CN116480598A - 一种离心式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离心式压缩机，涉及压缩机技术领域，该种离心式压缩机包括一级离心压缩组件、二级离心压缩组件和电机，一级离心压缩组件和二级离心压缩组件设于电机的两端且与电机连接，电机包括机壳和机壳内的电机组件，同时机壳的侧壁上设有散热腔，散热腔内设有导气管，导气管同时与一级离心压缩组件的排气孔和二级离心压缩组件的进气孔连接连通，散热腔内具有水流回路，水流回路的冷却水能够同时冷却导气管和电机组件，这样克服了现有技术中电机的定子和一级离心压缩机的排气分别进行冷却导致成本较高的缺陷，简化了冷却流程。

Description

一种离心式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种离心式压缩机。

背景技术

目前，离心式压缩机广泛使用于大型化工行业，离心式压缩机工作时会将部分能量转化为热量，热量对于离心式压缩机的正常运行存在很大的制约。

与高速离心压缩机直联的电机大都采用高速磁浮电机或高速气浮电机，这种电机具有转速高、能量密度大和体积小等特点，故单位体积内发热量大，须采用冷却水为其降温。离心压缩机在工作过程中体积缩小温度升高，为了提高压缩效率，降低功耗，保证二级排气温度不至于过高，须将一级离心机排气温度冷却到需要值后再进入二级离心机，冷却过程也需要冷却器，目前市场上冷却效果好且经济的为水冷却器。

上述电机的冷却是通过在电机内设置散热液槽、进液口和出液口，参见图1所示，出液口与进液口分别与散热液槽两端相连通，冷液从进液口进入到散热液槽中，再从出液口流出，从而对电机内的定子进行冷却。而为了防止二级排气温度不至于过高，通常在一级离心压缩机的排气孔连接水冷却器，水冷却器同时与二级离心压缩机的进气孔连通，从而保证二级排气温度不至于过高。

上述两种冷却方式为单独的两个流程，成本较高，如何既能保证冷却效果又能够降低成本成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种离心式压缩机，以解决现有技术中采用两种冷却方式分别为电机的定子和一级离心压缩机的排气进行冷却，存在流程复杂导致制作成本较高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种离心式压缩机，包括一级离心压缩组件、二级离心压缩组件和电机，所述一级离心压缩组件和所述二级离心压缩组件设于所述电机的两端且与所述电机连接，所述电机包括机壳和所述机壳内的电机组件，所述机壳的侧壁上设有散热腔，所述散热腔内设有导气管，所述导气管同时与所述一级离心压缩组件的排气孔和所述二级离心压缩组件的进气孔连接连通，所述散热腔内具有水流回路，所述水流回路的冷却水同时冷却所述导气管和所述电机组件。

根据一种可选实施方式，所述散热腔的两侧分别设有与所述一级离心压缩组件的排气孔连通的分气腔和与所述二级离心压缩组件的进气孔连通的集气腔。

根据一种可选实施方式，所述散热腔和所述分气腔之间安装有第一隔板，所述散热腔和所述集气腔之间安装有第二隔板。

根据一种可选实施方式，所述导气管包括若干根，两端分别固定于所述第一隔板和所述第二隔板上，所述导气管的内腔同时与所述分气腔和所述集气腔连通。

根据一种可选实施方式，所述散热腔的侧壁上设有进水口和回水口，所述进水口和所述回水口间隔预设距离。

根据一种可选实施方式，所述散热腔内设有水套和分水板，所述水套和所述分水板组合将所述散热腔分为两个独立的腔体。

根据一种可选实施方式，所述水套呈环状，套设于所述电机组件的外壁上。

根据一种可选实施方式，所述分水板包括第一分水板第二分水板，所述第一分水板和所述第二分水板分别安装在所述水套的两个端部，且沿着所述散热腔的径向布置，所述第一分水板和所述第二分水板的表面均设有与所述导气管数量一致的固定孔，所述导气管穿过所述固定孔。

根据一种可选实施方式，所述第一分水板靠近所述进水口，且将所述进水口的水流分为两路，一路用于冷却所述导气管，另一路用于冷却所述电机组件，所述第二分水板靠近所述回水口，两路水流在所述回水口汇聚。

