[發明專利]一種空氣箔片軸承支承空壓機的冷卻系統

在審

• 申請號: 201711214994.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108050085A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 呂鵬;安林;馮凱;胡小強
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F04D25/08
• 分類號: F04D25/08;F04D29/58;F04D29/42;F04D29/056;F04D29/10
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本發明涉及空壓機技術領域，公開了一種空氣箔片軸承支承空壓機的冷卻系統，其特征在于冷卻系統擁有兩條不同的空氣冷卻流道，每條空氣冷卻流道分別實現空壓機不同結構不同部位的冷卻散熱，其中空氣冷卻流道Ⅰ冷卻空氣流經空壓機殼體內部大腔體，實現轉子大部分位置與電機定子的冷卻散熱；空氣冷卻流道Ⅱ冷卻空氣流經空壓機前軸承腔體空間，實現轉子前端與前軸承的冷卻與散熱。本發明的一種空氣箔片軸承支承空壓機的冷卻系統，結構簡單，冷卻效果充分，冷卻效率高，能夠提高空壓機的穩定性，延長空壓機的有效壽命。

技術領域

本發明涉及空氣壓縮機技術領域，更具體地說，涉及一種空氣箔片軸承支承空壓機的冷卻系統。

背景技術

離心式空氣壓縮機(以下簡稱空壓機)是一種將常壓的空氣經過壓縮轉化為高壓氣體，以供給用氣設備工作的機械設備，其通過葉輪高速旋轉形成負壓由外界吸入空氣并使得空氣在旋轉離心力作用下流向葉輪出口，通過葉輪以及擴壓通道的擴壓作用使得常壓空氣的壓力得到加大?？諌簷C葉輪直接與空壓機的轉子連接，其轉子內嵌有永磁體定子，電機定子內置于空壓機殼體內并與永磁體定子位置對應。因此，空壓機工作時，電機定子通電運行與轉子的高速旋轉均會產生大量的熱量，熱量聚集在空壓機內部將會影響電機定子及其控制電路以及轉子的運行狀態，必須及時有效地實現散熱。同時，散熱不均勻將會使得轉子產生溫度梯度而出現熱彎曲變形，對于高速旋轉狀態下的轉子，熱彎曲變形將會造成轉子振動而使整個空壓機出現振動情況，嚴重時，空壓機結構將遭到破壞，致使空壓機損壞甚至人員損傷。

空氣動壓箔片軸承是利用楔形效應，隨著轉速的升高由于氣體的粘性周圍環境中的氣體被拖入楔形中，轉速升到一定時楔形中的氣體氣壓增大到支撐起轉子。氣體箔片軸承由于其耐高溫、轉速高、無油潤滑、摩擦損耗小等特點廣泛應用于空氣循環機、空壓機、微型燃氣輪機等渦輪機械中。

發明內容

本發明的目的在于解決上述空壓機轉子熱不平衡問題，實現空壓機的有效散熱，提供一種空氣箔片軸承支承空壓機的冷卻系統。本發明采取的技術方案為：

一種空氣箔片軸承支承空壓機的冷卻系統，具體包括葉輪殼體、葉輪、空壓機殼體、轉子、電機定子、風扇、空氣箔片軸承、風扇端蓋等構成的空壓機冷卻系統結構。電機定子內置于空壓機殼體內，轉子由空氣箔片軸承(以下簡稱軸承)支承可轉動地設置于空壓機殼體內，轉子中部位置內嵌有永磁體，外套有保護套，定子與轉子間有一定間隙用于冷卻空氣流動。轉子前端與壓縮空氣用的葉輪相連接，后端連接風扇用于抽吸冷卻空氣。與空壓機殼體相連接的風扇端蓋設有與風扇相對應的冷卻空氣進口，密封盤、空氣箔片軸承等均設有相應的孔道以供冷卻空氣流通?？諌簷C殼體上設有相應的孔道并外接接口，接口之間通過一定的對應關系連接組成空氣冷卻的流道。

一種空氣箔片軸承支承空壓機的冷卻系統，其特征在于：擁有兩條不同的空氣冷卻流道，其中空氣冷卻流道Ⅰ冷卻空氣流經空壓機殼體內部大腔體，實現轉子大部分位置與電機定子的冷卻散熱；空氣冷卻流道Ⅱ冷卻空氣流經空壓機前軸承腔體空間，實現轉子前端與前軸承的冷卻與散熱。

所述空氣冷卻流道Ⅰ，空壓機工作，轉子高速旋轉，帶動葉輪旋轉以壓縮空氣。另一端，風扇旋轉從空壓機外部抽吸冷卻空氣進入空壓機內部，冷卻空氣從風扇端蓋進口處被吸入，經過風扇葉片，通過后軸承孔道，進入空壓機殼體內部大腔體，流經整個空壓機殼體內部大腔體由空壓機殼體近葉輪端的孔道流出，帶走轉子高速旋轉和定子通電工作產生的大量的熱量，對轉子大部分位置和電機定子實現冷卻。

所述空氣冷卻流道Ⅱ，進入空壓機殼體大腔體內的冷卻空氣流體一部分構成空氣冷卻流道Ⅰ，一部分經由空壓機殼體遠離葉輪端的孔道通過相應的接口通道流出，而后由空壓機殼體近葉輪端的孔道及相應接口流入，進入前軸承部分各個腔體，在前軸承各個腔體中按照一定順序方向流動，最終從空壓機殼體近葉輪端相應出口孔道及接口流出，經由空壓機葉輪殼體進氣口匯入被壓縮的空氣，實現空壓機轉子前端以及構成前軸承各腔體各部件的冷卻。