一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机制造技术

本发明专利技术公开了一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机，涉及压缩机设计技术领域，包括：壳体；主轴内开有与壳体排气口相通的气流通孔；第一轴向静环与壳体的内底形成空腔，第一轴向静环沿圆周开有至少两周通气孔A；第一动环固定设置于主轴上；第二动环固定设置于主轴上；第二轴向静环固定设置于壳体内；离心叶轮的进排气口与壳体的进排气口分别相对设置。本发明专利技术的有益效果是，无需安装径向与轴向止推轴承，压缩机全无油，不需要润滑系统，使得压缩机的结构更加简单与紧凑，有利于压缩机的小微型化；压缩机运行时压缩机转子系统处于气悬浮状态，无固体接触摩擦损失，压缩机可达到超高转速；气流循环通道带走电机工作过程产生的热量，起到内循环冷却的效果。

A Miniature Centrifugal Compressor Supported by Double Air Suspension

The invention discloses a miniature centrifugal compressor with double air suspension support, which relates to the technical field of compressor design, including: a shell; an air flow through hole is opened in the main shaft to communicate with the exhaust port of the shell; a cavity is formed between the first axial static ring and the inner bottom of the shell; a ventilation hole A is opened at least two weeks along the circumference of the first axial static ring; the first dynamic ring is fixed on the main shaft; and the second dynamic ring is fixed on the main shaft. The second axial static ring is fixed in the shell, and the inlet and exhaust ports of the centrifugal impeller are relative to the inlet and exhaust ports of the shell. The beneficial effect of the invention is that there is no need to install radial and axial thrust bearings, the compressor has no oil and lubrication system, which makes the structure of the compressor simpler and more compact, and is conducive to the miniaturization of the compressor; the compressor rotor system is in an air suspension state when the compressor is running, and there is no solid contact friction loss, so that the compressor can achieve super high speed; and the air circulation passage belt. The heat generated in the working process of the walking motor plays the effect of internal circulation cooling.

