CN109372791A - 一种具有气体轴承的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机，包括：箱体；和电机转子，通过电磁轴承以及气体轴承可旋转地安装于所述箱体。本发明实施例通过将气体轴承作为保护轴承，在电磁轴承非正常工作状态下，继续对转子进行良好的支撑，防止转子以及离心机内部的电磁轴承以及其他零部件直接接触，并减少传感器或电磁轴承等精密电器元件的损坏。

Description

一种具有气体轴承的压缩机

技术领域

本发明涉及制冷机械领域，尤其涉及一种具有气体轴承的压缩机。

背景技术

压缩机用于将低压气体提升为高压气体，被广泛用于各种工艺流程中，用来输送空气、各种工艺气体或混合气体，并提高其压力。具体而言，压缩机从吸气管吸入低温低压的冷媒，通过电机带动从动部件对冷媒进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体。其中离心式压缩机是一种气流沿着径向流动的压缩机，可以设计为多级压缩结构，以提高压缩机对冷媒的处理量、提高压缩效率，并使冷媒获得较高压强。

离心式压缩机通过高速旋转的转子(即转轴)带动叶轮进行工作，因此对转子的支撑将直接关系到离心式压缩机的效率及能耗。电磁轴承由于具有无摩擦损失、低能耗、无需油液润滑、低噪声等优点，在需要防止冷媒与润滑液混合、超低噪声运行的场合具有重大的应用前景。

然而对于采用电磁轴承作为转子支撑部件的离心式压缩机，可能会在突然断电、电机过载等非正常工作状态下，导致电磁轴承的悬浮功能出现问题，使得转子不再正常悬浮。此时，离心机内部的传感器、轴承等精密电器元件容易与高速转子接触，从而造成这些零件的损坏以及转子表面的破坏。

为了防止上述损坏或破坏的发生，技术人员多采用滚动轴承作为保护轴承对转子进行支撑。然而滚动轴承的良好工作需要充分润滑，对于离心式压缩机这类无油式压缩机而言，滚动轴承与转子之间会存在非常大的摩擦，进而破坏转子表面，影响转子的强度，还可能导致滚动轴承的滚动体回火或胶合破坏，影响离心机以及保护轴承的使用寿命。

此外，由于滚动轴承的承载能力在高温高速时具有一定的限度，转子在高速旋转时对于滚动轴承的冲击载荷较大，可能也会对滚动轴承造成破坏，使得滚动轴承无法在电磁轴承非正常工作时起到良好的保护轴承作用。

