一种空气循环机制造技术

本发明专利技术提供一种空气循环机，包括膨胀机部分、压缩机部分、风机部分、主轴和径向轴，第一引气管路一端能够从膨胀机部分的膨胀腔内引入气体，另一端与进气通道的一端连通，进气通道的另一端连通第一轴承腔，主轴内部设置有冷却通道；第一密封结构抵接在所述风机座的轴向一侧端面，第一密封结构为环状结构，包括位于其径向内周并沿轴向间隔设置的至少2个密封齿，密封齿包括齿间隙面、齿直面和齿斜面，齿直面相对于齿斜面而靠近第一轴承腔设置。本发明专利技术能够有效地带走高速轴承摩擦热，提高了高速旋转的转子系统的稳定性，还能通过齿直面提供比齿斜面对气体流动方向更大的气体阻力，从而能够提高密封结构的密封效果。够提高密封结构的密封效果。够提高密封结构的密封效果。

【技术实现步骤摘要】
一种空气循环机


[0001]本专利技术涉及空气循环机
，具体涉及一种空气循环机。

技术介绍

[0002]用于压缩空气循环制冷系统的空气循环机，其转子由气动轴承支承作高速旋转。轴承与转子间的空气摩擦热量需要及时排除，否则该热量积聚一定程度后，轴承被烧毁，空气循环机不能正常工作。为了及时排走热量，采用ACM自身内部的气体冷却轴承，那如何有序地控制冷却气流的流动是个极需解决的技术难题。
[0003]为了确保冷却轴承的气流处于有序的可控状态，那么容纳轴承的腔体应具备一定的密封性，而容纳轴承的腔体是由静止件和高速旋转件组合而成，因此需要解决高速转子动静之间的气流密封技术问题。
[0004]由于现有技术中的空气循环机存在无法在对轴承进行散热冷却的同时还能提高对冷却气体的密封效果，保证有效密封等技术问题，因此本专利技术研究设计出一种空气循环机。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的空气循环机存在无法在对轴承进行散热冷却的同时还能提高对冷却气体的密封效果，保证有效密封的缺陷，从而提供一种空气循环机。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种空气循环机，其包括：
[0007]膨胀机部分、压缩机部分、风机部分和主轴，所述主轴穿设所述膨胀机部分、所述压缩机部分和所述风机部分；所述空气循环机还包括第一径向轴承、第二径向轴承、第一止推轴承和第二止推轴承、第一引气管路和进气通道，所述主轴通过第一径向轴承、第二径向轴承、第一止推轴承和第二止推轴承支撑，所述第一径向轴承、第一止推轴承和第二止推轴承均设置在第一轴承腔内；所述第二径向轴承与所述第一径向轴承沿所述主轴的轴向间隔设置，所述第二径向轴承设置在第二轴承腔内；
[0008]所述第一引气管路一端能够从所述膨胀机部分的膨胀腔内引入气体，另一端与所述进气通道的一端连通，所述进气通道的另一端连通所述第一轴承腔，用于输送冷却所述第一径向轴承、第一止推轴承和第二止推轴承的冷却空气；所述主轴内部设置有冷却通道，所述冷却通道能够将所述第一轴承腔中的气体导通至所述第二轴承腔中，用于输送冷却所述第二径向轴承的冷却空气；
[0009]所述空气循环机包括风机座、第一密封结构和第二密封结构，所述第二轴承腔设置在所述风机座的径向内侧，所述第一密封结构抵接在所述风机座的轴向一侧端面，所述第二密封结构抵接在所述风机座的轴向另一侧端面；
[0010]所述第一密封结构为环状结构，包括位于其径向内周并沿轴向间隔设置的至少2个密封齿，所述密封齿包括齿间隙面、齿直面和齿斜面，两个相邻的所述密封齿之间形成第
一密封腔，所述第一密封腔的槽底形成齿底面，所述齿间隙面为位于所述密封齿的径向内侧的端面，沿着所述第一密封结构的轴向，所述齿直面为位于所述密封齿的轴向一侧的端面，所述齿斜面为位于所述密封齿的轴向另一侧的端面，所述齿直面沿着所述第一密封结构的径向方向延伸，所述齿斜面沿着与所述第一密封结构的径向方向成0～90
°
之间的夹角的倾斜方向延伸，且所述齿直面相对于所述齿斜面而靠近所述第二轴承腔设置。
[0011]在一些实施方式中，所述第一密封结构套设在所主轴的外周，所述主轴的外径为D01，所述主轴的外周面与所述齿间隙面之间的径向间隙为第一径向间隙J1，并有J11/D01＝0.01～0.02。
