對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構的制作方法

本發明涉及在工廠作為動力源和原料用氣源的壓縮機或鼓風機的改良結構，具體是對直接采用高速電機驅動的離心壓縮機或鼓風機工作部件進行冷卻的一種改良結構。

背景技術：

本發明涉及在工廠作為動力源或原料用氣源的壓縮機或鼓風機的改良結構，此類壓縮機零件數量減少至極限，不采用傳統的齒輪增速機構，而直接采用高速電機驅動的離心壓縮機或鼓風機。

離心壓縮機或鼓風機的葉輪如不能高速旋轉就不能充分做功發揮效率，因此，葉輪高速旋轉十分重要，以往一般采用蝸輪增速機增速。

近來，由于開發了高速電機，不使用蝸輪增速機，本發明涉及直接由高速電機驅動葉輪的尖端技術的高速電機離心壓縮機或鼓風機的領域。

現有技術，在壓縮機葉輪的背面泄漏出來的高溫壓縮空氣(100—170℃)會對空氣軸承加熱，當超過空氣軸承的耐熱溫度會造成不良后果，為了避免不良情況發生，使空氣軸承遠離葉輪，結果使得轉子整體長度變長，轉子長度變長旋轉會出現振動、波動，轉子能承受的臨界轉速下降，無法高速運轉，從而無法獲得足夠的輸出壓力。

技術實現要素：

本發明要解決的問題是，現有技術在壓縮機葉輪的背面泄漏出來的高溫壓縮空氣(100—170℃)會對空氣軸承加熱，為了使空氣軸承遠離葉輪導致轉子整體長度變長，轉子能承受的臨界轉速下降，無法高速運轉，從而無法獲得足夠的輸出壓力。通常7公斤的壓縮機，在高壓段的壓縮機葉輪大約會泄漏出1％的空氣。

現有技術，由于電機轉子與空氣摩擦產生發熱，使得轉子變熱，為了使轉子表面冷卻，使用由冷卻器輸出的冷卻壓縮空氣，其空氣消耗量達14—20％，導致嚴重影響壓縮機整體效率。

本發明的目的是針對上述缺陷，提供一種克服壓縮機葉輪的背面泄漏出來的高溫壓縮空氣對空氣軸承和電機轉子加熱的影響，提高壓縮機工作效率。

本發明的目的由以下技術方案實現：

技術方案1，在使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機葉輪背面的殼體中開設流道，在流道中通入冷卻液，冷卻由葉輪背面泄漏出的空氣。

技術方案2，在使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機葉輪軸密封內開設流道，在流道中通入冷卻液，冷卻由葉輪背面泄漏出的空氣。

技術方案3，對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構，其特征在于：在使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機葉輪背面的殼體中開設流道，同時在使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機葉輪軸密封內開設流道，在所述流道中通入冷卻液，冷卻由葉輪背面泄漏出的空氣。

進一步，根據技術方案1、2或3所述對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構，其特征在于將冷卻的泄漏空氣冷卻空氣軸承。

進一步，根據技術方案1、2或3所述對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構，其特征在于將冷卻的泄漏空氣引入電機轉子和電機定子之間的間隙，對電機進行冷卻。

本發明葉輪固定在轉子上，電機轉子位于中央。在葉輪的背面殼體中，或者在空氣迷宮式軸封中，或者同時在葉輪的背面殼體和空氣迷宮式軸封中設置冷卻液體流道，在流道中流入冷卻水之類的冷卻液體(20—45℃)，冷卻從葉輪背部漏出的高溫空氣(100—170℃)。空氣迷宮式軸封具有較好的熱傳導率，可以選用鋁材。

冷卻后的泄漏空氣可以對空氣軸承進行冷卻，可以引入電機的定子和轉子之間的間隙對轉子進行冷卻。如此這般轉子的整體長度可以制得較短，由此轉子可承受的轉速可以提高，可獲得很充分的輸出壓力。同時，由于降低了現有技術為冷卻轉子溫度使用的冷卻空氣，也提高了整體的工作效率。

本發明的改良結構可以在使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機一側或左、右兩側的葉輪處采用。

本發明的有益效果：

現有技術的結構，由于高溫泄漏空氣(100—170℃)加熱了軸承，為了避免此情況，通常在空氣迷宮式軸封與軸承之間留有間隙，讓高溫氣體由此排向大氣。本發明泄漏的空氣經過所述改良結構后冷卻成為低溫空氣，可以對空氣軸承、電機轉子等零件進行冷卻。

另外，由于不需要上述的預留間隙，壓縮機和鼓風機轉子的長度可以變短，臨界速度曲線模型可以高速化，可以提高壓縮機的常用轉速，可獲得以往難以取得的高輸出壓力。

再者，將冷卻后的泄漏空氣引入電機的定子和轉子之間對轉子進行冷卻，可以大幅度地降低現有技術壓縮空氣的使用量，因此，也十分顯著地改善和提高了壓縮機整體工作效率。

本發明結構簡單，容易采納、實施和實現，取得良好和顯著技術效果。

附圖說明

圖1為現有技術由高速電機驅動壓縮機的結構剖視圖，顯示了葉輪、蝸殼、殼體、密封和電機等部件的結構和相互位置；

圖2為本發明對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構，其中一種方式的結構示意圖，顯示了在殼體中開設流道的結構；

圖3為本發明又一種方式的結構示意圖，顯示了在殼體和密封內同時開設流道的結構。

圖中,1是鎖緊螺母、2是葉輪、3是蝸殼、4是擴壓器、5是殼體、6是軸密封、7是空氣軸承、8是電機定子、9是電機轉子。

具體實施方式

以下結合附圖進一步詳細說明本發明的結構。

技術方案1，對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構：在 使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機葉輪2背面的殼體5中開設流道，在流道中通入冷卻液，冷卻由葉輪2背面泄漏出的空氣。由此可以使高溫泄漏空氣冷卻成為低溫空氣。

技術方案2，對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構：在使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機葉輪軸密封6內開設流道，在流道中通入冷卻液，冷卻由葉輪2背面泄漏出的空氣。由此也可以使高溫泄漏空氣冷卻成為低溫空氣。

技術方案3，對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構：在使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機葉輪2背面的殼體5中開設流道，以及在使用高速電機的離心式壓縮機及離心式鼓風機葉輪軸密封6內開設流道，在所述流道中通入冷卻液，冷卻由葉輪2背面泄漏出的空氣。由此同時采用雙渠道可以更容易使高溫泄漏空氣冷卻成為低溫空氣。

根據技術方案1、2或3所述對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構，將冷卻的泄漏空氣冷卻空氣軸承7，由此不必要預留密封與軸承間的間隙，壓縮機和鼓風機轉子的長度可以變短，可提高轉子的轉速。

根據技術方案1、2或3所述對采用高速電機的離心壓縮機泄漏空氣進行冷卻的結構，將冷卻的泄漏空氣引入電機轉子9和電機定子之間的間隙，對電機8冷卻。此舉可以大幅度地降低壓縮空氣的用氣量，改善和提高了壓縮機整機工作效率。