CN215908074U - 空压机转子组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空压机转子组件，所述空压机转子组件包括空心轴、套筒、第一叶轮部件和第二叶轮部件，套筒套设在空心轴上，且套筒的轴线与空心轴的轴线共线布置，第一叶轮部件和第二叶轮部件分别套设在空心轴上，第一叶轮部件和第二叶轮部件在空心轴的轴向上间隔布置，套筒在空心轴的轴向上位于第一叶轮部件和第二叶轮部件之间。本实用新型的空压机转子组件，能够降低转子组件的质量，减小转子组件与轴承之间的摩擦力，提高轴承的使用寿命。

Description

空压机转子组件

技术领域

本实用新型涉及空压机技术领域，具体涉及一种空压机转子组件。

背景技术

空压机为燃料电池发电系统提供特定压力的洁净空气，是氢燃料电池系统的关键零部件之一。燃料电池系统要求空压机体积小且绝对无油，所以高速直驱无油离心空压机在燃料电池空压机上的应用越来越广泛。

高速直驱无油离心空压机，采用的是动压气浮轴承，其适用于高速轻载的场合。由于动压气浮轴承的气膜是建立在一定的转速条件下，在低转速转子与轴承之间是干摩擦，启停次数直接影响轴承的寿命。

实用新型内容

本实用新型是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

相关技术中公开了一种超高速涡轮发电增压一体机，该发电增压一体机包括壳体组件和轴系组件，轴系组件左右两侧分别通过左径向动压气浮轴承、右径向动压气浮轴承以及两推力气浮轴承悬浮定位于壳体组件中，其采用动压气浮轴承，避免了使用传统滚动轴承技术支撑方式所需要的额外附属润滑冷却设备，极大地降低了整机的结构体积及重量。然而，本申请的发明人研究发现，该相关技术中的发电增压一体机启停时转子组件与轴承之间的摩擦力较大，影响轴承的使用寿命。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种空压机转子组件，能够减轻转子组件的质量，减小转子组件与轴承之间的摩擦力，提高轴承的使用寿命。

根据本实用新型实施例的空压机转子组件，包括空心轴；套筒，所述套筒套设在所述空心轴上，且所述套筒的轴线与所述空心轴的轴线共线布置；第一叶轮部件和第二叶轮部件，所述第一叶轮部件和第二叶轮部件分别套设在所述空心轴上，所述第一叶轮部件和第二叶轮部件在所述空心轴的轴向上间隔布置，所述套筒在所述空心轴的轴向上位于所述第一叶轮部件和第二叶轮部件之间。

根据本实用新型实施例的空压机转子组件，能够降低转子组件的质量，减小转子组件与轴承之间的摩擦力，提高轴承的使用寿命。

在一些实施例中，所述空压机转子组件还包括磁钢，所述空心轴与所述磁钢相连，所述磁钢设在所述套筒内，且所述磁钢的外壁面与所述套筒的内壁面相接触，所述磁钢适于与定子相配合以驱动所述转子组件转动。

在一些实施例中，所述空心轴穿设在所述磁钢内。

在一些实施例中，所述磁钢设在所述套筒内，且所述磁钢在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述空心轴包括第一轴段和第二轴段，所述第一轴段和第二轴段同轴布置，所述第一轴段与所述第一叶轮部件相连，且所述第一轴段的一端伸出所述套筒，所述第一轴段的另一端与所述磁钢的第一端相连，所述第二轴段与所述第二叶轮部件相连，且所述第二轴段的一端伸出所述套筒，所述第二轴段的另一端与所述磁钢的第二端相连。

在一些实施例中，所述空压机转子组件还包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和第二端盖分别套设在所述空心轴上，且所述第一端盖和第二端盖在所述空心轴的轴向上间隔布置，所述第一端盖在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第一端盖的第二端与所述磁钢的第一端抵接，所述第二端盖在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第二端盖的第一端与所述磁钢的第二端抵接。

