[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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本發明公開了一種高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機及工作機制，該系統包括雙葉輪及其進氣道/蝸殼、葉輪連接軸、永磁同步電機主軸、磁浮推力盤及軸向磁力軸承定子、磁浮徑向軸承及保護軸承、增壓葉輪及其進氣道、電機外殼、冷氣出口環腔、定子鐵芯繞組、密封環、固定結構，本發明基于高速永磁同步電機與單側雙第一葉輪非工作面相鄰的布置形式，減小了轉子軸向推力和軸向長度，在兩葉輪間隙內設置了密封環，降低了葉輪間的泄漏流量，通過主流工質工作過程和電機內冷卻氣體工作過程，可實現在小空間內小流量高壓比兩級高效壓縮，針對設備失電情況設置了防止主軸跌落的保護軸承，具有安全可靠、成本低、便于部件加工和設備拆裝等優點。

技術領域

本發明涉及氣體壓縮及粉塵輸送技術領域，具體涉及一種高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機及工作機制。

背景技術

每年鼓風機、壓縮機、泵等設備的用電量約占當年發電量的三分之一，提高上述設備的能效，將直接降低企業用電支出和碳排放指標。其中，作為在工業領域中應用廣泛的成熟氣體輸送和粉塵輸送設備，羅茨風機、傳統螺桿空壓機/壓縮機、多級離心齒輪式壓縮機的應用場景多、使用量十分巨大，上述設備能耗高、需要油潤滑系統、存在油污染、噪聲大、維修頻繁。磁懸浮直驅壓縮機具有效率高、無摩擦、無油潤滑、噪聲低、維護簡單的優點，尤其在鼓風機、空壓機、壓縮機、真空設備或其他特種設備等領域，可以用于替換應用廣泛的老一代高能耗設備，同時高壓力等級的磁浮直驅壓縮機也存在多葉輪/多軸承布局困難、裝配/拆卸困難、發電機散熱困難、軸向推力平衡困難等設計和裝配難題，上述難題一直困擾著高壓力等級磁浮直驅壓縮機設備的使用安全和推廣。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機及工作機制。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

高性能單側雙葉輪磁浮高速直驅透平壓縮機，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)，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)。