CN216872972U - 一种磁悬浮蒸气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于蒸气压缩机设备技术领域，具体公开了一种磁悬浮蒸气压缩机，包括机体，机体内设有前后间隔的蒸气压缩腔、电机腔，电机腔内安装有磁悬浮转子，蒸气压缩腔内装有叶轮，磁悬浮转子的前端与叶轮相连接，蒸气压缩腔与电机腔之间设有隔离腔，磁悬浮转子穿过隔离腔，磁悬浮转子上安装有隔离环，隔离环位于隔离腔内，隔离腔的外壁上设有若干连通隔离腔的干燥气体进气通道。本实用新型通过在隔离腔内设置隔离环和向隔离腔内通入干燥气体，有效避免了蒸气压缩腔内的热蒸气进入电机腔，保护电气腔内定子线圈及电气元件，通入的干燥气体在隔离蒸气的同时还能对定子线圈和电气元件进行冷却，提高其使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于蒸气压缩机设备技术领域，具体涉及一种磁悬浮蒸气压缩机。
背景技术
蒸气压缩机是通过压缩作用提高蒸气温度和压力的机械设备，作用是将低压蒸气加压升温，以达到工艺或者工程所需的温度和压力要求。
传统的蒸气压缩机包括压缩机壳、叶轮、电动机、齿轮箱，压缩机壳内具有蒸气压缩腔，叶轮安装在蒸气压缩腔内，电动机的输出轴通过传动机构连接齿轮箱的输入轴，齿轮箱的输出轴通过传动机构连接叶轮的轮轴。工作时电动机输出动力给齿轮箱，经过齿轮箱变速后再将动力传递给叶轮，由此驱使叶轮高速转动，在叶轮的转动作用下，将进入压缩机壳的蒸气加压升温后向外输出。
近年来，磁悬浮电机技术发展迅速，被应用到蒸气压缩机领域，就出现了磁悬浮蒸气压缩机。磁悬浮蒸气压缩机包括机体，机体内设有电机腔、蒸气压缩腔，电机腔内安装有定子、磁悬浮转子、两个轴向磁轴承、两个径向磁轴承，磁悬浮转子穿过定子、轴向磁轴承、径向磁轴承，径向磁轴承产生磁力用于使转子悬浮，磁悬浮转子上安装有推力盘，两个轴向磁轴承分别位于推力盘的两侧，轴向磁轴承产生磁力，使推力盘与两轴向磁轴承保持距离，实现对磁悬浮转子的轴向定位，磁悬浮转子的一端伸向蒸气压缩腔内并且安装有叶轮。
磁悬浮蒸气压缩机的叶轮直接安装在磁悬浮转子上，省去了齿轮箱及传动机构，由此可减小整机的体积，磁悬浮蒸气压缩机在工作时磁悬浮转子始终处于悬浮状态，磁悬浮转子的旋转不受摩擦作用力，因此磁悬浮蒸气压缩机具有转速快、能耗低的优点。但是由于磁悬浮蒸气压缩机的电机腔和蒸气压缩腔是相邻的且间隔壁与磁悬浮转子之间具有一定的间隙，蒸气压缩腔内的热蒸气容易进入电机腔内，造成对定子线圈和电气元件的破坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是对现有的磁悬浮蒸气压缩机进行改进，避免蒸气压缩腔内的热蒸气进入电机腔，保护电机腔内定子线圈及电气元件。
为达到上述目的，本实用新型公开了一种磁悬浮蒸气压缩机，该磁悬浮蒸气压缩机包括机体，机体内设有前后间隔的蒸气压缩腔、电机腔，电机腔内安装有磁悬浮转子，蒸气压缩腔内装有叶轮，磁悬浮转子的前端与叶轮相连接，其结构特点是：所述蒸气压缩腔与电机腔之间设有隔离腔，磁悬浮转子穿过隔离腔，磁悬浮转子上安装有隔离环，隔离环位于隔离腔内，隔离腔的外壁上设有若干连通隔离腔的干燥气体进气通道。采用上述结构后，隔离腔将蒸气压缩腔与电机腔间隔开来，隔离环用于阻止蒸气压缩腔中的蒸气穿过隔离腔进入电气腔，干燥气体进气通道用于向隔离腔内通入干燥气体，形成干燥气体隔离带，进一步阻止蒸气进入电机腔。
所述隔离环包括套装在磁悬浮转子上的轴套，轴套前后两端部分别连接有第一圆环、第二圆环，所述干燥气体进气通道的出气口位于第一圆环与第二圆环之间。第一圆环用于阻止蒸气压缩腔内的蒸气进入隔离腔，第二圆环用于阻止隔离腔内的气体电机腔，干燥气体充入第一圆环、第二圆环之间，在隔离腔的中部形成气体隔离带，阻隔蒸气的效果更好。
所述机体包括压缩机壳、电机壳，所述蒸气压缩腔、电机腔分别设在压缩机壳、电机壳内，电机壳的后部围绕电机腔设有多条散热通道，电机壳的前部设有环形气室，散热通道的前端与环形气室相连通，散热通道的后端敞口，干燥气体进气通道的进气口与环形气室连通，环形气室连通进气管。进气管用于连通干燥气体供气装置，向环形气室通入干燥气体，干燥气体进入环形气室后一部分通过干燥气体进气通道进入隔离腔，用于形成气体隔离带，另一部分进入散热通道，用于电机散热。