在一些实施例中，所述第一叶轮部件包括第一叶轮和第一锁紧螺母，所述第一叶轮在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第一锁紧螺母与所述第一叶轮的第一端抵接，所述第二叶轮部件包括第二叶轮和第二锁紧螺母，所述第二叶轮在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第二锁紧螺母与所述第二叶轮的第二端抵接。

在一些实施例中，所述第二叶轮在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第二叶轮的第一端与所述套筒的第二端抵接。

在一些实施例中，所述空压机转子组件还包括推力盘，所述推力盘套设在所述第一轴段上，所述推力盘设在所述套筒外，且所述推力盘设在所述第一叶轮与套筒之间。

在一些实施例中，所述推力盘包括环形部和凸起部，所述环形部在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述凸起部在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述凸起部的第一端与所述第一叶轮的第二端抵接，所述凸起部的第二端与所述环形部的第一端相接触，所述套筒在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述环形部的第二端与所述套筒的第一端抵接。

在一些实施例中，所述第一叶轮与所述第一轴段之间具有在所述空心轴的轴向上沿所述磁钢朝向所述第一叶轮方向施加的第一预紧力，所述第二叶轮与所述第二轴段之间具有在所述空心轴的轴向上沿所述磁钢朝向所述第二叶轮方向施加的第二预紧力。

附图说明

图1是本实用新型实施例的空压机转子组件的结构示意图。

图2是本实用新型另一实施例的空压机转子组件的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的空压机转子组件中推力盘的剖视示意图。

附图标记：

空心轴1，第一轴段11，第二轴段12，

套筒2，

第一叶轮部件3，第一叶轮31，第一锁紧螺母32，

第二叶轮部件4，第二叶轮41，第二锁紧螺母42，

磁钢5，第一端盖6，第二端盖7，推力盘8，环形部81，凸起部82。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，根据本实用新型实施例的空压机转子组件包括空心轴1、套筒2、第一叶轮部件3和第二叶轮部件4。

套筒2套设在空心轴1上，且套筒2的轴线与空心轴1的轴线共线布置。

具体地，如图1所示，套筒2的左右两端均开口，且套筒2内部设有容纳腔。

第一叶轮部件3和第二叶轮部件4分别套设在空心轴1上，第一叶轮部件3和第二叶轮部件4在空心轴1的轴向上(如图1中所示的左右方向)间隔布置，套筒2在空心轴1的轴向上位于第一叶轮部件3和第二叶轮部件4之间。

具体地，如图1所示，空心轴1的左端伸出套筒2且第一叶轮部件3套设在空心轴1的左端，空心轴1的右端伸出套筒2且第二叶轮部件4套设在空心轴1的右端。

根据本实用新型实施例的空压机转子组件，通过设置空心轴1，相比于实心轴能够减轻转子组件的质量，从而减小转子组件与轴承之间的摩擦力，提高轴承的使用寿命，通过第一叶轮部件3和第二叶轮部件4能够对空气进行二次加压，提高空压机对空气的压缩效率。

在一些实施例中，空压机转子组件还包括磁钢5，空心轴1与磁钢5相连，磁钢5设在套筒2内，且磁钢5的外壁面与套筒2的内壁面相接触，磁钢5适于与定子(未示出)相配合以驱动转子组件转动

