CN220435060U - 一种单级气浮鼓风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高速离心式鼓风机技术领域，公开了一种单级气浮鼓风机，包括外壳本体、内壳本体、第一端盖、第二端盖、第三端盖、第四端盖、定子、转子轴、推力盘、蜗壳本体、压气叶轮、主风扇、副风扇、径向气浮轴承、轴向气浮轴承。通过设置主副两组风扇，其中主风扇用于对定转子和径向气浮轴承进行冷却，副风扇用于对轴向气浮轴承进行冷却，且副风扇在对轴向气浮轴承冷却后，此通道的冷却气体又能汇流到主风扇的冷却通道，如此一来，相比于以往的气浮鼓风机方案，不仅加强了定转子间的冷却效率，而且通过设置副风扇的方式，加大了进入轴向气浮轴承的气量。

Description

一种单级气浮鼓风机

技术领域

本实用新型涉及高速离心式鼓风机技术领域，具体为一种单级气浮鼓风机。

背景技术

空气悬浮离心鼓风机是一种全新概念鼓风机，它采用超高速直联电机、空气悬浮轴承和高精度单级离心式叶轮三大核心高端科技，开创了高效率、高性能、低噪音、低能耗风机新纪元，是采用航空涡轮机械设计经验而潜心研制的新一代高科技民用产品。

现有的空气悬浮离心鼓风机，在考虑电机冷却设计时，往往只考虑了对电机定转子以及径向气浮轴承的冷却(公告号：CN111917202A，公告日：20201110)，或者虽也考虑了轴向气浮轴承的冷却(公告号：CN213574748U，公告日：20210629)，但其冷却气是从冷却定转子的气体中分流出的很小的一部分，且冷却方向为轴向气浮轴承摩擦相对较轻的一侧(即远离压气叶轮的一侧)，从而导致轴向气浮轴承冷却效率相对较低，寿命也比较短；事实上，因为大部分鼓风机为单级鼓风机，其轴向力指向也为单向(从整机来看，一般由风扇指向叶轮)，电机启停时，某一侧的轴向气浮轴承(一般为靠叶轮侧)的干摩擦发热的现象则更为显著，因此，为有效提升轴向气浮轴承的使用寿命以及整机工作时长，有必要对如何提升轴向气浮轴承的冷却效率展开研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单级气浮鼓风机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种单级气浮鼓风机，包括外壳本体、内壳本体、第一端盖、第二端盖、第三端盖、第四端盖、定子、转子轴、推力盘、蜗壳本体、压气叶轮、主风扇、副风扇、径向气浮轴承、轴向气浮轴承所述外壳本体上设有径向环形进气口和径向环形出气口，所述内壳本体开设有通风槽和径向环形出气口，且内壳本体上的径向环形出气口与外壳本体上的径向环形出气口彼此对应分布，所述第一端盖开设有第一轴向冷却通道和径向冷却通道，所述第二端盖开设有第二轴向冷却通道，所述第三端盖开设有第三轴向冷却通道，所述第四端盖开设有轴向进气口，所述第一轴向冷却通道、径向冷却通道、第二轴向冷却通道和径向环形进气口构成电机次冷却通道；

所述轴向进气口、第三轴向冷却通道、通风槽、外壳本体与内壳本体上的径向环形出气口构成电机主冷却通道，所述内壳本体与外壳本体之间过盈配合，所述第二端盖和第三端盖通过螺钉分别固定在外壳本体的左右两端，第一端盖通过螺钉固定在第二端盖左端，所述第四端盖通过螺钉固定在第三端盖的右端，所述定子通过过盈的方式固定在内壳本体内壁上；

