CN218817172U - 离心空压机的轴承冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种离心空压机的轴承冷却结构，其中所述轴承包括外圈、内圈、滚动体、保持架以及密封盖；外圈固定于壳体上且内部设有第一冷却通道，第一冷却通道朝背离壳体的方向延伸形成有多个第一冷却孔，内圈套设并固定于转子的周面上，内圈的内部设有第二冷却通道并在侧壁上设有与第二冷却通道相连通的出气孔，第二冷却通道朝向靠近外圈的方向延伸形成有多个第二冷却孔，密封盖安装于外圈上，并与内圈和外圈形成一冷却腔，注入进气通道的冷却气体依次经过第一冷却通道、第一冷却孔、冷却腔、第二冷却孔、第二冷却通道、出气孔以及出气通道；本实用新型技术方案提高了轴承的散热能力，进而提高了离心空压机的使用寿命。

Description

离心空压机的轴承冷却结构

技术领域

本实用新型涉及离心空压机技术领域，特别涉及一种离心空压机的轴承冷却结构。

背景技术

目前离心式空压机设计一般采用电机直驱方式，电机转子和主轴做成一体化结构，主轴轴端固定联接离心式叶轮，叶轮内置于蜗壳内。电机转子超高速旋转下，叶轮带动气体高速旋转与蜗壳相互作用产生高压、大流量空气，供给燃料电池发动机用于燃料电池电堆内部电化学反应的发生，其中轴承提供支撑转子一体化旋转部件高速旋转。

离心式空压机为了提高输出空气的压力和流量，往往采用超高转速的转速控制实现方式，超高速的转子也会带来散热和冷却问题。因此，空压机工作时，电机定子通电运行与转子的高速旋转均会产生大量的热量，热量聚集在空压机内部将会影响电机定子及其控制电路以及转子的运行状态，必须及时有效地实现散热。双极离心空压机对于转子的旋转要求更高。在如此高速的旋转下空压机工作时最容易发烫的装置除了转子还有轴承，而现有技术中的离心空压机冷却系统均为电机转子定子冷却，最容易过热损坏的轴承却始终没有相关的降温方式。如何能精准的实现空压机内部轴承的冷却，是现阶段需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种离心空压机的轴承冷却结构，旨在提高轴承的散热能力，进而提高离心空压机的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提出的离心空压机的轴承冷却结构，包括：

壳体，所述壳体上设有进气通道和出气通道；

叶轮，安装于所述壳体内；

转子，与所述叶轮的叶片传动连接；以及

轴承，安装于所述转子和所述壳体之间，以承受所述转子的径向力；其中，所述轴承包括：

外圈，所述外圈固定于所述壳体上且内部设有第一冷却通道，所述第一冷却通道与所述进气通道相连通，所述第一冷却通道朝背离所述壳体的方向延伸形成有多个第一冷却孔；

内圈，所述内圈套设并固定于所述转子的周面上，所述内圈的内部设有第二冷却通道并在侧壁上设有与所述第二冷却通道相连通的出气孔，所述出气孔与所述出气通道相连通，所述第二冷却通道朝向靠近所述外圈的方向延伸形成有多个第二冷却孔；

滚动体，安装于所述外圈和所述内圈之间；

保持架，安装于所述滚动体上，以使多个所述滚动体等间隔分布；以及

密封盖，安装于所述外圈上，并与所述内圈和所述外圈形成一冷却腔，注入所述进气通道的冷却气体依次经过所述第一冷却通道、所述第一冷却孔、所述冷却腔、所述第二冷却孔、所述第二冷却通道、所述出气孔以及出气通道。

可选地，所述第一冷却通道和/或所述第二冷却通道的水平方向上的管道呈波浪形设置。

可选地，所述出气孔设于所述内圈朝外一侧的侧壁上。

可选地，所述第二冷却通道内安装有单向阀组件，所述单向阀组件靠近所述出气孔设置。

可选地，所述单向阀组件包括固定杆、弹簧以及堵头；所述固定杆固定于所述第二冷却通道的壁面上，所述弹簧的一端固定于所述固定杆，另一端固定于所述堵头；所述堵头通过所述弹簧封堵于所述第二冷却通道。

