CN217842123U - 一种高速离心空压机的扩压器总成 - Google Patents

Abstract

一种高速离心空压机的扩压器总成，包括扩压器本体和止推空气轴承，所述扩压器本体上设有进气孔，扩压器本体中心设有叶轮孔，扩压器本体的一侧设有设有叶轮槽，扩压器本体的另一侧设有止推空气轴承安装槽，止推空气轴承安装在止推空气轴承安装槽内，止推空气轴承安装槽内侧的扩压器本体上设有导气槽，导气槽的侧壁与扩压器本体的外侧面之间设有若干排气孔，止推空气轴承安装槽的槽底沿圆周设有若干个波箔定位槽；支撑波箔卡装在波箔定位槽内。通过扩压器本体对支撑波箔进行安装固定，无需底板对支撑波箔进行固定，避免了在底板上开槽，取消了支撑波箔与底板之间的焊接工序，避免开槽或多次焊接造成的底板变形，使产品的合格率得到大幅提升。

Description

一种高速离心空压机的扩压器总成

技术领域：

本实用新型涉及一种高速离心空压机的扩压器总成。

背景技术：

目前发展新能源燃料电池汽车被认为是交通能源动力转型的重要环节，为了保障燃料电池发动机正常工作，发动机一般需要氢气供应子系统、空气供应子系统和循环水冷却管理子系统等辅助系统，大量的研究表明，高压、大流量的空气供应对提高现有燃料电池发动机的功率输出具有明显的效果。因此，一般空气进入发动机之前，要对进气进行增压，高速离心式空压机就是实现该目标的一种能量转换装置，是燃料电池发动机空气供应系统的重要零部件之一。

目前的高速离心压缩机，其内部都设有扩压器，用来安装叶轮和止推空气轴承。其中，止推空气轴承是利用顶层箔片和止推盘间楔形气膜的压缩效应来产生轴向承载力的，如公开号为CN108286567A，名称为一种具有厚顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承的专利申请，其结构主要包括底板、垫片、支撑波箔和顶层箔片四个组成部分。其中，垫片与底板之间、垫片与顶层箔片之间、支撑波箔与底板之间都是通过焊接的方式进行连接，由于底板厚度很薄，多次焊接容易造成底板发生变形，尺寸公差不稳定，使产品的合格率得到大幅降低。申请人发现，底板的变形问题成为影响止推空气轴承质量稳定的重要因素，而支撑波箔在底板上的安装形式无论是焊接或者是开槽，都是底板变形的主要原因之一，如果能够将支撑波箔安装在扩压器上，则会大大降低底板的变形几率，但是，随之对扩压器的结构也需要重新进行设计，以与止推空气轴承结构相匹配。

综上，高速离心压缩机的扩压器结构设计问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。

实用新型内容：

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种高速离心空压机的扩压器总成，解决了以往的止推空气轴承中底板的变形问题，解决了以往的扩压器与止推空气轴承中支撑波箔的安装配合问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种高速离心空压机的扩压器总成，包括扩压器本体和止推空气轴承，所述扩压器本体上设有进气孔，扩压器本体中心设有叶轮孔，扩压器本体的一侧设有设有叶轮槽，扩压器本体的另一侧设有止推空气轴承安装槽，止推空气轴承安装在止推空气轴承安装槽内，止推空气轴承安装槽内侧的扩压器本体上设有导气槽，导气槽的侧壁与扩压器本体的外侧面之间设有若干排气孔，止推空气轴承安装槽的槽底沿圆周设有若干个波箔定位槽；所述止推空气轴承包括圆环形的底板，底板前侧沿圆周均匀焊接有若干个垫片，垫片与顶层箔片焊接相连，底板后侧沿圆周均匀设有若干个支撑波箔，支撑波箔卡装在波箔定位槽内，底板上对应每个支撑波箔自由端的位置分别设有开放孔，所述支撑波箔的自由端穿出开放孔与顶层箔片之间为预紧装配。

所述波箔定位槽的形状与支撑波箔的平板一端形状相配合用于限制支撑波箔发生位移。

所述开放孔用于向外散发热量。

所述垫片上设有两排焊点，其中一排焊点为垫片与底板之间焊接，另一排焊点为垫片与顶层箔片之间焊接。

所述顶层箔片包括若干片单片箔片，若干片单片箔片呈环形布置，相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构。

