CN216477915U - 磁悬浮压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁悬浮压缩机。该磁悬浮压缩机包括转子组件(5)和多级叶轮，转子组件(5)包括转轴(51)，多级叶轮设置在转轴(51)上，多级叶轮包括第一叶轮(55a)和第二叶轮(55b)，第一叶轮(55a)设置在转轴(51)的第一端，第二叶轮(55b)设置在转轴(51)的第二端。根据本申请的磁悬浮压缩机，能够改善多级叶轮同轴端布置造成的轴向负载大、轴向磁悬浮轴承体积大的问题。

Description

磁悬浮压缩机

技术领域

本申请涉及压缩机技术领域，具体涉及一种磁悬浮压缩机。

背景技术

为提高离心压缩机压缩能力，常采用多级压缩结构，同时为提高压缩效率，一般会选择采用高速电机直驱技术，并将传统轴承机械轴承升级替换为无油非接触轴承，如磁悬浮轴承。

多级压缩磁悬浮离心压缩机主要包括高速电机、径向磁悬浮轴承、轴向磁悬浮轴承、气动部件(叶轮)等关键零部件，同时为实现磁悬浮轴承位置检测及控制，需布置径向及轴向位移传感器。

相关技术中，叶轮布置于两径向轴承之间，轴向轴承位于两径向磁悬浮轴承同侧且处于轴端。该方案中，两级叶轮同向安装，轴向力相互叠加，增大轴向力，对应需设计较大尺寸轴向磁悬浮轴承，以满足轴向负载需求。

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磁悬浮压缩机，能够改善多级叶轮同轴端布置造成的轴向负载大、轴向磁悬浮轴承体积大的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种磁悬浮压缩机，包括转子组件和多级叶轮，转子组件包括转轴，多级叶轮设置在转轴上，多级叶轮包括第一叶轮和第二叶轮，第一叶轮设置在转轴的第一端，第二叶轮设置在转轴的第二端。

优选地，磁悬浮压缩机还包括两个径向轴承，转轴上设置有推力盘，推力盘位于两个径向轴承之间，且靠近多级叶轮的低压侧设置。

优选地，磁悬浮压缩机还包括壳体，壳体套设在转轴外，推力盘的轴向两侧分别设置有轴向轴承定子，轴向轴承定子固定设置在壳体内。

优选地，磁悬浮压缩机还包括第一径向保护结构和集成保护结构，集成保护结构包括集成设置的轴向保护结构和第二径向保护结构。

优选地，转子组件还包括电机转子，壳体上设置有电机定子，电机定子套设在电机转子外，第一径向保护结构设置在电机定子的第一端，集成保护结构设置在电机定子的第二端。

优选地，集成保护结构与轴向轴承定子之间的距离小于第一保护结构与轴向轴承定子之间的距离。

优选地，磁悬浮压缩机还包括检测转轴的轴向位移的轴向位移传感器，轴向轴承定子、推力盘、轴向位移传感器和集成保护结构位于电机定子的同一侧。

优选地，磁悬浮压缩机还包括第一径向位移传感器和集成位移传感器，集成位移传感器包括集成设置的轴向位移传感器和第二径向位移传感器，第一径向位移传感器与其中一个径向轴承相邻设置，集成位移传感器与另一个径向轴承相邻设置。

优选地，磁悬浮压缩机还包括集成位移传感器，集成位移传感器包括集成设置的轴向位移传感器和第二径向位移传感器，集成位移传感器的安装侧设置有第二密封盘，第二密封盘朝向集成位移传感器的侧面为轴向位移检测面。

优选地，径向轴承包括第一径向轴承和第二径向轴承，第一径向轴承包括第一径向轴承定子和第一径向轴承转子，第二径向轴承包括第二径向轴承定子和第二径向轴承转子，第二径向轴承与推力盘位于电机定子的同一侧，集成保护结构位于第二径向轴承与轴向轴承定子之间。

优选地，转轴的第一端设置有第一密封盘，第二端设置有第二密封盘，第一径向保护结构位于第一密封盘和第一叶轮之间，集成保护结构位于第二密封盘和第二叶轮之间。

本申请提供的磁悬浮压缩机，包括转子组件和多级叶轮，转子组件包括转轴，多级叶轮设置在转轴上，多级叶轮包括第一叶轮和第二叶轮，第一叶轮设置在转轴的第一端，第二叶轮设置在转轴的第二端。该磁悬浮压缩机的多级叶轮分布于转轴两侧的轴端，轴向力可抵消，能够减小轴向负载，提高轴向运行精度，改善多级叶轮同轴端布置造成的轴向负载大、轴向磁悬浮轴承体积大的问题，同时可均衡两径向轴承受到的径向气动扰动力，提高径向运行精度。

