CN214196708U - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种压缩机。该压缩机包括驱动电机和风轮(1)，驱动电机包括机壳(2)和转子(3)，转子(3)能够转动地设置在机壳(2)内，风轮(1)安装在转子(3)的第一端，转子(3)的第一端还设置有止推盘(4)，止推盘(4)和风轮(1)之间设置有轴向空气轴承，轴向空气轴承相对于机壳(2)固定设置，轴向空气轴承的第一端与风轮(1)之间形成气隙，轴向空气轴承的第二端与止推盘(4)之间形成气隙。根据本申请的压缩机，能够缩减轴向空气轴承之间的零件配合所产生的公差累积，更为精确地保证有效工作间隙。

Description

压缩机

技术领域

本申请涉及空气压缩技术领域，具体涉及一种压缩机。

背景技术

离心压缩机在变频调整的过程中，随着功率的增大，出口压力逐渐增大，离心压缩机将气体压缩后在气动腔内形成高压，叶轮背面的高压与吸气口处的大气压形成压差，使得整个轴系产生了沿叶轮向前的轴向力。

为此，现有的一种空气悬浮离心压缩机采用双径向空气悬浮轴承和双轴向空气悬浮轴承进行五自由度支撑运行，其中前、后径向轴承分布在电机定子两侧，前、后轴向轴承分布在止推盘两侧，轴向空气悬浮轴承对于其工作时与止推面的有效工作间隙要求很严格，其有效工作间隙基本在μm级，这会直接影响到轴向空气悬浮轴承的承载性能以及轴承寿命，而采用的压缩机集成方案需要对止推盘的厚度，前、后轴向轴承组件的各定位台阶面的尺寸要求很严格，才能保证轴向空气悬浮轴承的有效工作间隙，然而过多的零件装配会导致公差累计，使得轴向空气悬浮轴承的有效工作间隙无法保证。

实用新型内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种压缩机，能够缩减轴向空气轴承之间的零件配合所产生的公差累积，更为精确地保证有效工作间隙。

为了解决上述问题，本申请提供一种压缩机，包括驱动电机和风轮，驱动电机包括机壳和转子，转子能够转动地设置在机壳内，风轮安装在转子的第一端，转子的第一端还设置有止推盘，止推盘和风轮之间设置有轴向空气轴承，轴向空气轴承相对于机壳固定设置，轴向空气轴承的第一端与风轮之间形成气隙，轴向空气轴承的第二端与止推盘之间形成气隙。

优选地，轴向空气轴承包括环形的固定座，固定座的内周壁上设置有环形的轴承座，轴承座的第一端设置有前轴向轴承，轴承座的第二端设置有后轴向轴承，前轴向轴承与风轮之间形成气隙，后轴向轴承与止推盘之间形成气隙。

优选地，轴承座的第一端与固定座的内周壁配合形成第一环形槽，前轴向轴承安装在第一环形槽内。

优选地，风轮至少部分安装入第一环形槽内，并与固定座的内周壁之间形成环形密封配合。

优选地，轴承座的第二端与固定座的内周壁配合形成第二环形槽，后轴向轴承安装在第二环形槽内。

优选地，止推盘的直径小于或等于第二环形槽的直径；和/或，止推盘至少部分安装在第二环形槽内。

优选地，固定座的内周壁上对应于止推盘设置有径向位移传感器。

优选地，风轮包括朝向止推盘伸出的轴向凸缘，止推盘包括朝向轴向空气轴承的第一定位面，轴向凸缘设置在轴向空气轴承的内周侧，轴向凸缘朝向止推盘的定位端面止挡在第一定位面上。

优选地，转子的第一端设置有安装轴，风轮安装在安装轴上。

优选地，转子的第一端还设置有定位凸台，安装轴位于定位凸台上，定位凸台的直径小于转子的直径，安装轴的直径小于定位凸台的直径，止推盘安装在定位凸台上，定位凸台的厚度小于止推盘的厚度。