发明内容

本发明的至少一个目的是提出一种压缩机，能够在电磁轴承非正常工作状态下，继续对转子进行良好的支撑，防止转子以及离心机内部的电磁轴承以及其他零部件直接接触，并减少传感器或电磁轴承等精密电器元件的损坏。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种压缩机，其特征在于，包括：箱体；和电机转子，通过电磁轴承以及气体轴承可旋转地安装于所述箱体。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：一级叶轮，通过叶轮锁紧螺母安装于所述电机转子的第一端；二级叶轮，安装于所述电机转子的第一端，并设置在所述一级叶轮远离来流的一侧，所述二级叶轮具有与所述一级叶轮一致的来流方向；和电机定子，安装于所述箱体内部，套设于所述电机转子外部，并位于所述二级叶轮远离来流的方向。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述气体轴承包括：第一气体轴承，沿所述电机转子的轴线方向，安装在所述一级叶轮与所述二级叶轮之间，用于承载所述电机转子靠近来流方向一端的径向力；和第二气体轴承，沿所述电机转子的轴线方向，安装在所述第二电磁轴承远离来流方向的一侧，用于承载所述电机转子远离来流方向一端的径向力。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一气体轴承和/或所述第二气体轴承与所述电机转子之间为间隙配合。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一气体轴承和/或所述第二气体轴承为动压气体轴承，能够在所述电机转子旋转状态下，吸收所述压缩机的气体工质，并产生悬浮力，对所述电机转子进行支撑。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述动压气体轴承包括：箔片，作为所述动压气体轴承的轴瓦，在与所述电机转子配合的一侧涂有耐磨涂层；其中，所述耐磨涂层能够在所述动压气体轴承无法产生足够的悬浮力时，对所述动压气体轴承以及所述转子提供保护作用。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：第一电磁轴承，沿所述电机转子的轴线方向，安装在所述二级叶轮与所述电机组件之间，用于承载所述电机转子靠近来流方向一端的径向力；第一轴承端盖，固定安装于所述箱体的内部，用于沿所述电机转子的轴向方向和径向方向对所述第一电磁轴承进行定位支撑；二级扩压器，通过过盈配合与所述箱体连接，抵接于所述第一轴承端盖靠近来流方向的一侧；以及回流器，通过过盈配合与所述箱体连接，固定连接于所述二级扩压器靠近来流方向的一侧；其中，所述二级扩压器与所述回流器之间形成气流通道，用于引导由所述二级叶轮流出的气体介质。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：一级扩压器，套装于所述第一气体轴承外侧，并沿所述电机转子的轴向固定连接于所述回流器靠近来流方向的一侧；以及一级叶轮扩压器，通过过盈配合与所述箱体连接，抵接于所述回流器靠近来流方向的一侧；其中，所述一级扩压器分别与所述一级叶轮扩压器、所述回流器形成气流通道，用于引导由所述一级叶轮流出的气体介质进入所述二级叶轮的进气通道。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：进气罩，密封安装于所述箱体靠近来流方向的一侧，所述进气罩具有进气通道，用于将气体工质引入所述一级叶轮的进气通道；以及一级密封结构，设置于所述进气罩与所述一级叶轮扩压器之间，并通过其上设置的第一梳齿抵接于所述一级叶轮的外周，用以阻止气体介质沿所述电机转子的轴向，从所述一级叶轮远离来流的方向向靠近来流的方向泄漏。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述一级密封结构靠近所述电机转子轴线的一侧与所述进气通道表面之间形成连续的曲面。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：阻油套，通过过盈配合与所述电机转子连接，并分别通过第一垫片贴合于所述二级叶轮远离来流方向的一侧、通过第二垫片贴合于所述电机转子的轴肩；和二级密封结构，固定连接于所述回流器靠近所述电机转子的一侧，并与所述阻油套通过过盈配合实现自身沿所述电机转子径向的定位；其中，所述二级密封结构上与所述阻油套过盈配合的表面具有第二梳齿，用于阻止气体介质沿所述电机转子的轴向，从所述二级叶轮靠近来流的方向向远离来流的方向泄漏。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：支撑套，通过锁紧螺母卡装于所述一级扩压器靠近于所述电机转子的一侧，并通过过盈配合套装于所述第一气体轴承外部；第一轴承端盖，套装于所述电机转子，并沿所述电机转子的轴向位于所述一级叶轮与所述支撑套之间，用于对所述第一气体轴承沿所述电机转子轴向靠近来流方向的一侧进行定位；和级间密封，套装于所述电机转子，并沿所述电机转子的轴向位于所述二级叶轮靠近来流方向的一侧，用于对所述第一气体轴承沿所述电机转子轴向远离来流方向的一侧进行定位。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述级间密封与所述一级扩压器之间具有沿所述电机转子轴向排布的第三梳齿，用于阻止气体介质沿所述电机转子的轴向，从所述二级叶轮向所述一级叶轮的方向泄漏。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：第二电磁轴承，沿所述电机转子的轴线方向，安装在所述电机组件与所述电机转子第二端之间，用于承载所述电机转子远离来流方向一端的径向力；第二轴承端盖，固定安装于所述箱体内部远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子的轴向和径向对所述第二电磁轴承进行定位支撑；止推轴承组件，设置于所述电机转子远离来流方向的一端，并固定连接于所述第二轴承端盖远离来流方向的一侧；轴承支座，固定连接于所述止推轴承组件远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子的轴向对所述第二气体轴承靠近来流方向的一侧定位；和轴承压盖，固定连接于所述轴承支座远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子的轴向对所述第二气体轴承远离来流方向的一侧定位。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述止推轴承组件包括：电磁止推轴承；和传感器，用于监测所述电机转子的轴向力，并根据所述监测结果使所述电磁止推轴承产生与所述轴向力相平衡的电磁力，从而防止所述电机转子沿轴向窜动。

