[發明專利]一種基于空氣軸承的高速旋轉霧化器

在審

• 申請號: 201711235483.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107899765A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王銳;侯安平
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B05B3/10
• 分類號: B05B3/10
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司11232
• 代理人: 王順榮,唐愛華

技術領域

本發明涉及供在噴霧干燥或脫硫脫酸中使用的旋轉霧化器，特別涉及一種使用動壓空氣軸承的新型高速旋轉霧化器。本發明還涉及用于霧化器系統中的一種新穎的進料方式。

背景技術

在漿液霧化的過程中，其霧化方式主要有兩種：一個為噴嘴霧化，另一個為旋轉霧化。噴嘴霧化通常通過單路流體壓力噴嘴或者雙路流體噴嘴來進行，于此同時，包含霧化輪的旋轉霧化則適用于各種各樣的應用場合。在旋轉霧化器中，漿液被引導至霧化輪中。由于霧化輪的高圓周速度，液體在空氣和漿液之間的摩擦作用之下，在霧化輪的表面發生分解，呈薄膜狀從霧化輪的通道或者孔口流出。液體霧化后液滴的樣式取決于以下幾個因素，例如液體性質，霧化輪的速度和配置等等。一般旋轉霧化器的運行速度范圍為5000rpm至25000rpm，有些時候可能會更低，能低到3000rpm，有些時候會更高，高達350000rpm。霧化輪的直徑通常為5cm至50cm。若干種不同尺寸和配置的旋轉霧化器可以用于乳制品、精細化工、制藥、衛生食品加工和重型化學加工等領域的產品加工。旋轉霧化器的應用范圍可以從最小的，用空氣驅動的實驗室用型號，處理量為1-10公斤/小時，到最大用1000kw電機驅動的商用型號，其可以處理超過200噸/小時的液體進料量。旋轉霧化器的霧化輪可由普通電機通過齒輪箱或者皮帶增速驅動,也可由高速電機直接驅動。

在處理食品、乳制品和藥品的霧化干燥工藝中，污染是不可以接受的。因此，在這種場合下使用下的旋轉霧化器，必須采取必要的防范措施，比如采用密封的脂潤滑軸承。采用密封的脂潤滑軸承之后，霧化器的工作時間不僅僅取決于污染的風險，也取決于脂潤滑軸承的磨損和潤滑脂失效導致的軸承失效。由于在旋轉霧化器中，把漿液霧化的能量來源于霧化輪的高速旋轉，這也就意味著，旋轉霧化器需要高轉速來提供相應的能量。因此，所用的軸承也必須在高轉速下工作，會導致軸承的壽命急劇下降。實際上，即使花費大量的精力在設計軸承及檢測軸承溫度上，軸承的預期壽命也是非常有限的。這會導致為了預防機器出現故障損壞霧化器本身或者生產出劣質產品，而增加額外的停機時間來進行額外的檢測和檢查霧化器部件狀態。

發明內容

在這樣的背景之下，本發明提供了一種基于空氣軸承的新型高速旋轉霧化器，可以提供一種安全，無污染和成本可控的方式來霧化料液，用于生產和處理食品、乳制品和藥品，也可用于化學加工和大氣處理領域。本發明還提供了一種用于霧化器系統中的一種新穎的進料方式，取消了傳統旋轉霧化器中的料液分配器，簡化霧化器結構，縮短了軸系長度，提高了高速旋轉霧化器的許用轉速。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

本發明為一種基于空氣軸承的高速旋轉霧化器，部件包括有高速電機1、耐磨霧化輪2、蓋型螺母3和高速旋轉接頭4。

高速電機1包括高速電機機殼101、高速電機定子102、高速電機轉子103、高速電機主軸104、一系列支撐和引導主軸的徑向動壓空氣軸承105和止推動壓空氣軸承106。

高速電機機殼101與外界法蘭盤連接，為高速離心霧化器提供安裝支持。高速電機機殼101內部依據軸系設計安裝高速電機定子102、徑向動壓空氣軸承105和止推動壓空氣軸承106，同時也包含高速旋轉霧化器正常工作所需要的氣液通道。

高速電機定子102安裝于高速電機機殼101內部，高速電機定子102和高速電機轉子103可以采用高頻異步電機，也可以采用永磁電機；高速電機定子102的冷卻方式既可以采用水冷，也可以采用氣冷。

高速電機轉子103根據設計不同，采用異步或者同步轉子。高速電機轉子103通過熱裝或者漲心方法，套在高速電機主軸104上。

高速電機主軸104有三個部位，分別是下軸承支撐段141、上軸承支撐段142和止推軸承支撐段143；下軸承支撐段141和上軸承支撐段142位于高速電機轉子103兩側，止推軸承支撐段143位于上軸承支撐段142的上部，是一段直徑較大的止推盤，一般為軸徑的2-5倍。

徑向動壓空氣軸承105由三個部分組成，頂箔105a，波箔105b和軸承座105c。頂箔105a在軸承最內部，直接與高速電機主軸104接觸；波箔105b在頂箔105a和軸承座105c中間，起到彈性支撐和緩沖作用。頂箔105a和波箔105b的典型材料包括金屬，合金，非金屬材料。頂箔105a與高速電機主軸104接觸的那一面可以噴涂或者以其它表面處理方法鍍一層耐磨減磨涂層，以提供合適的摩擦表面。