优选地，风轮外罩设有蜗壳，固定座朝向蜗壳的一侧设置有叶轮扩压器，叶轮扩压器与蜗壳配合，形成气动流道。

优选地，叶轮扩压器为无叶扩压器，固定座上设置有安装台阶，蜗壳安装在安装台阶上。

优选地，轴向空气轴承内设置有冷却流道，冷却流道包括第一通液口、第二通液口和流通孔，第一通液口和第二通液口通过流通孔连通。

优选地，当轴向空气轴承包括固定座和轴承座时，第一通液口和第二通液口设置在固定座上，流通孔流经固定座和/或轴承座。

优选地，流通孔为多个，多个流通孔通过第一连通通道与第一通液口连通，多个流通孔通过第二连通通道与第二通液口连通，第一连通通道和第二连通通道相隔离。

优选地，第一通液口沿固定座的轴向延伸，第二通液口沿固定座的轴向延伸，流通孔沿固定座的径向延伸，第一连通通道设置在固定座的外周侧，第二连通通道设置在固定座的外周侧。

优选地，第一连通通道位于流通孔的外周侧，并沿固定座的周向延伸，第二连通通道位于流通孔的外周侧，并沿固定座的周向延伸，第一连通通道位于固定座的一个直径的第一端，第二连通通道位于该直径的第二端。

优选地，第一连通通道在固定座的外周面上形成开口槽，和/或，第二连通通道在固定座的外周面上形成开口槽。

优选地，流通孔呈V形、弧形或一字形。

优选地，转子的两端分别设置有径向空气轴承，转子能够转动地套设在径向空气轴承内。

优选地，位于转子第一端的径向空气轴承设置在止推盘远离轴向空气轴承的一侧，径向空气轴承朝向止推盘的端面上设置有轴向位移传感器。

本申请提供的压缩机，包括驱动电机和风轮，驱动电机包括机壳和转子，转子能够转动地设置在机壳内，风轮安装在转子的第一端，转子的第一端还设置有止推盘，止推盘和风轮之间设置有轴向空气轴承，轴向空气轴承相对于机壳固定设置，轴向空气轴承的第一端与风轮之间形成气隙，轴向空气轴承的第二端与止推盘之间形成气隙。该压缩机将轴向空气轴承安装在止推盘和风轮之间，使得止推盘和风轮朝向轴向空气轴承的轴向端面形成止推面，同时将前轴向空气轴承和后轴向空气轴承采用背对背的形式集中在一个轴向空气轴承的轴承安装座上，使得前轴向空气轴承和后轴向空气轴承的两个承载面之间的距离测量更加容易也更加精准，可以实现两个承载面之间距离的精确控制，因此，在进行气隙的设计时，只需要保证止推盘与风轮之间的间距，就能够对轴向空气轴承和止推盘以及轴向空气轴承和风轮之间的气隙进行精准调节，涉及的定位参数更少，零件数量更少，零件装配导致的公差累计也较小，能够缩减轴向空气轴承之间的零件配合所产生的公差累积，更为精确地保证有效工作间隙。

附图说明

图1为本申请一个实施例的压缩机的剖视结构图；

图2为本申请另一个实施例的压缩机的剖视结构图；

图3为图1在轴向空气轴承安装位置处的放大结构示意图；

图4为本申请一个实施例的压缩机的轴向空气轴承的剖视结构图；

图5为图4的A-A向的剖视结构图；

图6为本申请另一个实施例的压缩机的轴向空气轴承的剖视结构图；

图7为本申请实施例的压缩机的风轮的剖视结构图；

图8为本申请实施例的压缩机的止推盘的剖视结构图；

图9为本申请一个实施例的压缩机的径向空气轴承的剖视结构图；

图10为本申请另一个实施例的压缩机的径向空气轴承的剖视结构图；

图11为本申请实施例的压缩机的转子的剖视结构图；

图12为本申请实施例的压缩机的转子、风轮与轴向空气轴承的装配结构图；

图13为本申请实施例的压缩机的蜗壳的剖视结构图。

附图标记表示为：

1、风轮；2、机壳；3、转子；4、止推盘；5、固定座；6、轴承座；7、前轴向轴承；8、后轴向轴承；9、第一环形槽；10、第二环形槽；11、径向位移传感器；12、轴向凸缘；13、第一定位面；14、定位端面；15、安装轴；16、定位凸台；17、蜗壳；18、叶轮扩压器；19、安装台阶；20、第一通液口；21、第二通液口；22、流通孔；23、第一连通通道；24、第二连通通道；25、径向空气轴承；26、轴向位移传感器。