[0012]在一些实施方式中，所述齿间隙面与所述齿底面沿沿径向方向的距离为所述密封齿的齿高C01，所述齿间隙面沿轴向方向的宽度为所述密封齿的齿宽C02，所述齿斜面与所述齿底面之间的夹角为所述密封齿的齿斜角C03，两个相邻的所述密封齿之间沿轴向方向的间距为齿间距C04，所述齿间隙面的内径为齿内直径C05；并有：
[0013]C01/C05＝0.03～0.06；和/或，C02/C05＝0.006～0.02；和/或，C03＝90
°
～150
°
；
[0014]和/或，C04/C05＝0.03～0.08。
[0015]在一些实施方式中，所述主轴通过所述第二径向轴承装配在所述风机座上，所述第二轴承腔位于所述风机座、所述主轴、所述第一密封结构和所述第二密封结构围成的空间内；所述第一密封结构相对于所述第二密封结构而靠近所述压缩机部分；
[0016]还包括平衡件，所述平衡件套设于所述主轴上且与所述第二密封结构相对的位置，所述第二密封结构为环形筒状结构且套设于所述平衡件的外周，所述第二密封结构的内周与所述平衡件的外周之间具有第二径向间隙J12，形成间隙密封。
[0017]在一些实施方式中，所述第二密封结构的内径为D12，并有J12/D12＝0.01～0.08。
[0018]在一些实施方式中，所述空气循环机包括轴承座、第三密封结构和第四密封结构，所述第一轴承腔设置在所述轴承座的径向内侧，所述第三密封结构抵接在所述轴承座的轴向一侧端面，所述第四密封结构抵接在所述轴承座的轴向另一侧端面；
[0019]所述进气通道开设在所述轴承座上；所述主轴通过所述第一径向轴承、所述第一止推轴承和所述第二止推轴承被装配在所述轴承座上，所述第一轴承腔位于所述轴承座、所述主轴、第三密封结构和第四密封结构围成的空腔内。
[0020]在一些实施方式中，所述冷却通道包括第一冷却通道、第二冷却通道和第三冷却通道，所述第一冷却通道的一端能与所述第一轴承腔连通、另一端能与所述第二冷却通道连通，所述第二冷却通道沿所述主轴的轴向延伸，所述第三冷却通道的一端与所述第二冷却通道的一端连通、另一端与所述第二轴承腔连通。
[0021]在一些实施方式中，还包括径向轴，所述径向轴套设于所述主轴的部分轴段外周，所述径向轴的轴向一端能对所述压缩机部分进行轴向定位，所述径向轴的至少部分轴段的径向内周与所述主轴的外周之间形成第三腔体；所述第一轴承腔中的冷却空气能进入所述第三腔体中以对所述径向轴和所述主轴进行冷却。
[0022]在一些实施方式中，所述第一径向轴承套设于所述径向轴的部分轴段的外周；所述第二止推轴承也套设于所述径向轴的部分轴段的外周，且所述径向轴的外周上设置有环形凹槽，所述第二止推轴承设置于所述环形凹槽中，以对所述径向轴形成轴向限位；所述径向轴与所述主轴之间固接。
[0023]在一些实施方式中，所述径向轴上还开设有径向气孔，所述径向气孔的一端与所述第一轴承腔连通、另一端与所述第三腔体连通，所述第一冷却通道连通的一端与所述第三腔体连通，且所述径向气孔与所述第一冷却通道不相对设置，二者在所述主轴的轴向上间隔设置。
[0024]在一些实施方式中，所述第一止推轴承和所述第二止推轴承之间还设置有止推轴的部分结构，所述进气通道的一端与所述止推轴相对，冷却气体从所述进气通道进入所述第一轴承腔并分别冷却所述第一止推轴承和所述第二止推轴承，之后再到达所述第一径向轴承并对其冷却；之后再通过所述第一冷却通道进入所述主轴内部的所述第二冷却通道中；冷却气体进入所述第二冷却通道后再通过所述第三冷却通道进入所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气循环机，其特征在于，包括：膨胀机部分(100)、压缩机部分(200)、风机部分(300)和主轴(01)，所述主轴(01)穿设所述膨胀机部分(100)、所述压缩机部分(200)和所述风机部分(300)；所述空气循环机还包括第一径向轴承(B0201)、第二径向轴承(B0202)、第一止推轴承(B0203)和第二止推轴承(B0204)、第一引气管路(06)和进气通道(0701)，所述主轴(01)通过第一径向轴承(B0201)、第二径向轴承(B0202)、第一止推轴承(B0203)和第二止推轴承(B0204)支撑，所述第一径向轴承(B0201)、第一止推轴承(B0203)和第二止推轴承(B0204)均设置在第一轴承腔(q1)内；所述第二径向轴承(B0202)与所述第一径向轴承(B0201