CN220687617U - 一种离心式气浮鼓风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于鼓风机技术领域，且公开了一种离心式气浮鼓风机，包括锁紧螺母、第一端盖、压气叶轮、压气蜗壳、第二端盖、径向气浮轴承、外壳、内壳、定子、转轴、第三端盖、轴向气浮轴承、推力盘、第四端盖和三通管；所述压气蜗壳共有两个，两个所述压气蜗壳上分别设有进气口一和进气口二，两个所述压气蜗壳上分别设有出气口一和出气口二。本实用新型提出了一种功耗低、冷却效率高、可操作性的两级离心式气浮鼓风机，本实用新型利用两个压气叶轮高速运转时产生的真空抽吸力，通过外壳径向进气通道、各端盖冷却通道、内壳通风槽和定转子间隙冷却通道的设置，最大限度的提高了电机定转子和轴向气浮轴承所需的冷却风量，增加了鼓风机的冷却效率。

Description

一种离心式气浮鼓风机

技术领域

本实用新型属于鼓风机技术领域，具体为一种离心式气浮鼓风机。

背景技术

气浮鼓风机是一种全新概念鼓风机，它采用超高速直联电机、气浮轴承和高精度单级离心式压气叶轮三大核心高端科技，开创了高效率、高性能、低噪音、低能耗风机新纪元，是采用航空涡轮机械设计经验而潜心研制的新一代高科技民用产品。

现有的气浮鼓风机多为单级鼓风机，其转轴上串联散热风扇进行定转子与轴承的冷却，同样的气动参数情况下，尺寸大、轴向力大、轴承的寿命短。中国实用新型专利申请(公开号：CN213088291U，公开日：20210430)公开了一种两级结构的气浮鼓风机，其采用两级叶轮并联的结构，并串有散热风扇，但散热风扇的设置会使结构复杂、成本高、额外增加功耗，且对于大功率气浮鼓风机来讲，轴承承载变大，冷却气量小、效果差，将会导致轴承过早失效，转轴磁钢退磁和电机绝缘破坏的情况。中国实用新型专利申请(公开号：CN115370595A，公开日：20221122)公开了另一种结构的两级离心式气浮鼓风机，其采用增加吸气管道的方式，将机壳冷却出风口与两级压气蜗壳进气口相连，省去了散热风扇的结构，降低了散热功耗，减小了轴向尺寸，提高了定转子和轴承的冷却风量。但此技术方案也存在一些不足，一方面，增加的进气管道，使得整机结构趋于复杂，同时也增加了整机的成本，另一方面，进气管道的设置需占据一定的空间，使得整机的空间适应能力下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种离心式气浮鼓风机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种离心式气浮鼓风机，包括锁紧螺母、第一端盖、压气叶轮、压气蜗壳、第二端盖、径向气浮轴承、外壳、内壳、定子、转轴、第三端盖、轴向气浮轴承、推力盘、第四端盖和三通管；

所述压气叶轮和压气蜗壳均有两个，两个所述压气叶轮分别至于两个压气蜗壳内且两个压气叶轮之间相反安装，两个所述压气蜗壳上分别设有进气口一和进气口二，两个所述压气蜗壳上分别设有出气口一和出气口二，所述进气口一和进气口二位于电机内部，所述出气口一和出气口二的顶端通过三通管汇流，所述第二端盖设有第二端盖轴向冷却通道，所述第三端盖设有第三端盖轴向冷却通道，所述外壳设有径向环形进气口，所述内壳设有轴向通风槽，所述第四端盖设有第一冷却通道和第四端盖第二冷却通道；

所述第一端盖通过螺钉固定在左右两侧的压气蜗壳上，所述三通管的两个底端分别通过卡箍固定在出气口一和出气口二的顶端，两个所述压气蜗壳通过螺钉分别固定在第二端盖和第四端盖上，所述第二端盖通过螺钉固定在外壳左侧，所述第三端盖通过螺钉固定在外壳的右侧，所述第四端盖通过螺钉固定在第三端盖上，所述内壳通过过盈方式固定在外壳内壁，所述定子通过过盈方式固定在内壳内壁，所述压气叶轮和推力盘通过锁紧螺母固定在转轴上，所述转轴由固定在第二端盖和第三端盖上径向气浮轴承来支撑，所述轴向气浮轴承固定在与推力盘两侧面平行的第三端盖和第四端盖端面上。