具体实施方式

结合参见图1至图13所示，根据本申请的实施例，压缩机包括驱动电机和风轮1，驱动电机包括机壳2和转子3，转子3能够转动地设置在机壳2内，风轮1安装在转子3的第一端，转子3的第一端还设置有止推盘4，止推盘4 和风轮1之间设置有轴向空气轴承，轴向空气轴承相对于机壳2固定设置，轴向空气轴承的第一端与风轮1之间形成气隙，轴向空气轴承的第二端与止推盘 4之间形成气隙。

该压缩机将轴向空气轴承安装在止推盘和风轮1之间，使得止推盘和风轮 1朝向轴向空气轴承的轴向端面形成止推面，同时将前轴向轴承和后轴向轴承采用背对背的形式集中在一个轴向空气轴承上，利用止推盘和风轮1的止推面和一个轴向空气轴承配合进行轴向限位，使得前轴向轴承和后轴向轴承的两个承载面之间的距离测量更加容易也更加精准，可以实现两个承载面之间距离的精确控制，在进行气隙的设计时，只需要保证止推盘与风轮1之间的间距，就能够对轴向空气轴承和止推盘以及轴向空气轴承和风轮1之间的气隙进行精准调节，涉及的定位参数更少，零件数量更少，零件装配导致的公差累计也较小，能够缩减轴向空气轴承之间的零件配合所产生的公差累积，更为精确地保证有效工作间隙。

轴向空气轴承包括轴承安装座，轴承安装座包括环形的固定座5和环形的轴承座6，环形的轴承座6设置在固定座5的内周壁上，轴承座6的第一端设置有前轴向轴承7，轴承座6的第二端设置有后轴向轴承8，前轴向轴承7与风轮1之间形成气隙，后轴向轴承8与止推盘4之间形成气隙。本实施例中将前轴向轴承和后轴向轴承集成在一个轴承座6上，利用一个轴承座6形成轴向两个方向的悬浮控制，将风轮1的背面作为一个止推面，利用止推盘4的止推面与风轮1的止推面配合，形成轴向限位的两个止推面，从而减少了轴向空气轴承的数量，简化了轴向空气轴承的结构，还可以减小轴向空气轴承的整体轴向厚度，缩减转子3的轴向长度，避免由于转子轴系的轴向长度过长而导致轴系的固有频率下降、设计余量不足，以及转子长度过长引起的空压机体积增加等问题。

轴承座6的第一端与固定座5的内周壁配合形成第一环形槽9，前轴向轴承7安装在第一环形槽9内。轴承座6的第二端与固定座5的内周壁配合形成第二环形槽10，后轴向轴承8安装在第二环形槽10内。

轴承座间隔设置在前轴向轴承7和后轴向轴承8之间，使得前轴向轴承7 和后轴向轴承8的工作互不干涉，同时轴承座6又能够与固定座5进行配合，形成安装前轴向轴承7和后轴向轴承8的环形槽，方便进行前轴向轴承7和后轴向轴承8的安装固定。

风轮1至少部分安装入第一环形槽9内，并与固定座5的内周壁之间形成环形密封配合，可以保证固定座5与风轮1之间形成环形密封。风轮1至少部分安装入第一环形槽9内，能够减少风轮1对于转子3的轴向空间占用，使得转子3的整个轴向方向的结构更加紧凑。

在空气压缩机中，风轮1高速运转压缩气体的一侧为高压气体侧，即气动部分，而驱动风轮1高速旋转的一侧为低压气体侧，即电机侧。众所周知，如果想要保证压缩机的性能能够达到要求的标准，除了要将压缩机的整体方案设计好外，还要控制压缩气体的泄漏量，即要控制压缩机工作过程中由高压侧泄漏至低压侧的高压气体量。为了有效抑制高压气体侧高压气体的泄漏，本实施例在第一环形槽9的环形周壁与风轮1的外周壁之间设计了环形密封位，环形密封位上用于设置环形密封件，环形密封件可以是后装配的零件，也可以是在环形密封位上预留余量后直接加工出来的，对于环形密封件的密封结构形式不作要求，满足设计使用需求即可，设置好的环形密封件与风轮1上的外周壁所形成的环形密封面或者是第一环形槽9的环形周壁所形成的环形密封面配合，形成整个环形密封结构。

