一种磁悬浮制冷压缩机及磁悬浮空调的制作方法

1.本实用新型涉及制冷设备领域，尤其涉及一种磁悬浮制冷压缩机及磁悬浮空调。


背景技术：

2.磁悬浮制冷压缩机(以下简称为“压缩机”)是磁悬浮空调的核心部件之一，利用转子带动叶轮旋转，实现对冷媒介质的压缩。叶轮属于旋转元件，与静止件(如密封体)之间有一定的密封间隙，且该间隙不能过大，否则会增加泄露量，影响压缩机的气动效率。
3.为了扩展压缩机的运行范围，提高压缩机的气动效率以及制冷循环效率，现有的压缩机大多采用两级叶轮压缩。与单级叶轮压缩相比，两级叶轮压缩增加了相应的气动元件，多了一个叶轮，同时增加了转子的轴向长度。
4.压缩机正常运行时，通过电磁轴承的电磁力使转子悬浮并进行高速旋转，转子只与冷媒介质产生气流摩擦而不与机械零部件产生滑动、滚动摩擦。当压缩机遇到意外断电时，电磁轴承由于失去电源供应而停止工作。此时，转子将以很高的转速跌落。由于转子在叶轮端的轴向尺寸较大，使得转子在跌落过程中容易发生弹性变形，进而导致叶轮与静止件之间产生刮蹭，严重时甚至会导致叶轮被破坏，可靠性低。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中压缩机遇到意外断电时，叶轮容易与静止件产生刮蹭，可靠性低的问题，本实用新型的目的之一是提供一种磁悬浮制冷压缩机。
6.本实用新型提供如下技术方案：
7.一种磁悬浮制冷压缩机，应用于磁悬浮空调，所述磁悬浮制冷压缩机包括壳体和转子；
8.所述壳体上固设有一级蜗壳、二级蜗壳和定子，所述一级蜗壳上固定连接有第一密封件，所述二级蜗壳上固定连接有第二密封件和回流器；
9.所述转子上固设有一级叶轮、二级叶轮和隔套，所述一级叶轮与所述第一密封件之间留有第一间隙，所述二级叶轮与所述第二密封件之间留有第二间隙，所述隔套位于所述一级叶轮与所述二级叶轮之间；
10.所述回流器上固定连接有支承组件，所述支承组件包括第一轴承，所述第一轴承套设于所述隔套上，所述第一轴承与所述隔套之间留有第三间隙，所述第一间隙的宽度和所述第二间隙的宽度均大于所述第三间隙的宽度。
11.作为对所述磁悬浮制冷压缩机的进一步可选的方案，所述支承组件还包括支承座，所述支承座与所述回流器固定连接，所述支承座环绕所述隔套设置，所述支承座与所述隔套之间设有密封齿，所述第一轴承设置在所述支承座上。
12.作为对所述磁悬浮制冷压缩机的进一步可选的方案，所述密封齿设置于所述支承座上，所述密封齿与所述隔套之间留有第四间隙，所述第四间隙的宽度大于所述第三间隙的宽度。
13.作为对所述磁悬浮制冷压缩机的进一步可选的方案，所述密封齿设置于所述隔套上，所述密封齿呈螺旋形，所述密封齿的旋向与所述转子在工作状态下的旋向相反。
14.作为对所述磁悬浮制冷压缩机的进一步可选的方案，所述支承座与所述回流器栓接固定，所述支承座沿径线方向与所述回流器间隙配合。
15.作为对所述磁悬浮制冷压缩机的进一步可选的方案，所述支承座的内沿设有环形的装配槽，所述装配槽与所述支承座沿所述转子长度方向的一端连通，所述第一轴承与所述装配槽的底面过渡配合，所述第一轴承与所述装配槽的侧面相抵，所述装配槽的底面上设有环形的卡槽，所述卡槽内设有弹性挡圈，所述弹性挡圈与所述第一轴承背向所述装配槽的侧面的一侧相抵。
16.作为对所述磁悬浮制冷压缩机的进一步可选的方案，所述壳体上固设有第二轴承，所述第二轴承位于所述定子背向所述二级叶轮的一侧，所述第二轴承套设在所述转子上，所述第二轴承与所述转子之间留有第五间隙，所述第五间隙的宽度小于所述第三间隙的宽度。
17.作为对所述磁悬浮制冷压缩机的进一步可选的方案，所述壳体上固设有第三轴承，所述第三轴承位于所述定子与所述二级叶轮之间，所述第三轴承套设在所述转子上，所述第三轴承与所述转子之间留有第六间隙，所述第六间隙的宽度小于所述第三间隙的宽度。
18.作为对所述磁悬浮制冷压缩机的进一步可选的方案，所述一级叶轮和所述二级叶轮均为闭式叶轮，或者，所述一级叶轮和所述二级叶轮均为半开式叶轮。
19.本实用新型的另一目的是提供一种磁悬浮空调。
20.本实用新型提供如下技术方案：
21.一种磁悬浮空调，包括上述磁悬浮制冷压缩机。
22.本实用新型的实施例具有如下有益效果：
23.遇到意外断电时，转子以很高的转速跌落在第一轴承上。由于第一轴承套设在隔套上，位于一级叶轮和二级叶轮之间，故第一轴承对转子形成支承时能够有效地减小转子在一级叶轮和二级叶轮处的变形幅度，使一级叶轮和二级叶轮跌落的距离与转子跌落的距离趋于一致。在此基础上，第三间隙的宽度决定了转子跌落的最大距离，既小于第一间隙的宽度，也小于第二间隙的宽度，从而使得一级叶轮在跌落后不易与第一密封件接触，使得二级叶轮在跌落后不易与第二密封件接触，对一级叶轮和二级叶轮进行保护，可靠性更高。
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
26.图1示出了本实用新型实施例1提供的一种磁悬浮制冷压缩机的整体结构示意图；
27.图2示出了本实用新型实施例1提供的一种磁悬浮制冷压缩机中一级叶轮和二级