所述电机壳包括主筒体及设在主筒体前端部的外挡沿，主筒体内设有内挡沿，内挡沿将主筒体的内腔前后间隔成隔离腔、电机腔，外挡沿的前侧连接有前盖板，前盖板上设有供磁悬浮转子穿过的通孔，压缩机壳的后侧与外挡沿相连接，压缩机壳的后侧面上开设有连通蒸气压缩腔的叶轮安装口，前盖板封堵在叶轮安装口处。采用上述结构后，压缩机壳上设有叶轮安装口，方便叶轮进入压缩机壳，前盖板用于封堵叶轮安装口和形成隔离腔。
所述主筒体外套装有外筒体，外筒体的前端与外挡沿相连接，外筒体内设有内凸缘，内凸缘将外筒体与主筒体之间的空腔前后间隔形成环形气室、散热气室，外筒体位于内凸缘后方的内壁上环布有多条凸筋，多条凸筋将散热气室周向间隔形成多条散热通道，内凸缘上设有连通环形气室与散热通道的透气孔。采用上述结构后，外筒体与主筒体及内凸缘、凸筋等结构共同形成环形气室、散热气室，外筒体与主筒体可分别加工，再将两者组装到一起，加工和组装都较为方便。
所述主筒体的后部设有若干连通电机腔与散热通道的排气孔。采用上述结构后，进入隔离腔内的干燥气体，能够越过第二圆环进入电机腔，向后方流动后通过排气孔向外排出，这一部分气流和散热通道内的气流从内部和外部共同作用，散热效果更好。
所述主筒体内安装有第一轴承支架，主筒体的后端开口处安装有第二轴承支架，第一轴承支架与第二轴承支架上各自安装有一个径向磁轴承，第二轴承支架上设有开口朝向后方的轴承安装腔，轴承安装腔内安装有第三轴承支架，轴承安装腔的后端开口处安装有第四轴承支架，第三轴承支架、第四轴承支架上各自安装有一个轴向磁轴承，磁悬浮转子上固定连接有推力盘，推力盘位于两个轴向磁轴承之间。采用上述结构后，两个径向磁轴承用于提供磁悬浮转子悬浮的作用力，两个轴向磁轴承作用于推力盘，用于保持磁悬浮转子的轴向位置，径向磁轴承与轴向磁轴承共同作用，使磁悬浮转子处于悬浮状态。
所述电机腔内安装有定子，磁悬浮转子以无接触的方式穿过定子。定子包括铁芯和线圈，线圈通电后能够驱使磁悬浮转子转动，最终带动叶轮旋转，将进入蒸气压缩腔的蒸气压缩后向外输送。
综上所述，本实用新型对现有磁悬浮蒸气压缩机进行了改进，通过在隔离腔内设置隔离环和向隔离腔内通入干燥气体，能够有效的避免蒸气压缩腔内的热蒸气进入电机腔，保护电气腔内定子线圈及电气元件，所通入的干燥气体在隔离蒸气的同时还能够对定子线圈和电气元件进行冷却，确保定子线圈及电气元件的正常工作，提高其使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；
图2是图1中的外筒体沿A-A线剖切后的结构示意图；
图中：1、机体，101、压缩机壳，102、电机壳，2、蒸气压缩腔，3、电机腔，4、磁悬浮转子，5、叶轮，6、隔离腔，7、隔离环，701、轴套，702、第一圆环，703、第二圆环，8、干燥气体进气通道，9、环形气室，10、散热通道，11、进气管，12、主筒体，13、外挡沿，14、内挡沿，15、前盖板，16、叶轮安装口，18、外筒体，19、内凸缘，20、凸筋，21、透气孔，22、排气孔，23、第一轴承支架，24、第二轴承支架，25、轴承安装腔，26、第三轴承支架，27、第四轴承支架，28、推力盘，29、定子，30、径向磁轴承，31、轴向磁轴承。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
参照图1、图2，在本实用新型的一种实施例中，磁悬浮蒸气压缩机包括机体1，机体1包括压缩机壳101、电机壳102。压缩机壳101内设有蒸气压缩腔2，电机壳102内设有电机腔3，电机腔3内安装有磁悬浮转子4，蒸气压缩腔2内装有叶轮5，磁悬浮转子4的前端与叶轮5相连接。优选的，叶轮5采用透平叶轮，如三元流叶轮。
为了方便叶轮5的安装，在本实施例中，电机壳102包括主筒体12及设在主筒体12前端部的外挡沿13，外挡沿13的前侧连接有前盖板15，前盖板15上设有供磁悬浮转子4穿过的通孔，压缩机壳101的后侧与外挡沿13相连接，压缩机壳101的后侧面上开设有连通蒸气压缩腔2的叶轮安装口16，前盖板15上设有用于封堵叶轮安装口16的凸台。
为了实现磁悬浮转子4悬浮和转动，在本实施例中，电机腔3内安装有定子29，磁悬浮转子4以无接触的方式穿过定子29。主筒体12内安装有第一轴承支架23，主筒体12的后端开口处安装有第二轴承支架24，第一轴承支架23与第二轴承支架24上各自安装有一个径向磁轴承30，磁悬浮转子4以无接触的方式穿过径向磁轴承30。第二轴承支架24上设有开口朝向后方的轴承安装腔25，轴承安装腔25内安装有第三轴承支架26，轴承安装腔25的后端开口处安装有第四轴承支架27，第三轴承支架26、第四轴承支架27上各自安装有一个轴向磁轴承31，磁悬浮转子4以无接触的方式穿过轴向磁轴承31，磁悬浮转子4上固定连接有推力盘28，推力盘28位于两个轴向磁轴承之间。