)沿所述主轴(01)的轴向间隔设置，所述第二径向轴承(B0202)设置在第二轴承腔(q2)内；所述第一引气管路(06)一端能够从所述膨胀机部分(100)的膨胀腔内引入气体，另一端与所述进气通道(0701)的一端连通，所述进气通道(0701)的另一端连通所述第一轴承腔(q1)，用于输送冷却所述第一径向轴承(B0201)、第一止推轴承(B0203)和第二止推轴承(B0204)的冷却空气；所述主轴(01)内部设置有冷却通道，所述冷却通道能够将所述第一轴承腔(q1)中的气体导通至所述第二轴承腔(q2)中，用于输送冷却所述第二径向轴承(B0202)的冷却空气；所述空气循环机包括风机座(10)、第一密封结构(11)和第二密封结构(12)，所述第二轴承腔(q2)设置在所述风机座(10)的径向内侧，所述第一密封结构(11)抵接在所述风机座(10)的轴向一侧端面，所述第二密封结构(12)抵接在所述风机座(10)的轴向另一侧端面；所述第一密封结构(11)为环状结构，包括位于其径向内周并沿轴向间隔设置的至少2个密封齿，所述密封齿包括齿间隙面(M01)、齿直面(M02)和齿斜面(M03)，两个相邻的所述密封齿之间形成第一密封腔(q11)，所述第一密封腔(q11)的槽底形成齿底面(M04)，所述齿间隙面(M01)为位于所述密封齿的径向内侧的端面，沿着所述第一密封结构(11)的轴向，所述齿直面(M02)为位于所述密封齿的轴向一侧的端面，所述齿斜面(M03)为位于所述密封齿的轴向另一侧的端面，所述齿直面(M02)沿着所述第一密封结构(11)的径向方向延伸，所述齿斜面(M03)沿着与所述第一密封结构(11)的径向方向成0～90
°
之间的夹角的倾斜方向延伸，且所述齿直面(M02)相对于所述齿斜面(M03)而靠近所述第二轴承腔(q2)设置。2.根据权利要求1所述的空气循环机，其特征在于，所述第一密封结构(11)套设在所主轴(01)的外周，所述主轴(01)的外径为D01，所述主轴(01)的外周面与所述齿间隙面(M01)之间的径向间隙为第一径向间隙J1，并有J11/D01＝0.01～0.02。3.根据权利要求1所述的空气循环机，其特征在于，所述齿间隙面(M01)与所述齿底面(M04)沿沿径向方向的距离为所述密封齿的齿高C01，所述齿间隙面(M01)沿轴向方向的宽度为所述密封齿的齿宽C02，所述齿斜面(M03)与所述齿底面(M04)之间的夹角为所述密封齿的齿斜角C03，两个相邻的所述密封齿之间沿轴向方向的间距为齿间距C04，所述齿间隙面(M01)的内径为齿内直径C05；C01/C05＝0.03～0.06；和/或，C02/C05＝0.006～0.02；和/或，C03＝90
°
～150
°
；和/或，C04/C05＝0.03～0.08。4.根据权利要求1所述的空气循环机，其特征在于，所述主轴(01)通过所述第二径向轴承(B0202)装配在所述风机座(10)上，所述第二轴承腔(q2)位于所述风机座(10)、所述主轴
(01)、所述第一密封结构(11)和所述第二密封结构(12)围成的空间内；所述第一密封结构(11)相对于所述第二密封结构(12)而靠近所述压缩机部分(200)；还包括平衡件(13)，所述平衡件(13)套设于所述主轴(01)上且与所述第二密封结构(12)相对的位置，所述第二密封结构(12)为环形筒状结构且套设于所述平衡件(13)的外周，所述第二密封结构(12)的内周与所述平衡件(13)的外周之间具有第二径向间隙J12，形成间隙密封。5.根据权利要求4所述的空气循环机，其特征在于，所述第二密封结构(12)的内径为D12，并有J12/D12＝0.01～0.08。6.根据权利要求1所述的空气循环机，其特征在于，所述空气循环机包括轴承座(07)、第三密封结构(08)和第四密封结构(09)，所述第一轴承腔(q1)设置在所述轴承座(07)的径向内侧，所述第三密封结构(08)抵接在所述轴承座(07)的轴向一侧端面，所述第四密封结构(09)抵接在所述轴承座(07)的轴向另一侧端面；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建平，符渡，于艳翠，郑秋杰，连柽煜，刘茂龙，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：