一种两级空气箔片轴承支承高速离心式空压机的冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及空压机技术领域，尤其涉及一种两级空气箔片轴承支承高速离心式空压机的冷却系统。


背景技术：

2.目前新能源汽车的发展越来越受到关注，发展新能源燃料电池汽车被认为是交通能源动力转型的重要环节。其中氢燃料电池电动汽车以其零排放、能效、续驶里程长、加注燃料时间短等优点，被认为是新能源汽车发展的重要方向之一。
3.氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的你反应，对环境无污染。燃料电池系统工作离不开空压机供应压缩空气，其性能直接影响着燃料电池系统的效率、动态性能、噪声等关键性能指标，因此燃料电池专用空压机的研发也非常重要。
4.离心式空压机因其供气量大而连续、运转平稳、响应速度快、结构简单紧凑、噪声小等特点被广泛应用。离心式空压机满足优点的同时，高速运转的转子也带来了散热和冷却的问题。高温环境将会影响电机定子及其控制电路以及转子的运行状态，必须及时有效的实现散热。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种两级空气箔片轴承支承高速离心式空压机的冷却系统。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：本实用新型中包括液冷结构，所述冷却系统包括空压机电机壳体上的液冷入口接头，与所述液冷入口接头连通的位于空压机电机壳体内的螺旋状液冷流道，与所述液冷流道连通的液冷出口接头。
7.进一步，解决高速运转的转子带来的散热和冷却问题，给电机定子及其控制电路以及转子一个良好的运行环境，在保留传统冷却系统液冷结构的同时还增设了气冷结构。所述气冷结构由空压机电机壳体、气冷接头、径向轴承座、推力轴承座、径向空气箔片轴承、空气箔片推力轴承、轴向止推环、空压机电机定子、空压机转子轴等构成。
8.进一步，所述空压机电机壳体中在所述液冷结构的螺旋状液冷流道和所述电机定子安装位之间设有均匀布置的轴向通孔；所述空压机电机壳体左端设有环状流道，所述环状流道与所述轴向通孔相连通；所述轴向通孔内嵌有空心铜管。
9.进一步，所述气冷接头包括位于右侧一级增压出风口到左侧二级增压进风口中间级间连接管上的一号气冷接头和位于空压机电机壳体上的二号气冷接头和三号气冷接头；所述一号气冷接头和二号气冷接头通过软管连接；所述二号气冷接头与所述环状流道相连通；所述三号气冷接头与所述空压机电机壳体左侧内腔相连通。
10.进一步，气冷接头采用强度较高的合金钢，与电机壳体、级间连接管螺纹连接；螺纹上有螺纹胶，气冷接头与电机壳体、级间连接管间加有耐高温密封圈。
11.进一步，所述径向轴轴承座包括位于空压机右侧的一级径向轴承座和位于空压机左侧的二级径向轴承座；所述一级径向轴承座上设有与所述轴向通孔对应的外圈通孔；同时，所述一级径向轴承座上设有内圈通孔。
12.进一步，所述径向空气箔片轴承与所述径向轴承座之间存在间隙；所述空气箔片推力轴承与所述轴向止推环之间存在间隙。
13.所述空压机电机定子与所述空压机转子轴之间存在间隙。
14.进一步，所述间隙均可供冷却气体通过达到冷却的目的。
15.进一步，所述一号气冷接头、二号气冷接头以及中间管路、环状流道、轴向通孔、一级径向轴承座外圈通孔、一级径向轴承座与推力轴承座形成的腔体、一级径向轴承座内圈通孔、空压机电机壳体与一级径向轴承座形成的腔体、所述间隙、空压机电机壳体与二级径向轴承座形成的腔体、三号气冷接头形成冷却气体流道。
16.进一步，所述气冷结构中的冷却气体由右侧一级增压出风口到左侧二级增压进风口中间的级间连接管经一号气冷接头进入所述冷却气体流道，最终由三号气冷接头排出。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，
18.1、本实用新型中，通过壳体上的液冷结构实现对壳体本身以及电机内部冷却，通过将经由一级增压后的压缩气体引入壳体内轴向通孔，通过轴向通孔时被液冷结构冷却后进入电机内部对推力轴承、径向轴承、转子轴进行冷却，及时有效的实现散热，使空压机运行更稳定，提高空压机的使用寿命。
附图说明
19.图1为本实用新型空压机的外部结构示意图；
20.图2为本实用新型空压机的液冷结构结构示意图；
21.图3为本实用新型空压机的内部结构示意图；
22.图4为本实用新型空压机的气冷结构气体流向示意图。
23.图例说明：1、壳体；4、液冷入口接头；5、液冷出口接头；8、三号气冷接头；9、二号气冷接头；13、环状流道；14、液冷流道；15、轴向通孔；16、空压机电机定子；17、空压机转子轴；19、一级径向轴承座；20、一级径向轴承座外圈孔；23、推力轴承座；26、空气箔片推力轴承；28、轴向止推环；35、一级径向轴承座内圈孔；36、径向空气箔片轴承；37、二级径向轴承座；45、级间连接管；48、一号气冷接头。
具体实施方式
24.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
26.实施例1，如图1
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4所示，一种两级空气箔片轴承支承高速离心式空压机的冷却系统，包括液冷结构。冷却系统包括空压机电机壳体1上的液冷入口接头4，与液冷入口接头4
连通的位于空压机电机壳体1内的螺旋状液冷流道14，与液冷流道14连通的液冷出口接头5。
27.如附图3本实用新型还包括气冷结构。气冷结构由空压机电机壳体1、气冷接头、径向轴承座、推力轴承座23、径向空气箔片轴承36、空气箔片推力轴承26、轴向止推环28、空压机电机定子16、空压机转子轴17等构成。
28.空压机电机壳体1中在液冷结构的螺旋状液冷流道14和空压机电机定子16安装位之间设有均匀布置的轴向通孔15；空压机电机壳体1左端设有环状流道13，环状流道13与轴向通孔15相连通；轴向通孔15内嵌有空心铜管；一级径向轴承座19上设有与轴向通孔15对应的一级径向轴承座外圈孔20；同时，一级径向轴承座19上设有一级径向轴承座内圈孔35。
29.气冷接头级间连接管45上的一号气冷接头48和位于空压机电机壳体1上的二号气冷接头9和三号气冷接头8；一号气冷接头48和二号气冷接头9通过软管连接；二号气冷接头9与环状流道13相连通；三号气冷接头8与空压机电机壳体1左侧内腔相连通。
30.径向空气箔片轴承36与一级径向轴承座19、二级径向轴承座37之间存在间隙；空气箔片推力轴承26与轴向止推环28之间；空压机电机定子16与空压机转子轴17之间存在间隙。
31.一号气冷接头48、二号气冷接头9以及中间管路、环状流道13、轴向通孔15、一级径向轴承座外圈孔20、一级径向轴承座19与推力轴承座23形成的腔体、一级径向轴承座内圈孔35、空压机电机壳体1与一级径向轴承座19形成的腔体、间隙、空压机电机壳体1与二级径向轴承座37形成的腔体、三号气冷接头8形成冷却气体流道。
32.如附图4气冷结构中的冷却气体为空压机一级增压后的空气，该冷却气体由级间连接管45通过一号气冷接头48进入冷却气体流道，进入流道的冷却气体先通过液冷结构对自身冷却，然后再冷却空压机内部零部件，最终冷却气体经三号气冷接头8排出。
33.本实用新型通过液冷结构和气冷结构对空压机进行冷却，及时有效的实现散热，使空压机运行更稳定，提高空压机的使用寿命。。
34.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。