一种空气悬浮式低压纯无油离心压缩机的制作方法

1.本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种空气悬浮式低压纯无油离心压缩机。


背景技术：

2.离心压缩机是通过旋转壳体中的刀片轮而利用其离心力来压缩气体的装置。离心压缩机可以被配置为压缩诸如制冷剂气体的气体。在这种离心压缩机中，当电动机的驱动力传递到叶轮并且叶轮旋转时，气体通过叶轮的旋转力被引入到叶轮中。随着气体由于叶轮而流动，动能增加，动能增加的气体通过扩散器并将动能转换为静态压力，从而增加了压力。以这种方式增加了压力的气体通过蜗壳和与蜗壳依次连通的排出口，然后被排出到离心压缩机的外部。扩散器将气体的动能转换成静态压力。扩散器的示例可以是其中气体通过的通道的横截面面积沿气体流动方向逐渐减小的无叶扩散器。扩散器的另一示例可以是其中气体通过的通道的横截面面积沿气体流动方向逐渐减小，并且多个叶片安装在该通道中的叶片扩散器。
3.但是，现有的离心式压缩机在运行过程中稳定性较差，故障率极高，这就使得企业的生产成本无形增加；同时，现有的离心式压缩机工作稳定性较差，无法满足市场的需求。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种运行稳定可靠的空气悬浮式低压纯无油离心压缩机。
5.本发明的技术方案为：一种空气悬浮式低压纯无油离心压缩机，包括壳体、转轴和涡轮；壳体一端活动连接有端盖，端盖上设置有第一冷却液进液管和第一冷却液出液管，端盖内部设置有冷却槽，第一冷却液进液管和第一冷却液出液管分别与冷却槽导通；壳体内部卡接有定子；壳体两端均设置有卡槽，两个卡槽内分别活动卡接有轴承座；两个轴承座上均活动卡接有径向动压轴承；
6.转轴活动卡接在壳体内部，且转轴的两端悬挑在两个径向动压轴承内部，转轴与两个径向动压轴承位置对应处分别设置有第一动压槽，转轴上活动套设有转子；
7.涡轮包括蜗壳和叶轮，蜗壳活动设置在壳体的另一端，蜗壳端部设置有进风管，侧壁上设置有出风管，蜗壳的内腔中设置有扩压腔，叶轮设置在蜗壳内部，且与转轴的端部活动连接。
8.进一步地，壳体的内壁上设置有冷却腔，冷却腔内部通过环形架环形设置有5
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15个换热管，各个换热管之间通过连接管导通，壳体的外壁上设置有第二冷却液进液管和第二冷却液出液管，第二冷却液进液管和第二冷却液出液管分别与其中一个换热管的两端导通，利用换热管内流动的第二冷却液将转子运行时产生的热量带出壳体，从而达到为转子散热的目的，保证了转子的高效运行。
9.进一步地，端盖内部设置有第一轴向压盘，转轴靠近端盖的一端设置有第二轴向压盘，第一轴向压盘上环向设置有第二动压槽，第二轴向压盘上环向设置有第三动压槽，通
过设置第一轴向压盘和第二轴向压盘，利用第二动压槽和第三动压槽之间产生的空气膜对转轴施加轴向推力，提高转轴运行时的稳定性。
10.更进一步地，环向设置的第三动压槽位于环向设置的第二动压槽内侧，通过将第三动压槽设置在第二动压槽内侧内侧，有利于其形成的空气膜更加均匀稳定。
11.进一步地，进风管开口处设置有整流盘，通过设置整流盘，对进入进风管的空气进行整流，避免压缩机产生喘振现象。
12.进一步地，第一动压槽为弧形槽，且相邻两个第一动压槽的开口相对；通过设置开口相对的第一动压槽，有利于转轴和径向动压轴承之间动压膜的形成。
13.进一步地，两个轴承座与两个径向动压轴承连接处的外侧均设置有承托轴套，两个承托轴套的内壁上均匀设置有4
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8个承托动压槽，通过设置承托轴套，利用承托轴套上的承托动压槽和转轴之间形成动压膜，有利于提高转轴悬浮转动时的稳定性，减小压缩机运行时的噪声。
14.进一步地，叶轮上的叶片沿叶轮旋转方向倾斜设置，倾斜角度为30
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45度，通过设置倾斜的叶片，能够提高空气介质的聚拢效果，进而提高离心压塑机的工作效率。
15.进一步地，壳体为铝合金材质，且端盖、蜗壳与壳体连接处均设置有密封圈，通过设置铝合金材质的壳体，避免了壳体使用过程中的氧化损坏，通过设置密封圈，有效提高了壳体内腔的气密性，进而提高了压缩机的性能稳定性。
16.本发明的工作原理为：
17.第一、将第一冷却液进液管和第二冷却液进液管分别与外部冷却液输出设备连接，将第一冷却液出液管和第二冷却液出液管分别与外部冷却液输入设备连接
18.第二、通过转子带动转轴和叶轮转动，叶轮转动过程中在离心力作用下将外界空气从进风管吸入蜗壳中，空气在蜗壳中受挤压，从而被压缩，并最终经出风管排出蜗壳；