基于上述技术方案，本发明实施例通过将气体轴承作为保护轴承，在电磁轴承非正常工作状态下，继续对转子进行良好的支撑，防止转子以及离心机内部的电磁轴承以及其他零部件直接接触，并减少传感器或电磁轴承等精密电器元件的损坏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所提供的压缩机剖视结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的压缩机一级气体轴承局部剖视结构示意图；

附图标记：1、箱体，2、电机转子，3、一级叶轮，4、二级叶轮，5、电机定子，6、第一气体轴承，7、第二气体轴承，8、第一电磁轴承，9、第一轴承端盖，10、二级扩压器，11、回流器，12、一级扩压器，13、一级叶轮扩压器，14、进气罩，15、一级密封结构，16、阻油套，17、二级密封结构，18、支撑套，19、第一轴承端盖，20、级间密封，21、第二电磁轴承，22、第二轴承端盖，23、止推轴承组件，24、轴承支座，25、轴承压盖。

具体实施方式

下面可以参照附图以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。

需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。

本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

下面结合附图1～2对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1所示，本发明提供的一种压缩机，包括：箱体1；和电机转子2，通过电磁轴承以及气体轴承可旋转地安装于所述箱体1。

所述电机转子2通过两组不同工作原理的轴承进行支撑，保证了在其中一种轴承无法正常工作时，电机转子2依旧能够受到良好的保护。例如在所述气体轴承无法得到稳定供气、或所述电机转子2转速不足以使所述气体轴承产生足够的支撑力时，所述电磁轴承可以凭借自身的磁力使所述电机转子2悬浮，并对其进行良好支撑。反之，当电磁轴承无法正常工作时，可以通过继续旋转的所述电机转子2带动所述气体轴承对自身进行支撑。

此外，所述电磁轴承以及所述气体轴承均为非接触式支撑结构，不与所述电机转子2直接接触，因此不需要润滑液对其进行润滑。在此基础上，可以进一步简化所述压缩机的结构，即通过省略滑油***，实现对所述压缩机中所述电机转子2的有效支撑以及保护作用。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：一级叶轮3，通过叶轮锁紧螺母安装于所述电机转子2的第一端；二级叶轮4，安装于所述电机转子2的第一端，并设置在所述一级叶轮3远离来流的一侧，所述二级叶轮4具有与所述一级叶轮3一致的来流方向；和电机定子5，安装于所述箱体1内部，套设于所述电机转子2外部，并位于所述二级叶轮4远离来流的方向。

所述一级叶轮3以及所述二级叶轮4安装于所述电机转子2的同一端，相比于安装于所述电机转子2的不同端方案而言，由所述一级叶轮3流出的气体介质能够以较短的路径留至所述二级叶轮4的入口，有效减少气体介质在级间传递过程中的流动损失(包括压力损失和速度损失)。

