CN112922905A - 一种离心空压机的轴承气冷结构 - Google Patents

Abstract

一种离心空压机的轴承气冷系统,冷却气体通过所述进气通道直接进入所述止推盘与扩压器之间通向空气轴向空气轴承外侧，再从轴向空气轴承和壳体之间的缝隙吹至径向空气轴承，从径向空气轴承与所述壳体的间隙进入壳体内部经过电机定子与主轴和壳体之间的间隙至壳体末端，从壳体末端的出气通道排出。通过在扩压器上开口设置进气通道使冷却风可之间吹向轴向轴承对轴向轴承进行降温，再进入径向空气轴承实现轴承降温后再从出气通道排出，单独设置一路冷却气体对轴承进行单独的冷却，不仅可以精准的对轴承冷却也可同时对电机内进行补充冷却，提高空压机的使用寿命。

Description

一种离心空压机的轴承气冷结构

技术领域

本发明涉及空气压缩机冷却技术领域技术领域，具体涉及离心空压机的轴承气冷结构。

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(包括-主轴-叶轮)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(80000Rpm以上)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。

发明内容

为解决上述问题本发明目的是提供一种离心空压机的轴承气冷系统，所述离心空压机由外到内依次设置的壳体、电机定子、主轴，设置在所述主轴外端的叶轮、扩压器及蜗壳，所述蜗壳和扩压器均与所述壳体密封连接；所述主轴与所述壳体之间设有径向空气轴承，所述扩压器和壳体之间设有止推盘，所述止推盘套于所述主轴上，且所述止推盘两侧均设有轴向轴承，所述轴承气冷系统包括进气通道和出气通道，所述进气通道设于所述扩压器上，所述进气通道指向所述轴向空气轴承外侧，所述出气通道设于所述壳体末端。

进一步地，所述止推盘为凸台型，所述凸台与所述扩压器之间设有间隙。

进一步地，所述进气通道为弯折型通道，所述进气通道出口指向止推盘与扩压器之间。

进一步地，所述轴向空气轴承与所述扩压器和壳体均有间隙，所述径向空气轴承与所述壳体之间设有间隙，所述电机定子与主轴和壳体均有间隙。

进一步地，冷却气体通过所述进气通道直接进入所述止推盘与扩压器之间通向空气轴向空气轴承外侧，再从轴向空气轴承和壳体之间的缝隙吹至径向空气轴承，从径向空气轴承与所述壳体的间隙进入壳体内部经过电机定子与主轴和壳体之间的间隙至壳体末端，从壳体末端的出气通道排出。

进一步地，所述出气通道内设有单向阀。

进一步地，所述进气通道和所述出气通道均至少为一个。

进一步地，所述出气通道为两个，两个所述出气通道对称分布。

本发明的优势在于：

通过在扩压器上开口设置进气通道使冷却风可之间吹向轴向轴承对轴向轴承进行降温，再进入径向空气轴承实现轴承降温后再从出气通道排出，单独设置一路冷却气体对轴承进行单独的冷却，不仅可以精准的对轴承冷却也可同时对电机内进行补充冷却，提高空压机的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的气体流向图;

图2是图1进气通道局部放大图。

图纸标号

壳体（1），电机定子（2），主轴（3），叶轮（4），扩压器（5），蜗壳（6），径向空气轴承（7），止推盘（8），轴向空气轴承（9），进气通道（10），出气通道（11）。

具体实施方式

下面通过结合附图的形式来对本发明的具体实施方式来做进一步的详细的说明，但以下实施例仅列举的是较优选的实施例，其仅起到解释说明的作用来帮助理解本发明，并不能理解为是对本发明作的限定。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1、2所示本发明公开了一种离心空压机的轴承气冷系统，所述离心空压机由外到内依次设置的壳体1、电机定子2、主轴3，设置在所述主轴3外端的叶轮4、扩压器5及蜗壳6，所述蜗壳6和扩压器5均与所述壳体1密封连接；所述主轴3与所述壳体1之间设有径向空气轴承7，所述扩压器5和壳体1之间设有止推盘8，所述止推盘8套于所述主轴3上，且所述止推盘8两侧均设有轴向空气轴承9，所述轴承气冷系统包括进气通道10和出气通道11，所述进气通道10设于所述扩压器5上，所述进气通道10指向所述轴向空气轴承9外侧，所述出气通道11设于所述壳体1末端，所述出气通道11内设有单向阀。