可选地，所述密封盖的材质为铜。

可选地，所述外圈上设有第一安装部，所述密封盖上设有第二安装部，所述密封盖通过所述第一安装部和所述第二安装部的配合可拆卸安装于所述外圈上。

可选地，所述第一安装部为第一密封槽，并设于所述外圈朝向内圈的一侧；所述第二安装部为卡勾，所述密封盖通过所述卡勾弹性卡接于所述密封槽内。

可选地，所述内圈朝向所述外圈的一侧设有第二密封槽，所述密封盖朝向所述内圈的一侧设有裙边，所述裙边与所述第二密封槽的壁面间隙连接。

可选地，所述出气孔设有多个，并等间隔分布。

本实用新型技术方案通过壳体上设置进气通道，然后通过进气通道向外圈的第一冷却通道内注入冷却气体，并通过第一冷却孔流入冷却腔，再通过第二冷却孔流入内圈的第二冷却通道内，最后通过出气孔和出气通道流出外部，从而完成对轴承的冷却。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型离心空压机的轴承冷却结构一实施例中轴承的结构示意图；

图2为本实用新型离心空压机的轴承冷却结构一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型离心空压机的轴承冷却结构一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型离心空压机的轴承冷却结构中单向阀组件的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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；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。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至图3，本实用新型提出一种离心空压机的轴承冷却结构，包括：

壳体10，所述壳体10上设有进气通道11和出气通道12；

叶轮20，安装于所述壳体10内；

转子30，与所述叶轮20的叶片传动连接；以及

轴承40，安装于所述转子30和所述壳体10之间，以承受所述转子30的径向力；其中，所述轴承40包括：

外圈41，所述外圈41固定于所述壳体10上且内部设有第一冷却通道411，所述第一冷却通道411与所述进气通道11相连通，所述第一冷却通道411朝背离所述壳体10的方向延伸形成有多个第一冷却孔4111；

内圈42，所述内圈42套设并固定于所述转子30的周面上，所述内圈42的内部设有第二冷却通道421并在侧壁上设有与所述第二冷却通道421相连通的出气孔4211，所述出气孔4211与所述出气通道12相连通，所述第二冷却通道421朝向靠近所述外圈41的方向延伸形成有多个第二冷却孔4212；

滚动体43，安装于所述外圈41和所述内圈42之间；

保持架44，安装于所述滚动体43上，以使多个所述滚动体43等间隔分布；以及

密封盖45，安装于所述外圈41上，并与所述内圈42和所述外圈41形成一冷却腔46，注入所述进气通道11的冷却气体依次经过所述第一冷却通道411、所述第一冷却孔4111、所述冷却腔46、所述第二冷却孔4212、所述第二冷却通道421、所述出气孔4211以及所述出气通道12。

本实用新型技术方案通过壳体10上设置进气通道，然后通过进气通道向外圈41的第一冷却通道411内注入冷却气体，并通过第一冷却孔4111流入冷却腔46，再通过第二冷却孔4212流入内圈42的第二冷却通道421内，最后通过出气孔4211和出气通道12流出外部，从而完成对轴承的冷却。

为了增加轴承的冷却效果，因此在本实施例中，所述第一冷却通道411和所述第二冷却通道421在水平方向上的横截面呈波浪形设置，通过设置波浪形从而增加了第一冷却通道411和第二冷却通道421的冷却面积，进而增加了第一冷却通道411和第二冷却通道421的散热效果，且第一冷却通道411和第二冷却通道421分别环绕设置于外圈41和内圈42内部，当然在其它实施例中，还是设置为T形、弧形、S形等设置。

优选地，所述出气孔4211设于所述内圈42朝外一侧的侧壁上；出气孔4211朝内的一侧设有离心空压机本体，为了防止冷却后的气体流入到离心空压机本体对，对设备造成影响，因此，出气孔4211设于内圈42朝外一侧的侧壁上。

参照图4，进一步地，为了防止在设备停止运行时，空气中的灰尘等堵塞出气孔4211，造成后期冷却通道堵塞，因此，在本实施例中，所述第二冷却通道421内安装有单向阀组件，所述单向阀组件靠近所述出气孔4211设置；只有在离心空压机处于冷却中时，冷却气流才能从出气孔4211中出去，空气中的气流无法流入第二冷却通道421内，从而防止第二冷却通道421被堵塞。

具体地，所述单向阀组件包括固定杆51、弹簧52以及堵头53；所述固定杆51固定于所述第二冷却通道421的壁面上，所述弹簧52的一端固定于所述固定杆51，另一端固定于所述堵头53，所述堵头53通过所述弹簧52封堵于所述第二冷却通道421处；当气流推动堵头53进而使弹簧52受到压缩，从而使堵头53脱离第二冷却通道421，进而使气流流出出气孔4211，当没有冷却气流时，弹簧52恢复原状态使堵头53堵住第二冷却通道421，从而使第二冷却通道421与外部隔离，防止外部空气进入第二冷却通道421内堵塞第二冷却通道421。