并且，安装于同一端的所述一级叶轮3以及所述二级叶轮4在简化级间气路的基础上，还能进一步精简密封结构。具体而言，当所述一级叶轮3以及所述二级叶轮4安装于所述电机转子2的两端时，需要分别对所述一级叶轮3以及所述二级叶轮4的轴向、径向进行密封，以轴向密封为例，每个叶轮至少需要在沿轴向的进气方向和出气方向分别设置密封结构，并在其他可能存在气体泄漏的部位额外进行重点密封，极大地提高了压缩机结构的复杂度。而同侧设置的所述一级叶轮3以及所述二级叶轮4，在轴向上的密封较为精简，具体结构如下文叙述。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述气体轴承包括：第一气体轴承6，沿所述电机转子2的轴线方向，安装在所述一级叶轮3与所述二级叶轮4之间，用于承载所述电机转子2靠近来流方向一端的径向力；和第二气体轴承7，沿所述电机转子2的轴线方向，安装在所述第二电磁轴承21远离来流方向的一侧，用于承载所述电机转子2远离来流方向一端的径向力。

所述第一气体轴承6以及所述第二气体轴承7分别支撑于所述电机转子2的两端，能够为电机转子2提供有效支撑的同时，保证所述电机转子2的挠度符合要求，不至于出现较大程度的偏转或弯曲。

并且所述第一气体轴承6以及所述第二气体轴承7只用来承担所述电机转子2的径向力，防止其承担过大的轴向载荷而失效。尤其对于本发明实施例中将所述一级叶轮3以及所述二级叶轮4安装于所述电机转子2的同一端，并且具有相同的进气方向而言，两级叶轮所产生的轴向力无法相互抵消，随着所述电机转子2的转速提高，沿所述电机转子2轴向的载荷将迅速提升，使得气体轴承不再能够对所述电机转子2进行有效支撑。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7与所述电机转子2之间为间隙配合。

由于所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7与所述电机转子2之间为间隙配合，当所述电磁轴承与所述电机转子2为过度配合或过盈配合时，所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7将在所述电磁轴承正常工作状态下不承受来自所述电机转子2的径向载荷。

而当所述电磁轴承与所述电机转子2为间隙配合时，可以控制所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7与所述电机转子2之间的间隙小于所述电磁轴承与所述电机转子2之间的间隙，以使所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7在所述电磁轴承正常工作状态下，继续不承受来自所述电机转子2的径向载荷，或承受较少的来自所述电机转子2的径向载荷。相应的，同样可以控制所述电磁轴承的电磁力大小达到与上述控制间隙所类似的效果，在此不再赘述。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7为动压气体轴承，能够在所述电机转子2旋转状态下，吸收所述压缩机的气体工质，并产生悬浮力，对所述电机转子2进行支撑。

当所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7采用动压气体轴承时，能够通过电机转子2的带动，吸收压缩机内的气体介质，并产生悬浮力，并省去外部供气的额外结构。当然，所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7也可以采用静压气体轴承，并在所述压缩机内部设计分别对应于所述第一气体轴承6或所述第二气体轴承7的进气流道，再通过施加压力气体使得所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7能够承担所述电机转子2。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述动压气体轴承包括：箔片，作为所述动压气体轴承的轴瓦，在与所述电机转子2配合的一侧涂有耐磨涂层；其中，所述耐磨涂层能够在所述动压气体轴承无法产生足够的悬浮力时，对所述动压气体轴承以及所述转子提供保护作用。

所述箔片被拉紧后用压板和锁定装置固定，并包住所述电机转子2，相当于轴瓦。在所述电机转子2旋转时，气体介质作为润滑剂，因粘性作用随旋转进入箔片，并形成动压润滑膜，从而使箔片变形与轴脱离接触，实现对所述电机转子2的支撑与保护。

如上所述，所述动压气体轴承中箔片的工作有赖于所述电机转子2的旋转，以及所述润滑剂的粘性。因此，在所述电机转子低转速下，或是所述润滑剂粘性不足时(例如，当以气体介质作为润滑剂时，气体的粘性随温度的升高而降低)，所述箔片将与所述电机转子2接触，此时，所述耐磨涂层可以起到保护所述动压气体轴承一级所述转子表面的作用。