附图说明

图1为本申请一个实施例的磁悬浮压缩机的结构示意图；

图2为本申请一个实施例的磁悬浮压缩机的结构示意图。

附图标记表示为：

1、壳体；2a、第一径向轴承定子；2b、第二径向轴承定子；3、电机定子；4、轴向轴承定子；5、转子组件；51、转轴；52a、第一径向轴承转子；52b、第二径向轴承转子；53、电机转子；54、推力盘；55a、第一叶轮；55b、第二叶轮；56a、第一密封盘；56b、第二密封盘；6a、第一密封环；6b、第二密封环；7a、第一径向位移传感器；7b、集成位移传感器；8a、第一径向保护结构；8b、集成保护结构；9、电机腔；10a、第一气动腔；10b、第二气动腔。

具体实施方式

结合参见图1至图2所示，根据本申请的实施例，磁悬浮压缩机包括转子组件5和多级叶轮，转子组件5包括转轴51，多级叶轮设置在转轴51上，多级叶轮包括第一叶轮55a和第二叶轮55b，第一叶轮55a设置在转轴51的第一端，第二叶轮55b设置在转轴51的第二端。

该磁悬浮压缩机的多级叶轮分布于转轴51两侧的轴端，轴向力可抵消，能够减小轴向负载，提高轴向运行精度，改善多级叶轮同轴端布置造成的轴向负载大、轴向磁悬浮轴承体积大的问题，同时可均衡两径向轴承受到的径向气动扰动力，提高径向运行精度。

在一个实施例中，磁悬浮压缩机还包括两个径向轴承，转轴51上设置有推力盘54，推力盘54位于两个径向轴承之间，且靠近多级叶轮的低压侧设置，能够均衡径向轴承负载以改善推力盘54因安装、加工等原因造成质量偏心而引起的径向悬浮精度变差的情况。

在一个实施例中，磁悬浮压缩机还包括壳体1，壳体1套设在转轴51外，推力盘54的轴向两侧分别设置有轴向轴承定子4，轴向轴承定子4固定设置在壳体1内。通过设置壳体1，能够方便对径向轴承以及轴向轴承的定子进行固定安装，同时可以方便对转子组件5进行保护。

在一个实施例中，磁悬浮压缩机还包括第一径向保护结构8a和集成保护结构8b，集成保护结构8b包括集成设置的轴向保护结构和第二径向保护结构。在本实施例中，将轴向保护结构和第二径向保护结构集成在一起，形成集成保护结构8b，能够将轴向保护结构和第二径向保护结构的结构集合成一体，从而节省轴向空间，缩短转轴51的长度，从而减小转轴51的挠度，减小整机体积，提高转轴51的工作精度，降低成本。

在一个实施例中，转子组件5还包括电机转子53，壳体1上设置有电机定子3，电机定子3套设在电机转子53外，第一径向保护结构8a设置在电机定子3的第一端，集成保护结构8b设置在电机定子3的第二端。

在一个实施例中，集成保护结构8b与轴向轴承定子4之间的距离小于第一保护结构与轴向轴承定子4之间的距离，能够使得集成保护结构8b相对于第一径向保护结构8a更加靠近轴向轴承定子4布置，可以进一步提高集成保护结构8b的轴向轴承保护能力。

在一个实施例中，磁悬浮压缩机还包括检测转轴51的轴向位移的轴向位移传感器，轴向轴承定子4、推力盘54、轴向位移传感器和集成保护结构8b 位于电机定子3的同一侧，能够使得轴向轴承定子4、推力盘54、轴向位移传感器和集成保护结构8b在转轴51受热膨胀时，拉伸方向相同，减小转轴51 轴向长度变化对于轴向位移传感器的轴向位移检测精度的影响，避免高速电机转子发热导致的轴向检测位移与实际轴向位移的误差，提高轴向悬浮精度及稳定性，同时避免因高速电机转子发热导致的轴向保护失效的问题。

在一个实施例中，磁悬浮压缩机还包括第一径向位移传感器7a和集成位移传感器7b，集成位移传感器7b包括集成设置的轴向位移传感器和第二径向位移传感器，第一径向位移传感器7a与其中一个径向轴承相邻设置，集成位移传感器7b与另一个径向轴承相邻设置。径向位移传感器与对应径向轴承定子直接相邻，位于径向保护结构同侧，能够改善径向轴承与传感器距离较大而产生的检测位移误差大、悬浮精度及稳定性差的问题

在一个实施例中，磁悬浮压缩机还包括集成位移传感器7b，集成位移传感器7b包括集成设置的轴向位移传感器和第二径向位移传感器，集成位移传感器7b的安装侧设置有第二密封盘56b，第二密封盘56b朝向集成位移传感器 7b的侧面为轴向位移检测面，从而无需额外设置轴向位移检测的检测面，可以更加合理地利用磁悬浮压缩机的自身结构实现轴向位移检测，减少零件数量，降低成本。

在一个实施例中，径向轴承包括第一径向轴承和第二径向轴承，第一径向轴承包括第一径向轴承定子2a和第一径向轴承转子52a，第二径向轴承包括第二径向轴承定子2b和第二径向轴承转子52b，第二径向轴承与推力盘54位于电机定子3的同一侧，集成保护结构8b位于第二径向轴承与轴向轴承定子4 之间。在本实施例中，集成保护结构8b与轴向轴承定子4相邻设置，因此使得集成保护结构8b与轴向轴承定子4之间的距离较近，受到转轴51受热变化的影响较小，可以有效保证集成保护结构8b对于轴向轴承的保护效果。