在一些实施例中，磁钢5套设在空心轴1上，且磁钢5设在套筒2内，磁钢5的外壁面与套筒2的内壁面相接触。

需要说明的是，套筒2的材料为导磁材料。

具体地，如图1所示，磁钢5设在套筒2内，磁钢5的外周面与套筒2的内壁面相接触，磁钢5在左右方向上的尺寸小于套筒2在左右方向上的尺寸。

本实用新型实施例的空压机转子组件，通过磁钢5与定子(未示出)相配合驱动转子组件转动，将磁钢5设在套筒2内，避免磁钢5与定子发生碰撞，保证转子组件运转的稳定性。

在一些实施例中，磁钢5设在套筒2内，且磁钢5在空心轴1的轴向上相对布置有第一端(如图2中所示磁钢5的左端)和第二端(如图2中所示磁钢5的右端)，空心轴1包括第一轴段11和第二轴段12，第一轴段11和第二轴段12同轴布置，第一轴段11与第一叶轮部件3相连，且第一轴段11的一端伸出套筒2，第一轴段11的另一端与磁钢5的第一端相连，第二轴段12与第二叶轮部件4相连，且第二轴段12的一端伸出套筒2，第二轴段12的另一端与磁钢5的第二端相连。

具体地，如图1所示，磁钢5与套筒2之间过盈配合，第一轴段11的左端伸出套筒2且与第一叶轮部件3相连，第一轴段11的右端与磁钢5的左端相连，第二轴段12的右端伸出套筒2且与第二叶轮部件4相连，第二轴段12的左端与磁钢5的右端相连。

本实用新型实施例的空压机转子组件，第一轴段11和第二轴段12分别与磁钢5的左右两端相连且不穿过磁钢5，相比于空心轴1贯穿磁钢5，不穿过磁钢5的设置方式能够保证磁钢5的磁场强度，使转子组件的转动更加平稳。并且通过设置第一轴段11和第二轴段12，减小了空心轴1的长度，从而进一步减轻了转子组件的质量，进而减小了转子组件与轴承之间的摩擦力，提高轴承的使用寿命从而提高空压机整机的使用寿命。

在一些实施例中，空压机转子组件还包括第一端盖6和第二端盖7，第一端盖6和第二端盖7分别套设在空心轴1上，且第一端盖6和第二端盖7在空心轴1的轴向上间隔布置，第一端盖6在空心轴1的轴向上相对布置有第一端(如图2中所示第一端盖6的左端)和第二端(如图2中所示第一端盖6的右端)，第一端盖6的第二端与磁钢5的第一端抵接，第二端盖7在空心轴1的轴向上相对布置有第一端(如图2中所示第二端盖7的左端)和第二端(如图2中所示第二端盖7的右端)，第二端盖7的第一端与磁钢5的第二端抵接。

具体地，如图2所示，第一端盖6的外壁面与套筒2的内壁面相接触，第二端盖7的外壁面与套筒2的内壁面相接触，第一端盖6和第二端盖7在左右方向上的尺寸相同，且第一端盖6和第二端盖7在左右方向上的尺寸小于磁钢5在左右方向上的尺寸。

第一端盖6、磁钢5和第二端盖7在左右方向上尺寸的总和小于套筒2在左右方向上的尺寸。

本实用新型实施例的空压机转子组件，通过设置第一端盖6和第二端盖7限定磁钢5在套筒2内的位置，避免磁钢5在套筒2内发生移动，从而保证转子组件转动的稳定性。并且第一端盖6和第二端盖7还可分别对第一轴段11和第二轴段12进行轴向定位，确保第一轴段11和第二轴段12的轴向精度，进而保证第一叶轮部件3和第二叶轮部件4的装配精度，提高空压机的压缩效率。

在一些实施例中，第一叶轮部件3包括第一叶轮31和第一锁紧螺母32，第一叶轮31在空心轴1的轴向上相对布置有第一端(如图2所示的第一叶轮31的左端)和第二端(如图2所示的第一叶轮31的右端)，第一锁紧螺母32与第一叶轮31的第一端抵接，第二叶轮部件4包括第二叶轮41和第二锁紧螺母42，第二叶轮41在空心轴1的轴向上相对布置有第一端(如图2所示的第二叶轮41的左端)和第二端(如图2所示的第二叶轮41的右端)，第二锁紧螺母42与第二叶轮41的第二端抵接。

需要说明的是，第一轴段11伸出套筒2的尺寸大于第一叶轮31和第一锁紧螺母32在左右方向上尺寸的总和，第二轴段12伸出套筒2的尺寸大于第二叶轮41和第二锁紧螺母42在左右方向上尺寸的总和。

