一种磁悬浮空气压缩系统及工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种磁悬浮空气压缩系统及工作方法，该系统包括磁悬浮电机、第一级压缩部件、第二级压缩部件，第一级压缩部件与第二级压缩部件之间设置有压缩冷却系统，磁悬浮电机上开设有主散热进气口、辅助散热进气口、主散热出气口和辅助散热出气口，主散热出气口和辅助散热出气口均与进气箱相连通，产生自吸冷却磁悬浮电机的吸力，在电机内部形成主散热风道和辅助散热风道，实现对磁悬浮电机内部转子、定子和磁轴承的散热。该系统能够对经过一级压缩的流体进行充分的冷却，大大提升对流体的二级压缩效率；针对磁悬浮电机内部采用负压散热，减低电机的功耗，设计更加简单。设计更加简单。设计更加简单。

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮空气压缩系统及工作方法


[0001]本专利技术涉及一种磁悬浮空气压缩系统及工作方法，属于磁悬浮空气压缩机温度控制


技术介绍

[0002]空气压缩机的压缩方式包括一级压缩方式和二级压缩方式，二级压缩产生的气压力高。相较于传统的双螺杆二级压缩空压机系统，磁悬浮空气压缩机二级压缩系统具有效率高、无机械摩擦、功耗小、噪声小、无需采用润滑油的优点。
[0003]磁悬浮空气压缩机在应用过程中，仍然存在一些问题。一方面，磁悬浮空气压缩机经过一级压缩后流体的温度过高，而流体温度越高，进行二级压缩时的压缩效率越低，满足不了对输出流体的压缩比的需要。另一方面，磁悬浮电机中定子、转子以及磁轴承在运行过程中也都会产生热量，需要采取相应的冷却措施，从而保证电机各个部件能够保持合理的温度范围内。
[0004]针对磁悬浮电机的常用冷却方式包括风冷、水冷的方式。但是现有的冷却方式仍然存在一些问题；比如，当采用水冷冷却时，主要是在电机壳体上设置水冷通道，来间接对转子降温，但是降温效果不显著。当采用风冷冷却时，需要外置鼓风机来散热，冷风通过转子与电机壳体的间隙流出；但是，这种方式会增加设备的成本，从而提高了磁悬浮电机的能耗；风冷风道设计对于定子、磁轴承的整体散热效果不佳，例如，风冷风道设计能够实现对磁轴承与定子相邻一侧的散热，但是对磁轴外侧的散热不足，导致磁轴承温度较高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种磁悬浮空气压缩系统及工作方法，该系统无需额外提供动力去降温，能够对磁轴承、转子、定子进行充分的冷却；同时，能够对磁悬浮空气压缩机的输出压缩流体的温度进行精确控制。另外，本专利技术还提供了一种磁悬浮空气压缩系统的工作方法。
[0006]本专利技术的技术方案为：
[0007]一种磁悬浮空气压缩系统，包括磁悬浮电机、第一级压缩部件、第二级压缩部件，第一级压缩部件、第二级压缩部件分别设置在磁悬浮电机的两端，磁悬浮电机用于驱动所述第一级压缩部件、第二级压缩部件转动；第一级压缩部件、第二级压缩部件分别用于对流体实现一级压缩和二级压缩；
[0008]第一级压缩部件的进气端设置进气箱；第一级压缩部件的出气端与第二级压缩部件的进气端相连通，并且第一级压缩部件与第二级压缩部件之间设置有压缩冷却系统，压缩冷却系统用于对经过第一级压缩部件的流体进行降温；
[0009]磁悬浮电机上开设有主散热进气口、辅助散热进气口、主散热出气口和辅助散热出气口，主散热出气口和辅助散热出气口均与进气箱相连通，产生自吸冷却磁悬浮电机的吸力；在主散热出气口和主散热进气口之间形成主散热风道，主散热出气口和辅助散热进
气口之间、辅助散热出气口和主散热进气口之间均形成辅助散热风道，实现对磁悬浮电机内部转子、定子和磁轴承的散热。
[0010]本申请通过将主散热出气口和辅助散热出气口与第一级压缩部件进气端设置的进气箱相连接，从而使得在电机内部营造负压环境，气体从主散热进气口、辅助散热进气口进入后分别经过主散热风道和辅助散热风道后由主散热出气口和辅助散热出气口流出，实现对整个电机的冷却，冷却效果更好。
[0011]根据本专利技术优选的，主散热出气口和辅助散热出气口中设置有导流板，导流板的一端与磁轴承支撑座相连接，导流板用于导流，使得在主散热出气口或辅助散热出气口中空气从磁轴承的两侧和电机定子的侧面流过。能够实现对磁轴承和电机定子的全面散热，而现有技术中通过风冷方式往往不能够全面的对磁轴承和电机定子进行散热。
[0012]根据本专利技术优选的，压缩冷却系统包括主换热器、冷却塔和冷却水池，主换热器用于冷却经过一级压缩部件压缩后的流体，主换热器的冷却水回水与冷却塔的进水端相连接，冷却塔与冷却水池相连通，冷却水池的出水端与主换热器冷却水进水相连接。
[0013]根据本专利技术优选的，冷却水池开设在地面以下，冷却水池中间隔设置有若干个隔水板。从而减缓冷却水回水在水池中的流动速度，增加冷却时间，尽可能将进入空压机中的冷却水水温低一些，增强主换热器的换热效果。
[0014]根据本专利技术优选的，压缩冷却系统还包括进气换热器，进气箱的内部设置有进气换热器，进气换热器的冷却水回水与冷却塔的进水端相连接，进气换热器的冷却水进水与冷却水池的出水端相连接。进气换热器对电机散热热风与机柜外热风降温后，再由进气箱吸入，能够保证一级压缩部件的压缩效率。