环形密封件可以安装在风轮1的外周面上，也可以安装在第一环形槽9的环形周壁的内周面上，环形密封件的具体结构形式可以为梳齿状结构，在梳齿状结构内填装有密封填料，通过密封填料实现风轮1与固定座5之间的环形转动密封。

在一个实施例中，止推盘4的直径小于或等于第二环形槽10的直径。止推盘4至少部分安装在第二环形槽10内。通过对止推盘4的直径与第二环形槽10的直径关系进行限定，使得止推盘4可以容纳进第二环形槽10内，从而能够节省转子3的轴向空间，缩短转子3所需的轴向长度，使得压缩机的结构更加紧凑。在本实施例中，第二环形槽10的开口端面与后轴向轴承8的承载面之间的距离大于止推盘4的轴向厚度与气隙之和，止推盘4全部装入到第二环形槽10内。

压缩机结构在进行整机集成装配时，需要考虑到转子入轴，轴向空气轴承的内径不能低于径向空气轴承转子的直径，申请人所知的轴系方案基本上都是通过在止推盘的两端分别设置轴向空气轴承来进行止推盘的轴向限位，这种结构除了前面提到的装配零件较多导致的公差累计严重，易导致精度无法保证的问题外，由于转子结构的影响，轴向空气轴承的内径不能低于径向空气轴承转子的直径，因此位于转子的外圆内侧的止推盘并不能够参与到与后轴向轴承的配合面积中，因此为了保证止推盘与轴向轴承之间具有足够的配合面积，会加大止推盘的直径，也使得转子轴系的止推盘的设计尺寸增加。

由于高速乃至超高速的转子轴系方案设计时装配零件的外径尺寸越小，零件的设计强度越高，对转子轴系的模态提升越有帮助，所以受转子直径的限制，止推盘的外径设计尺寸注定不会太小。

在采用本申请的方案之后，采用一个中置的轴向空气轴承将前、后轴向轴承背对背布置，安装在前、后轴向轴承的轴承安装位上，也即第一环形槽9和第二环形槽10内，并放置于止推盘4和风轮1之间，因此装配时可以先将带有止推盘4的转子垂直放置，再将装有前、后轴向轴承的中置轴向轴承的轴承安装座放置于止推盘4上，再将风轮1装配到转子上锁紧，组成一个整体的组件，如图12所示，再进行入轴装配，这样一来转子的入轴就不必经过前、后轴向轴承，而前、后轴向轴承也不必为了避让转子而使得设计尺寸增加，从而实现轴系零件尺寸的小型化设计，保证整个轴系模态性能和安全余量。

固定座5的内周壁上对应于止推盘4设置有径向位移传感器11，能够通过止推盘4对转子3的径向位移进行检测。

风轮1包括朝向止推盘4伸出的轴向凸缘12，止推盘4包括朝向轴向空气轴承的第一定位面13，轴向凸缘12设置在轴向空气轴承的内周侧，轴向凸缘 12朝向止推盘4的定位端面14止挡在第一定位面13上。该轴向凸缘12凸出于风轮1的止推面，并且朝向止推盘4的止推面也即第一定位面13伸出，因此，只需要保证轴向凸缘12的定位端面14与第一定位面13之间的间距，就能够对轴向空气轴承的配合气隙精准调节，设计更加简单，实现更加方便。

转子3的第一端设置有安装轴15，风轮1安装在安装轴15上。转子3的第一端还设置有定位凸台16，安装轴15位于定位凸台16上，定位凸台16的直径小于转子3的直径，安装轴15的直径小于定位凸台16的直径，止推盘4 安装在定位凸台16上，定位凸台16的轴向高度h1小于止推盘4的厚度，从而使得止推盘4的第一定位面13能够高出定位凸台16的端面，避免定位凸台 16对第一定位面13与定位端面14的配合形成干涉。