所述推力盘、压气叶轮、主风扇和副风扇通过锁紧螺母固定在转子轴上，所述转子轴由固定在第二端盖和第三端盖上的径向气浮轴承来支承，所述轴向气浮轴承固定在与推力盘两侧面平行的第一端盖右端面和第二端盖左端面上，所述蜗壳本体通过卡箍固定在外壳本体的一端，所述蜗壳本体开设有工作介质进气口和工作介质出气口。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一端盖上设有凸台，凸台上有电机次冷却通道的第一轴向冷却通道，形状为圆形孔，此第一轴向冷却通道与第二轴向冷却通道相连通，两凸台间的空间为电机次冷却通道的进气通道，电机次冷却通道的进气通道与外壳本体上的径向环形进气口一一对应。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一端盖设有径向冷却通道，形状为圆形孔，第一端盖轴向位置为副风扇叶片所处位置，为周向阵列分布，与第一轴向冷却通道相连通，所述第一端盖上设有迷宫密封结构，位置为压气叶轮与副风扇之间的区域。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二轴向冷却通道，形状为圆形孔，与第一轴向冷却通道一一对应，第一轴向冷却通道与电机主冷却通道相连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述第三端盖的第三轴向冷却通道，其与内壳的通风槽的径向位置一致，形状为圆形孔，为周向阵列分布。

作为本实用新型的进一步改进，所述第四端盖的轴向进气口，形状为圆形孔，轴向进气口的中心轴线与电机中心轴线重合，大小为主风扇上叶片的最小内径。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳本体上的径向环形进气口形状为腰型，周向阵列分布，轴向位置为推力盘所处的轴向位置，周向位置为第一端盖两凸台中间位置。

作为本实用新型的进一步改进，所述内壳本体上的径向环形出气口和外壳本体上的径向环形出气口形状均为圆形，轴向位置为定子右绕组所在轴向位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该单级气浮鼓风机，通过设置主副两组风扇，其中主风扇用于对定转子和径向气浮轴承进行冷却，副风扇用于对轴向气浮轴承进行冷却，且副风扇在对轴向气浮轴承冷却后，此通道的冷却气体又能汇流到主风扇的冷却通道，如此一来，相比于以往的气浮鼓风机方案，不仅加强了定转子间的冷却效率，而且通过设置副风扇的方式，加大了进入轴向气浮轴承的气量，降低了冷却气的温度，从而更有效的带走气浮轴向轴承摩擦产生的热量，进一步的提升了轴承的使用寿命和整机的工作时长。

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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例中第一端盖结构示意图。

图3为本实用新型实施例中第二端盖结构示意图。

图4为本实用新型实施例中第三端盖结构示意图。

图5为本实用新型实施例中第四端盖结构示意图。

图6为本实用新型实施例中外壳与内壳结构示意图。

图7为本实用新型实施例中副风扇结构示意图。

图8为本实用新型实施例中主风扇结构示意图。

图9为本实用新型实施例中转子轴结构示意图。

图10为本实用新型实施例中整体剖视图。

图11为本实用新型实施例中外壳与内壳立体图。

图中：

100、压气叶轮；101、蜗壳本体；103、第一端盖；104、副风扇；106、推力盘；107、第二端盖；108、轴向气浮轴承；109、径向气浮轴承；110、转子轴；111、外壳本体；112、内壳本体；113、定子；114、主风扇；115、第三端盖；116、第四端盖；

10、蜗壳进气口；11、蜗壳出气口；12、径向冷却通道；13、径向环形进气口；14、第一轴向冷却通道；15、第二轴向冷却通道；17、通风槽；18、径向环形出气口；19、第三轴向冷却通道；20、轴向进气口；

1、压气工作过程；2、电机次冷却通道；3、电机主冷却通道。

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做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。

请参阅图1、图10，本实用新型提供一种单级气浮鼓风机，包括外壳本体111、内壳本体112、第一端盖103、第二端盖107、第三端盖115、第四端盖116、定子113、转子轴110、推力盘106、蜗壳本体101、压气叶轮100、主风扇114、副风扇104、径向气浮轴承109、轴向气浮轴承108，外壳本体111上设有径向环形进气口13和径向环形出气口18，内壳本体112开设有通风槽17和径向环形出气口18，且内壳本体112上的径向环形出气口18与外壳本体111上的径向环形出气口18彼此对应分布，第一端盖103开设有第一轴向冷却通道14和径向冷却通道12，第二端盖107开设有第二轴向冷却通道15，第三端盖115开设有第三轴向冷却通道19，第四端盖116开设有轴向进气口20，第一轴向冷却通道14、径向冷却通道12、第二轴向冷却通道15和径向环形进气口13构成电机次冷却通道2；