为了避免蒸气压缩腔2内的热蒸气进入电机腔3，本实用新型在蒸气压缩腔2与电机腔3之间增加了隔离腔6，磁悬浮转子4穿过隔离腔6的部段安装有隔离环7，用于阻止蒸气压缩腔2内的蒸气穿过隔离腔6进入电机腔3，同时向隔离腔6通入干燥气体，形成干燥气体隔离带，进一步防止蒸气进入电机腔3。本实施例中的具体结构如下：主筒体12内设有内挡沿14，内挡沿14将主筒体12的内腔前后间隔成隔离腔6、电机腔3。磁悬浮转子4穿过隔离腔6，磁悬浮转子4上安装有隔离环7，隔离环7位于隔离腔6内，隔离腔6的外壁上设有连通隔离腔6的干燥气体进气通道8。进一步的，隔离环7包括套装在磁悬浮转子4上的轴套701，轴套701前后两端部分别连接有第一圆环702、第二圆环703，所述干燥气体进气通道8的出气口位于第一圆环702与第二圆环703之间。
为了对电机腔3内的定子29线圈及电气元件进行更好的冷却，确保证其良好的绝缘性能并提高它们的使用寿命，本实用新型还做了进一步的改进:如图、1图2所示，主筒体12外套装有外筒体18，外筒体18的前端与外挡沿13相连接，外筒体18内设有内凸缘19，内凸缘19将外筒体18与主筒体12之间的空腔前后间隔形成环形气室9、散热气室，环形气室9位于电机壳102的前部，散热气室位于电机壳102的后部，环形气室9连通进气管11。外筒体18位于内凸缘19后方的内壁上环布有多条凸筋20，多条凸筋20将散热气室周向间隔形成多条散热通道10，内凸缘19上设有连通环形气室9与散热通道10的透气孔21。主筒体12的后部设有若干连通电机腔3与散热通道10的排气孔22。
该磁悬浮蒸气压缩机的工作方式如下：两个径向磁轴承30用于提供磁悬浮转子4悬浮的作用力，两个轴向磁轴承31作用于推力盘28，用于保持磁悬浮转子4的轴向位置，径向磁轴承30与轴向磁轴承31共同作用，使磁悬浮转子4处于悬浮状态，定子29包括铁芯和线圈，线圈通电后用于驱使磁悬浮转子4转动。压缩机壳101的前侧设有蒸气入口，压缩机壳101的周向一侧设有蒸气出口（图中未示出），叶轮5随磁悬浮转子4转动时，低压蒸气从蒸气入口进入蒸气压缩腔2，在叶轮5的作用下加压升温，通过蒸气出口向外输出。通过本实用新型的改进后，蒸气压缩腔2与电机腔3不再相邻，而是通过隔离腔6间隔开来，隔离环7上的第一圆环702用于阻止蒸气压缩腔2内的蒸气泄露，第二圆环703用于阻止蒸气进入电机腔3，进气管11用于连接干燥气体供气装置，向环形气室9通入干燥气体，干燥气体进入环形气室9后一部分通过干燥气体进气通道8进入隔离腔6，形成干燥气体隔离带，进一步阻止蒸气进入电机腔3，另一部分进入散热通道10，用于电机壳102内的定子29线圈及其它电气元件的散热。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种磁悬浮蒸气压缩机，包括机体（1），机体（1）内设有前后间隔的蒸气压缩腔（2）、电机腔（3），电机腔（3）内安装有磁悬浮转子（4），蒸气压缩腔（2）内装有叶轮（5），磁悬浮转子（4）的前端与叶轮（5）相连接，其特征在于,所述蒸气压缩腔（2）与电机腔（3）之间设有隔离腔（6），磁悬浮转子（4）穿过隔离腔（6），磁悬浮转子（4）上安装有隔离环（7），隔离环（7）位于隔离腔（6）内，隔离腔（6）的外壁上设有连通隔离腔（6）的干燥气体进气通道（8）。
2.如权利要求1所述的磁悬浮蒸气压缩机，其特征在于，所述隔离环（7）包括套装在磁悬浮转子（4）上的轴套（701），轴套（701）前后两端部分别连接有第一圆环（702）、第二圆环（703），所述干燥气体进气通道（8）的出气口位于第一圆环（702）与第二圆环（703）之间。
3.如权利要求1所述的磁悬浮蒸气压缩机，其特征在于，所述机体（1）包括压缩机壳（101）、电机壳（102），所述蒸气压缩腔（2）、电机腔（3）分别设在压缩机壳（101）、电机壳（102）内，电机壳（102）的后部围绕电机腔（3）设有多条散热通道（10），电机壳（102）的前部设有环形气室（9），散热通道（10）的前端与环形气室（9）相连通，散热通道（10）的后端敞口，干燥气体进气通道（8）的进气口与环形气室（9）连通，环形气室（9）连通进气管（11）。
