CN116163968A - 一种直驱式双吸离心压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直驱式双吸离心压缩机，涉及压缩机技术领域，解决了现有技术中存在的离心空压机容易出现直驱电机主轴轴向力不平衡的技术问题。该压缩机包括永磁电机，在永磁电机的左右两侧分别连接左蜗壳和右蜗壳，永磁电机的主轴转子的左右两侧分别设有左叶轮和右叶轮，其中，左叶轮设置在左蜗壳内，右叶轮设置在右蜗壳内，且左叶轮和右叶轮的大小和重量相一致。因此，通过在一台高速永磁电机的主轴两端同时安装离心叶轮，左叶轮、右叶轮和永磁电机的主轴转子直联为一个整体***，使得产品结构布局紧凑，且两个离心叶轮的大小和重量相一致，主轴两端的轴向力能够更好的实现平衡，从而提高了压缩机***的稳定性。

Description

一种直驱式双吸离心压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种直驱式双吸离心压缩机。

背景技术

离心压缩机是产生压力的机械，属于速度压缩机，又称透平式压缩机，离心压缩机气体的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的。为了达到缩短气体分子与分子之间的距离，提升气体压力的目标，采用气体动力学的方法，即利用机械的做功元件(高速回转的叶轮)，对气体做功，使气体在离心力的作用下压力得到提高，同时动能也大为增加，随后在扩压流道内这部分动能又转变为静压能，而使气体压力进一步提高，这就是离心压缩机的工作原理。

离心压缩机被广泛应用于国民工业生产中，而实际生产活动中，研发人员的追求和客户端的需求是一致的，总是需求单台压缩机的额定功率下压缩机的流量更大、压缩机的压力越高，如此压缩机的效率就会越高。为了达到更大流量和更高压力的实际需求，研发人员通常的设计思路为两种：其一，将压缩机的转速设计的更高；其二，叶轮的尺寸做的更大。但是这两种做法都会带来一系列新的问题，例如叶轮线速度会很高，对叶轮的材料强度备受考验，转轴的模态发生变化，转轴临界转速要求苛刻。众所周知，直驱式永磁电机全功率段，电机效率都很高，因为主轴和叶轮直联工作，主轴传递效率达到最高。行业内对直驱永磁电机的使用方法是：(1)一端安装一级叶轮，这就是大流量、低压力的鼓风机设计思路；(2)两端均安装叶轮，一端安装一级叶轮，另一端安装二级叶轮，这就是小流量、高压力的压缩机设计思路。

然而，目前上述直驱式离心空压机至少存在以下问题：

(1)无论是一端安装叶轮或是两端安装叶轮；都会由于主轴两端的工作叶轮大小不相等、叶轮的重量也不一样，这就导致主轴的平衡力很难精确控制，承载主轴选装的轴承需要很好的承载能力，稍有不慎就会因为主轴轴向力的失衡烧毁承载轴承或是主轴。

(2)上述压缩机为了兼顾压缩机流量和压力的均衡，就不能实现单一量的最高需求，对高效率直驱永磁电机是一种使用的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直驱式双吸离心压缩机，以解决现有技术中存在的离心空压机容易出现直驱电机主轴轴向力不平衡的技术问题。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：

本发明提供的一种直驱式双吸离心压缩机，包括永磁电机，在所述永磁电机的左右两侧分别连接左蜗壳和右蜗壳，所述永磁电机的主轴转子的左右两侧分别设有左叶轮和右叶轮，其中，所述左叶轮设置在所述左蜗壳内，所述右叶轮设置在所述右蜗壳内，且所述左叶轮和所述右叶轮的大小和重量相一致。

根据一个优选实施方式，所述左叶轮和所述右叶轮以叶片旋向相反的方式分别连接在所述主轴转子的左右两端。

根据一个优选实施方式，在所述左蜗壳上设有左进气导流器，所述左进气导流器与所述左蜗壳内部相连通，用以使介质气体经所述左进气导流器进入压缩机腔室，并经所述左叶轮提速增压后经所述左蜗壳排出。

根据一个优选实施方式，在所述右蜗壳上设有右进气导流器，所述右进气导流器与所述右蜗壳相连通，用以使介质气体经所述右进气导流器进入压缩机腔室，并经所述右叶轮提速增压后经所述右蜗壳排出。