所述相邻两单片箔片之间通过系带实现柔性连接，所述系带包括波浪形、直线形或弧形。

所述相邻两单片箔片之间通过两条系带进行连接，所述两条系带分别设置在相邻两单片箔片的环形内边缘和外边缘，所述单片箔片与系带的连接处分别开设槽口，相邻两单片箔片的槽口对接后形成容纳系带的空间。

所述底板的外周设有若干个安装孔，螺钉穿过安装孔与扩压器本体上的螺纹孔固定连接。

所述顶层箔片的外表面喷涂有耐磨涂层。

所述耐磨涂层包括二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层。

本实用新型采用上述方案，具有以下优点：

(1)通过在扩压器本体内止推空气轴承安装槽的槽底沿圆周设置若干个波箔定位槽，支撑波箔卡装在波箔定位槽内，通过扩压器本体对支撑波箔进行安装固定，无需底板对支撑波箔进行固定，避免了在底板上开槽，取消了支撑波箔与底板之间的焊接工序，避免开槽或多次焊接造成的底板变形，使产品的合格率得到大幅提升；

(2)底板上对应每个支撑波箔自由端的位置分别设有开放孔，支撑波箔的自由端穿出开放孔与顶层箔片之间为预紧装配，开放孔还可用于向外散发热量，可将轴承工作时产生的热量及时散发出去，保证了轴承的寿命和正常工作；

(3)通过将相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构，当单片箔片的自由端沿轴向发生移动或翘曲时，柔性系带可将其自由端拉回复位，从而避免了与止推盘接触导致磨损，延长了使用寿命；柔性系带既保证了顶层箔片的整体性，又使顶层箔片具有一定的拉伸量和形变量，不会影响单片箔片自由端随波形的升高或降低，保证了形成气膜的稳定性。

附图说明：

图1为本实用新型的前视爆炸结构示意图。

图2为本实用新型的后视爆炸结构示意图。

图3为本实用新型扩压器本体的结构示意图。

图4为本实用新型止推空气轴承去掉顶层箔片的前视结构示意图。

图5为本实用新型止推空气轴承去掉顶层箔片的后视结构示意图。

图6为本实用新型底板的前视结构示意图。

图7为本实用新型底板的后视结构示意图。

图中，1、底板，2、垫片，3、支撑波箔，4、波箔定位槽，5、顶层箔片，6、安装孔，7、开放孔，8、焊点，9、单片箔片，10、系带，11、扩压器本体，12、叶轮孔，13、进气孔，14、止推空气轴承安装槽，15、导气槽，16、叶轮槽，17、排气孔。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-7所示，一种高速离心空压机的扩压器总成，包括扩压器本体11和止推空气轴承，所述扩压器本体11上设有进气孔13，扩压器本体11中心设有叶轮孔12，扩压器本体11的一侧设有设有叶轮槽16，扩压器本体11的另一侧设有止推空气轴承安装槽14，止推空气轴承安装在止推空气轴承安装槽14内，止推空气轴承安装槽14内侧的扩压器本体11上设有导气槽15，导气槽15的侧壁与扩压器本体11的外侧面之间设有若干排气孔17，止推空气轴承安装槽14的槽底沿圆周设有若干个波箔定位槽4；所述止推空气轴承包括圆环形的底板1，底板1前侧沿圆周均匀焊接有若干个垫片2，垫片2与顶层箔片5焊接相连，底板1后侧沿圆周均匀设有若干个支撑波箔3，支撑波箔3卡装在波箔定位槽4内，底板1上对应每个支撑波箔3自由端的位置分别设有开放孔7，所述支撑波箔3的自由端穿出开放孔7与顶层箔片5之间为预紧装配。

所述波箔定位槽4的形状与支撑波箔3的平板一端形状相配合用于限制支撑波箔3发生位移。

所述开放孔7用于向外散发热量，可将轴承工作时产生的热量及时散发出去，保证了轴承的寿命和正常工作。

所述垫片2上设有两排焊点8，其中一排焊点8为垫片2与底板1之间焊接，另一排焊点8为垫片2与顶层箔片5之间焊接。

所述顶层箔片5包括若干片单片箔片9，若干片单片箔片9呈环形布置，相邻两单片箔片9之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构。