4.如权利要求3所述的磁悬浮蒸气压缩机，其特征在于，所述电机壳（102）包括主筒体（12）及设在主筒体（12）前端部的外挡沿（13），主筒体（12）内设有内挡沿（14），内挡沿（14）将主筒体（12）的内腔前后间隔成隔离腔（6）、电机腔（3），外挡沿（13）的前侧连接有前盖板（15），前盖板（15）上设有供磁悬浮转子（4）穿过的通孔，压缩机壳（101）的后侧与外挡沿（13）相连接，压缩机壳（101）的后侧面上开设有连通蒸气压缩腔（2）的叶轮安装口（16），前盖板（15）封堵在叶轮安装口（16）处。
5.如权利要求4所述的磁悬浮蒸气压缩机，其特征在于，所述主筒体（12）外套装有外筒体（18），外筒体（18）的前端与外挡沿（13）相连接，外筒体（18）内设有内凸缘（19），内凸缘（19）将外筒体（18）与主筒体（12）之间的空腔前后间隔形成环形气室（9）、散热气室，外筒体（18）位于内凸缘（19）后方的内壁上环布有多条凸筋（20），多条凸筋（20）将散热气室周向间隔形成多条散热通道（10），内凸缘（19）上设有连通环形气室（9）与散热通道（10）的透气孔（21）。
6.如权利要求5所述的磁悬浮蒸气压缩机，其特征在于，所述主筒体（12）的后部设有若干连通电机腔（3）与散热通道（10）的排气孔（22）。
7.如权利要求4所述的磁悬浮蒸气压缩机，其特征在于，所述主筒体（12）内安装有第一轴承支架（23），主筒体（12）的后端开口处安装有第二轴承支架（24），第一轴承支架（23）与第二轴承支架（24）上各自安装有一个径向磁轴承（30），第二轴承支架（24）上设有开口朝向后方的轴承安装腔（25），轴承安装腔（25）内安装有第三轴承支架（26），轴承安装腔（25）的后端开口处安装有第四轴承支架（27），第三轴承支架（26）、第四轴承支架（27）上各自安装有一个轴向磁轴承（31），磁悬浮转子（4）上固定连接有推力盘（28），推力盘（28）位于两个轴向磁轴承之间。
8.如权利要求1至7中任一项权利要求所述的磁悬浮蒸气压缩机，其特征在于，所述电机腔（3）内安装有定子（29），磁悬浮转子（4）以无接触的方式穿过定子（29）。
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| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A magnetic suspension steam compressor Effective date of registration: 20230628 Granted publication date: 20220701 Pledgee: Bank of Communications Ltd. Weifang branch Pledgor: SHANDONG TIANRUI HEAVY INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2023370000098 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20220701 Pledgee: Bank of Communications Ltd. Weifang branch Pledgor: SHANDONG TIANRUI HEAVY INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2023370000098 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A magnetic levitation steam compressor Granted publication date: 20220701 Pledgee: Bank of Communications Ltd. Weifang branch Pledgor: SHANDONG TIANRUI HEAVY INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2024370000015 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |