CN220929752U - 一种转子组件及空压机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转子组件及空压机，包括过盈配合的转轴和转子，连接组件轴向固定转轴端部的叶轮。本实用新型通过连接组件将叶轮连接在转轴的端部，通过拉杆形式连接，保证了转子的安装精度，能够降低转轴的加工难度，降低转轴加工成本，通过连接杆轴向固定叶轮，可靠性高，提高在高速运转下转子的稳定性；空压机的转子为表贴式永磁体结构形式，转子与转轴设计为过盈装配，可实现反复拆装，当转子局部损坏时，可通过更换转轴进行维修，大大降低维修成本，且电机永磁体保护套为碳纤维，转轴设计为空心结构形式，重量相对较小，采用气浮轴承，可实现更低转速运行。

Description

一种转子组件及空压机

技术领域

本实用新型涉及空压机技术领域，具体地涉及一种转子组件及空压机。

背景技术

空压机是燃料电池系统的主要部件之一，尤其是两级离心式高速气浮轴承空压机在燃料电池系统上的应用越来越广泛，市场上常见的燃料电池空压机转子多为实心永磁体结构形式，并与空压机转轴一体化设计，这类转子相对较重，不利于气浮轴承的低转速运行。一旦空压机出现故障导致转子局部损坏或轴承支撑位烧毁，无法通过更换轴来修复转子，只能做报废处理，更换新的转子，维修成本较高。

本实用新型针对以上问题提出了一种新的解决方案。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述缺点中的至少一个，提供一种转子组件及空压机。本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种转子组件，包括：

转轴；

转子，套设在所述转轴上，且所述转轴和所述转子之间为过盈配合；

第一叶轮，与所述转轴的一端相连接；

第一连接组件，穿设于所述第一叶轮，用以连接所述第一叶轮和所述转轴；

第二叶轮，与所述转轴的另一端相连接；

第二连接组件，穿设于所述第二叶轮，用以连接所述第二叶轮和所述转轴；

其中，所述第一连接组件和所述第二连接组件均沿所述转轴的轴线方向设置。

在一种可实施方式中，所述转轴的内部开设有腔体，所述第一连接组件一部分位于所述腔体的内部，所述第二连接组件的一部分位于所述腔体的内部。

在一种可实施方式中，所述第一连接组件包括：

第一连接杆，一端与所述转轴相连接，另一端与所述第一叶轮向连接；

其中，所述第一连接杆和所述转轴之间为可拆卸连接，所述第一连接杆和所述第一叶轮之间为可拆卸连接。

在一种可实施方式中，所述第一连接组件还包括：

第一螺纹连接件，位于所述转轴内，用以连接所述第一连接杆的一端；

第一螺母，位于所述第一叶轮的一侧，用以连接所述第一连接杆的另一端；

其中，所述第一连接杆的两端均设有螺纹部，用以分别与所述第一螺纹连接件和所述第一螺母螺纹连接。

在一种可实施方式中，所述第二连接组件包括：

第二连接杆，一端与所述转轴相连接，另一端与所述第二叶轮向连接；

其中，所述第二连接杆和所述转轴之间为可拆卸连接，所述第二连接杆和所述第二叶轮之间为可拆卸连接。

在一种可实施方式中，所述第二连接组件还包括：

第二螺纹连接件，位于所述转轴内，用以连接所述第二连接杆的一端；

第二螺母，位于所述第二叶轮的一侧，用以连接所述第二连接杆的另一端；

其中，所述第二连接杆的两端均设有螺纹部，用以分别与所述第二螺纹连接件和所述第二螺母螺纹连接。

在一种可实施方式中，所述转子组件还包括：

推力盘，位于所述第一叶轮和所述转轴之间。

在一种可实施方式中，所述转子组件还包括：

防松螺母，与第一连接杆和/或第二连接杆远离所述转轴的端部相连接；

防松螺钉，与所述防松螺母相连接。

一种空压机，包括上述任意一项所述的转子组件。

在一种可实施方式中，所述空压机还包括：

空气轴承组件，包括气浮径向轴承和/或气浮推力轴承。

在一种可实施方式中，所述空压机还包括：

永磁体，所述永磁体为表贴/内嵌在所述转子上；和/或，

保护套，套设在所述永磁体上，所述保护套包括碳纤维材料。

本实用新型的有益技术效果：根据本公开内容，该转子组件通过连接组件将叶轮连接在转轴的端部，通过拉杆形式连接，保证了转子的安装精度，能够降低转轴的加工难度，降低转轴加工成本，通过连接杆轴向固定叶轮，可靠性高，提高在高速运转下转子的稳定性；空压机的转子为表贴式永磁体结构形式，转子与转轴设计为过盈装配，可实现反复拆装，当转子局部损坏时，可通过更换转轴进行维修，大大降低维修成本，且电机永磁体保护套为碳纤维，转轴设计为空心结构形式，重量相对较小，采用气浮轴承，可实现更低转速运行。

附图说明

在附图中，通过实例的方式非限制性地给出以下内容：

图1示出了转子组件的结构主视图；

图2示出了转子组件的结构剖视图；

图3示出了第一连接组件和第二连接组件的装配结构剖视图；

图4示出了转子组件的展开结构示意图；

图5示出了转轴和转子的结构剖视图；

图6示出了空压机的外部结构示意图；

图7示出了空压机的内部结构剖视图。

图中：

1、壳体；2、第一蜗壳；3、转子组件；4、第一端盖；5、连接管道；6、定子；7、第二蜗壳；8、第二端盖；9、气浮径向轴承；10、气浮推力轴承；11、永磁体；12、保护套；

31、转轴；311、腔体；32、转子；33、推力盘；34、第一叶轮；35、第二叶轮；

36、第一连接组件；361、第一连接杆；362、第一螺纹连接件；363、第一螺母；

37、第二连接组件；371、第二连接杆；372、第二螺纹连接件；373、第二螺母；374、防松螺母；375、防松螺钉。

具体实施方式

在下面详细公开中，参照了附图，充分描述这些实施例，为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下述描述的实施方式不局限于此，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示的转子组件，包括：

转轴31；

转子32，套设在转轴31上，且转轴31和转子32之间为过盈配合；

第一叶轮34，与转轴31的一端相连接；

第一连接组件36，穿设于第一叶轮34，用以连接第一叶轮34和转轴31；

第二叶轮35，与转轴31的另一端相连接；

第二连接组件37，穿设于第二叶轮35，用以连接第二叶轮35和转轴31；

其中，第一连接组件36和第二连接组件37均沿转轴31的轴线方向设置。

该转子组件3通过连接组件将叶轮连接在转轴31的端部，通过拉杆形式连接，保证了转子32的安装精度，能够降低转轴31的加工难度，降低转轴31加工成本，通过连接杆轴向固定叶轮，可靠性高，提高在高速运转下转子32的稳定性。

在一种可实施方式中，转轴31和转子32之间为过盈配合。

具体实施时，转轴31和转子32之间采用液压进行装配，可进行反复拆装，从而实现通过更换转轴31对空压机转子32进行维修，无需报废，从而降低了维修成本。

可以理解的是，将转子32与转轴31设计为过盈装配，可实现反复拆装，一旦转子32局部损坏，可通过更换转轴31进行维修，大大降低了维修成本。

在一种可实施方式中，如图2所示，转轴31的内部开设有腔体311，第一连接组件36一部分位于腔体311的内部，第二连接组件37的一部分位于腔体311的内部。

在具体实施时，将转轴31设计为空心结构形式，内部开设腔体311，重量相对较小，更利于转子32达到更低的起飞转速，以使空压机得到更宽的工况范围。

可以理解的是，该腔体311相对于转轴31的轴线中心对称设置，避免转动时发生倾向性偏移，此外，腔体311更便于和连接组件装配，降低转轴31的加工难度和加工成本。

在一种可实施方式中，如图3和图4所示，第一连接组件36包括：

第一连接杆361，一端与转轴31相连接，另一端与第一叶轮34向连接；

其中，第一连接杆361和转轴31之间为可拆卸连接，第一连接杆361和第一叶轮34之间为可拆卸连接。

具体实施时，先将第一连接杆361和转轴31相连接，后将第一叶轮34的孔穿过第一连接杆361实现和转轴31之间的装配。

在一种可实施方式中，如图3和图4所示，第一连接组件36还包括：

第一螺纹连接件362，位于转轴31内，用以连接第一连接杆361的一端；

第一螺母363，位于第一叶轮34的一侧，用以连接第一连接杆361的另一端；

其中，第一连接杆361的两端均设有螺纹部，用以分别与第一螺纹连接件362和第一螺母363螺纹连接。

可以理解的是，转轴31的腔体311内部设有第一螺纹连接件362，第一连接杆361的一端与第一螺纹连接件362螺纹连接，第一连接杆361的另一端与第一螺母363螺纹连接，第一螺母363抵在第一叶轮34的端面对第一叶轮34进行锁紧，第一叶轮34的端面可开设容纳第一螺母363的凹槽。

在一种可实施方式中，如图3和图4所示，第二连接组件37包括：

第二连接杆371，一端与转轴31相连接，另一端与第二叶轮35向连接；

其中，第二连接杆371和转轴31之间为可拆卸连接，第二连接杆371和第二叶轮35之间为可拆卸连接。

具体实施时，先将第二连接杆371和转轴31相连接，后将第二叶轮35的孔穿过第二连接杆371实现和转轴31之间的装配。

在一种可实施方式中，如图3和图4所示，第二连接组件37还包括：

第二螺纹连接件372，位于转轴31内，用以连接第二连接杆371的一端；

第二螺母373，位于第二叶轮35的一侧，用以连接第二连接杆371的另一端；

其中，第二连接杆371的两端均设有螺纹部，用以分别与第二螺纹连接件372和第二螺母373螺纹连接。

可以理解的是，转轴31的腔体311内部设有第二螺纹连接件372，第二连接杆371的一端与第二螺纹连接件372螺纹连接，第二连接杆371的另一端与第二螺母373螺纹连接，第二螺母373抵在第二叶轮35的端面对第二叶轮35进行锁紧，第二叶轮35的端面可开设容纳第二螺母373的凹槽。

可以理解的是，第一连接组件36和第二连接组件37的轴线与转轴31的轴线重合，即第一连接杆361和第二连接杆371的轴线与转轴31的轴线重合。

在一种可实施方式中，如图2、图3和图4所示，转子组件还包括：

推力盘33，位于第一叶轮34和转轴31之间。

本实施例的转子组件通过在第一叶轮34和转轴31之间设置推力盘33，第一连接组件36穿过第一叶轮34和推力盘33，通过第一连接组件36实现对推力盘33轴向定位锁紧，与气浮推力轴承10配合，可有效平衡转轴31两端的压力差产生的轴向力，提高了转子32高速运转的稳定性。

在具体实施时，具体装配步骤如下：先转轴31和转子32通过液压进行装配实现过盈配合；将第一连接杆361插入转轴31的腔体311内和第一螺纹连接件362连接并锁紧，将推力盘33和第一叶轮34依次套在第一连接杆361上，通过第一螺母363锁紧；后第二连接杆371插入转轴31的腔体311内和第二螺纹连接件372连接并锁紧，将第二叶轮35套在第二连接杆371上，通过第二螺母373锁紧。

在一种可实施方式中，如图3和图4所示，转子组件还包括：

防松螺母374，与第一连接杆361和/或第二连接杆371远离转轴31的端部相连接；

防松螺钉375，与防松螺母374相连接。

具体实施时，可在第一连接杆361和/或第二连接杆371的轴端设置防松螺母374和防松螺钉375，防松螺母374和防松螺钉375从第一螺母363和/或第二螺母373远离转轴31的一侧对其进行锁紧固定，实现二次锁紧，提高结构稳定性。

一种空压机，包括上述任意一项的转子组件。

可以理解的是，如图6和图7所示，空压机一般包括：壳体1、第一蜗壳2、第一端盖4、转子组件3、定子6、第二蜗壳7和第二端盖8。第一端盖4用以固定第一蜗壳2，第二端盖8用以固定第二蜗壳7。

如图6和图7所示，本实施例提供的一种空压机的工作过程如下：当转子32运转时，气体通过第一蜗壳2进口进入，经第一叶轮34压缩流入到第一蜗壳2内，然后经第一蜗壳2出口进入连接管道5到第二蜗壳7入口，再经第二叶轮35压缩进入第二蜗壳7内，最终压缩后的气体从第二蜗壳7出口排出进入燃料电池系统。

