CN116613926A - 一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机技术领域，提供了一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，包括转子、拉杆和保护轴承组件，转子设置于外壳内，转子的端部沿轴线方向开设有凹槽，拉杆与转子同轴设置，拉杆的其中一端嵌入至凹槽内，转子与拉杆传动连接，拉杆的另一端延伸至外壳外部并沿轴线方向开设有顶尖孔，保护轴承组件与拉杆可拆卸连接，保护轴承组件的其中一端延伸至顶尖孔内，解决了保护轴承不便于拆卸更换的技术问题。

Description

一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构。

背景技术

磁悬浮电机是一种新型结构的电机。与传统电机的最大不同之处是它不需要传统轴承来支撑转轴，电机本身既可产生转矩，又能产生支撑转子的磁悬浮力。而磁悬浮轴承的无接触、无润滑的特性，使得磁悬浮电机具有无摩擦、适合高速运行以及使用寿命长等优点。该种电机具有体积小、功率密度高等优点，额定转速可达每分钟几万甚至十几万转，因此广泛应用于涡轮分子泵、压缩机、飞轮储能等高速旋转机械领域。

磁浮轴承不仅为电机转子同时为所带负载转子提供必要的轴向力和径向力，虽然像涡轮分子泵、压缩机等高速旋转机械运行工况都很平稳，然而当受到外界扰动或内部流体扰动，会引起转轴瞬时失稳，当此扰动量超过磁浮轴承控制能力时，可能会造成磁浮轴承剐蹭，更甚者转子堵转抱死。磁浮轴承价值很高，为了避免这种高价值零件损伤，故而增加了高速陶瓷保护轴承。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：当转子失稳等原因造成磁浮轴承失效，造成保护轴承损坏的概率非常高，故保护轴承需要经常更换，这就要求该装置中的保护轴承需要易于拆装，因此大多数保护轴承均安装在磁浮电机的最外侧。但是当高速离心压缩机与磁浮轴承组装后，再想更换保护轴承必须先将压缩机拆除，操作繁琐，不便于对保护轴承进行拆卸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，至少解决现有技术中存在的保护轴承不便于拆卸的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，包括：

转子，设置于外壳内，所述转子的端部沿轴线方向开设有凹槽；

拉杆，与所述转子同轴设置，所述拉杆的其中一端嵌入至所述凹槽内，所述转子与所述拉杆传动连接，所述拉杆的另一端延伸至所述外壳外部并沿轴线方向开设有顶尖孔；

保护轴承组件，与所述拉杆可拆卸连接，所述保护轴承组件的其中一端延伸至所述顶尖孔内。

根据本发明的一些实施例提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，所述保护轴承组件包括顶尖、保护轴承、顶尖座和轴承压盖；

所述顶尖座的内部嵌入设置有所述保护轴承，所述保护轴承内穿设有所述顶尖，所述顶尖座的两端均设置有所述轴承压盖，所述顶尖靠近所述拉杆的一端穿过所述轴承压盖并延伸至所述顶尖孔内。

根据本发明的一些实施例提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，所述外壳包括电机壳和端盖，所述端盖固定的设置于所述电机壳的两端，所述转子穿设于所述电机壳的中部，所述转子两端的结构相同。

根据本发明的一些实施例提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，还包括径向磁浮轴承和轴向磁浮轴承，所述径向轴承设置于靠近所述拉杆的一侧，所述径向磁浮轴承设置于所述转子与所述端盖之间。

根据本发明的一些实施例提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，所述顶尖延伸至所述顶尖孔内的一端呈椎体设置，所述顶尖孔与所述顶尖的端部适配，所述顶尖与所述顶尖孔的内壁之间留有间隙，该间隙为磁浮轴承轴向间隙和径向间隙的1/3～1/2。

根据本发明的一些实施例提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，所述顶尖的锥面设置有非金属涂层。

根据本发明的一些实施例提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，还包括蜗壳和导流器，所述端盖的外部盖装有所述蜗壳，所述蜗壳的外部固定设置有所述导流器，所述导流器的外部固定设置有所述顶尖座。