在空气轴承支撑的压缩机中，轴向空气轴承的有效工作间隙的装配调节是最重要的工序之一，中置的轴承安装座上的前轴向轴承7安装位安装前轴向轴承7，后轴向轴承8安装位分别安装后轴向轴承8，实现将原本放置在止推盘4 两侧，分别安装在两个零件上的两个轴向空气轴承背靠背集中在了一个零件上，这样使得安装好后的前轴向轴承7的承载面和后轴向轴承8的承载面之间的距离测量更加容易并且也更加精准，其中后轴向轴承8与止推盘4的止推面之间形成有效工作间隙，前轴向轴承7与风轮1的止推面之间形成有效工作间隙。

两个轴向轴承止推面分别分布在止推盘4和风轮1上，风轮1的材料优选能够直接作为承载轴承的合金钢材料，从轻量化的角度考虑，可在承载面上增加一层耐磨的合金钢材料作为承载面，止推盘4则直接采用合金钢材料，风轮 1的止推面和止推盘4的止推面与空气轴向轴承之间的有效工作间隙由止推盘 4的第一定位面13和风轮1的轴向凸缘高度h2来进行保证，轴向凸缘12在加工风轮1时预留一定的余量，由于止推盘4和风轮1均为精加工件，在准确计量轴向空气轴承的两个承载面之间的距离后，加上轴向轴承的有效工作间隙后，即可对轴向凸缘高度h2直接加工到位，保证转轴的定位凸台16的轴向高度h1 低于止推盘4的厚度，定位凸台16的外周面作为止推盘装配面，转子第一端端面作为止推盘定位面，安装轴15的外周面作为叶轮装配面，使得各个装配面的加工精度在要求范围内，止推盘4的止推面的内圈部分同时充当风轮1的轴向凸缘12的安装定位面，按照转子3、止推盘4、轴向空气轴承、风轮1的顺序装配即可完整整个轴系的整机装配，这样就可以通过对一个零件的一个尺寸的加工(风轮1的轴向凸缘高度h2的加工)实现轴向空气轴承有效工作间隙的精准调节，不仅优化、简化了零件的加工工序，而且也简化了装配方式和调节方法，极大程度上优化了工艺流程。

风轮1外罩设有蜗壳17，固定座5朝向蜗壳17的一侧设置有叶轮扩压器 18，叶轮扩压器18与蜗壳17配合，形成气动流道。叶轮扩压器包括叶片扩压器和无叶扩压器，在本实施例中，叶轮扩压器18为无叶扩压器，固定座5上设置有安装台阶19，蜗壳17安装在安装台阶19上。

中置的轴承安装座在加工时沿轴向方向上留有加工余量，用于加工叶轮扩压器18。由于叶轮扩压器18要与蜗壳17组合才能形成完整的流道，因此在做分体设计时一般将扩压器设计成平面，复杂的结构在蜗壳17上实现，所以无叶扩压器只需加工成一个平面，然后由叶轮扩压器18与蜗壳17装配组合成完整的气动流道。

轴向空气轴承内设置有冷却流道，冷却流道包括第一通液口20、第二通液口21和流通孔22，第一通液口20和第二通液口21通过流通孔22连通。冷却流道内充注有冷却液，能够对轴向空气轴承进行冷却。

在本实施例中，由于将前轴向空气轴承和后轴向空气轴承合二为一，形成一个轴向空气轴承，因此使得轴向空气轴承能够在不增加轴向长度的情况下，加大用于安装轴向空气轴承的固定座5的整体厚度，从而使得固定座5上以及轴承座6上均有足够的轴向厚度来设置冷却流道，方便冷却系统的设计。

在压缩机高速运行时，止推盘4与轴向空气轴承之间的工作间隙很小一般是在μm级，如此小的间隙中的高压空气与轴向空气轴承表面和止推盘4表面高速摩擦会产生大量的热量，而过小的工作间隙又不利于轴向空气轴承表面和止推盘4表面的散热，轴向空气轴承和止推盘4受热后会沿轴向方向上发生热膨胀变形，过高的温度则会导致热膨胀量将轴向空气轴承的工作间隙全部挤压尽，发生抱死的情况，而高速旋转下的转子突然发生抱死可能会导致整个压缩机的报废，如果是采用箔片式的轴向空气轴承，其表面还会有一层耐磨润滑涂层，过高的温度可能会使耐磨润滑涂层失效甚至脱落，同样会使压缩机遭受严重的损伤。

