对称叶轮的腔体，所述出气道绕设置在所述上盖和所述下盖的外周，所述出气道与所述腔体在所述上盖和所述下盖的连接处连通。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述上盖和所述下盖的外周通过间隔设置的多个周向导叶连接。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述周向导叶朝向所述对称叶轮外缘的端面开设有容纳槽，所述对称叶轮外缘伸入所述容纳槽，所述容纳槽朝向所述对称叶轮外缘周面的端面设置有径向平衡磁极，所述对称叶轮外缘周面设置有外缘磁极。

通过这种设置方式，可以实现对称叶轮的径向悬浮，进一步使装置的运行更加稳定，减小振动。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述容纳槽的两侧设置有第二轴向平衡磁极，所述对称叶轮外缘的两个侧面设置有第三轴向平衡磁极。

进一步地，本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，所述周向导叶的轴向长度随所述出气道的渐括趋势逐渐增大。

由上可知，本发明的磁悬浮双吸式离心压缩机具有以下优点：

1.周向导叶轴向长度跟随出气道渐括趋势逐渐增大，起到整流出口气体流动方向的作用。周向导叶相邻两片之间形成渐放形式，有利于气体降速增压，进一步提高蜗壳的出口气体压力。

2.周向导叶上的容纳槽从轴向和径向两个方向对对称叶轮进行驱动与平衡，同时配合圆柱形环状的保护器与第一轴向平衡磁极，进一步使叶轮组件悬浮于气体中，降低摩擦，避免振动，使叶轮组件运转更加平稳。

3.隔离器与叶轮轴活动连接，通过设置环状磁极与第一轴向平衡磁极相对应，如此在轴向方向平衡稳定驱动定子。隔离器在轴向方向起到限位与缓冲的作用，保护驱动定子不会过于偏离平衡位置而造成损坏。

4.两个动子磁极分别固定安装于叶轮轴的端部，而且每端的动子磁极两侧固定安装有保护器，在磁悬浮故障时，保护器可以提供浮力使驱动定子和叶轮轴隔开，防止装置进一步损坏。

5.对称叶轮在轴向方向能有效平衡轴向力，保证稳定运转。

附图说明

图1为本申请提供的一种磁悬浮双吸式离心压缩机的结构示意图。

图2为本申请提供的一种叶轮组件的正视结构示意图。

图3为本申请提供的一种叶轮组件（拆除连接件）的正视结构示意图。

图4为本申请提供的一种连接件的结构示意图。

图5为本申请提供的一种周向导叶和外缘磁极的简易结构示意图。

图6为本申请提供的一种磁悬浮双吸式离心压缩机（拆除出气道）的结构示意图。

标号说明：

100、蜗壳；110、周向导叶；111、径向平衡磁极；112、第二轴向平衡磁极；120、下盖；130、出气道；140、上盖；200、对称叶轮；230、外缘磁极；300、动子磁极；400、叶轮轴； 510、驱动定子；511、环状磁极；520、叶片；600、第一轴向平衡磁极；700、隔离器；800、保护器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1所示，本发明一种磁悬浮双吸式离心压缩机，包括蜗壳100和叶轮组件，叶轮组件设置在蜗壳100的内部，其中，叶轮组件包括对称叶轮200、叶轮轴400和两个驱动定子510，叶轮轴400穿设于对称叶轮200，且对称叶轮200位于叶轮轴400的中部位置，蜗壳100包括两个对称设置的进气口，两个驱动定子510固定设置在两个进气口处，叶轮轴400的两端分别穿设在两个驱动定子510中，叶轮轴400的两端均设置有动子磁极300和保护器800，驱动定子510套设在对应的动子磁极300和保护器800的外部，保护器800用于通过磁力使叶轮轴400悬浮在驱动定子510中；动子磁极300和驱动定子510配合以驱动对称叶轮200和叶轮轴400旋转，从而将外部的空气从进气口抽吸到蜗壳100内。

其中，蜗壳100的结构和对称叶轮200的结构都为现有技术，在此不再赘述。进气口的大小可以根据叶轮的大小进行设置，在此本申请不做具体限定。

在实际应用中，驱动定子510内部设置有线圈。

在一些实施方式中，保护器800包括第一磁体，驱动定子510内侧设置有第二磁体。其中，第一磁体和第二磁体可以同极相对设置，也可以异极相对设置，只要能使保护器800和驱动定子510保持平衡即可。保护器800用于给驱动定子510提供浮力，使叶轮轴400与驱动定子510之间没有机械接触。其中，保护器800还可以是现有的磁悬浮轴承或者空气轴承。在实际应用中，保护器800的个数可以根据需要设置，一般每个驱动定子510对应设置两个，有利于保持平衡。通过这种设置方式，在装置发生故障时，保护器800可以提供浮力使驱动定子510和叶轮轴400隔开，防止装置进一步损坏。