具体地，如图2所示，第一叶轮31的外周面为内凹的弧形面，第一叶轮31的外周上设有多个第一叶片，多个第一叶片在第一叶轮31的周向上均匀间隔布置，且第一叶片朝向左侧布置，第二叶轮41的外周面为内凹的弧形面，第二叶轮41的外周上设有多个第二叶片，多个第二叶片在第二叶轮41的周向上间隔布置，第二叶轮41朝向右侧布置。

第一锁紧螺母32套设在第一轴段11上且第一锁紧螺母32的右端与第一叶轮31的左端抵接，第二锁紧螺母42套设在第二轴段12上且第二锁紧螺母42的左端与第二叶轮41的右端抵接。

本实用新型实施例的空压机转子组件，通过设置第一锁紧螺母32和第二锁紧螺母42，能够将第一叶轮31和第二叶轮41稳定的固定在第一轴段11和第二轴段12上，确保转子组件转动的稳定性。

在一些实施例中，第一叶轮31与第一轴段11之间具有在空心轴1的轴向上沿磁钢5朝向第一叶轮31方向施加的第一预紧力，第二叶轮41与第二轴段12之间具有在空心轴1的轴向上沿磁钢5朝向第二叶轮41方向施加的第二预紧力。

需要说明的是，第一叶轮31与第一轴段11之间具有一个由右向左施加的第一预紧力，第二叶轮41与第二轴段12之间具有一个由左向右施加的第二预紧力。

具体地，第一预紧力的大小为N1，第二预紧力的大小为N2，且N1＝N2。这里需要说明的是，第一预紧力和第二预紧力的大小还可以不相等，可以理解的是，第一预紧力和第二预紧力的大小可根据转子组件的转速和压缩功率进行调整。

本实用新型实施例的空压机转子组件，在第一叶轮31与第一轴段11之间施加第一预紧力，在第二叶轮41与第二轴段12之间施加第二预紧力，能够提高转子组件整体的刚度，从而提高转子组件的弯曲临界转速，使转子的运行更加安全稳定。

在一些实施例中，空压机转子组件还包括推力盘8，推力盘8套设在第一轴段11上，推力盘8设在套筒2外，且推力盘8设在第一叶轮31与套筒2之间。

具体地，如图1和图2所示，推力盘8在左右方向上位于第一叶轮31和套筒2之间，本实用新型实施例的空压机转子组件通过推力盘8与推力轴承(未示出)的配合为转子组件提供轴向推力，保证转子组件运行的稳定性，还可使主轴与推力轴承之间形成气膜，减少轴承与转子组件之间的摩擦。

在一些实施例中，推力盘8包括环形部81和凸起部82，环形部81在空心轴1的轴向上相对布置有第一端(如图3中所示环形部81的左端)和第二端(如图3中所示环形部81的右端)，凸起部82在空心轴1的轴向上相对布置有第一端(如图3中所示凸起部82的左端)和第二端(如图3中所示凸起部82的右端)，凸起部82的第一端与第一叶轮31的第二端抵接，凸起部82的第二端与环形部81的第一端相接触，套筒2在空心轴1的轴向上相对布置有第一端和第二端，环形部81的第二端与套筒2的第一端抵接。

具体地，如图2和图3所示，凸起部82的左端与第一叶轮31的右端抵接，凸起部82的右端与环形部81的左端相接触，环形部81的右端与套筒2的左端抵接。环形部81的左端与第一叶轮31的右端在左右方向上间隔布置，需要说明的是，环形部81的左端与第一叶轮31的右端在左右方向上的间隙适于安装推力轴承。