在一种可实施方式中，如图7所示，空压机还包括：

空气轴承组件，包括气浮径向轴承9和/或气浮推力轴承10。

可以理解的是，选用空气润滑轴承，实现无油润滑，摩擦损耗低，从而减少对燃料电池的功率消耗。

在一种可实施方式中，如图5所示，空压机还包括：

永磁体11，永磁体11为表贴/内嵌在转子32上；和/或，

保护套12，套设在永磁体11上，保护套12包括碳纤维材料。

可以理解的是，转子32转子表面可以为表贴永磁体和内嵌永磁体两种形式。优选为表贴式结构形式，保护套12采用碳纤维材料，可减小转子32的涡流损耗，同时装配内部中空结构的转轴31，降低了转子32的重量，以使实现更低的起飞转速，以满足空压机不同的工况范围需要。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

鉴于上文的详细说明，可以对这些实施方案做出这些和其它改变，本书面描述包括最佳模式的实施例公开本实用新型。本实用新型取得的专利范围由权利要求书来定义，权利要求并不受本公开内容所限定，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都处于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：

转轴(31)；

转子(32)，套设在所述转轴(31)上，且所述转轴(31)和所述转子(32)之间为过盈配合；

第一叶轮(34)，与所述转轴(31)的一端相连接；

第一连接组件(36)，穿设于所述第一叶轮(34)，用以连接所述第一叶轮(34)和所述转轴(31)；

第二叶轮(35)，与所述转轴(31)的另一端相连接；

第二连接组件(37)，穿设于所述第二叶轮(35)，用以连接所述第二叶轮(35)和所述转轴(31)；

其中，所述第一连接组件(36)和所述第二连接组件(37)均沿所述转轴(31)的轴线方向设置。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转轴(31)的内部开设有腔体(311)，所述第一连接组件(36)一部分位于所述腔体(311)的内部，所述第二连接组件(37)的一部分位于所述腔体(311)的内部。

3.根据权利要求1或2所述的转子组件，其特征在于，所述第一连接组件(36)包括：

第一连接杆(361)，一端与所述转轴(31)相连接，另一端与所述第一叶轮(34)向连接；

其中，所述第一连接杆(361)和所述转轴(31)之间为可拆卸连接，所述第一连接杆(361)和所述第一叶轮(34)之间为可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，所述第一连接组件(36)还包括：

第一螺纹连接件(362)，位于所述转轴(31)内，用以连接所述第一连接杆(361)的一端；

第一螺母(363)，位于所述第一叶轮(34)的一侧，用以连接所述第一连接杆(361)的另一端；

其中，所述第一连接杆(361)的两端均设有螺纹部，用以分别与所述第一螺纹连接件(362)和所述第一螺母(363)螺纹连接。

5.根据权利要求1或2所述的转子组件，其特征在于，所述第二连接组件(37)包括：

第二连接杆(371)，一端与所述转轴(31)相连接，另一端与所述第二叶轮(35)向连接；

其中，所述第二连接杆(371)和所述转轴(31)之间为可拆卸连接，所述第二连接杆(371)和所述第二叶轮(35)之间为可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的转子组件，其特征在于，所述第二连接组件(37)还包括：

第二螺纹连接件(372)，位于所述转轴(31)内，用以连接所述第二连接杆(371)的一端；

第二螺母(373)，位于所述第二叶轮(35)的一侧，用以连接所述第二连接杆(371)的另一端；

其中，所述第二连接杆(371)的两端均设有螺纹部，用以分别与所述第二螺纹连接件(372)和所述第二螺母(373)螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子组件还包括：

推力盘(33)，位于所述第一叶轮(34)和所述转轴(31)之间。

8.一种空压机，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的转子组件。

9.根据权利要求8所述的空压机，其特征在于，所述空压机还包括：

空气轴承组件，包括气浮径向轴承(9)和/或气浮推力轴承(10)。

10.根据权利要求8或9所述的空压机，其特征在于，所述空压机还包括：

永磁体(11)，所述永磁体(11)为表贴/内嵌在所述转子(32)上；和/或，

保护套(12)，套设在所述永磁体(11)上，所述保护套(12)包括碳纤维材料。