本申请提供的磁悬浮双吸式离心压缩机，通过设置对称叶轮200和采用磁极驱动，相比传统的电机驱动方式，有效缩小了装置的体积；并且在叶轮轴400上设置了保护器800，当本申请的磁悬浮双吸式离心压缩机在工作时，能使对称叶轮200和叶轮轴400处于磁悬浮的状态，减小了运行时的振动和产生的噪声，不需要进行润滑与冷却，与传统的离心压缩机结构相比，无需额外设置润滑系统与冷却系统，降低了生产成本与维护成本。

参阅图3，在一些实施方式中，驱动定子510的外周均匀设置有至少两根连接件，连接件远离驱动定子510的一端和进气口的内壁固定连接。其中，连接件可以是连接柱或者连接条，但不限于此。连接件两两之间存在间隔，可供外部空气进入，通过这种设置方式，可以实现将驱动定子510固定在进气口处。

参阅图2-图4，在进一步的实施方式中，连接件为叶片520。其中，叶片520呈放射状排布。通过这种设置方式，当磁悬浮双吸式离心压缩机工作时，叶片520能对进气口的气体进行整流，提高抽吸效率。

在进一步的实施方式中，叶轮轴400的两端设置有第一轴向平衡磁极600，驱动定子510朝向第一轴向平衡磁极600的端面设置有环状磁极511。其中，相邻的第一轴向平衡磁极600和环状磁极511之间可以同极相对设置，也可以异极相对设置，只要能使驱动定子510在轴向方向保持平衡即可。通过这种设置方式，当对称叶轮200运转时，可以使驱动定子510在轴向方向保持平衡稳定，提高装置的运行可靠性和稳定性。

在另一些实施方式中，也可以将环状磁极511和第一轴向平衡磁极600替换为现有的空气轴承，空气轴承也能使驱动定子510在轴向方向保持平衡稳定。

在进一步的实施方式中，驱动定子510和第一轴向平衡磁极600之间设置有隔离器700，隔离器700用于对叶轮轴400进行限位，以避免驱动定子510与第一轴向平衡磁极600碰撞。其中，隔离器700为现有技术，在实际应用中，隔离器700可以在轴向方向起到限位与缓冲的作用，防止启动时驱动定子510与第一轴向平衡磁极600发生碰撞，防止对称叶轮200偏离平衡位置而造成损坏。

在更进一步的实施方式中，蜗壳100包括上盖140、下盖120和出气道130，上盖140和下盖120的外周连接以形成容纳对称叶轮200的腔体，出气道130绕设置在上盖140和下盖120的外周，出气道130与腔体在上盖140和下盖120的连接处连通。在一些实施方式中，出气道130朝向上盖140和下盖120的连接处的内侧面以及上盖140和下盖120的连接处均镂空，便于空气的流通。

参阅图5和图6，在一些优选的实施方式中，上盖140和下盖120的外周通过间隔设置的多个周向导叶110连接。在实际应用中，周向导叶110逐渐朝着出气道130的出气口的方向进行设置，通过这种设置方式，有利于蜗壳100内部对气流的收集和对气体的降速增压，进一步提高出气道130出口的气体压力。

在进一步的实施方式中，周向导叶110朝向对称叶轮200外缘的端面开设有容纳槽，对称叶轮200外缘伸入容纳槽，容纳槽朝向对称叶轮200外缘周面的端面设置有径向平衡磁极111，对称叶轮200外缘周面设置有外缘磁极230。其中，径向平衡磁极111与外缘磁极230可以同极相对设置，也可以异极相对设置，只要能使对称叶轮200在径向方向保持平衡即可。其中，对称叶轮200是由两个叶轮拼接而成，对称叶轮200外缘是指两个叶轮底部拼接处的外周部分。通过这种设置方式，可以实现对称叶轮200的径向悬浮，进一步使装置的运行更加稳定，减小振动。

在更进一步的实施方式中，容纳槽的两侧设置有第二轴向平衡磁极112，对称叶轮200外缘的两个侧面设置有第三轴向平衡磁极。其中，相邻的第三轴向平衡磁极和第二轴向平衡磁极112之间可以同极相对设置，也可以异极相对设置，只要能使对称叶轮200在轴向方向保持平衡即可。通过这种设置方式，可以实现对称叶轮200的轴向悬浮，进一步提高对称叶轮200的稳定性。