参照图1，进一步地，为了增加密封盖45的散热效果，所述密封盖45的材质为铜，从而将冷却腔46内气流的温度还可以通过密封盖45传导至外部空气中。

所述外圈41上设有第一安装部，所述密封盖45上设有第二安装部，所述密封盖45通过所述第一安装部和所述第二安装部的配合可拆卸安装于所述外圈41上；通过可拆卸连接从而便于密封盖45的安装拆卸，降低维修人员的维修难度，进而提高工作效率。

具体地，所述第一安装部为第一密封槽，并设于所述外圈41朝向内圈42的一侧；所述第二安装部为卡勾451，所述密封盖45通过所述卡勾451弹性卡接于所述密封槽内，所述卡勾451可以发生一定的弹性形变卡入第一密封槽内，从而紧密抵接于第一密封槽相对的两侧壁上，从而实现卡接；当然，在其它实施例中，还可以设置螺纹结构螺纹连接。

优选地，由于本实用新型技术方案中的离心空压机为超高转速的机械设备，因此，本实用新型技术方案中的轴承采用了非接触式的，具体地，所述内圈42朝向所述外圈41的一侧设有第二密封槽，所述密封盖45朝向所述内圈42的一侧设有裙边452，所述裙边452与所述第二密封槽的壁面间隙连接；可以理解地，冷却腔46内的冷却气体也会有部分通过密封盖45与内圈42之间的间隙流出。

在本实施例中，所述出气孔4211设有多个，并等间隔分布；通过设置多个出气孔4211，从而增加了出气孔4211的流出量，提高了冷却效果。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体上设有进气通道和出气通道；

叶轮，安装于所述壳体内；

转子，与所述叶轮的叶片传动连接；以及

轴承，安装于所述转子和所述壳体之间，以承受所述转子的径向力；其中，所述轴承包括：

外圈，所述外圈固定于所述壳体上且内部设有第一冷却通道，所述第一冷却通道与所述进气通道相连通，所述第一冷却通道朝背离所述壳体的方向延伸形成有多个第一冷却孔；

内圈，所述内圈套设并固定于所述转子的周面上，所述内圈的内部设有第二冷却通道并在侧壁上设有与所述第二冷却通道相连通的出气孔，所述出气孔与所述出气通道相连通，所述第二冷却通道朝向靠近所述外圈的方向延伸形成有多个第二冷却孔；

滚动体，安装于所述外圈和所述内圈之间；

保持架，安装于所述滚动体上，以使多个所述滚动体等间隔分布；以及

密封盖，安装于所述外圈上，并与所述内圈和所述外圈形成一冷却腔，注入所述进气通道的冷却气体依次经过所述第一冷却通道、所述第一冷却孔、所述冷却腔、所述第二冷却孔、所述第二冷却通道、所述出气孔以及出气通道。

2.如权利要求1所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述第一冷却通道和/或所述第二冷却通道在水平方向上的横截面呈波浪形设置。

3.如权利要求1所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述出气孔设于所述内圈朝外一侧的侧壁上。

4.如权利要求1所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述第二冷却通道内安装有单向阀组件，所述单向阀组件靠近所述出气孔设置。

5.如权利要求4所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述单向阀组件包括固定杆、弹簧以及堵头；所述固定杆固定于所述第二冷却通道的壁面上，所述弹簧的一端固定于所述固定杆，另一端固定于所述堵头，所述堵头通过所述弹簧封堵于所述第二冷却通道。

6.如权利要求1所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述密封盖的材质为铜。

7.如权利要求1所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述外圈上设有第一安装部，所述密封盖上设有第二安装部，所述密封盖通过所述第一安装部和所述第二安装部的配合可拆卸安装于所述外圈上。

8.如权利要求7所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述第一安装部为第一密封槽，并设于所述外圈朝向内圈的一侧；所述第二安装部为卡勾，所述密封盖通过所述卡勾弹性卡接于所述密封槽内。

9.如权利要求1所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述内圈朝向所述外圈的一侧设有第二密封槽，所述密封盖朝向所述内圈的一侧设有裙边，所述裙边与所述第二密封槽的壁面间隙连接。

10.如权利要求1所述的离心空压机的轴承冷却结构，其特征在于，所述出气孔设有多个，并等间隔分布。

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