[發明專利]高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機及工作機制

在審

• 申請號: 202110708240.7
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113294359A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 南京瑞志重工科技有限公司
• 主分類號: F04D25/06
• 分類號: F04D25/06;F04D17/12;F04D29/08;F04D29/58;F04D29/058;F04D29/051;H02K9/06;H02K7/14
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• 代理人: 暫無信息

1.高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機，其特征在于：包括第一進氣管道(1)、第一葉輪(2)、第一蝸殼(3)、葉輪連接軸(4)、第二葉輪(5)、第二進氣管道(6)、第二蝸殼(7)、永磁同步電機主軸(8)、磁浮推力盤(9)、第一磁浮徑向軸承(10)、第二磁浮徑向軸承(11)、增壓葉輪(12)、增壓葉輪進氣管道(13)、永磁同步電機外殼(14)、電機冷氣出口環腔(15)、固定結構(16)、定子鐵芯(17)、定子繞組(18)、密封環(19)、第一徑向保護軸承(20)、第二徑向保護軸承(21)、第一軸向磁力軸承定子(22)、第二軸向磁力軸承定子(23)，其中，第一葉輪(2)通過葉輪連接軸(4)與第二葉輪(5)固定，第一葉輪(2)、第二葉輪(5)、磁浮推力盤(9)和增壓葉輪(12)依次固定在永磁同步電機主軸(8)上，在磁浮推力盤(9)的兩側設置有第一軸向磁力軸承定子(22)和第二軸向磁力軸承定子(23)，在磁浮推力盤(9)和增壓葉輪(12)之間，永磁同步電機主軸(8)有兩個徑向軸承支撐位置，其中一個徑向軸承支撐位置由第一徑向保護軸承(20)或第一磁浮徑向軸承(10)支撐，另一個徑向軸承支撐位置由第二磁浮徑向軸承(11)或第二徑向保護軸承(21)支撐，第一進氣管道(1)的一端通過第一葉輪(2)外部管道與第一蝸殼(3)相連，第二進氣管道(6)的一端通過第二葉輪(5)外部管道與第二蝸殼(7)相連，第二進氣管道(6)固定于永磁同步電機外殼(14)上，密封環(19)固定于第一蝸殼(3)和第二蝸殼(7)連接處，電機冷氣出口環腔(15)位于永磁同步電機外殼(14)上，增壓葉輪進氣管道(13)一端與永磁同步電機外殼(14)相連，另一端與增壓葉輪(12)外部管道相連，定子繞組(18)固定于定子鐵芯(17)上，定子鐵芯(17)通過固定結構(16)固定在永磁同步電機外殼(14)上，永磁同步電機主軸(8)的主軸中心線與定子鐵芯(17)和定子繞組(18)的中心線重合，電機冷氣出口環腔(15)的入口、增壓葉輪(12)的外部管道出口直接與永磁同步電機外殼(14)內部腔室連通，第一葉輪(2)與第二葉輪(5)的軸向布置方式為第一葉輪(2)的非工作面與第二葉輪(5)的非工作面相鄰，二者間設置密封環(19)。

2.根據權利要求1所述的高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機，其特征在于：所述的第一磁浮徑向軸承(10)和第二磁浮徑向軸承(11)與永磁同步電機主軸(8)支撐位置處的環形間隙，大于第一徑向保護軸承(20)和第二徑向保護軸承(21)與永磁同步電機主軸(8)支撐位置處的環形間隙，當高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機的磁浮系統處于正常狀態時，永磁同步電機主軸(8)處于懸浮狀態，當高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機的磁浮系統處于不正常狀態時，永磁同步電機主軸(8)落在第一徑向保護軸承(20)和第二徑向保護軸承(21)上。

3.根據權利要求1至2任一項所述的高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機的工作機制，其特征在于：所述工作機制包括主流工質的工作過程和永磁同步電機的冷卻氣體工作過程，所述主流工質的工作過程為主流工質流動方式1或主流工質流動方式2，所述主流工質流動方式1是指主流工質通過第一進氣管道(1)進入第一葉輪(2)，經過第一葉輪(2)提升壓力后從第一排氣蝸殼(3)的出口排出，再經由外部管路輸送至第二進氣管道(6)的進口，隨后主流工質通過第二進氣管道(6)進入第二葉輪(5)再次提升壓力，最后通過第二蝸殼(7)的出口排出，所述主流工質流動方式2是指主流工質通過第二進氣管道(6)進入第二葉輪(5)，經過第二葉輪(5)提升壓力后從第二蝸殼(7)的出口排出，再經由外部管路輸送至第一進氣管道(1)的進口，隨后主流工質通過第一進氣管道(1)進入第一葉輪(2)再次提升壓力，最后通過第一排氣蝸殼(3)的出口排出；所述永磁同步電機的冷卻氣體工作過程是指，永磁同步電機的冷卻氣體從增壓葉輪進氣管道(13)進入增壓葉輪(12)，經過增壓葉輪(12)提升壓力后，進入永磁同步電機外殼(14)內部腔室，通過永磁同步電機主軸(8)、定子鐵芯(17)、定子繞組(18)與永磁同步電機外殼(14)之間的間隙，帶走永磁同步電機工作時產生的熱量，最后從電機冷氣出口環腔(15)流出永磁同步電機外殼(14)。