优选地，所述第二端盖上设有第二端盖轴向冷却通道，所述第二端盖轴向冷却通道的形状为腰型结构且周向阵列分布，所述第二端盖轴向冷却通道靠近转轴的部分为定转子间隙冷却通道。

优选地，所述第三端盖设有第三端盖轴向冷却通道，所述第三端盖轴向冷却通道的形状为腰型结构，所述第三端盖轴向冷却通道的走向为从左下方往右上方。

优选地，所述外壳设有径向环形进气口，所述径向环形进气口的形状为腰型且沿周向阵列分布，所述径向环形进气口的轴向位置为定子右侧绕组所处位置，所述外壳外表面设有散热槽且周向阵列分布。

优选地，所述内壳设有轴向通风槽，所述轴向通风槽的形状为梯形且环形阵列分布。

优选地，所述第四端盖设有第一冷却通道和第四端盖第二冷却通道，所述第一冷却通道形状为腰型且周向阵列分布，与第三端盖轴向冷却通道相对应，所述第四端盖第二冷却通道为第四端盖上开设的径向冷却槽和第四端盖与转轴之间所形成的环形通道的组合。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提出了一种功耗低、冷却效率高、可操作性的两级离心式气浮鼓风机，本实用新型利用两个压气叶轮高速运转时产生的真空抽吸力，通过外壳径向进气通道、各端盖冷却通道、内壳通风槽和定转子间隙冷却通道的设置，最大限度的提高了电机定转子和轴向气浮轴承所需的冷却风量，增加了鼓风机的冷却效率；

本实用新型不需要增加额外的散热风扇，使得整机的加工成本、电机散热功耗得到降低，设备的整体能效水平得到提升；

本实用新型通过压气蜗壳的反向设计和多个冷却通道的设置，使得压气叶轮可直接从电机内部抽吸气体，而无需在机壳外部额外设置吸气管道，降低了整体结构的复杂性和整机的成本，提高了整机的空间适应能力。

附图说明

图1为本实用新型中整体结构的示意图。

图2为本实用新型实施例中整体结构示意图。

图3为本实用新型实施例中压气工作过程和电机冷却过程示意图。

图4为本实用新型实施例中第一端盖结构示意图。

图5为本实用新型实施例中第二端盖结构示意图。

图6为本实用新型实施例中第三端盖结构示意图。

图7为本实用新型实施例中第四端盖结构示意图。

图8为本实用新型实施例中外壳结构示意图。

图9为本实用新型实施例中内壳结构示意图。

图10为本实用新型实施例中压气蜗壳结构示意图。

图11为本实用新型实施例中转轴结构示意图。

图中：1、锁紧螺母；2、第一端盖；3、压气叶轮；4、压气蜗壳；5、第二端盖；6、径向气浮轴承；7、外壳；8、内壳；9、定子；10、转轴；11、第三端盖；12、轴向气浮轴承；13、推力盘；14、第四端盖；15、三通管；100、进气口一；101、第二端盖轴向冷却通道；102、轴向通风槽；103、定转子间隙冷却通道；104、径向环形进气口；105、第三端盖轴向冷却通道；106、第四端盖第二冷却通道；107、第一冷却通道；108、进气口二；109、出气口一；110、出气口二；1000、压气工作过程；2000、电机冷却过程。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图11所示，本实用新型实施例提供了一种离心式气浮鼓风机，包括锁紧螺母1、第一端盖2、压气叶轮3、压气蜗壳4、第二端盖5、径向气浮轴承6、外壳7、内壳8、定子9、转轴10、第三端盖11、轴向气浮轴承12、推力盘13、第四端盖14和三通管15；