为了应对以上可能出现的情况，降低轴向空气轴承运行时的温度，本申请在中置的轴承安装座上设置了冷却流道，通过冷却流道内的冷却液体对轴向空气轴承和止推盘4工作过程中所产生的热量进行散热，从而有效降低了轴向空气轴承运行时的温度。

当轴向空气轴承包括固定座5和轴承座6时，第一通液口20和第二通液口21设置在固定座5上，流通孔22流经固定座5和/或轴承座6。在本实施例中，第一通液口20和第二通液口21设置在固定座5上，流通孔22流经固定座5和轴承座6，从而能够对整个轴承安装座进行有效冷却，降低轴承安装座工作过程中的温度。

流通孔22为多个，多个流通孔22通过第一连通通道23与第一通液口20 连通，多个流通孔22通过第二连通通道24与第二通液口21连通，第一连通通道23和第二连通通道24相隔离。第一连通通道23和第二连通通道24只能够通过流通孔22连通，使得冷却液无法直接通过第一连通通道23进入到第二连通通道24，或者是通过第二连通通道24进入到第一连通通道23内，只能够在从进液口到达其中一个连通通道之后，经过该连通通道对冷却液进行分配，使得冷却液均匀进入到每个流通孔22内，然后从流通孔22内流动至另一个连通通道，通过另一个连通通道进行汇流之后，从出液口流出，实现对轴承安装座的冷却。

第一通液口20沿固定座5的轴向延伸，第二通液口21沿固定座5的轴向延伸，流通孔22沿固定座5的径向延伸，第一连通通道23设置在固定座5的外周侧，第二连通通道24设置在固定座5的外周侧。在另外的实施例中，也可以直接将第一通液口20和第二通液口21沿径向方向设置，第一连通通道23 沿周向延伸，第二连通通道24沿周向延伸，从而完成第一通液口20、第一连通通道23、流通孔22、第二连通通道24以及第二通液口21的连通，实现冷却流道的设计。

第一连通通道23位于流通孔22的外周侧，并沿固定座5的周向延伸，第二连通通道24位于流通孔22的外周侧，并沿固定座5的周向延伸，第一连通通道23位于固定座5的一个直径的第一端，第二连通通道24位于该直径的第二端，使得流通孔22能够最大程度地流经轴承安装座，对整个轴承安装座进行更加有效的冷却，提高冷却效果。

在一个实施例中，第一连通通道23在固定座5的外周面上形成开口槽，第二连通通道24在固定座5的外周面上形成开口槽，能够方便各连通通道的加工。连通通道设置在固定座5的安装台阶19上，当连通通道开设完成之后，可以将蜗壳17固定设置在安装台阶19上，通过蜗壳17的配合安装面实现对第一连通通道23和第二连通通道24的密封。为了提高密封效果，在第一连通通道23和第二连通通道24的两侧设置有密封圈或者是密封槽等。

流通孔22呈V形、弧形或一字形，可以直接采用机加工的方式加工出来，加工方式简单，加工成本较低。在其他的实施例中，也可以采用其他的成型方式来成型不同流通孔22的结构，例如蛇形的流通孔22或者是折线形的流通孔 22等。

转子3的两端分别设置有径向空气轴承25，转子3能够转动地套设在径向空气轴承25内，径向空气轴承25固定在机壳2上，固定座5固定安装在径向空气轴承25上。

固定座5上的通液口与压缩机液冷机壳2和径向空气轴承25在对应位置预先开设好的液道相连通，通液口的外孔与径向空气轴承25的端面之间通过密封槽搭配橡胶圈进行密封防止泄漏，通液口的内孔与连通通道相连通，连通通道再连通全部的流通孔22，以此来形成一个完整的冷却循环结构，这其中连通通道为环形半开式的冷却流道设计，便于进行机加工，再通过连通通道两侧的密封槽与橡胶圈以及与蜗壳17的环形密封面组合，形成完整的封闭的冷却流道，防止冷却液体在中置的轴承安装座中泄漏。