【技术实现步骤摘要】
一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机
本专利技术涉及压缩机设计
，特别是一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机。
技术介绍
随着集成电路等电子技术的发展，现代高热流器件热流密度越来越大，采用被动式冷却方法无法满足散热要求，需要配备制冷系统才能保证电子系统的正常运行。在移动或便携式电子系统、芯片冷却、雷达冷却以及国防军工等许多场合由于受空间、重量的限制，迫切需要轻量、小微型的制冷系统。压缩机是制冷系统的核心关键设备，离心式压缩机作为旋转式透平机械，具有结构紧凑简单、效率与可靠性高、使用寿命周期长等优点，是理想的小微型压缩机机型。但小微型离心压缩机要得到高排气压力以满足制冷系统要求，必须要提高压缩机转速，减小轴端密封泄漏，目前现有的技术无法达到这些要求。目前的小微型压缩机主要有滚动转子式和线性活塞式两种，原理完全不同于离心式压缩机。目前采用磁悬浮轴承和气体轴承支撑的高转速离心压缩机还无法做到小微型，磁悬浮轴承结构复杂，需要单独的控制系统，静压气体轴承需要独立的压缩气源进行供气，小微型化都受限；动压气体轴承结构复杂，对材料与加工工艺要求非常高，可靠性与寿命无法保证。此外，压缩机的轴端密封技术问题也是制约离心压缩机向小微型化发展的瓶颈。离心压缩机技术还无法满足小微型制冷系统的要求。滚动转子式压缩机和线性活塞式压缩机其工作原理决定了无法进一步实现微型化，且这两种压缩机运行效率低，零部件中有易损件，需定期更换，可靠性与寿命无法保证。离心式压缩机结构简单，无易损坏零部件，可靠性高，寿命长。但离心压缩机只有通过高转速才能实现小微型化，目前已有的磁悬浮轴承和气体轴承以及密封技术，还无法做到离心压缩机的超高速小微型化。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决高速轴承与气体密封技术，设计了一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为，一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机压缩机，其特征在于，包括：壳体，设有一个进气口和一个排气口；主轴，旋转设置于所述壳体内，所述主轴内开有与所述壳体排气口相通的气流通孔；第一轴向静环，固定设置于所述壳体内，所述第一轴向静环与所述壳体的内底形成空腔，所述第一轴向静环沿圆周开有至少两周通气孔A；第一动环，固定设置于所述主轴上，位于所述第一轴向静环的外侧；第一径向静环，固定设置于所述壳体上，位于所述第一动环的外侧；电机转子，固定设置于所述主轴上，位于所述第一动环的外侧；电机定子，固定设置于所述壳体内，与所述电机转子相对设置；第二动环，固定设置于所述主轴上，位于所述电机转子的外侧；第二径向静环，固定设置于所述壳体上，位于所述第二动环的外侧；第二轴向静环，固定设置于所述壳体内，位于所述第二动环的外侧，所述第二轴向静环沿圆周开有至少一周通气孔B；离心叶轮，固定设置于所述主轴上，位于壳体内，位于第一轴向静环的外侧，所述离心叶轮的进气口与所述壳体的进气口相对设置，所述离心叶轮的排气口与所述壳体排气口相对设置；其中，所述第一轴向静环和第一动环形成第一通道，所述第二动环和第二轴向静环形成第二通道，所述第二轴向静环与离心叶轮形成第三通道；所述离心叶轮的排气口经第三通道与通气孔B相通，所述通气孔B经第二通道后与通气孔A相通，所述通气孔A经空腔后与气流通孔相通。进一步的，所述第一径向静环与第一动环之间的间隙大于主轴与第一轴向静环之间的间隙，所述第二径向静环与第二动环之间的间隙大于主轴与第一轴向静环之间的间隙。进一步的，所述第一径向静环与第一动环之间的间隙大于主轴与第二轴向静环之间的间隙，所述第二径向静环与第二动环之间的间隙大于主轴与第二轴向静环之间的间隙。进一步的，所述第二轴向静环沿圆周开有一周通气孔B，所述第二轴向静环的外径为D4，所述通气孔B的圆心所在的直径为D5，再进一步的，所述第一轴向静环沿圆周开有两周通气孔A，所述第一轴向静环沿圆周开有两周通气孔A，所述第一轴向静环的外径为D1，所述外侧通气孔A的圆心所在的直径为D2，所述内侧通气孔为D3，进一步的，所述第一动环和第二动环的端面和圆柱面均开有动压槽。进一步的，所述壳体包括外壳和底座，所述离心叶轮设置于所述外壳内，所述第二轴向静环设置于所述底座内。进一步的，所述第一动环和第二动环均采用硬质合金。再进一步的，所述第一轴向静环和第二轴向静环材料硬度均低于第一动环和第二动环。本专利技术的有益效果是：1、无需安装径向与轴向止推轴承，压缩机全无油，不需要润滑系统，使得压缩机的结构更加简单与紧凑，有利于压缩机的小微型化；2、动环与静环之间形成气膜支撑，与压缩机转子轴向载荷、径向载荷平衡后，使压缩机转子处于气悬浮状态，无固体接触摩擦损失，压缩机可以达到超高转速；3、气流循环通道带走电机工作过程产生的热量，起到内循环冷却的效果。附图说明图1是本申请压缩机的结构示意图。以上各图中，1、壳体；11、外壳；12、底座；2、主轴；21、气流通孔；3、第一轴向静环；31、通气孔A；4、第一动环；41、第一径向静环；5、电机转子；6、电机定子；7、第二动环；71、第二径向静环；8、第二轴向静环；81、通气孔B；9、离心叶轮。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机，如图1所示，包括壳体1，主轴2，第一轴向静环3，第一动环4，电机转子5，电机定子6，第二动环7，第二轴向静环8和离心叶轮9。压缩机的壳体1设有一个进气口和一个排气口。主轴2旋转设置在壳体1内，主轴2内开有气流通孔21，该气流通孔21的一端与壳体1的排气口相通，另一端与壳体1内部的空腔连通。第一轴向静环3固定设置在壳体1内，第一轴向静环3位于壳体1内，，第一轴向静环3与壳体1的内底形成空腔，第一轴向静环3沿圆周开有两周通气孔A31。第一动环4固定设置在主轴2上，第一动环4位于第一轴向静环3的外侧。电机转子5固定设置在主轴2上，电机定子6固定设置于壳体1内，电机转子5和电机定子6均设置在壳体1内，电机定子6与电机转子5相对设置。第二动环7固定设置在主轴2上，第二动环7位于电机转子5的外侧。优选的，径向静环71固定设置在壳体1上，径向静环71位于第二动环7的外侧。第二轴向静环8固定设置在壳体1内，第二轴向静环8位于第二动环7的外侧，第二轴向静环8沿圆周开有一周通气孔B81。离心叶轮9固定设置在主轴2上，离心叶轮9设置在壳体1内，离心叶轮9位于第二轴向静环8的外侧。离心叶轮9的进排气口与壳体1的进排气口分别相对设置。大部分气体从壳体1的进气口进入到压缩机腔内，经离心叶轮9提速升压后从壳体1的排气口排出。第一轴向静环3和第一动环4形成第一通道，该第一通道为小间隙通道。第二动环7和第二轴向静环8形成第二通道，该第二通道为小间隙通道。第二轴向静环8与离心叶轮9形成第三通道，该第三通道为小间隙通道。离心叶轮9的排气口经第三通道与通气孔B81相通，通气孔B81经第二通道后与通气孔A31相通，通气孔A31经空腔后与气流通孔21相通。在使用过程中，电机转子5驱动主轴2转动，第一动环4、第二动环7和离心叶轮9随主轴2一起旋转，少部分气体从离心叶轮9的排气口流出后，会直接进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机，其特征在于，包括：壳体(1)，设有一个进气口和一个排气口；主轴(2)，旋转设置于所述壳体(1)内，所述主轴(2)内开有与所述壳体(1)排气口相通的气流通孔(21)；第一轴向静环(3)，固定设置于所述壳体(1)内，所述第一轴向静环(3)与所述壳体(1)的内底形成空腔，所述第一轴向静环(3)沿圆周开有至少两周通气孔A(31)；第一动环(4)，固定设置于所述主轴(2)上，位于所述第一轴向静环(3)的外侧；第一径向静环(41)，固定设置于所述壳体(1)上，位于所述第一动环(4)的外侧；电机转子(5)，固定设置于所述主轴(2)上，位于所述第一动环(4)的外侧；电机定子(6)，固定设置于所述壳体(1)内，与所述电机转子(5)相对设置；第二动环(7)，固定设置于所述主轴(2)上，位于所述电机转子(5)的外侧；第二径向静环(71)，固定设置于所述壳体(1)上，位于所述第二动环(7)的外侧；第二轴向静环(8)，固定设置于所述壳体(1)内，位于所述第二动环(7)的外侧，所述第二轴向静环(8)沿圆周开有至少一周通气孔B(81)；离心叶轮(9)，固定设置于所述主轴(2)上，位于壳体(1)内，位于第一轴向静环(5)的外侧，所述离心叶轮(9)的进气口与所述壳体(1)的进气口相对设置，所述离心叶轮(9)的排气口与所述壳体(1)排气口相对设置；其中，所述第一轴向静环(3)和第一动环(4)形成第一通道，所述第二动环(7)和第二轴向静环(8)形成第二通道，所述第二轴向静环(8)与离心叶轮(9)形成第三通道；所述离心叶轮(9)的排气口经第三通道与通气孔B(81)相通，所述通气孔B(81)经第二通道后与通气孔A(31)相通，所述通气孔A(31)经空腔后与气流通孔(21)相通。...