压气叶轮3和压气蜗壳4均有两个，两个压气叶轮3分别至于两个压气蜗壳4内且两个压气叶轮3之间相反安装，两个压气蜗壳4上分别设有进气口一100和进气口二108，两个压气蜗壳4上分别设有出气口一109和出气口二110，进气口一100和进气口二108位于电机内部，出气口一109和出气口二110的顶端通过三通管15汇流，第二端盖5设有第二端盖轴向冷却通道101，第三端盖11设有第三端盖轴向冷却通道105，外壳7设有径向环形进气口104，内壳8设有轴向通风槽102，第四端盖14设有第一冷却通道107和第四端盖第二冷却通道106；

第一端盖2通过螺钉固定在左右两侧的压气蜗壳4上，三通管15的两个底端分别通过卡箍固定在出气口一109和出气口二110的顶端，两个压气蜗壳4通过螺钉分别固定在第二端盖5和第四端盖14上，第二端盖5通过螺钉固定在外壳7左侧，第三端盖11通过螺钉固定在外壳7的右侧，第四端盖14通过螺钉固定在第三端盖11上，内壳8通过过盈方式固定在外壳7内壁，定子9通过过盈方式固定在内壳8内壁，压气叶轮3和推力盘13通过锁紧螺母1固定在转轴10上，转轴10由固定在第二端盖5和第三端盖11上径向气浮轴承6来支撑，轴向气浮轴承12固定在与推力盘13两侧面平行的第三端盖11和第四端盖14端面上；

通过利用两个压气叶轮3高速运转时产生的真空抽吸力，通过外壳径向进气通道、各端盖冷却通道、内壳通风槽和定转子间隙冷却通道103的设置，最大限度的提高了电机定转子和轴向气浮轴承12所需的冷却风量，增加了鼓风机的冷却效率，并且不需要增加额外的散热风扇，使得整机的加工成本、电机散热功耗得到降低，设备的整体能效水平得到提升。

其中，如图1、图2和图5所示，第二端盖5上设有第二端盖轴向冷却通道101，第二端盖轴向冷却通道101的形状为腰型结构且周向阵列分布，第二端盖轴向冷却通道101靠近转轴10的部分为定转子间隙冷却通道103。

其中，如图1、图2和图6所示，第三端盖11设有第三端盖轴向冷却通道105，第三端盖轴向冷却通道105的形状为腰型结构，第三端盖轴向冷却通道105的走向为从左下方往右上方。

其中，如图1、图2和图8所示，外壳7设有径向环形进气口104，径向环形进气口104的形状为腰型且沿周向阵列分布，径向环形进气口104的轴向位置为定子9右侧绕组所处位置，外壳7外表面设有散热槽且周向阵列分布；

通过设置周向阵列分布的径向环形进气口104，为装置的总进气口。

其中，如图1、图2和图9所示，内壳8设有轴向通风槽102，轴向通风槽102的形状为梯形且环形阵列分布。

其中，如图1、图2和图7所示，第四端盖14设有第一冷却通道107和第四端盖第二冷却通道106，第一冷却通道107形状为腰型且周向阵列分布，与第三端盖轴向冷却通道105相对应，第四端盖第二冷却通道106为第四端盖14上开设的径向冷却槽和第四端盖14与转轴10之间所形成的环形通道的组合；

在两端压气叶轮3的抽吸作用下，冷却气体从径向环形进气口104进入，一路经过第三端盖轴向冷却通道105、第一冷却通道107和第四端盖第二冷却通道106进入进气口二108；另一路经过轴向通风槽102和定转子间隙冷却通道103后，汇流进入第二端盖轴向冷却通道101，然后进入进气口一100。

工作原理及使用流程：

一种离心式气浮鼓风机的工作原理，包括压气蜗壳的压气工作过程1000和电机冷却过程2000；

压气蜗壳的压气工作过程1000是指，工作介质通过进气口一100和进气口二108进入压气叶轮3，经过压气叶轮3提升压力后，再从出气口一109和出气口二110通过三通管15汇流排出，需要指出的是，本实用新型中，左右两端的压气蜗壳4是反向设计的，也即左右两端的进气口一100和进气口二108位于电机内部；