轴向进气口20、第三轴向冷却通道19、通风槽17、外壳本体111与内壳本体112上的径向环形出气口18构成电机主冷却通道3，内壳本体112与外壳本体111之间过盈配合，第二端盖107和第三端盖115通过螺钉分别固定在外壳本体111的左右两端，第一端盖103通过螺钉固定在第二端盖107左端，第四端盖116通过螺钉固定在第三端盖115的右端，定子113通过过盈的方式固定在内壳本体112内壁上；

推力盘106、压气叶轮100、主风扇114和副风扇104通过锁紧螺母固定在转子轴110上，转子轴110由固定在第二端盖107和第三端盖115上的径向气浮轴承109来支承，轴向气浮轴承108固定在与推力盘106两侧面平行的第一端盖103右端面和第二端盖107左端面上，蜗壳本体101通过卡箍固定在外壳本体111的一端，蜗壳本体101开设有蜗壳进气口10和蜗壳出气口11。

参照图1-2，第一端盖103上设有凸台，凸台上有电机次冷却通道2的第一轴向冷却通道14，形状为圆形孔，此第一轴向冷却通道14与第二轴向冷却通道15相连通，两凸台间的空间为电机次冷却通道2的进气通道，电机次冷却通道2的进气通道与外壳本体111上的径向环形进气口13一一对应。

参照图1-3，第一端盖103设有径向冷却通道12，形状为圆形孔，第一端盖103轴向位置为副风扇104叶片所处位置，为周向阵列分布，与第一轴向冷却通道14相连通，第一端盖103上设有迷宫密封结构，位置为压气叶轮100与副风扇104之间的区域。

参照图1、图2和图4，第二轴向冷却通道15，形状为圆形孔，与第一轴向冷却通道14一一对应，第一轴向冷却通道14与电机主冷却通道3相连通。

参照图1和图5，第三端盖115的第三轴向冷却通道19，其与内壳的通风槽17的径向位置一致，形状为圆形孔，为周向阵列分布。

参照图1、图11和图6，第四端盖116的轴向进气口20，形状为圆形孔，轴向进气口20的中心轴线与电机中心轴线重合，大小为主风扇114上叶片的最小内径。

参照图1和图7，外壳本体111上的径向环形进气口13形状为腰型，周向阵列分布，轴向位置为推力盘106所处的轴向位置，周向位置为第一端盖103两凸台中间位置。

参照图1和图7，内壳本体112上的径向环形出气口18和外壳本体111上的径向环形出气口18形状均为圆形，轴向位置为定子113右绕组所在轴向位置。

参照图1-9，一种单级气浮鼓风机的工作原理，包括蜗壳本体101的压气工作过程1和电机的冷却过程电机次冷却通道2和电机主冷却通道3，蜗壳本体101的压气工作过程1是指，工作介质通过蜗壳进气口10进入压气叶轮100，经过压气叶轮100提升压力后，再从蜗壳出气口11排出；

电机的冷却过程电机次冷却通道2和电机主冷却通道3是指，在主风扇114和副风扇104两组风扇的作用下，冷却气体从第四端盖116轴向进气口20和外壳径向环形进气口13分别进入，然后通过电机主冷却通道3和电机次冷却通道2分别对定子113、转子轴110与径向气浮轴承109和轴向气浮轴承108进行冷却，再从内壳本体112和外壳本体111上的径向环形出气口18排出。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种单级气浮鼓风机，包括外壳本体(111)、内壳本体(112)、第一端盖(103)、第二端盖(107)、第三端盖(115)、第四端盖(116)、定子(113)、转子轴(110)、推力盘(106)、蜗壳本体(101)、压气叶轮(100)、主风扇(114)、副风扇(104)、径向气浮轴承(109)、轴向气浮轴承(108)，其特征在于，所述外壳本体(111)上设有径向环形进气口(13)和径向环形出气口(18)，所述内壳本体(112)开设有通风槽(17)和径向环形出气口(18)，且内壳本体(112)上的径向环形出气口(18)与外壳本体(111)上的径向环形出气口(18)彼此对应分布，所述第一端盖(103)开设有第一轴向冷却通道(14)和径向冷却通道(12)，所述第二端盖(107)开设有第二轴向冷却通道(15)，所述第三端盖(115)开设有第三轴向冷却通道(19)，所述第四端盖(116)开设有轴向进气口(20)，所述第一轴向冷却通道(14)、径向冷却通道(12)、第二轴向冷却通道(15)和径向环形进气口(13)构成电机次冷却通道(2)；