根据一个优选实施方式，所述左蜗壳和所述右蜗壳的末端连接有排气三通管。

根据一个优选实施方式，所述永磁电机还包括电机壳体，在所述电机壳体内自外向内依次设有电机定子和所述主轴转子。

根据一个优选实施方式，所述电机壳体与所述主轴转子的左端通过左轴承相连接，所述电机壳体与所述主轴转子的右端通过右轴承相连接。

根据一个优选实施方式，所述左蜗壳和所述右蜗壳分别通过螺栓固定至所述电机壳体上。

根据一个优选实施方式，在所述电机壳体的左端部且与所述左蜗壳的接触面上设有左密封体，所述左密封体在所述主轴转子上相对于所述左叶轮更靠近内部设置。

根据一个优选实施方式，在所述电机壳体的右端部且与所述右蜗壳的接触面上设有右密封体，所以右密封体在所述主轴转子上相对于所述右叶轮更靠近内部设置。

基于上述技术方案，本发明的一种直驱式双吸离心压缩机至少具有如下技术效果：

本申请的直驱式双吸离心压缩机包括永磁电机，在永磁电机的左右两侧分别连接左蜗壳和右蜗壳，永磁电机的主轴转子的左右两侧分别设有左叶轮和右叶轮，其中，左叶轮设置在左蜗壳内，右叶轮设置在右蜗壳内，且左叶轮和右叶轮的大小和重量相一致。因此，通过在一台高速永磁电机的主轴两端同时安装离心叶轮，左叶轮、右叶轮和永磁电机的主轴转子直联为一个整体***，使得产品结构布局紧凑，且两个离心叶轮的大小和重量相一致，主轴两端的轴向力能够更好的实现平衡，从而提高了压缩机***的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的直驱式双吸离心压缩机中主轴转子的结构示意图；

图2是本发明的直驱式双吸离心压缩机的剖面图；

图3是本发明的直驱式双吸离心压缩机的外形结构示意图。

图中：1-左叶轮；2-主轴转子；3-右叶轮；4-左轴承；5-左密封体；6-电机定子；7-电机壳体；8-右轴承；9-右密封体；10-左进气导流器；11-右进气导流器；12-左蜗壳；13-右蜗壳；14-排气三通管；15-永磁电机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合说明书附图对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1至图3所示，本发明提供了一种直驱式双吸离心压缩机，包括永磁电机15，在永磁电机15的左右两侧分别连接左蜗壳12和右蜗壳13。永磁电机15的主轴转子2的左右两侧分别设有左叶轮1和右叶轮3，其中，左叶轮1设置在左蜗壳12内，右叶轮3设置在右蜗壳13内，且左叶轮1和右叶轮3的大小和重量相一致。通过在一台高速永磁电机的主轴两端同时安装离心叶轮，左叶轮、右叶轮和永磁电机的主轴转子直联为一个整体***，使得产品结构布局紧凑，且两个离心叶轮的大小和重量相一致，主轴两端的轴向力能够更好的实现平衡，从而提高了压缩机***的稳定性。

进一步优选地，左叶轮1和右叶轮3以叶片旋向相反的方式分别连接在主轴转子2的左右两端。即可以理解为，在主轴转子2同步带动左叶轮1和右叶轮3转动时，左叶轮1和右叶轮3的叶片旋向相反。在电机旋转时一端的离心叶轮逆时针旋转，另一端的离心叶轮顺时针旋转。

进一步优选地，在左蜗壳12上设有左进气导流器10，左进气导流器10与左蜗壳12内部相连通，用以使介质气体经左进气导流器10进入压缩机腔室，并经左叶轮1提速增压后经左蜗壳12排出。在右蜗壳13上设有右进气导流器11，右进气导流器11与右蜗壳13相连通，用以使介质气体经右进气导流器11进入压缩机腔室，并经右叶轮3提速增压后经右蜗壳13排出。优选地，左蜗壳12和右蜗壳13的末端连接有排气三通管14。

因此，工作介质气体经过左进气导流器10进入压缩机腔室，在左叶轮1旋转工作下，介质气体经过提速增压的过程后，使介质气体提高动能和压力能，然后经过左蜗壳排出，最后通过排气三通管汇集到主管网。同时，工作介质气体经过右进气导流器11进入压缩机腔室，在右叶轮3旋转工作下，介质气体经过提速增压的过程后，使介质气体提高动能和压力能，然后经过右蜗壳排出，最后通过排气三通管汇集到主管网。