19.第三、转子开始转动时，转轴端部与两个径向动压轴承机械接触，随着蜗壳内空气的压缩，部分压缩空气通过转轴和径向动压轴承之间的缝隙，在第一动压槽的作用下形成动压膜，从而为转轴提供径向推力，使得为转轴的两端悬浮于两个径向动压轴承中；
20.第四、转轴转动过程中，第二轴向压盘上的第三动压槽和第一轴向压盘上的第二动压槽之间形成轴向静压膜，对转轴施加轴向推动力，使转轴始终处于轴向恒定位置。
21.第五、利用端盖上冷却槽内流动的第一冷却液对转轴产生的热量进行吸收，利用换热管内流动的第二冷却液将转子运行时产生的热量带出壳体，达到为转子散热的目的。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，运行稳定可靠，相对于传统的压缩机相比较具有高速稳定性好，供气量大、运行平稳、效率高、结构简单、噪音低、占地面积小、重量小、使用年限长、维修量小、壳体内不需润滑和气体不会被油二次污染等优势；通过径向动压轴承均与转轴之间形成的动压膜为转轴提供径向支撑力，具有高速稳定性好、承载力大、润滑性能好、无需外部气源、耐高温和寿命长的优点，可有效防止喘振，降低能量消耗；本发明实现了转轴与径向动压轴承之间无机械接触，避免了机械之间的摩擦损失，无需齿轮箱和润滑油系统，无机械接触，极大的降低了压缩机运行时产生的噪音污染，提高了压缩机的运行效率，设置的冷却机构能够保证压缩机在高温条件下正常运行，提高了压缩机的使用寿命。
附图说明
23.图1是本发明的纵剖图；
24.图2是本发明的冷却槽在端盖上的分布图；
25.图3是本发明的换热管与环形架的连接示意图；
26.图4是本发明的第一轴向压盘与端盖的连接示意图；
27.图5是本发明图1中a处的放大示意图；
28.图6是本发明的转轴、转子和定子在壳体内的分布图；
29.图7是本发明的第一动压槽在转轴上的分布图；
30.图8是本发明的右视图；
31.其中，1
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壳体、10
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端盖、100
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第一冷却液进液管、101
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第一冷却液出液管、102
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冷却槽、11
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定子、12
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卡槽、13
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轴承座、14
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径向动压轴承、15
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冷却腔、150
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环形架、151
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换热管、152
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连接管、153
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第二冷却液进液管、154
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第二冷却液出液管、16
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第一轴向压盘、160
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第二动压槽、17
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承托轴套、170
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承托动压槽、2