根据一种可选实施方式，所述第一分水板在所述进水口附近沿着所述散热腔的轴向前后移动，所述第二分水板在所述回水口附近沿着所述散热腔的轴向前后移动。

本发明提供的离心式压缩机，具有以下技术效果：

该种离心式压缩机，同传统的压缩机相比，相同的是，均包括一级离心压缩组件、二级离心压缩组件和电机，一级离心压缩组件和二级离心压缩组件设于电机的两端且与电机连接，电机包括机壳和机壳内的电机组件，同传统的压缩机相比，不同的是，本发明的机壳的侧壁上设有散热腔，散热腔内设有导气管，导气管同时与一级离心压缩组件的排气孔和二级离心压缩组件的进气孔连接连通，散热腔内具有水流回路，水流回路的冷却水能够同时冷却导气管和电机组件，这样克服了现有技术中电机的定子和一级离心压缩机的排气分别进行冷却导致成本较高的缺陷，简化了冷却流程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中电机的冷却结构示意图；

图2是本发明一实施例离心式压缩机的剖面结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图2中一级离心压缩组件的第一蜗壳或者二级离心压缩组件的第二蜗壳的剖面图。

其中，图2-图4：

1、一级离心压缩组件；11、一级蜗壳；111、排气孔；12、一级导流器；13、一级叶轮；

2、二级离心压缩组件；21、二级蜗壳；211、进气孔；22、二级导流器；23、二级叶轮；

3、电机；31、机壳；311、散热腔；3111、进水口；3112、回水口；312、导气管；313、分气腔；314、集气腔；315、第一隔板；316、第二隔板；317、第二分水板；318、第一分水板；319、水套；32、转轴；33、第一端盖；34、第二端盖；35、定子；36、转子；37、磁浮径向轴承；38、磁浮轴向轴承。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

现有技术中电机的冷却是通过在电机内设置散热液槽、进液口和出液口，参见图1所示，出液口与进液口分别与散热液槽两端相连通，冷液从进液口进入到散热液槽中，再从出液口流出，从而对电机内的定子进行冷却，散热液槽为多螺旋槽，多螺旋槽可以增大冷液的接触面积，从而提高对电机内定子的冷却效果。为了防止二级排气温度不至于过高，通常在一级离心压缩机的排气孔连接水冷却器，水冷却器同时与二级离心压缩机的进气孔连通，从而保证二级排气温度不至于过高。上述两种冷却方式采用单独的两个流程，成本较高。

为此，本发明提供了一种离心式压缩机，同传统的压缩机相比，不同的是，本发明的机壳的侧壁上设有散热腔，散热腔内设有导气管，导气管同时与一级离心压缩组件的排气孔和二级离心压缩组件的进气孔连接连通，散热腔内具有水流回路，水流回路的冷却水能够同时冷却导气管和电机组件，这样克服了现有技术中电机的定子和一级离心压缩机的排气分别进行冷却导致成本较高的缺陷，简化了冷却流程。

下面结合具体的附图2-4对本发明的技术方案进行详细的说明。

本发明一实施例提供的离心式压缩机，参见图2和图3所示，包括一级离心压缩组件1、二级离心压缩组件2和电机3。

其中电机3可以为磁浮电机3，可以为气浮电机3，还可以为滚动滑动轴承结构的高速电机3，本发明对于电机3的种类不作限定。

参见图2所示，电机3包括机壳31和电机3组件，而电机3组件又包括转轴32、第一端盖33、第二端盖34、定子35、转子36、磁浮径向轴承37和磁浮轴向轴承38。

转轴32为空心结构，第一端盖33和第二端盖34分别与机壳31的两端相连接，转轴32位于机壳31内，转轴32的两端分别与第一端盖33和第二端盖34转动连接。

定子35和转子36也安装在机壳31内，转轴32上设置有定位部，转子36套在定位部上且转子36与定位部配合连接，定位部用来限制转子36沿转轴32的轴向方向移动，定子35套在转子36上且定子35与转子36转动连接，定子35与机壳31的内壁配合连接。