相应的，当所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7采用静压气体轴承时，由于作为润滑剂的气体介质由外部供给，在所述电机转子2转速较慢，或是所述电机转子的温度较高时，所述第一气体轴承6和/或所述第二气体轴承7能够继续产生足够的悬浮力，并对所述电机转子提供保护作用。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：第一电磁轴承8，沿所述电机转子2的轴线方向，安装在所述二级叶轮4与所述电机组件之间，用于承载所述电机转子2靠近来流方向一端的径向力；第一轴承端盖9，固定安装于所述箱体1的内部，用于沿所述电机转子2的轴向方向和径向方向对所述第一电磁轴承8进行定位支撑；二级扩压器10，通过过盈配合与所述箱体1连接，抵接于所述第一轴承端盖9靠近来流方向的一侧；以及回流器11，通过过盈配合与所述箱体1连接，固定连接于所述二级扩压器10靠近来流方向的一侧；其中，所述二级扩压器10与所述回流器11之间形成气流通道，用于引导由所述二级叶轮4流出的气体介质。

在对所述第一电磁轴承8、第一轴承端盖9、二级扩压器10以及回流器11等部件进行定位安装的过程中，本发明实施例通过箱体首先对所述第一轴承端盖9进行定位，并以此为基础，形成对其他部件的定位以及连接关系。

上述部件之间的固定连接或定位可以通过抵靠、卡装、螺栓、粘接或配合等多种方式，固定连接的方式依各部件的结构灵活选取，并可对箱体以及各部件的结构进行针对性的设计。本发明实施例中所提到的其他定位、连接方式也可依照类似的原理进行设计，后文不再赘述。

由所述二级扩压器10与所述回流器11之间所形成气流通道依据其作用，可相应的具有一定的流通面积的变化。例如对于本发明实施例的压缩机而言，扩张流道(即流通面积随介质的流动方向逐渐增大)可起到减速增压的作用。需要说明的是，图1中所示出的该气流通道的二维平面面积随流动方向减小，但是对于三维结构的压缩机而言，该流道的截面面积还与距离所述电机转子2的半径相关，因此实际上该流道可能是一个典型的扩张流道。

当然，过大的压力可能会带来较大的流动损失，此时气流通道也可以设置为非扩张流道(包括收缩流道或平直流道)；相应的，对于具有下游部件的压缩机而言，也可以对流道的流通面积进行针对化设计，以适应不同下游部件对进气参数的要求；并且，当所述压缩机使气流超音速，或处于临界状态时，还可以相应的采用类似收缩-扩张通道以提高压力，或其他符合需求的流道设计。本发明实施例中的其他气流通道也相应的具有类似的特性，后文不再赘述。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：一级扩压器12，套装于所述第一气体轴承6外侧，并沿所述电机转子2的轴向固定连接于所述回流器11靠近来流方向的一侧；以及一级叶轮扩压器13，通过过盈配合与所述箱体1连接，抵接于所述回流器11靠近来流方向的一侧；其中，所述一级扩压器12分别与所述一级叶轮扩压器13、所述回流器11形成气流通道，用于引导由所述一级叶轮3流出的气体介质进入所述二级叶轮4的进气通道。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：进气罩14，密封安装于所述箱体1靠近来流方向的一侧，所述进气罩14具有进气通道，用于将气体工质引入所述一级叶轮3的进气通道；以及一级密封结构15，设置于所述进气罩14与所述一级叶轮扩压器13之间，并通过其上设置的第一梳齿抵接于所述一级叶轮3的外周，用以阻止气体介质沿所述电机转子2的轴向，从所述一级叶轮3远离来流的方向向靠近来流的方向泄漏。

由于所述一级叶轮3在工作状态下，进入所述一级叶轮3的气体介质将被做功而具有较大的压力，因此有必要对所述一级叶轮3进行沿轴向的，自内而外的密封。并且，对于旋转件而言，梳齿密封是一种密封件与结构件之间不直接摩擦接触的密封形式，具有良好的密封效果及适应性；当然，对于本领域技术人员而言，所述第一梳齿也可以替换为其他能够产生良好密封效果的结构或组件，只需对所述一级叶轮3沿轴向能够实现良好密封即可。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述一级密封结构15靠近所述电机转子2轴线的一侧与所述进气通道表面之间形成连续的曲面。