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转轴、20
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第一动压槽、21
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转子、22
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第二轴向压盘、220
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第三动压槽、3
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涡轮、30
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蜗壳、300
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进风管、301
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出风管、302
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扩压腔、303
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整流盘、31
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叶轮。
具体实施方式
32.实施例1：如图1、2所示的一种空气悬浮式低压纯无油离心压缩机，包括壳体1、转轴2和涡轮3；壳体1一端活动连接有端盖10，端盖10上设置有第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101，端盖10内部设置有冷却槽102，第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101分别与冷却槽102导通；壳体1内部卡接有定子11；壳体1两端均设置有卡槽12，两个卡槽12内分别活动卡接有轴承座13；两个轴承座13上均活动卡接有径向动压轴承14；
33.如图1所示，转轴2活动卡接在壳体1内部，且转轴2的两端悬挑在两个径向动压轴承14内部，转轴与两个径向动压轴承14位置对应处分别设置有第一动压槽20，转轴2上活动套设有转子21；
34.如图1、8所示，涡轮3包括蜗壳30和叶轮31，蜗壳30活动设置在壳体1的另一端，蜗壳30端部设置有进风管300，侧壁上设置有出风管301，蜗壳30的内腔中设置有扩压腔302，叶轮31设置在蜗壳30内部，且与转轴2的端部活动连接
35.实施例2：如图1、2、3、4、6所示的一种空气悬浮式低压纯无油离心压缩机，包括壳体1、转轴2和涡轮3；壳体1一端活动连接有端盖10，端盖10上设置有第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101，端盖10内部设置有冷却槽102，第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101分别与冷却槽102导通；壳体1内部卡接有定子11；壳体1两端均设置有卡槽12，两个卡槽12内分别活动卡接有轴承座13；两个轴承座13上均活动卡接有径向动压轴承14；壳体1的内壁上设置有冷却腔15，冷却腔15内部通过环形架150环形设置有10个换热管151，各个换热管151之间通过连接管152导通，壳体1的外壁上设置有第二冷却液进液管153和第二冷却液出液管154，第二冷却液进液管153和第二冷却液出液管154分别与其中一个换热管151的两端导通，利用换热管151内流动的第二冷却液将转子21运行时产生的热量带出壳体1，从而达到为转子21散热的目的，保证了转子21的高效运行；端盖10内部设置有第一轴向压盘16，第一轴向压盘16上环向设置有第二动压槽160；
36.如图1、4所示，转轴2活动卡接在壳体1内部，且转轴2的两端悬挑在两个径向动压轴承14内部，转轴与两个径向动压轴承14位置对应处分别设置有第一动压槽20，转轴2上活动套设有转子21；转轴2靠近端盖10的一端设置有第二轴向压盘22，第二轴向压盘22上环向设置有第三动压槽220，通过设置第一轴向压盘16和第二轴向压盘22，利用第二动压槽160和第三动压槽220之间产生的空气膜对转轴2施加轴向推力，提高转轴1运行时的稳定性；环向设置的第三动压槽220位于环向设置的第二动压槽160内侧，通过将第三动压槽220设置在第二动压槽160内侧内侧，有利于其形成的空气膜更加均匀稳定；