定子35与机壳31之间的间隙填充有凝固胶，定子35与机壳31之间可以采用灌胶工艺，凝固胶可以提高定子35与机壳31之间的换热系数，从而可以有效的控制定子35运行温升。

磁浮径向轴承37和磁浮轴向轴承38也安装在机壳31内，磁浮径向轴承37包括两个，一个磁浮径向轴承37与第一端盖33相连接，另一个磁浮径向轴承37与第二端盖34相连接，磁浮轴向轴承38的个数为两个，两个磁浮轴向轴承38均与第二端盖34相连接，环形套位于两个磁浮轴向轴承38之间。

继续参见图2所示，一级离心压缩组件1与第一端盖33连接。

一级离心压缩组件1包括一级蜗壳11、一级导流器12和一级叶轮13，一级叶轮13和一级导流器12安装在一级蜗壳11内，并且转轴32的一端向一级离心压缩组件1的一级叶轮13方向延伸，通过拉杆组件与一级叶轮13传动连接，一级叶轮13转动，形成负压，空气通过一级导流器12进入一级蜗壳11，形成一级压缩空气。

同样的，二级离心压缩组件2与第二端盖34连接。

二级离心压缩组件2包括二级蜗壳21、二级导流器22和二级叶轮23，二级叶轮23和二级导流器22安装在二级蜗壳21内，并且转轴32的另一端向二级离心压缩组件2的二级叶轮23方向延伸，通过拉杆组件与二级叶轮23传动连接，二级叶轮23转动，形成低压区，进入二级离心压缩组件2的二级蜗壳21的一级压缩空气通过二级导流器22导流，然后在通过二级蜗壳21的排气孔111向外排放二级压缩空气。

一级离心压缩组件1的蜗壳固定在第一端盖33上，蜗壳上设有一级排气通道，一级压缩空气经第一端盖33和第一机壳31进入分气腔313，再通过导气管312冷却后进入集气腔314；二级离心压缩组件2的第二蜗壳固定在第二端盖34上，集气腔314内的一级压缩空气经机壳31的进气通道，再由二级蜗壳21上的通道进入第二导流器，从而进入二级离心压缩机进气孔211，再次增压后排出。

本发明的第一蜗壳和第二蜗壳与现有技术中的离心机的蜗壳不同，现有技术中的蜗壳排气孔111径向排气，通过管道流向其他部件，而本发明是在第一蜗壳的端面布置若干个排气孔111，参见图4所示，直接与机壳31的孔相连，同时在第二蜗壳的端面布置若干个进气孔211，第一蜗壳和第二蜗壳有两层，两层中间为进气通道，从省去了连接管路。

为了同时给机壳31内的定子35和一级离心压缩组件1输送至机壳31内的一级压缩空气进行降温，本实施例的机壳31的侧壁上设有散热腔311，参见图1和图2所示，散热腔311内设有导气管312，导气管312同时与一级离心压缩组件1的第一蜗壳的排气孔111和二级离心压缩组件2的第二蜗壳的进气孔211连接连通，散热腔311内具有水流回路，水流回路的冷却水同时冷却导气管312和机壳31内的定子35，即导气管312将散热腔311分为两个不相通的腔体，导气管312内侧为气腔，一级压缩空气从气腔流过，导气管312外侧为水腔，冷却水从水腔流过，这样冷却水能够同时冷却导气管312内的一级压缩空气和机壳31内的定子35。

具体的，散热腔311的两侧分别设有与一级离心压缩组件1的蜗壳的排气孔111连通的分气腔313和与二级离心压缩组件2的蜗壳的进气孔211连通的集气腔314，散热腔311和分气腔313之间安装有第一隔板315，散热腔311和集气腔314之间安装有第二隔板316。

第一隔板315和第二隔板316上均设有安装孔，导气管312包括若干根，两端分别固定于第一隔板315和第二隔板316上，具体是导气管312的两端插入安装孔内，通过第一隔板315的安装孔和第二隔板316的安装孔实现了导气管312在散热腔311内的固定，导气管312的内腔同时与分气腔313和集气腔314连通。

继续参见图2所示，本实施例的散热腔311、分气腔313和集气腔314均为环状，置于机壳31的内侧，并且套设在定子35的外侧，散热腔311的侧壁上设有进水口3111和回水口3112，进水口3111和回水口3112间隔预设距离，冷却水在进水口3111和回水口3112之间形成水流回路，冷却水在水流回路的流动过程中实现降温。

为了利用同一进水口3111的冷却水，但是导气管312和定子35又能够分别进行冷却，散热腔311内设有水套319和两块分水板。

参见图1和图2所示，水套319呈环状，套设于定子35的外壁上，两块分水板分别为第一分水板318第二分水板317，第一分水板318和第二分水板317分别安装在水套319的两个端部，且沿着散热腔311的径向布置，第一分水板318和第二分水板317的表面均设有与导气管312数量一致的固定孔，导气管312穿过固定孔，水套319、第一分水板318和第二分水板317组合将散热腔311分为两个独立的腔体，水套319内侧冷却水可冷却电机3的定子35，水套319外侧冷却水冷却导气管312内流通的一级压缩气体。

参见图3所示，第一分水板318靠近进水口3111，并且将进水口3111的水流分为两路，一路用于冷却导气管312，另一路用于冷却电机3组件，第二分水板317靠近回水口3112，两路水流在回水口3112汇聚。

第一分水板318在进水口3111附近沿着散热腔311的轴向前后移动，第二分水板317在回水口3112附近沿着散热腔311的轴向前后移动，这样可达到控制进入水套319的内外侧水量，从而可以控制定子35和一级压缩气体的冷却性能。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，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；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，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种离心式压缩机，包括一级离心压缩组件、二级离心压缩组件和电机，所述一级离心压缩组件和所述二级离心压缩组件设于所述电机的两端且与所述电机连接，所述电机包括机壳和所述机壳内的电机组件，其特征在于，所述机壳的侧壁上设有散热腔，所述散热腔内设有导气管，所述导气管同时与所述一级离心压缩组件的排气孔和所述二级离心压缩组件的进气孔连接连通，所述散热腔内具有水流回路，所述水流回路的冷却水同时冷却所述导气管和所述电机组件。

2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其特征在于，所述散热腔的两侧分别设有与所述一级离心压缩组件的排气孔连通的分气腔和与所述二级离心压缩组件的进气孔连通的集气腔。

3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其特征在于，所述散热腔和所述分气腔之间安装有第一隔板，所述散热腔和所述集气腔之间安装有第二隔板。

4.根据权利要求3所述的离心式压缩机，其特征在于，所述导气管包括若干根，两端分别固定于所述第一隔板和所述第二隔板上，所述导气管的内腔同时与所述分气腔和所述集气腔连通。

5.根据权利要求1-4任一所述的离心式压缩机，其特征在于，所述散热腔的侧壁上设有进水口和回水口，所述进水口和所述回水口间隔预设距离。

6.根据权利要求5所述的离心式压缩机，其特征在于，所述散热腔内设有水套和分水板，所述水套和所述分水板组合将所述散热腔分为两个独立的腔体。

7.根据权利要求6所述的离心式压缩机，其特征在于，所述水套呈环状，套设于所述电机组件的外壁上。

8.根据权利要求6所述的离心式压缩机，其特征在于，所述分水板包括第一分水板第二分水板，所述第一分水板和所述第二分水板分别安装在所述水套的两个端部，且沿着所述散热腔的径向布置，所述第一分水板和所述第二分水板的表面均设有与所述导气管数量一致的固定孔，所述导气管穿过所述固定孔。

9.根据权利要求8所述的离心式压缩机，其特征在于，所述第一分水板靠近所述进水口，且将所述进水口的水流分为两路，一路用于冷却所述导气管，另一路用于冷却所述电机组件，所述第二分水板靠近所述回水口，两路水流在所述回水口汇聚。

10.根据权利要求8所述的离心式压缩机，其特征在于，所述第一分水板在所述进水口附近沿着所述散热腔的轴向前后移动，所述第二分水板在所述回水口附近沿着所述散热腔的轴向前后移动。