优选的，结合参见图1和图4所示，当放置压缩机整机时，将压缩机按照转子水平的方向进行放置并固定，下方的通液口为进液口，上方的通液口为出液口，这样设置是为了利用压缩机的整机冷却系统的压力将冷却液由中置的轴承安装座底部的进液口压入，使冷却液充满整个冷却流道后由出液口压出，以此来保证冷却液可以与冷却流道充分接触，最大程度上的带走轴向空气轴承运行时产生的热量，对中置的轴承安装座上的轴向空气轴承实现最大化的冷却，中置的轴承安装座作为连接电机侧和气动部分的关键组件，其中心设有用于穿过转子的避让圆孔，因此内部流通孔22不能按照预想的那样是完全垂直分布的，本申请采用V形、弧形或一字形的方式进行流通孔22的设计，从而能够在避开避让圆孔的同时，使得流通孔22尽可能地流经轴承安装座，提高冷却效果。内部流通孔22的结构形式也不局限于上述的集中，对于液道的形状和数量，设计人员可根据实际应用情况进行相应的设计。

此外，由于空气压缩机的气动部分不断运行压缩空气做功，气动腔内的温度会逐渐升高，升高的温度会通过空气压缩机的金属壳体向电机侧传递，不利于对压缩机电机侧的散热，而具备循环冷却流道的中置的轴承安装座可以作为一个阻隔间，利用自身具备的冷却作用阻止气动部分产生的热量向压缩机的电机侧传递，以此来保证压缩机电机侧的冷却。

位于转子3第一端的径向空气轴承25设置在止推盘4远离轴向空气轴承的一侧，径向空气轴承25朝向止推盘4的端面上设置有轴向位移传感器26，能够与前述的固定座5的内周侧设置径向位移传感器11，径向位移传感器11 朝向止推盘4的外周面的方案形成配合，使得转子3的径向和轴向位移的检测均通过止推盘4这一个零部件来进行。

由于空气轴承支撑的空气压缩机属于高速、高精度运行的透平机械，在研发测试阶段或者一些特殊场合下是要对转子进行实时监控的，通过对不同转速、工况下的转子的运行轨迹的判断来判定轴承的性能和动态稳定性。为了实现对空气轴承支撑的空气压缩机转子的动态监测，本申请在靠近轴向空气轴承的径向空气轴承和中置的轴向轴承座上作出改进调整，首先增大了轴向空气轴承近气动部分侧的尺寸，并在轴向空气轴承近气动部分侧开设了两个沉孔作为转子轴向位移传感器安装位，用于布置轴向位移传感器26来监测转子运行时的产生的轴向情况，而在轴向轴承做的固定座5的内周壁上沿径向方向开设两个对称分布的沉孔或者四个呈十字分布的沉孔作为转子径向位移传感器安装位，用于布置径向位移传感器11来监测转子运行时的轴心的运行轨迹，与此同时止推盘4的外圆经过精密加工后就可作为转子径向位移监测面，同样的止推盘4 的不与轴向空气轴承进行配合的端面在精密加工后就可以作为转子轴向位移监测面，由于转子径向位移监测面和转子轴向位移监测面都设置在止推盘4上，因此可以减小转子轴系零件的加工以及不同轴系零件之间装配产生的误差，以及转子弯曲变形产生的影响，提高监测的准确性。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (21)

1.一种压缩机，其特征在于，包括驱动电机和风轮(1)，所述驱动电机包括机壳(2)和转子(3)，所述转子(3)能够转动地设置在所述机壳(2)内，所述风轮(1)安装在所述转子(3)的第一端，所述转子(3)的第一端还设置有止推盘(4)，所述止推盘(4)和所述风轮(1)之间设置有轴向空气轴承，所述轴向空气轴承相对于所述机壳(2)固定设置，所述轴向空气轴承的第一端与所述风轮(1)之间形成气隙，所述轴向空气轴承的第二端与所述止推盘(4)之间形成气隙。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述轴向空气轴承包括环形的固定座(5)，所述固定座(5)的内周壁上设置有环形的轴承座(6)，所述轴承座(6)的第一端设置有前轴向轴承(7)，所述轴承座(6)的第二端设置有后轴向轴承(8)，所述前轴向轴承(7)与所述风轮(1)之间形成气隙，所述后轴向轴承(8)与所述止推盘(4)之间形成气隙。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述轴承座(6)的第一端与所述固定座(5)的内周壁配合形成第一环形槽(9)，所述前轴向轴承(7)安装在所述第一环形槽(9)内。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述风轮(1)至少部分安装入所述第一环形槽(9)内，并与所述固定座(5)的内周壁之间形成环形密封配合。