由于所述进气罩14上的进气通道被用于引导所述压缩机外的气体介质进入所述压缩机内的一级叶轮3，其上的进气通道相应的被设计为收缩的光滑流道，用以有效扩大集气范围、修正进气速度的方向以及减少进气畸变。在其基础上，一级密封结构15靠近所述电机转子2轴线的一侧与所述进气通道表面之间形成连续的曲面，能够使所述进气通道的光滑收缩通道得到合理的延伸，不破坏进入所述一级叶轮3的气流状态，继续获得良好的进气条件。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：阻油套16，通过过盈配合与所述电机转子2连接，并分别通过第一垫片贴合于所述二级叶轮4远离来流方向的一侧、通过第二垫片贴合于所述电机转子2的轴肩；和二级密封结构17，固定连接于所述回流器11靠近所述电机转子2的一侧，并与所述阻油套16通过过盈配合实现自身沿所述电机转子2径向的定位；其中，所述二级密封结构17上与所述阻油套16过盈配合的表面具有第二梳齿，用于阻止气体介质沿所述电机转子2的轴向，从所述二级叶轮4靠近来流的方向向远离来流的方向泄漏。

所述阻油套16以及所述二级密封结构17被用于在轴向对所述二级叶轮4进行有效的密封。对于二级叶轮4而言，其中的气体介质具有压缩机内最大的压强，因此对其的密封也应当具有相应的设计考虑。

本发明实施例中阻油套16通过过盈配合与所述电机转子2连接，并分别通过第一垫片贴合于所述二级叶轮4远离来流方向的一侧、通过第二垫片贴合于所述电机转子2的轴肩，使得阻油套16被牢固地限制于所述电机转子2上的设定区域。相应的，二级密封结构17固定连接于所述回流器11靠近所述电机转子2的一侧，并与所述阻油套16通过过盈配合实现自身沿所述电机转子2径向的定位，也实现对所述阻油套16的牢固安装。

并且由于所述阻油套16将随着电机转子2旋转，所述二级密封结构17将通过二级扩压器10与所述箱体1相互固定设置，在其间的密封结构优选为第二梳齿，以实现旋转间与固定间之间的良好密封效果。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：支撑套18，通过锁紧螺母卡装于所述一级扩压器12靠近于所述电机转子2的一侧，并通过过盈配合套装于所述第一气体轴承6外部；第一轴承端盖19，套装于所述电机转子2，并沿所述电机转子2的轴向位于所述一级叶轮3与所述支撑套18之间，用于对所述第一气体轴承6沿所述电机转子2轴向靠近来流方向的一侧进行定位；和级间密封20，套装于所述电机转子2，并沿所述电机转子2的轴向位于所述二级叶轮4靠近来流方向的一侧，用于对所述第一气体轴承6沿所述电机转子2轴向远离来流方向的一侧进行定位。

所述第一气体轴承6通过所述支撑套18、所述第一轴承端盖19以及级间密封20进行沿所述电机转子2轴向以及径向的定位，保证其相对位置固定的基础上，使其仅承受所述电机转子2的径向载荷，以保证其稳定的工作效果以及较长的使用寿命。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述级间密封20与所述一级扩压器12之间具有沿所述电机转子2轴向排布的第三梳齿，用于阻止气体介质沿所述电机转子2的轴向，从所述二级叶轮4向所述一级叶轮3的方向泄漏。