所述止推盘8为凸台型，所述凸台与所述扩压器5之间设有间隙。所述进气通道10为弯折型通道，所述进气通道10出口指向止推盘8与扩压器5之间。

所述轴向空气轴承9与所述扩压器5和壳体1均有间隙，所述径向轴承与所述壳体1之间设有间隙，所述电机定子2与主轴3和壳体1均有间隙。

所述出气通道11为两个，两个所述出气通道11对称分布。

具体实施时

冷却气体通过所述进气通道10直接进入所述止推盘8与扩压器5之间通向空气轴向空气轴承9外侧，通过轴向空气轴承9与所述扩压器5的间隙走出，进入扩压器5和壳体1之间，再从轴向空气轴承9和壳体1之间的缝隙吹至径向空气轴承7，从径向轴承与所述壳体1的间隙进入壳体1内部经过电机定子2与主轴3和壳体1之间的间隙至壳体1末端，从壳体1末端的出气通道11排出。

本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，对其进行简单的组合变化都列为本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种离心空压机的轴承气冷系统，所述离心空压机由外到内依次设置的壳体（1）、电机定子（2）、主轴（3），设置在所述主轴（3）外端的叶轮（4）、扩压器（5）及蜗壳（6），所述蜗壳（6）和扩压器（5）均与所述壳体（1）密封连接；所述主轴（3）与所述壳体（1）之间设有径向空气轴承（7），所述扩压器（5）和壳体（1）之间设有止推盘（8），所述止推盘（8）套于所述主轴（3）上，且所述止推盘（8）两侧均设有轴向空气轴承（9），其特征在于，所述轴承气冷系统包括进气通道（10）和出气通道（11），所述进气通道（10）设于所述扩压器（5）上，所述进气通道（10）为弯折型通道，所述进气通道（10）指向所述轴向空气轴承（9）外侧，所述出气通道（11）设于所述壳体（1）末端；

冷却气体通过所述进气通道（10）直接进入所述轴向空气轴承（9）外侧，从轴向空气轴承（9）与所述扩压器（5）的间隙走出，进入扩压器（5）和壳体（1）之间，再从轴向空气轴承（9）和壳体（1）之间的缝隙吹至径向空气轴承（7），从径向空气轴承（7）与所述壳体（1）的间隙进入壳体（1）内部经过电机定子（2）与主轴（3）和壳体（1）之间的间隙至壳体（1）末端，从壳体（1）末端的出气通道（11）排出。

2.根据权利要求1所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：所述止推盘（8）为凸台型，所述凸台与所述扩压器（5）之间设有间隙。

3.根据权利要求1所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：所述进气通道（10）出口指向止推盘（8）与扩压器（5）之间。

4.根据权利要求1所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：所述轴向空气轴承（9）与所述扩压器（5）和壳体（1）之间均有间隙。

5.根据权利要求1所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：所述径向空气轴承（7）与所述壳体（1）之间设有间隙。

6.根据权利要求1所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：所述电机定子（2）与主轴（3）和壳体（1）均有间隙。

7.根据权利要求2所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：冷却气体通过所述进气通道（10）直接进入所述止推盘（8）与扩压器（5）之间通向空气轴向空气轴承（9）外侧，从轴向空气轴承（9）与所述扩压器（5）的间隙走出，进入扩压器（5）和壳体（1）之间，再从轴向空气轴承（9）和壳体（1）之间的缝隙吹至径向空气轴承（7），从径向空气轴承（7）与所述壳体（1）的间隙进入壳体（1）内部经过电机定子（2）与主轴（3）和壳体（1）之间的间隙至壳体（1）末端，从壳体（1）末端的出气通道（11）排出。

8.根据权利要求1所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：所述出气通道（11）内设有单向阀。

9.根据权利要求1所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：所述进气通道（10）和所述出气通道（11）均至少为一个。

10.根据权利要求1所述的离心空压机的轴承气冷系统，其特征在于：所述出气通道（11）为两个，两个所述出气通道（11）对称分布。

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