叶轮为闭式叶轮时的结构示意图；
28.图3示出了本实用新型实施例1提供的一种磁悬浮制冷压缩机中一级叶轮和二级叶轮为半开式叶轮时的结构示意图；
29.图4示出了本实用新型实施例1提供的一种磁悬浮制冷压缩机中支承组件的结构示意图；
30.图5示出了本实用新型实施例1提供的一种磁悬浮制冷压缩机中第二轴承的结构示意图；
31.图6示出了本实用新型实施例2提供的一种磁悬浮制冷压缩机中隔套的结构示意图；
32.图7示出了本实用新型实施例3提供的一种磁悬浮制冷压缩机的整体结构示意图；
33.图8示出了本实用新型实施例3提供的一种磁悬浮制冷压缩机中第三轴承的结构示意图。
34.主要元件符号说明：
35.100
‑
壳体；110
‑
第二轴承；120
‑
第三轴承；130
‑
前端径向磁轴承；140
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后端径向磁轴承；150
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前端轴向磁轴承；160
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后端轴向磁轴承；200
‑
转子；210
‑
隔套；300
‑
一级蜗壳；310
‑
第一密封件；400
‑
二级蜗壳；410
‑
第二密封件；500
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定子；600
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一级叶轮；700
‑
二级叶轮；800
‑
支承组件；810
‑
第一轴承；820
‑
支承座；821
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装配槽；822
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卡槽；830
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密封齿；840
‑
弹性挡圈；900
‑
回流器。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的
技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
41.实施例1
42.请一并参阅图1至图5，本实施例提供一种磁悬浮制冷压缩机(以下简称为“压缩机”)，作为磁悬浮空调的核心部件之一，将低温低压的气体压缩为高温高压的气体后排出。压缩机包括壳体100和转子200，壳体100上固定连接有一级蜗壳300、二级蜗壳400和定子500，转子200上则固定连接有一级叶轮600、二级叶轮700和隔套210。
43.具体地，壳体100的内壁上栓接固定有前端径向磁轴承130、后端径向磁轴承140、前端轴向磁轴承150和后端轴向磁轴承160。在工作状态下，转子200受前端径向磁轴承130和后端径向磁轴承140的电磁力作用而实现径向悬浮，前端轴向磁轴承150和后端轴向磁轴承160则用于平衡转子200所受的轴向力，从而使转子200实现轴向悬浮。
44.具体地，一级蜗壳300、二级蜗壳400、前端径向磁轴承130、定子500、后端径向磁轴承140、前端轴向磁轴承150和后端轴向磁轴承160沿转子200的长度方向依次排列。一级蜗壳300上栓接固定有第一密封件310，二级蜗壳400上则栓接固定有第二密封件410。此外，二级蜗壳400上还栓接固定有回流器900。
45.具体地，一级叶轮600、隔套210和二级叶轮700沿转子200的长度方向依次排列。在本实施例中，一级叶轮600和二级叶轮700均为闭式叶轮，同时具有盖、盘以及叶片结构。在本技术的另一实施例中，一级叶轮600和二级叶轮700也可以采用半开式叶轮，只具有盘以及叶片结构。隔套210采用42crmo等高强度合金钢，隔套210表面镀二硫化钼或者镍，形成耐磨镀层。
46.一级叶轮600与一级蜗壳300相对，第一密封件310环绕在一级叶轮600背向二级叶轮700的一端，且第一密封件310的内沿开设有多圈密封槽。二级叶轮700与二级蜗壳400相对，第二密封件410环绕在二级叶轮700朝向一级叶轮600的一端，且第二密封件410的内沿开设有多圈密封槽。
47.第一密封件310的内沿与一级叶轮600的外沿之间留有第一间隙，第二密封件410的内沿与二级叶轮700的外沿之间留有第二间隙。第一间隙和第二间隙相等，其宽度一般为0.25
‑
0.4mm。
48.具体地，回流器900的内沿设置有支承组件800，支承组件800包括支承座820和第一轴承810。支承座820与回流器900之间通过螺钉固定，并环绕隔套210设置。第一轴承810与支承座820固定连接，并套设在隔套210上。此外，第一轴承810与隔套210之间留有第三间隙，第三间隙的宽度小于第一间隙的宽度，一般为0.15