对于设置于所述电机转子2同一端的所述一级叶轮3与所述二级叶轮4而言，气体介质将在所述二级叶轮4内取得高于所述一级叶轮3的压力，因此通过所述级间密封20及其上的第三梳齿，可以有效的方式高压气体介质沿所述电机转子2的轴向从所述二级叶轮4向所述一级叶轮3的方向泄漏。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压缩机包括：第二电磁轴承21，沿所述电机转子2的轴线方向，安装在所述电机组件与所述电机转子2第二端之间，用于承载所述电机转子2远离来流方向一端的径向力；第二轴承端盖22，固定安装于所述箱体1内部远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子2的轴向和径向对所述第二电磁轴承21进行定位支撑；止推轴承组件23，设置于所述电机转子2远离来流方向的一端，并固定连接于所述第二轴承端盖22远离来流方向的一侧；轴承支座24，固定连接于所述止推轴承组件23远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子2的轴向对所述第二气体轴承7靠近来流方向的一侧定位；和轴承压盖25，固定连接于所述轴承支座24远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子2的轴向对所述第二气体轴承7远离来流方向的一侧定位。

相应的，所述第二电磁轴承21、所述第二气体轴承7以所述第二轴承端盖22固定安装于所述箱体1内部作为基础定位，并分别通过所述第二轴承端盖22、所述轴承支座24和所述轴承压盖25对其分别进行定位，实现了对所述第二电磁轴承21以及所述第二气体轴承7的良好支撑。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述止推轴承组件23包括：电磁止推轴承；和传感器，用于监测所述电机转子2的轴向力，并根据所述监测结果使所述电磁止推轴承产生与所述轴向力相平衡的电磁力，从而防止所述电机转子2沿轴向窜动。

所述电磁止推轴承有效分离了所述电机转子2的轴向力，简化了所述气体轴承以及所述电磁轴承的支撑结构，并使所述气体轴承以及所述电磁轴承能够具有更长的使用寿命。

基于上述技术方案，本发明实施例通过将气体轴承作为保护轴承，在电磁轴承非正常工作状态下，继续对转子进行良好的支撑，防止转子以及离心机内部的电磁轴承以及其他零部件直接接触，并减少传感器或电磁轴承等精密电器元件的损坏。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

在本发明的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备、机构、部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (15)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

箱体；和

电机转子，通过电磁轴承以及气体轴承可旋转地安装于所述箱体。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

一级叶轮，通过叶轮锁紧螺母安装于所述电机转子的第一端；

二级叶轮，安装于所述电机转子的第一端，并设置在所述一级叶轮远离来流的一侧，所述二级叶轮具有与所述一级叶轮一致的来流方向；和

电机定子，安装于所述箱体内部，套设于所述电机转子外部，并位于所述二级叶轮远离来流的方向。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述气体轴承包括：

第一气体轴承，沿所述电机转子的轴线方向，安装在所述一级叶轮与所述二级叶轮之间，用于承载所述电机转子靠近来流方向一端的径向力；和

第二气体轴承，沿所述电机转子的轴线方向，安装在所述第二电磁轴承远离来流方向的一侧，用于承载所述电机转子远离来流方向一端的径向力。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述第一气体轴承和/或所述第二气体轴承与所述电机转子之间为间隙配合。

5.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述第一气体轴承和/或所述第二气体轴承为动压气体轴承，能够在所述电机转子旋转状态下，吸收所述压缩机的气体工质，并产生悬浮力，对所述电机转子进行支撑。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述动压气体轴承包括：

箔片，作为所述动压气体轴承的轴瓦，在与所述电机转子配合的一侧涂有耐磨涂层；

其中，所述耐磨涂层能够在所述动压气体轴承无法产生足够的悬浮力时，对所述动压气体轴承以及所述转子提供保护作用。

7.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

第一电磁轴承，沿所述电机转子的轴线方向，安装在所述二级叶轮与所述电机组件之间，用于承载所述电机转子靠近来流方向一端的径向力；

第一轴承端盖，固定安装于所述箱体的内部，用于沿所述电机转子的轴向方向和径向方向对所述第一电磁轴承进行定位支撑；

二级扩压器，通过过盈配合与所述箱体连接，抵接于所述第一轴承端盖靠近来流方向的一侧；以及

回流器，通过过盈配合与所述箱体连接，固定连接于所述二级扩压器靠近来流方向的一侧；

其中，所述二级扩压器与所述回流器之间形成气流通道，用于引导由所述二级叶轮流出的气体介质。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