[0015]根据本专利技术优选的，主散热进气口设置有主散热进气管道，辅助散热进气口设置有辅助散热进气管道，辅助散热进气管道和主散热进气管道的进气端设置有主机进气换热器，主机进气换热器与压缩冷却系统相连通，主机进气换热器的冷却水回水与冷却塔的进水端相连接，主机进气换热器的冷却水进水与冷却水池的出水端相连接。如此设置能够进一步降低吸入到电机机壳内部空气的温度，进一步提升对电机的散热效果，并且主机进气换热器与压缩冷却系统相连通，
[0016]根据本专利技术优选的，辅助散热进气管道上设置有第一电动调节阀，用于调节辅助散热进气管道的进气量，调控流经磁轴承和电机定子的风量；
[0017]辅助散热出气口与进气箱之间设置有辅助散热出气管道，辅助散热出气管道上设置有第二电动调节阀，用于调节辅助散热出气管道的吸力，调控流经磁轴承和电机定子的风量。
[0018]根据磁轴承线圈的温度、定子线圈的温度调整开度，电动调节阀的开度过大可能影响电机散热效果，电动调节阀的开度过小可能影响磁轴承散热效果。
[0019]根据本专利技术优选的，进气箱箱体的侧面开设的进气孔，主散热出气口和辅助散热出气口均与进气孔相连通，所述进气孔距离进气箱体的右端0.5
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1m。根据流体力学的计算和多次试验的结果，将进气孔设置在该位置能够使得磁悬浮电机内部产生足够的吸力，使得主散热出气口和辅助散热出气口产生足够大的风力，实现对电机定子、转子和磁轴承的散热。
[0020]根据本专利技术优选的，第一级压缩部件包括第一叶轮和第一蜗壳，第一叶轮与磁悬
浮电机的转子的一端相连接，第一蜗壳安装在第一叶轮的外部，第一叶轮的进气端设置有第一集流器；第一集流器的进气端与导流锥、进气箱依次连接；
[0021]第二级压缩部件包括第二叶轮和第二蜗壳，第二叶轮与磁悬浮电机的转子的另一端相连接，第二蜗壳安装在第二叶轮的外部，第一级压缩部件的出气端与第二级压缩部件的进气端贯通连接。
[0022]上述磁悬浮空气压缩系统的工作方法，包括：
[0023]磁悬浮电机转动使得第一级压缩部件的进气端产生负压，流体先进入第一级压缩部件进行一级压缩，气体经过第一级压缩部件后，流过压缩冷却系统对流体进行冷却，再进入第二级压缩部件进行二级压缩，经过二级压缩压缩后，最后输出到外部；
[0024]第一级压缩部件的进气端与磁悬浮电机机壳的内部相连通，使得机壳内部产生负压，使得空气进入到机壳内部进行散热冷却；
[0025]调整导流板的位置来调整流经辅助散热风道和主散热风道的气体流量，和/或者调控辅助散热出气口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮空气压缩系统，其特征在于，包括磁悬浮电机、第一级压缩部件、第二级压缩部件，第一级压缩部件、第二级压缩部件分别设置在磁悬浮电机的两端，第一级压缩部件的进气端设置进气箱；第一级压缩部件的出气端与第二级压缩部件的进气端相连通，并且第一级压缩部件与第二级压缩部件之间设置有压缩冷却系统，压缩冷却系统用于对经过第一级压缩部件的流体进行降温；磁悬浮电机上开设有主散热进气口、辅助散热进气口、主散热出气口和辅助散热出气口，主散热出气口和辅助散热出气口均与进气箱相连通，产生自吸冷却磁悬浮电机的吸力；在主散热出气口和主散热进气口之间形成主散热风道，主散热出气口和辅助散热进气口之间、辅助散热出气口和主散热进气口之间均形成辅助散热风道，实现对磁悬浮电机内部转子、定子和磁轴承的散热。2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮空气压缩系统，其特征在于，主散热出气口和辅助散热出气口中设置有导流板，导流板的一端与磁轴承支撑座相连接，导流板用于导流，使得在主散热出气口或辅助散热出气口中空气从磁轴承的两侧和电机定子的侧面流过。3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮空气压缩系统，其特征在于，压缩冷却系统包括主换热器、冷却塔和冷却水池，主换热器用于冷却经过一级压缩部件压缩后的流体，主换热器的冷却水回水与冷却塔的进水端相连接，冷却塔与冷却水池相连通，冷却水池的出水端与主换热器冷却水进水相连接。4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮空气压缩系统，其特征在于，冷却水池开设在地面以下，冷却水池中间隔设置有若干个隔水板。5.根据权利要求3所述的一种磁悬浮空气压缩系统，其特征在于，压缩冷却系统还包括进气换热器，进气箱的内部设置有进气换热器，进气换热器的冷却水回水与冷却塔的进水端相连接，进气换热器的冷却水进水与冷却水池的出水端相连接。6.根据权利要求3所述的一种磁悬浮空气压缩系统，其特征在于，主散热进气口设置有主散热进气管道，辅助散热进气口设置有辅助散热进气管道，辅助散热进气管道和主散热进气管道的进气端设置有主机进气换热器，主机进...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵延广，李大同，杨耀鹏，陈李成，刘晋，
申请(专利权)人：山东华东风机有限公司，
类型：发明
国别省市：