[發明專利]一種大功率磁懸浮高速電機直聯式霧化器

在審

• 申請號: 201710945228.1
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107583775A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 安振剛;李超;尹華;霍延中;張永學;孫剛森
• 申請（專利權）人: 中冶焦耐（大連）工程技術有限公司;遼寧明德磁動力技術有限公司
• 主分類號: B05B3/10
• 分類號: B05B3/10;H02K9/19
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及霧化器技術領域，尤其涉及一種用于煙氣脫硫時將脫硫劑進行霧化的大功率磁懸浮高速電機直聯式霧化器。

背景技術

目前，國內煙氣脫硫用的高速旋轉霧化器的結構大體分為齒輪增速驅動及高速電機直接驅動兩種形式。

齒輪增速驅動的霧化器在國內外有著廣泛的應用，其增速機構的設計、制造、安裝及維護都很復雜；軸承及齒輪在高速運轉時非常容易磨損，故障點多、壽命短、維護費用高；齒輪及軸承在高速運轉時，直接接觸滾動摩擦會造成較大的功率損耗；另外，齒輪及軸承在高速運轉時需要具有冷卻裝置的潤滑供油系統，容易漏油污染環境，且需定期更換潤滑油；受滾動軸承極限轉速的制約，連接霧化輪主軸的直徑不能太粗，否則會造成霧化器轉速太低而不能滿足霧化工藝要求。因此，這種結構的霧化器無法實現大功率設計。

高速電機直接驅動的霧化器省去了復雜的齒輪增速傳動，減少了能耗(直接驅動的能耗為齒輪增速方式的1/2～1/3)，且輸入功率可隨噴霧負載狀況自行調整；采用變頻調速技術后，轉速可以無級調節；此種霧化器的結構緊湊、體積小、質量輕(為相同型號齒輪增速驅動霧化器質量的1/5～1/8)；且運行可靠、性能穩定、溫升低，便于安裝、拆除、檢修和保養。

但是，普通高速電機直接驅動的霧化器主軸支撐仍采用滾動軸承，受滾動軸承極限轉速限制，主軸直徑仍不能太粗；主軸軸承仍需要具有冷卻裝置的潤滑供油系統，并需定期更換潤滑油并考慮漏油問題；因此，目前高速霧化器的電機大都采用永磁同步電機(如申請號為201510896955.4的中國專利公開的“一種基于磁懸浮永磁同步電機的高速霧化器”)，其轉子調速范圍大，高速轉動時完全靠右磁懸浮軸承支撐，因此無需潤滑，能夠實現更高轉速，滿足了脫硫工藝的要求；但是在實際使用過程中發現，其轉子極易發熱導致磁鋼消磁使電機燒損，這個問題已經成為制約大功率高速電機的技術瓶頸，尤其是300KW以上的高速電機，設計、制造難度很大。

發明內容

本發明提供了一種大功率磁懸浮高速電機直聯式霧化器，在常規的磁懸浮霧化器冷卻系統的基礎上，增加了一套霧化輪冷卻水系統，將冷卻水通過均布后自霧化器上料管與電機轉子軸之間的環形通道引入霧化輪中，可同時對電機轉子軸和霧化輪進行冷卻；解決了磁懸浮高速霧化器電機轉子難以冷卻的技術難題。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種大功率磁懸浮高速電機直聯式霧化器，包括霧化器，所述霧化器由磁懸浮電機、霧化器上料管及霧化輪組成，霧化器上料管同軸設置在磁懸浮電機的電機轉子軸內，底部出料口與霧化輪內腔連通；還包括霧化輪冷卻水系統，所述霧化輪冷卻水系統由冷卻水分配裝置、冷卻水進水管組成，冷卻水分配裝置與電機轉子軸同軸固定，并位于磁懸浮電機上方，冷卻水分配裝置的中心設通孔供霧化器上料管穿過；冷卻水分配裝置的內部具有一個冷卻水緩存腔，冷卻水緩存腔的上方設進水口連接冷卻水進水管，冷卻水緩存腔的底部設冷卻水均布器，冷卻水均布器的冷卻水出口向下延伸到電機轉子軸與霧化器進料管之間的環形通道內，并通過該環形通道連通霧化輪內腔。

所述電機轉子軸為剛性空心軸。

霧化輪上方的霧化器外側設霧化器保護罩，霧化器保護罩的一側下部設冷風入口，另一側上部設冷風出口，用于對磁懸浮電機進行整體通風冷卻。

所述冷卻水均布器由上段錐筒和下段直筒組成，上段錐筒的頂面高于冷卻水緩存腔的底面形成溢流堰，上段錐筒具有向上擴散的錐形結構；下段直筒伸入電機轉子軸與霧化器進料管之間的環形通道內。

所述磁懸浮電機外側設電機外殼，冷卻水分配裝置固定在電機外殼的頂部；電機外殼外側對應電機定子安裝位置設水冷夾套，用于對電機定子進行局部冷卻。

所述磁懸浮電機中設軸向磁懸浮軸承和徑向磁懸浮軸承，軸向磁懸浮軸承處設軸向位置傳感器，徑向磁懸浮軸承處設徑向位置傳感器，軸向位置傳感器和徑向位置傳感器分別連接控制系統。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)在常規的磁懸浮霧化器冷卻系統(電機定子外側設水冷夾套，電機保護罩內通風冷卻)的基礎上，增加了一套霧化輪冷卻水系統，將冷卻水通過均布后自霧化器上料管與電機轉子軸之間的環形通道引入霧化輪中，可同時對電機轉子軸和霧化輪進行冷卻；解決了磁懸浮高速霧化器電機轉子難以冷卻的技術難題

2)上料系統簡單可靠，料液直接注入到高速旋轉的霧化輪的中心處，減小了霧化輪運轉時的不平衡，使霧化輪能夠平穩均勻地將料液霧化成細小的顆粒；