一级扩压器，套装于所述第一气体轴承外侧，并沿所述电机转子的轴向固定连接于所述回流器靠近来流方向的一侧；以及

一级叶轮扩压器，通过过盈配合与所述箱体连接，抵接于所述回流器靠近来流方向的一侧；

其中，所述一级扩压器分别与所述一级叶轮扩压器、所述回流器形成气流通道，用于引导由所述一级叶轮流出的气体介质进入所述二级叶轮的进气通道。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

进气罩，密封安装于所述箱体靠近来流方向的一侧，所述进气罩具有进气通道，用于将气体工质引入所述一级叶轮的进气通道；以及

一级密封结构，设置于所述进气罩与所述一级叶轮扩压器之间，并通过其上设置的第一梳齿抵接于所述一级叶轮的外周，用以阻止气体介质沿所述电机转子的轴向，从所述一级叶轮远离来流的方向向靠近来流的方向泄漏。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述一级密封结构靠近所述电机转子轴线的一侧与所述进气通道表面之间形成连续的曲面。

11.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

阻油套，通过过盈配合与所述电机转子连接，并分别通过第一垫片贴合于所述二级叶轮远离来流方向的一侧、通过第二垫片贴合于所述电机转子的轴肩；和

二级密封结构，固定连接于所述回流器靠近所述电机转子的一侧，并与所述阻油套通过过盈配合实现自身沿所述电机转子径向的定位；

其中，所述二级密封结构上与所述阻油套过盈配合的表面具有第二梳齿，用于阻止气体介质沿所述电机转子的轴向，从所述二级叶轮靠近来流的方向向远离来流的方向泄漏。

12.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

支撑套，通过锁紧螺母卡装于所述一级扩压器靠近于所述电机转子的一侧，并通过过盈配合套装于所述第一气体轴承外部；

第一轴承端盖，套装于所述电机转子，并沿所述电机转子的轴向位于所述一级叶轮与所述支撑套之间，用于对所述第一气体轴承沿所述电机转子轴向靠近来流方向的一侧进行定位；和

级间密封，套装于所述电机转子，并沿所述电机转子的轴向位于所述二级叶轮靠近来流方向的一侧，用于对所述第一气体轴承沿所述电机转子轴向远离来流方向的一侧进行定位。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于，所述级间密封与所述一级扩压器之间具有沿所述电机转子轴向排布的第三梳齿，用于阻止气体介质沿所述电机转子的轴向，从所述二级叶轮向所述一级叶轮的方向泄漏。

14.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

第二电磁轴承，沿所述电机转子的轴线方向，安装在所述电机组件与所述电机转子第二端之间，用于承载所述电机转子远离来流方向一端的径向力；

第二轴承端盖，固定安装于所述箱体内部远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子的轴向和径向对所述第二电磁轴承进行定位支撑；

止推轴承组件，设置于所述电机转子远离来流方向的一端，并固定连接于所述第二轴承端盖远离来流方向的一侧；

轴承支座，固定连接于所述止推轴承组件远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子的轴向对所述第二气体轴承靠近来流方向的一侧定位；和

轴承压盖，固定连接于所述轴承支座远离来流方向的一侧，用于沿所述电机转子的轴向对所述第二气体轴承远离来流方向的一侧定位。

15.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于，所述止推轴承组件包括：

电磁止推轴承；和

传感器，用于监测所述电机转子的轴向力，并根据所述监测结果使所述电磁止推轴承产生与所述轴向力相平衡的电磁力，从而防止所述电机转子沿轴向窜动。