电机冷却过程2000是指，在两端压气叶轮3的抽吸作用下，冷却气体从径向环形进气口104进入，一路经过第三端盖轴向冷却通道105、第一冷却通道107和第四端盖第二冷却通道106进入进气口二108；另一路经过轴向通风槽102和定转子间隙冷却通道103后，汇流进入第二端盖轴向冷却通道101，然后进入进气口一100。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种离心式气浮鼓风机，其特征在于：包括锁紧螺母(1)、第一端盖(2)、压气叶轮(3)、压气蜗壳(4)、第二端盖(5)、径向气浮轴承(6)、外壳(7)、内壳(8)、定子(9)、转轴(10)、第三端盖(11)、轴向气浮轴承(12)、推力盘(13)、第四端盖(14)和三通管(15)；

所述压气叶轮(3)和压气蜗壳(4)均有两个，两个所述压气叶轮(3)分别至于两个压气蜗壳(4)内且两个压气叶轮(3)之间相反安装，两个所述压气蜗壳(4)上分别设有进气口一(100)和进气口二(108)，两个所述压气蜗壳(4)上分别设有出气口一(109)和出气口二(110)，所述进气口一(100)和进气口二(108)位于电机内部，所述出气口一(109)和出气口二(110)的顶端通过三通管(15)汇流，所述第二端盖(5)设有第二端盖轴向冷却通道(101)，所述第三端盖(11)设有第三端盖轴向冷却通道(105)，所述外壳(7)设有径向环形进气口(104)，所述内壳(8)设有轴向通风槽(102)，所述第四端盖(14)设有第一冷却通道(107)和第四端盖第二冷却通道(106)；

所述第一端盖(2)通过螺钉固定在左右两侧的压气蜗壳(4)上，两个所述压气蜗壳(4)通过螺钉分别固定在第二端盖(5)和第四端盖(14)上，所述第二端盖(5)通过螺钉固定在外壳(7)左侧，所述第三端盖(11)通过螺钉固定在外壳(7)的右侧，所述第四端盖(14)通过螺钉固定在第三端盖(11)上，所述内壳(8)通过过盈方式固定在外壳(7)内壁，所述定子(9)通过过盈方式固定在内壳(8)内壁，所述压气叶轮(3)和推力盘(13)通过锁紧螺母(1)固定在转轴(10)上，所述转轴(10)由固定在第二端盖(5)和第三端盖(11)上径向气浮轴承(6)来支撑，所述轴向气浮轴承(12)固定在与推力盘(13)两侧面平行的第三端盖(11)和第四端盖(14)端面上。

2.根据权利要求1所述的一种离心式气浮鼓风机，其特征在于：所述第二端盖(5)上设有第二端盖轴向冷却通道(101)，所述第二端盖轴向冷却通道(101)的形状为腰型结构且周向阵列分布，所述第二端盖轴向冷却通道(101)靠近转轴(10)的部分为定转子间隙冷却通道(103)。

3.根据权利要求1所述的一种离心式气浮鼓风机，其特征在于：所述第三端盖(11)设有第三端盖轴向冷却通道(105)，所述第三端盖轴向冷却通道(105)的形状为腰型结构，所述第三端盖轴向冷却通道(105)的走向为从左下方往右上方。

4.根据权利要求1所述的一种离心式气浮鼓风机，其特征在于：所述外壳(7)设有径向环形进气口(104)，所述径向环形进气口(104)的形状为腰型且沿周向阵列分布，所述径向环形进气口(104)的轴向位置为定子(9)右侧绕组所处位置，所述外壳(7)外表面设有散热槽且周向阵列分布。

5.根据权利要求1所述的一种离心式气浮鼓风机，其特征在于：所述内壳(8)设有轴向通风槽(102)，所述轴向通风槽(102)的形状为梯形且环形阵列分布。

6.根据权利要求1所述的一种离心式气浮鼓风机，其特征在于：所述第四端盖(14)设有第一冷却通道(107)和第四端盖第二冷却通道(106)，所述第一冷却通道(107)形状为腰型且周向阵列分布，与第三端盖轴向冷却通道(105)相对应，所述第四端盖第二冷却通道(106)为第四端盖(14)上开设的径向冷却槽和第四端盖(14)与转轴(10)之间所形成的环形通道的组合。