所述轴向进气口(20)、第三轴向冷却通道(19)、通风槽(17)、外壳本体(111)与内壳本体(112)上的径向环形出气口(18)构成电机主冷却通道(3)，所述内壳本体(112)与外壳本体(111)之间过盈配合，所述第二端盖(107)和第三端盖(115)通过螺钉分别固定在外壳本体(111)的左右两端，第一端盖(103)通过螺钉固定在第二端盖(107)左端，所述第四端盖(116)通过螺钉固定在第三端盖(115)的右端，所述定子(113)通过过盈的方式固定在内壳本体(112)内壁上；

所述推力盘(106)、压气叶轮(100)、主风扇(114)和副风扇(104)通过锁紧螺母固定在转子轴(110)上，所述转子轴(110)由固定在第二端盖(107)和第三端盖(115)上的径向气浮轴承(109)来支承，所述轴向气浮轴承(108)固定在与推力盘(106)两侧面平行的第一端盖(103)右端面和第二端盖(107)左端面上，所述蜗壳本体(101)通过卡箍固定在外壳本体(111)的一端，所述蜗壳本体(101)开设有蜗壳进气口(10)和蜗壳出气口(11)。

2.根据权利要求1所述的一种单级气浮鼓风机，其特征在于，所述第一端盖(103)上设有凸台，凸台上有电机次冷却通道(2)的第一轴向冷却通道(14)，形状为圆形孔，此第一轴向冷却通道(14)与第二轴向冷却通道(15)相连通，两凸台间的空间为电机次冷却通道(2)的进气通道，电机次冷却通道(2)的进气通道与外壳本体(111)上的径向环形进气口(13)一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种单级气浮鼓风机，其特征在于，所述第一端盖(103)设有径向冷却通道(12)，形状为圆形孔，第一端盖(103)轴向位置为副风扇(104)叶片所处位置，为周向阵列分布，与第一轴向冷却通道(14)相连通，所述第一端盖(103)上设有迷宫密封结构，位置为压气叶轮(100)与副风扇(104)之间的区域。

4.根据权利要求1所述的一种单级气浮鼓风机，其特征在于，所述第二轴向冷却通道(15)，形状为圆形孔，与第一轴向冷却通道(14)一一对应，第一轴向冷却通道(14)与电机主冷却通道(3)相连通。

5.根据权利要求1所述的一种单级气浮鼓风机，其特征在于，所述第三端盖(115)的第三轴向冷却通道(19)，其与内壳的通风槽(17)的径向位置一致，形状为圆形孔，为周向阵列分布。

6.根据权利要求1所述的一种单级气浮鼓风机，其特征在于，所述第四端盖(116)的轴向进气口(20)，形状为圆形孔，轴向进气口(20)的中心轴线与电机中心轴线重合，大小为主风扇(114)上叶片的最小内径。

7.根据权利要求1所述的一种单级气浮鼓风机，其特征在于，所述外壳本体(111)上的径向环形进气口(13)形状为腰型，周向阵列分布，轴向位置为推力盘(106)所处的轴向位置，周向位置为第一端盖(103)两凸台中间位置。

8.根据权利要求1所述的一种单级气浮鼓风机，其特征在于，所述内壳本体(112)上的径向环形出气口(18)和外壳本体(111)上的径向环形出气口(18)形状均为圆形，轴向位置为定子(113)右绕组所在轴向位置。