37.如图1、8所示，涡轮3包括蜗壳30和叶轮31，蜗壳30活动设置在壳体1的另一端，蜗壳30端部设置有进风管300，侧壁上设置有出风管301，蜗壳30的内腔中设置有扩压腔302，叶轮31设置在蜗壳30内部，且与转轴2的端部活动连接。
38.实施例3：如图1、2、5所示的一种空气悬浮式低压纯无油离心压缩机，包括壳体1、转轴2和涡轮3；壳体1一端活动连接有端盖10，端盖10上设置有第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101，端盖10内部设置有冷却槽102，第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101分别与冷却槽102导通；壳体1内部卡接有定子11；壳体1两端均设置有卡槽12，两个卡槽12内分别活动卡接有轴承座13；两个轴承座13上均活动卡接有径向动压轴承14；两个轴承座13与两个径向动压轴承14连接处的外侧均设置有承托轴套17，两个承托轴套17的内壁上均匀设置有5个承托动压槽170，通过设置承托轴套17，利用承托轴套17上的承托动压槽170和转轴2之间形成动压膜，有利于提高转轴2悬浮转动时的稳定性，减小压缩机运行时的噪声；
39.如图1、7所示，转轴2活动卡接在壳体1内部，且转轴2的两端悬挑在两个径向动压轴承14内部，转轴与两个径向动压轴承14位置对应处分别设置有第一动压槽20，第一动压槽20为弧形槽，且相邻两个第一动压槽20的开口相对；通过设置开口相对的第一动压槽20，有利于转轴2和径向动压轴承14之间动压膜的形成；转轴2上活动套设有转子21；
40.如图1、8所示，涡轮3包括蜗壳30和叶轮31，蜗壳30活动设置在壳体1的另一端，蜗壳30端部设置有进风管300，侧壁上设置有出风管301，蜗壳30的内腔中设置有扩压腔302，进风管300开口处设置有整流盘303，通过设置整流盘303，对进入进风管300的空气进行整流，避免压缩机产生喘振现象；叶轮31设置在蜗壳30内部，且与转轴2的端部活动连接，叶轮31上的叶片沿叶轮31旋转方向倾斜设置，倾斜角度为30度，通过设置倾斜的叶片，能够提高空气介质的聚拢效果，进而提高离心压塑机的工作效率。
41.实施例4：如图1、2、3、4、5、6所示的一种空气悬浮式低压纯无油离心压缩机，包括壳体1、转轴2和涡轮3；壳体1一端活动连接有端盖10，端盖10上设置有第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101，端盖10内部设置有冷却槽102，第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101分别与冷却槽102导通；壳体1内部卡接有定子11；壳体1两端均设置有卡槽12，两个卡槽12内分别活动卡接有轴承座13；两个轴承座13上均活动卡接有径向动压轴承14；壳体1的内壁上设置有冷却腔15，冷却腔15内部通过环形架150环形设置有10个换热管151，各个换热管151之间通过连接管152导通，壳体1的外壁上设置有第二冷却液进液管153和第二冷却液出液管154，第二冷却液进液管153和第二冷却液出液管154分别与其中一个换热管151的两端导通，利用换热管151内流动的第二冷却液将转子21运行时产生的热量带出壳体1，从而达到为转子21散热的目的，保证了转子21的高效运行；端盖10内部设置有
第一轴向压盘16，第一轴向压盘16上环向设置有第二动压槽160；两个轴承座13与两个径向动压轴承14连接处的外侧均设置有承托轴套17，两个承托轴套17的内壁上均匀设置有5个承托动压槽170，通过设置承托轴套17，利用承托轴套17上的承托动压槽170和转轴2之间形成动压膜，有利于提高转轴2悬浮转动时的稳定性，减小压缩机运行时的噪声；
42.如图1、7所示，转轴2活动卡接在壳体1内部，且转轴2的两端悬挑在两个径向动压轴承14内部，转轴与两个径向动压轴承14位置对应处分别设置有第一动压槽20，第一动压槽20为弧形槽，且相邻两个第一动压槽20的开口相对；通过设置开口相对的第一动压槽20，有利于转轴2和径向动压轴承14之间动压膜的形成；转轴2上活动套设有转子21，转轴2靠近端盖10的一端设置有第二轴向压盘22，第二轴向压盘22上环向设置有第三动压槽220，通过设置第一轴向压盘16和第二轴向压盘22，利用第二动压槽160和第三动压槽220之间产生的空气膜对转轴2施加轴向推力，提高转轴1运行时的稳定性；环向设置的第三动压槽220位于环向设置的第二动压槽160内侧，通过将第三动压槽220设置在第二动压槽160内侧内侧，有利于其形成的空气膜更加均匀稳定；