在一些优选的实施方式中，周向导叶110的轴向长度随出气道130的渐括趋势逐渐增大。其中，渐括趋势是指出气道130的道身沿出气口逐渐变粗，相应地，周向导叶110的轴向长度逐渐变长。通过这种设置方式，可以使周向导叶110更好地契合出气道130的结构，方便安装；另外，周向导叶110相邻两片之间形成渐放形式，进一步有利于气体降速增压，进一步提高出气道130的出口气体压力。其中，渐放形式是指后一片周向导叶110的倾斜程度比前一片周向导叶110的倾斜程度大，越靠近出气道130的出口，周向导叶110的倾斜程度越大。

综上，该磁悬浮双吸式离心压缩机具有以下优点：

1.周向导叶110轴向长度跟随出气道130渐括趋势逐渐增大，起到整流出口气体流动方向的作用。周向导叶110相邻两片之间形成渐放形式，有利于气体降速增压，进一步提高蜗壳100的出口气体压力。

2.周向导叶110上的容纳槽从轴向和径向两个方向对对称叶轮200进行驱动与平衡，同时配合圆柱形环状的保护器800与第一轴向平衡磁极600，进一步使叶轮组件悬浮于气体中，降低摩擦，避免振动，使叶轮组件运转更加平稳。

3.隔离器700与叶轮轴400活动连接，驱动定子510通过环状磁极511与第一轴向平衡磁极600相对应，如此在轴向方向平衡稳定驱动定子510。隔离器700在轴向方向起到限位与缓冲的作用，保护驱动定子510不会过于偏离平衡位置而造成损坏。

4.两个动子磁极300分别固定安装于叶轮轴400的端部，而且每端的动子磁极300两侧固定安装有保护器800，在磁悬浮故障时，保护器800可以提供浮力使驱动定子510和叶轮轴400隔开，防止装置进一步损坏。

5.对称叶轮200在轴向方向能有效平衡轴向力，保证稳定运转。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁悬浮双吸式离心压缩机，包括蜗壳（100）和叶轮组件，所述叶轮组件设置在所述蜗壳（100）的内部，其特征在于，所述叶轮组件包括对称叶轮（200）、叶轮轴（400）和两个驱动定子（510），所述叶轮轴（400）穿设于所述对称叶轮（200），且所述对称叶轮（200）位于所述叶轮轴（400）的中部位置，所述蜗壳（100）包括两个对称设置的进气口，两个所述驱动定子（510）固定设置在两个所述进气口处，所述叶轮轴（400）的两端分别穿设在两个所述驱动定子（510）中，所述叶轮轴（400）的两端均设置有动子磁极（300）和保护器（800），所述驱动定子（510）套设在对应的所述动子磁极（300）和所述保护器（800）的外部，所述保护器（800）用于通过磁力使所述叶轮轴（400）悬浮在所述驱动定子（510）中；所述动子磁极（300）和所述驱动定子（510）配合以驱动所述叶轮轴（400）和所述对称叶轮（200）旋转，从而将外部的空气从所述进气口抽吸到所述蜗壳（100）内。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述驱动定子（510）的外周均匀设置有至少两根连接件，所述连接件远离所述驱动定子（510）的一端和所述进气口的内壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述连接件为叶片（520）。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述叶轮轴（400）的两端设置有第一轴向平衡磁极（600），所述驱动定子（510）朝向所述第一轴向平衡磁极（600）的端面设置有环状磁极（511）。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述驱动定子（510）和所述第一轴向平衡磁极（600）之间设置有隔离器（700），所述隔离器（700）用于对所述叶轮轴（400）进行限位，以避免所述驱动定子（510）与所述第一轴向平衡磁极（600）碰撞。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述蜗壳（100）包括上盖（140）、下盖（120）和出气道（130），所述上盖（140）和所述下盖（120）的外周连接以形成容纳所述对称叶轮（200）的腔体，所述出气道（130）绕设置在所述上盖（140）和所述下盖（120）的外周，所述出气道（130）与所述腔体在所述上盖（140）和所述下盖（120）的连接处连通。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述上盖（140）和所述下盖（120）的外周通过间隔设置的多个周向导叶（110）连接。

8.根据权利要求7所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述周向导叶（110）朝向所述对称叶轮（200）外缘的端面开设有容纳槽，所述对称叶轮（200）外缘伸入所述容纳槽，所述容纳槽朝向所述对称叶轮（200）外缘周面的端面设置有径向平衡磁极（111），所述对称叶轮（200）外缘周面设置有外缘磁极（230）。

9.根据权利要求8所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述容纳槽的两侧设置有第二轴向平衡磁极（112），所述对称叶轮（200）外缘的两个侧面设置有第三轴向平衡磁极。

10.根据权利要求7所述的磁悬浮双吸式离心压缩机，其特征在于，所述周向导叶（110）的轴向长度随所述出气道（130）的渐括趋势逐渐增大。

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