在一个实施例中，转轴51的第一端设置有第一密封盘56a，第二端设置有第二密封盘56b，第一径向保护结构8a位于第一密封盘56a和第一叶轮55a之间，集成保护结构8b位于第二密封盘56b和第二叶轮55b之间。在本实施例中，壳体1内还设置有第一密封环6a和第二密封环6b，其中第一密封盘56a 位于第一密封环6a的内周侧，并与第一密封环6a之间形成滑动密封，第二密封盘56b位于第二密封环6b的内周侧，并与第二密封环6b之间形成滑动密封，从而保证壳体1内部的密封效果。

由于集成保护结构8b设置在第二密封盘56b的外侧，因此，集成保护结构8b位于壳体1的端口位置，更加方便进行更换维修，可以提高更换维修效率。

在本实施例中，轴向轴承定子4包括第一轴向轴承定子4a和第二轴向轴承定子4b，第一轴向轴承定子4a位于推力盘54的第一侧，第二轴向轴承定子 4b位于推力盘54的第二侧。

在本实施例中，第一径向轴承定子2a设于第一径向轴承转子52a外周，第二径向轴承定子2b设于第二径向轴承转子52b外周，电机定子3设于电机转子53外周，轴向轴承定子4分为分别布置在推力盘54两侧的第一轴向轴承定子4a和第二轴向轴承定子4b，第一轴向轴承定子4a和第二轴向轴承定子 4b可相互独立也可为相互连接的整体，第一密封环6a与第一密封盘56a配合实现第一气动腔10a与电机腔9之间的密封，第二密封环6b与第二密封盘56b 配合实现第二气动腔10b与电机腔9之间的密封。

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 (10)

1.一种磁悬浮压缩机，其特征在于，包括转子组件(5)和多级叶轮，所述转子组件(5)包括转轴(51)，所述多级叶轮设置在所述转轴(51)上，所述多级叶轮包括第一叶轮(55a)和第二叶轮(55b)，所述第一叶轮(55a)设置在所述转轴(51)的第一端，所述第二叶轮(55b)设置在所述转轴(51)的第二端。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述磁悬浮压缩机还包括两个径向轴承，所述转轴(51)上设置有推力盘(54)，所述推力盘(54)位于两个所述径向轴承之间，且靠近所述多级叶轮的低压侧设置。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述磁悬浮压缩机还包括壳体(1)，所述壳体(1)套设在所述转轴(51)外，所述推力盘(54)的轴向两侧分别设置有轴向轴承定子(4)，所述轴向轴承定子(4)固定设置在所述壳体(1)内。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述磁悬浮压缩机还包括第一径向保护结构(8a)和集成保护结构(8b)，所述集成保护结构(8b)包括集成设置的轴向保护结构和第二径向保护结构。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述转子组件(5)还包括电机转子(53)，所述壳体(1)上设置有电机定子(3)，所述电机定子(3)套设在所述电机转子(53)外，所述第一径向保护结构(8a)设置在所述电机定子(3)的第一端，所述集成保护结构(8b)设置在所述电机定子(3)的第二端。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述磁悬浮压缩机还包括检测所述转轴(51)的轴向位移的轴向位移传感器，所述轴向轴承定子(4)、所述推力盘(54)、所述轴向位移传感器和所述集成保护结构(8b)位于所述电机定子(3)的同一侧。

7.根据权利要求2所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述磁悬浮压缩机还包括第一径向位移传感器(7a)和集成位移传感器(7b)，所述集成位移传感器(7b)包括集成设置的轴向位移传感器和第二径向位移传感器，所述第一径向位移传感器(7a)与其中一个径向轴承相邻设置，所述集成位移传感器(7b)与另一个径向轴承相邻设置。

8.根据权利要求2所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述磁悬浮压缩机还包括集成位移传感器(7b)，所述集成位移传感器(7b)包括集成设置的轴向位移传感器和第二径向位移传感器，所述集成位移传感器(7b)的安装侧设置有第二密封盘(56b)，所述第二密封盘(56b)朝向所述集成位移传感器(7b)的侧面为轴向位移检测面。

9.根据权利要求6所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述径向轴承包括第一径向轴承和第二径向轴承，所述第一径向轴承包括第一径向轴承定子(2a)和第一径向轴承转子(52a)，所述第二径向轴承包括第二径向轴承定子(2b)和第二径向轴承转子(52b)，所述第二径向轴承与所述推力盘(54)位于所述电机定子(3)的同一侧，所述集成保护结构(8b)位于所述第二径向轴承与所述轴向轴承定子(4)之间。

10.根据权利要求4所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述转轴(51)的第一端设置有第一密封盘(56a)，第二端设置有第二密封盘(56b)，所述第一径向保护结构(8a)位于所述第一密封盘(56a)和所述第一叶轮(55a)之间，所述集成保护结构(8b)位于所述第二密封盘(56b)和所述第二叶轮(55b)之间。

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