所述相邻两单片箔片9之间通过系带10实现柔性连接，所述系带10包括波浪形、直线形或弧形。本领域内可实现柔性系带连接的其他常规结构形式，都在本实用新型保护范围之内。当单片箔片9的自由端沿轴向发生移动或翘曲时，柔性系带10可将其自由端拉回复位，从而避免了与止推盘接触导致磨损，延长了使用寿命；柔性系带既保证了顶层箔片的整体性，又使顶层箔片具有一定的拉伸量和形变量，不会影响单片箔片自由端随波形的升高或降低，保证了形成气膜的稳定性。

所述相邻两单片箔片9之间通过两条系带10进行连接，所述两条系带10分别设置在相邻两单片箔片9的环形内边缘和外边缘，所述单片箔片9与系带10的连接处分别开设槽口，相邻两单片箔片的槽口对接后形成容纳系带的空间。

所述底板1的外周设有若干个安装孔6，螺钉穿过安装孔6与扩压器本体11上的螺纹孔固定连接。

所述顶层箔片5的外表面喷涂有耐磨涂层。

所述耐磨涂层包括二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层，可降低磨损，提高使用寿命。

本实用新型在组装时，先将每片支撑波箔3分别卡装在扩压器本体11内的波箔定位槽4内，然后将底板1通过螺钉与扩压器本体11固连，再将垫片2与底板1焊接，然后再将顶层箔片5的每个单片箔片9对应一组支撑波箔3和垫片2放置，最后将垫片2与单片箔片9通过焊接方式固连，支撑波箔3的自由端穿出开放孔7与顶层箔片5之间接触为预紧装配。当空气轴承工作时，空气可从进气孔13进入止推空气轴承内，支撑波箔3在气膜作用力下会发生微小弹性变形，与顶层箔片5的内表面发生微滑动，为轴承高速运转提供足够的阻尼，起到止推作用，从止推空气轴承出来的空气进入导气槽15，最后从排气孔17排出。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：包括扩压器本体和止推空气轴承，所述扩压器本体上设有进气孔，扩压器本体中心设有叶轮孔，扩压器本体的一侧设有设有叶轮槽，扩压器本体的另一侧设有止推空气轴承安装槽，止推空气轴承安装在止推空气轴承安装槽内，止推空气轴承安装槽内侧的扩压器本体上设有导气槽，导气槽的侧壁与扩压器本体的外侧面之间设有若干排气孔，止推空气轴承安装槽的槽底沿圆周设有若干个波箔定位槽；所述止推空气轴承包括圆环形的底板，底板前侧沿圆周均匀焊接有若干个垫片，垫片与顶层箔片焊接相连，底板后侧沿圆周均匀设有若干个支撑波箔，支撑波箔卡装在波箔定位槽内，底板上对应每个支撑波箔自由端的位置分别设有开放孔，所述支撑波箔的自由端穿出开放孔与顶层箔片之间为预紧装配。

2.根据权利要求1所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述波箔定位槽的形状与支撑波箔的平板一端形状相配合用于限制支撑波箔发生位移。

3.根据权利要求1所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述开放孔用于向外散发热量。

4.根据权利要求1所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述垫片上设有两排焊点，其中一排焊点为垫片与底板之间焊接，另一排焊点为垫片与顶层箔片之间焊接。

5.根据权利要求1所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述顶层箔片包括若干片单片箔片，若干片单片箔片呈环形布置，相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构。

6.根据权利要求5所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述相邻两单片箔片之间通过系带实现柔性连接，所述系带包括波浪形、直线形或弧形。

7.根据权利要求6所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述相邻两单片箔片之间通过两条系带进行连接，所述两条系带分别设置在相邻两单片箔片的环形内边缘和外边缘，所述单片箔片与系带的连接处分别开设槽口，相邻两单片箔片的槽口对接后形成容纳系带的空间。

8.根据权利要求1所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述底板的外周设有若干个安装孔，螺钉穿过安装孔与扩压器本体上的螺纹孔固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述顶层箔片的外表面喷涂有耐磨涂层。

10.根据权利要求9所述的一种高速离心空压机的扩压器总成，其特征在于：所述耐磨涂层包括二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层。

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