根据本发明的一些实施例提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，还包括叶轮，所述叶轮固定设置于所述拉杆上，所述叶轮通过所述拉杆与所述转子传动连接，所述叶轮设置于所述端盖外。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

转子设置于外壳的中部，在转子的两端通过凹槽与拉杆连接，拉杆延伸至外壳的外部，将保护轴承组件嵌入至顶尖孔的内部，通过在外壳的外部安装保护轴承组件的方式取代了传统的在壳体内部安装保护轴承的结构，保护轴承组件更方便拆装，便于对保护轴承进行更换。

通过调节顶尖座与导流器位置可以确定顶尖与拉杆顶尖孔的预留间隙，当出现故障时，顶尖与拉杆先接触，顶尖会随拉杆一起旋转，从而起到保护作用。

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是本申请一些实施例的剖面图；

图2是图1中保护轴承的放大示意图。

图中：1、转子；11、凹槽；12、定子；13、永磁体；14、接线板；2、拉杆；21、顶尖孔；3、保护轴承组件；31、顶尖；32、保护轴承；33、顶尖座；34、轴承压盖；4、电机壳；5、端盖；6、蜗壳；7、导流器；8、叶轮；9、径向磁浮轴；10、轴向磁浮轴承。

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。

如图1-2所示，本发明提供的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，包括：

转子1，设置于外壳内，转子1的端部沿轴线方向开设有凹槽11；

拉杆2，与转子1同轴设置，拉杆2的其中一端嵌入至凹槽11内，转子1与拉杆2传动连接，拉杆2的另一端延伸至外壳外部并沿轴线方向开设有顶尖孔21；

保护轴承组件3，与拉杆2可拆卸连接，保护轴承组件3的其中一端延伸至顶尖孔21内。

具体实施时，当应用于磁浮电机时，转子1设置于外壳的中部，在转子1的两端均开设凹槽11，通过凹槽11与拉杆2连接，拉杆2设置有两个，分别位于转子1的两端，拉杆2的另一端延伸至外壳的外部，将保护轴承组件3的端部嵌入至顶尖孔21的内部，使保护轴承组件3能够安装在外壳外部，通过在外壳的外部安装保护轴承组件3的方式取代了传统的在壳体内部安装保护轴承的结构，保护轴承组件更方便拆装，便于对保护轴承进行更换。

具体的，如图1-2所示，保护轴承组件3包括顶尖31、保护轴承32、顶尖座33和轴承压盖34，顶尖座33中具有空腔，顶尖座33的内部空腔的前后均嵌入设置有保护轴承32，保护轴承32内穿设有顶尖31，两个保护轴承32能够套在顶尖31的外部，顶尖座33的两端均设置有轴承压盖34，轴承压盖34能够通过螺栓等组件扣合在顶尖座33的外部，如图2所示，顶尖31靠近拉杆2的一端穿过轴承压盖34并延伸至顶尖孔21内，当拉杆2与顶尖31接触时能够带动顶尖31转动，起到保护作用，另一方面，为减小流动损失，轴承压盖34采用流线外形设置。

进一步的，顶尖31的锥面设置有非金属涂层，当转子1跌落时，通过设置的非金属涂层起到一定的缓冲作用。

优选的，顶尖31延伸至顶尖孔21内的一端呈椎体设置，顶尖孔21与顶尖31的端部适配，顶尖31与顶尖孔21的内壁之间留有间隙，该间隙为磁浮轴承轴向间隙和径向间隙的1/3～1/2，其中，当出现故障时，顶尖31与拉杆2先接触，顶尖31会随拉杆2一起旋转，从而起到保护作用，当轴承能满足转子动载荷及跌落冲击载荷时，保护轴承32设置在顶尖31处能够有效减小轴承规格，减少设备成本。

在一些实施例中，外壳包括电机壳4和端盖5，端盖5固定的设置于电机壳4的两端，转子1穿设于电机壳4的中部，转子1两端的结构相同，其中，电机壳4为空心的壳体结构，端盖5扣合在电机壳4的两端，转子1的两端分别延伸至两端的端盖5内，电机壳4的顶部设置有接线板14，电机壳4的内部还设置有定子12和永磁体13，使转子1能够转动，优选的，电机壳4铝合金机壳，铝合金机壳上设有散热液槽，冷液通过机壳上的液槽来冷却定子12，定子12可通过灌胶工艺来提高定子12与电机壳4之间的换热系数，可有效控制定子运行温升。

进一步的，如图1所示，还包括径向磁浮轴9承和轴向磁浮轴承10，径向磁浮轴承9设置于靠近拉杆2的一侧，径向磁浮轴承9设置于转子1与端盖5之间，径向磁浮轴9承和轴向磁浮轴承10安装于靠近电机前后端盖5处，转子1从径向磁浮轴承9的中部穿过，电机转子1通过磁浮轴承与电机前后的端盖5进行固定。

优选的，如图1所示，还包括蜗壳6、导流器7和叶轮8，端盖5的外部盖装有蜗壳6，蜗壳6的外部固定设置有导流器7，导流器7的外部固定设置有顶尖座33，叶轮8固定设置于拉杆2上，叶轮8通过拉杆2与转子1传动连接，叶轮8设置于端盖5外，转子1带动拉杆2使叶轮8同步转动。

传统的结构中，一般情况下电机和压缩机是独立的，电机给压缩机留有接口，压缩机会做一个连接法兰与电机连接，本方案具体实施时，端盖5的外部能够直接固定蜗壳6，端盖5既是电机磁浮轴承安装座，又是蜗壳6的连接座，在蜗壳6的外部固定导流器7，顶尖座33能够固定安装在导流器7上，当需要更换保护轴承32时，只需将顶尖座33从压缩机的导流器7上拆下即可，相对于传统的保护轴承结构的拆装方式更加方便和简单。

在一些实施例中，本方案中保护轴承32相关的结构不仅局限于磁浮电机，还可应用于高速气浮压缩机等设备。

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权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，其特征在于，包括：

转子，设置于外壳内，所述转子的端部沿轴线方向开设有凹槽；

拉杆，与所述转子同轴设置，所述拉杆的其中一端嵌入至所述凹槽内，所述转子与所述拉杆传动连接，所述拉杆的另一端延伸至所述外壳外部并沿轴线方向开设有顶尖孔；

保护轴承组件，与所述拉杆可拆卸连接，所述保护轴承组件的其中一端延伸至所述顶尖孔内。

2.根据权利要求1所述的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，其特征在于，所述保护轴承组件包括顶尖、保护轴承、顶尖座和轴承压盖；

所述顶尖座的内部嵌入设置有所述保护轴承，所述保护轴承内穿设有所述顶尖，所述顶尖座的两端均设置有所述轴承压盖，所述顶尖靠近所述拉杆的一端穿过所述轴承压盖并延伸至所述顶尖孔内。

3.根据权利要求2所述的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，其特征在于，所述外壳包括电机壳和端盖，所述端盖固定的设置于所述电机壳的两端，所述转子穿设于所述电机壳的中部，所述转子两端的结构相同。

4.根据权利要求3所述的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，其特征在于，还包括径向磁浮轴承和轴向磁浮轴承，所述径向轴承设置于靠近所述拉杆的一侧，所述径向磁浮轴承设置于所述转子与所述端盖之间。

5.根据权利要求4所述的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，其特征在于，所述顶尖延伸至所述顶尖孔内的一端呈椎体设置，所述顶尖孔与所述顶尖的端部适配，所述顶尖与所述顶尖孔的内壁之间留有间隙，该间隙为磁浮轴承轴向间隙和径向间隙的1/3～1/2。

6.根据权利要求5所述的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，其特征在于，所述顶尖的锥面设置有非金属涂层。

7.根据权利要求6所述的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，其特征在于，还包括蜗壳和导流器，所述端盖的外部盖装有所述蜗壳，所述蜗壳的外部固定设置有所述导流器，所述导流器的外部固定设置有所述顶尖座。

8.根据权利要求7所述的一种磁浮离心式压缩机保护轴承结构，其特征在于，还包括叶轮，所述叶轮固定设置于所述拉杆上，所述叶轮通过所述拉杆与所述转子传动连接，所述叶轮设置于所述端盖外。