‑
0.25mm。
49.压缩机遇到意外断电时，转子200以很高的转速跌落在第一轴承810上。由于第一轴承810套设在隔套210上，位于一级叶轮600和二级叶轮700之间，故第一轴承810对转子200形成支承时能够有效地减小转子200在一级叶轮600和二级叶轮700处的变形幅度，使一级叶轮600和二级叶轮700跌落的距离与转子200跌落的距离趋于一致。
50.在此基础上，第三间隙的宽度决定了转子200跌落的最大距离，既小于第一间隙的宽度，也小于第二间隙的宽度，从而使得一级叶轮600在跌落后不易与第一密封件310接触，使得二级叶轮700在跌落后不易与第二密封件410接触，对一级叶轮600和二级叶轮700进行
保护，可靠性更高。
51.进一步地，支承座820上开设有多个通孔，通孔的轴线与转子200的轴线平行，各个通孔沿支承座820的周向排列。螺钉穿过通孔后与回流器900螺纹配合，进而将支承座820固定在回流器900上。通孔的内径大于螺钉的直径，支承座820沿径线方向与回流器900间隙配合，且间隙较大。沿支承座820的径线方向调整支承座820在回流器900上的位置，可以调节第三间隙的宽度。
52.进一步地，支承座820的内沿开设有环形的装配槽821，且装配槽821与支承座820朝向一级叶轮600的一侧连通，装配槽821仅具有底面和一个侧面。第一轴承810与装配槽821的底面过渡配合，从而实现对第一轴承810沿转子200径线方向的固定。第一轴承810与装配槽821的侧面相抵，装配槽821的底面上开设有环形的卡槽822，卡槽822内嵌设有弹性挡圈840，弹性挡圈840则与第一轴承810背向装配槽821的侧面的一侧相抵，配合装配槽821的侧面实现对第一轴承810沿转子200长度方向的固定。最终，第一轴承810被可拆卸地固定在支承座820上。
53.在本实施例中，第一轴承810选用角接触球轴承或者深沟球轴承等，且第一轴承810单列布置。在本技术的另一实施例中，第一轴承810也可以多列布置。
54.进一步地，支承座820的内沿设置有密封齿830，密封齿830位于装配槽821朝向二级叶轮700的一侧，通过镶嵌的方式固定在支承座820上，或者在支承座820的内沿直接加工成型。密封齿830选用耐磨材质，如石墨、软性铝或者巴氏合金等。
55.密封齿830均沿支承座820的周向设置，且设有多个，各个密封齿830沿支承座820的轴向均匀排列。密封齿830的宽度一般为0.3
‑
0.6mm，相邻两个密封齿830之间的距离一般为1.0
‑
1.5mm。此外，密封齿830的内沿与隔套210的外侧壁之间留有第四间隙，且第四间隙的宽度等于第一间隙的宽度。
56.上述支承组件800结构简单，成本低廉，能够加强压缩机在意外断电状态下的支承保护，有效地解决了一级叶轮600和二级叶轮700在转子200高速旋转跌落时均易刮蹭受损的问题，大大提高了压缩机的可靠性。
57.进一步地，前端轴向磁轴承150的内沿固定连接有第二轴承110，第二轴承110采用双列角接触球轴承。第二轴承110套设在转子200上，第二轴承110与转子200之间留有第五间隙。第五间隙的宽度小于第三间隙的宽度，一般为0.1
‑
0.2mm。
58.第二轴承110与第一轴承810配合，在压缩机正常停机时对转子200进行支撑，在压缩机意外断电时对转子200形成限制，降低转子200的变形幅度。
59.在本实施例中，第一间隙、第二间隙和第四间隙的宽度为0.25mm，第三间隙的宽度为0.15mm，第五间隙的宽度为0.1mm。
60.本实施例还提供一种磁悬浮空调，包括上述压缩机。
61.实施例2
62.请参阅图6，与实施例1的不同之处在于，密封齿830设置在隔套210上，与隔套210一体成型。密封齿830呈螺旋形，其截面为矩形或者三角形。此外，密封齿830旋向与转子200在工作状态下的旋向相反。
63.当密封齿830随隔套210和转子200旋转时，能够抵消支承座820两侧的气压差，使气流不易从支承座820与隔套210之间泄露。
64.实施例3
65.请一并参阅图7和图8，与实施例1的不同之处在于，壳体100上还栓接固定有第三轴承120，且第三轴承120采用深沟球轴承。第三轴承120位于前端径向磁轴承130与二级蜗壳400之间，第三轴承120套设在转子200上。第三轴承120与转子200之间留有第六间隙，且第六间隙的宽度等于第五间隙的宽度。
66.第三轴承120与第二轴承110配合，在压缩机正常停机时对转子200进行支撑，在压缩机意外断电时对转子200形成限制，降低转子200的变形幅度。
67.在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
68.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
69.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。