优选地，环形部81和凸起部82位一体式结构。

在一些实施例中，第二叶轮41在空心轴1的轴向上相对布置有第一端和第二端，第二叶轮41的第一端与套筒2的第二端抵接。

具体地，第二叶轮41的左端与套筒2的右端抵接，本实用新型实施例的空压机转子组件第二叶轮41与套筒2抵接，能够增加转子组件整体的强度，提高转子运行的稳定性。

下面参照图1至图描述本实用新型实施例的空压机转子组件的运行原理。

将本实用新型实施例的转子组件安装至空压机内，套筒2外部套设有轴承和定子组件，定子组件与磁钢5相配合驱动转子组件转动，由于本申请采用空心轴1，降低了转子组件的整体质量，从而降低了转子组件与轴承之间的摩擦力。

在本实用新型的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种空压机转子组件，其特征在于，包括：

空心轴；

套筒，所述套筒套设在所述空心轴上，且所述套筒的轴线与所述空心轴的轴线共线布置；

第一叶轮部件和第二叶轮部件，所述第一叶轮部件和第二叶轮部件分别套设在所述空心轴上，所述第一叶轮部件和第二叶轮部件在所述空心轴的轴向上间隔布置，所述套筒在所述空心轴的轴向上位于所述第一叶轮部件和第二叶轮部件之间。

2.根据权利要求1所述的空压机转子组件，其特征在于，还包括磁钢，所述空心轴与所述磁钢相连，所述磁钢设在所述套筒内，且所述磁钢的外壁面与所述套筒的内壁面相接触，所述磁钢适于与定子相配合以驱动所述转子组件转动。

3.根据权利要求2所述的空压机转子组件，其特征在于，所述空心轴穿设在所述磁钢内。

4.根据权利要求2所述的空压机转子组件，其特征在于，所述磁钢设在所述套筒内，且所述磁钢在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，

所述空心轴包括第一轴段和第二轴段，

所述第一轴段和第二轴段同轴布置，所述第一轴段与所述第一叶轮部件相连，且所述第一轴段的一端伸出所述套筒，所述第一轴段的另一端与所述磁钢的第一端相连，

所述第二轴段与所述第二叶轮部件相连，且所述第二轴段的一端伸出所述套筒，所述第二轴段的另一端与所述磁钢的第二端相连。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的空压机转子组件，其特征在于，还包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和第二端盖分别套设在所述空心轴上，且所述第一端盖和第二端盖在所述空心轴的轴向上间隔布置，所述第一端盖在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第一端盖的第二端与所述磁钢的第一端抵接，所述第二端盖在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第二端盖的第一端与所述磁钢的第二端抵接。

6.根据权利要求4所述的空压机转子组件，其特征在于，所述第一叶轮部件包括第一叶轮和第一锁紧螺母，所述第一叶轮在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第一锁紧螺母与所述第一叶轮的第一端抵接，所述第二叶轮部件包括第二叶轮和第二锁紧螺母，所述第二叶轮在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第二锁紧螺母与所述第二叶轮的第二端抵接。

7.根据权利要求6所述的空压机转子组件，其特征在于，所述第二叶轮在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述第二叶轮的第一端与所述套筒的第二端抵接。

8.根据权利要求6所述的空压机转子组件，其特征在于，还包括推力盘，所述推力盘套设在所述第一轴段上，所述推力盘设在所述套筒外，且所述推力盘设在所述第一叶轮与套筒之间。

9.根据权利要求8所述的空压机转子组件，其特征在于，所述推力盘包括环形部和凸起部，所述环形部在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述凸起部在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述凸起部的第一端与所述第一叶轮的第二端抵接，所述凸起部的第二端与所述环形部的第一端相接触，所述套筒在所述空心轴的轴向上相对布置有第一端和第二端，所述环形部的第二端与所述套筒的第一端抵接。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的空压机转子组件，其特征在于，所述第一叶轮与所述第一轴段之间具有在所述空心轴的轴向上沿所述磁钢朝向所述第一叶轮方向施加的第一预紧力，所述第二叶轮与所述第二轴段之间具有在所述空心轴的轴向上沿所述磁钢朝向所述第二叶轮方向施加的第二预紧力。

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