43.如图1、8所示，涡轮3包括蜗壳30和叶轮31，蜗壳30活动设置在壳体1的另一端，蜗壳30端部设置有进风管300，侧壁上设置有出风管301，蜗壳30的内腔中设置有扩压腔302，进风管300开口处设置有整流盘303，通过设置整流盘303，对进入进风管300的空气进行整流，避免压缩机产生喘振现象；叶轮31设置在蜗壳30内部，且与转轴2的端部活动连接；叶轮31上的叶片沿叶轮31旋转方向倾斜设置，倾斜角度为30度，通过设置倾斜的叶片，能够提高空气介质的聚拢效果，进而提高离心压缩机的工作效率。
44.实施例5：如图1、2、3、4、5、6所示的一种空气悬浮式低压纯无油离心压缩机，包括壳体1、转轴2和涡轮3；壳体1一端活动连接有端盖10，端盖10上设置有第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101，端盖10内部设置有冷却槽102，第一冷却液进液管100和第一冷却液出液管101分别与冷却槽102导通；壳体1内部卡接有定子11；壳体1两端均设置有卡槽12，两个卡槽12内分别活动卡接有轴承座13；两个轴承座13上均活动卡接有径向动压轴承14；壳体1的内壁上设置有冷却腔15，冷却腔15内部通过环形架150环形设置有10个换热管151，各个换热管151之间通过连接管152导通，壳体1的外壁上设置有第二冷却液进液管153和第二冷却液出液管154，第二冷却液进液管153和第二冷却液出液管154分别与其中一个换热管151的两端导通，利用换热管151内流动的第二冷却液将转子21运行时产生的热量带出壳体1，从而达到为转子21散热的目的，保证了转子21的高效运行；端盖10内部设置有第一轴向压盘16，第一轴向压盘16上环向设置有第二动压槽160；两个轴承座13与两个径向动压轴承14连接处的外侧均设置有承托轴套17，两个承托轴套17的内壁上均匀设置有5个承托动压槽170，通过设置承托轴套17，利用承托轴套17上的承托动压槽170和转轴2之间形成动压膜，有利于提高转轴2悬浮转动时的稳定性，减小压缩机运行时的噪声；壳体1为铝合金材质，且端盖10、蜗壳30与壳体1连接处均设置有密封圈，通过设置铝合金材质的壳体1，避免了壳体1使用过程中的氧化损坏，通过设置密封圈，有效提高了壳体1内腔的气密性，进而提高了压缩机的性能稳定性；
45.如图1、7所示，转轴2活动卡接在壳体1内部，且转轴2的两端悬挑在两个径向动压轴承14内部，转轴与两个径向动压轴承14位置对应处分别设置有第一动压槽20，第一动压槽20为弧形槽，且相邻两个第一动压槽20的开口相对；通过设置开口相对的第一动压槽20，
有利于转轴2和径向动压轴承14之间动压膜的形成；转轴2上活动套设有转子21，转轴2靠近端盖10的一端设置有第二轴向压盘22，第二轴向压盘22上环向设置有第三动压槽220，通过设置第一轴向压盘16和第二轴向压盘22，利用第二动压槽160和第三动压槽220之间产生的空气膜对转轴2施加轴向推力，提高转轴1运行时的稳定性；环向设置的第三动压槽220位于环向设置的第二动压槽160内侧，通过将第三动压槽220设置在第二动压槽160内侧内侧，有利于其形成的空气膜更加均匀稳定；
46.如图1、8所示，涡轮3包括蜗壳30和叶轮31，蜗壳30活动设置在壳体1的另一端，蜗壳30端部设置有进风管300，侧壁上设置有出风管301，蜗壳30的内腔中设置有扩压腔302，进风管300开口处设置有整流盘303，通过设置整流盘303，对进入进风管300的空气进行整流，避免压缩机产生喘振现象；叶轮31设置在蜗壳30内部，且与转轴2的端部活动连接；叶轮31上的叶片沿叶轮31旋转方向倾斜设置，倾斜角度为30度，通过设置倾斜的叶片，能够提高空气介质的聚拢效果，进而提高离心压缩机的工作效率。
47.工作时：
48.第一、将第一冷却液进液管100和第二冷却液进液管153分别与外部冷却液输出设备连接，将第一冷却液出液管101和第二冷却液出液管154分别与外部冷却液输入设备连接
49.第二、通过转子21带动转轴2和叶轮31转动，叶轮31转动过程中在离心力作用下将外界空气从进风管300吸入蜗壳30中，空气在蜗壳30中受挤压，从而被压缩，并最终经出风管301排出蜗壳30；
50.第三、转子21开始转动过程中，转轴2端部与两个径向动压轴承14机械接触，随着蜗壳30内空气的压缩，部分压缩空气通过转轴2和径向动压轴承14之间的缝隙，在第一动压槽20的作用下形成动压膜，从而为转轴2提供径向推力，使得为转轴2的两端悬浮于两个径向动压轴承14中；
51.第四、转轴2转动过程中，第二轴向压盘22上的第三动压槽220和第一轴向压盘16上的第二动压槽160之间形成轴向静压膜，对转轴2施加轴向推动力，使转轴2始终处于轴向恒定位置。
52.第五、利用端盖10上冷却槽102内流动的第一冷却液对转轴产生的热量进行吸收，利用换热管151内流动的第二冷却液将转子21运行时产生的热量带出壳体1，达到为转子21散热的目的。