5.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述轴承座(6)的第二端与所述固定座(5)的内周壁配合形成第二环形槽(10)，所述后轴向轴承(8)安装在所述第二环形槽(10)内。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述止推盘(4)的直径小于或等于所述第二环形槽(10)的直径；和/或，所述止推盘(4)至少部分安装在所述第二环形槽(10)内。

7.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述固定座(5)的内周壁上对应于所述止推盘(4)设置有径向位移传感器(11)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述风轮(1)包括朝向所述止推盘(4)伸出的轴向凸缘(12)，所述止推盘(4)包括朝向所述轴向空气轴承的第一定位面(13)，所述轴向凸缘(12)设置在所述轴向空气轴承的内周侧，所述轴向凸缘(12)朝向所述止推盘(4)的定位端面(14)止挡在所述第一定位面(13)上。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述转子(3)的第一端设置有安装轴(15)，所述风轮(1)安装在所述安装轴(15)上。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述转子(3)的第一端还设置有定位凸台(16)，所述安装轴(15)位于所述定位凸台(16)上，所述定位凸台(16)的直径小于所述转子(3)的直径，所述安装轴(15)的直径小于所述定位凸台(16)的直径，所述止推盘(4)安装在所述定位凸台(16)上，所述定位凸台(16)的厚度小于所述止推盘(4)的厚度。

11.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述风轮(1)外罩设有蜗壳(17)，所述固定座(5)朝向所述蜗壳(17)的一侧设置有叶轮扩压器(18)，所述叶轮扩压器(18)与所述蜗壳(17)配合，形成气动流道。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述叶轮扩压器(18)为无叶扩压器，所述固定座(5)上设置有安装台阶(19)，所述蜗壳(17)安装在所述安装台阶(19)上。

13.根据权利要求1至4、6、7、9至12中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述轴向空气轴承内设置有冷却流道，所述冷却流道包括第一通液口(20)、第二通液口(21)和流通孔(22)，所述第一通液口(20)和所述第二通液口(21)通过所述流通孔(22)连通。

14.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于，当所述轴向空气轴承包括固定座(5)和轴承座(6)时，所述第一通液口(20)和所述第二通液口(21)设置在所述固定座(5)上，所述流通孔(22)流经所述固定座(5)和/或所述轴承座(6)。

15.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于，所述流通孔(22)为多个，所述多个流通孔(22)通过第一连通通道(23)与所述第一通液口(20)连通，所述多个流通孔(22)通过第二连通通道(24)与所述第二通液口(21)连通，所述第一连通通道(23)和所述第二连通通道(24)相隔离。

16.根据权利要求15所述的压缩机，其特征在于，所述第一通液口(20)沿所述固定座(5)的轴向延伸，所述第二通液口(21)沿所述固定座(5)的轴向延伸，所述流通孔(22)沿所述固定座(5)的径向延伸，所述第一连通通道(23)设置在所述固定座(5)的外周侧，所述第二连通通道(24)设置在所述固定座(5)的外周侧。

17.根据权利要求16所述的压缩机，其特征在于，所述第一连通通道(23)位于所述流通孔(22)的外周侧，并沿所述固定座(5)的周向延伸，所述第二连通通道(24)位于所述流通孔(22)的外周侧，并沿所述固定座(5)的周向延伸，所述第一连通通道(23)位于所述固定座(5)的一个直径的第一端，所述第二连通通道(24)位于该直径的第二端。

18.根据权利要求16所述的压缩机，其特征在于，所述第一连通通道(23)在所述固定座(5)的外周面上形成开口槽，和/或，所述第二连通通道(24)在所述固定座(5)的外周面上形成开口槽。

19.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于，所述流通孔(22)呈V形、弧形或一字形。

20.根据权利要求1至4、6、7、9至12、14至19中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述转子(3)的两端分别设置有径向空气轴承(25)，所述转子(3)能够转动地套设在所述径向空气轴承(25)内。

21.根据权利要求20所述的压缩机，其特征在于，位于所述转子(3)第一端的径向空气轴承(25)设置在所述止推盘(4)远离所述轴向空气轴承的一侧，所述径向空气轴承(25)朝向所述止推盘(4)的端面上设置有轴向位移传感器(26)。

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