进一步优选地，如图2和图3所示，永磁电机15还包括电机壳体7，在电机壳体7内自外向内依次设有电机定子6和主轴转子2。电机壳体7与主轴转子2的左端通过左轴承4相连接，电机壳体7与主轴转子2的右端通过右轴承8相连接。以便通过左轴承4和右轴承8支撑主轴转子2。优选地，左蜗壳12和右蜗壳13分别通过螺栓固定至电机壳体7上。在电机壳体7的左端部且与左蜗壳12的接触面上设有左密封体5，左密封体5在主轴转子2上相对于左叶轮1更靠近内部设置。在电机壳体7的右端部且与右蜗壳13的接触面上设有右密封体9，右密封体9在主轴转子2上相对于右叶轮3更靠近内部设置。左密封体5和右密封体9分别起到密封的作用，用于阻止介质气体进入电机内腔。

本发明的直驱式双吸离心压缩机通过在高速永磁电机的主轴转子两端同时安装大小和重量完全相同的离心叶轮，且两个叶轮的叶片旋向相反，使得左叶轮和右叶轮以及电机的主轴转子能够直联为一个***，使得产品结构布局紧凑，主轴两端的轴向力更好的实现平衡，从而提高压缩机***的稳定性。电机主轴转子工作时，同时驱动左叶轮和右叶轮旋转，两端叶轮产生的气体汇集到排气三通管，然后一起输送到客户端用气，满足用气需求。本发明的直驱式双吸离心压缩机解决了直驱电机主轴轴向力不平衡的问题，同时追求压缩机单一变量的最大需求，即在单台离心压缩机的两端，实现了并联运行，而不是两台压缩机的并联运行，从而可更优的解决压缩机大流量供需矛盾的问题。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等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装置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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，包括永磁电机(15)，在所述永磁电机(15)的左右两侧分别连接左蜗壳(12)和右蜗壳(13)，所述永磁电机(15)的主轴转子(2)的左右两侧分别设有左叶轮(1)和右叶轮(3)，其中，所述左叶轮(1)设置在所述左蜗壳(12)内，所述右叶轮(3)设置在所述右蜗壳(13)内，且所述左叶轮(1)和所述右叶轮(3)的大小和重量相一致。

2.根据权利要求1所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，所述左叶轮(1)和所述右叶轮(3)以叶片旋向相反的方式分别连接在所述主轴转子(2)的左右两端。

3.根据权利要求2所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，在所述左蜗壳(12)上设有左进气导流器(10)，所述左进气导流器(10)与所述左蜗壳(12)内部相连通，用以使介质气体经所述左进气导流器(10)进入压缩机腔室，并经所述左叶轮(1)提速增压后经所述左蜗壳(2)排出。

4.根据权利要求3所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，在所述右蜗壳(13)上设有右进气导流器(11)，所述右进气导流器(11)与所述右蜗壳(13)相连通，用以使介质气体经所述右进气导流器(11)进入压缩机腔室，并经所述右叶轮(3)提速增压后经所述右蜗壳(13)排出。

5.根据权利要求4所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，所述左蜗壳(2)和所述右蜗壳(3)的末端连接有排气三通管(14)。

6.根据权利要求1所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，所述永磁电机(15)还包括电机壳体(7)，在所述电机壳体(7)内自外向内依次设有电机定子(6)和所述主轴转子(2)。

7.根据权利要求6所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，所述电机壳体(7)与所述主轴转子(2)的左端通过左轴承(4)相连接，所述电机壳体(7)与所述主轴转子(2)的右端通过右轴承(8)相连接。

8.根据权利要求7所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，所述左蜗壳(12)和所述右蜗壳(13)分别通过螺栓固定至所述电机壳体(7)上。

9.根据权利要求8所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，在所述电机壳体(7)的左端部且与所述左蜗壳(12)的接触面上设有左密封体(5)，所述左密封体(5)在所述主轴转子(2)上相对于所述左叶轮(1)更靠近内部设置。

10.根据权利要求8所述的直驱式双吸离心压缩机，其特征在于，在所述电机壳体(7)的右端部且与所述右蜗壳(12)的接触面上设有右密封体(9)，所述右密封体(9)在所述主轴转子(2)上相对于所述右叶轮(3)更靠近内部设置。

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