【技术特征摘要】
1.一种双气悬浮支撑的小微型离心压缩机，其特征在于，包括：壳体(1)，设有一个进气口和一个排气口；主轴(2)，旋转设置于所述壳体(1)内，所述主轴(2)内开有与所述壳体(1)排气口相通的气流通孔(21)；第一轴向静环(3)，固定设置于所述壳体(1)内，所述第一轴向静环(3)与所述壳体(1)的内底形成空腔，所述第一轴向静环(3)沿圆周开有至少两周通气孔A(31)；第一动环(4)，固定设置于所述主轴(2)上，位于所述第一轴向静环(3)的外侧；第一径向静环(41)，固定设置于所述壳体(1)上，位于所述第一动环(4)的外侧；电机转子(5)，固定设置于所述主轴(2)上，位于所述第一动环(4)的外侧；电机定子(6)，固定设置于所述壳体(1)内，与所述电机转子(5)相对设置；第二动环(7)，固定设置于所述主轴(2)上，位于所述电机转子(5)的外侧；第二径向静环(71)，固定设置于所述壳体(1)上，位于所述第二动环(7)的外侧；第二轴向静环(8)，固定设置于所述壳体(1)内，位于所述第二动环(7)的外侧，所述第二轴向静环(8)沿圆周开有至少一周通气孔B(81)；离心叶轮(9)，固定设置于所述主轴(2)上，位于壳体(1)内，位于第一轴向静环(5)的外侧，所述离心叶轮(9)的进气口与所述壳体(1)的进气口相对设置，所述离心叶轮(9)的排气口与所述壳体(1)排气口相对设置；其中，所述第一轴向静环(3)和第一动环(4)形成第一通道，所述第二动环(7)和第二轴向静环(8)形成第二通道，所述第二轴向静环(8)与离心叶轮(9)形成第三通道；所述离心叶轮(9)的排气口经第三通道与通气孔B(81)相通，所述通气孔B(81)经第二通道后与通气孔A(31)相通，所述通气孔A(31)经空腔后与气流通孔(21)相通。2.根据权利要求1所述的一种双气悬浮支撑的小微型...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐斌，赵远扬，刘广彬，杨启超，李连生，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37