压缩机中空轴内布置有扭转柔性连接器的电动压缩机单元制造技术

一种电动压缩机单元(1)，包括电机(3)和压缩机(2)，安装在公共的能够密封待压缩气体的外壳(4)内。电机(3)包括可转动地连接到压缩机(2)的转子(38)的转子(39)。压缩机的转子(38)包括主轴(11)和与主轴共轴的连接轴(21)，连接轴至少部分布置在主轴(11)内，以便与主轴(11)径向分离并包括用于与主轴(11)连接的连接区域(15)。

【技术实现步骤摘要】
压缩机中空轴内布置有扭转柔性连接器的电动压缩机单元
本专利技术涉及涡轮压缩机或电动压缩机，尤其涉及整体电动压缩机单元。整体压缩机单元包括密封壳，其中布置有电机和例如具有多级的压缩机单元，其包括被由电机转子驱动的从动轴支撑的多个压缩机叶轮。
技术介绍
最初提出了通过刚性连接器将从动轴和转子连接，轴承支撑在电动压缩机单元的轴线的两端及其中部。但是，在装配上这种结构需要很好地对齐转子和从动轴。因此提出通过柔性连接器将转子和从动轴连接，以省却对齐问题。此外，这种方案允许转子和从动轴保持自身的振动模式，因为两者保持机械结构独立。在这点上可以参考文献WO2004/083644，其中描述了这种布置。为了将压缩机从壳内取出进行保养操作，需要经由壳内的径向开口接触到柔性连接件。这些径向开口，即使它们安装有密封盖，也可能引起壳内容纳的气体泄漏。当压缩气体是易燃气体时，由于与环境空气混合，泄漏可能会引起爆燃。因此这种涡轮压缩机的密封需求是限制这种电动压缩机设计的十分严格的规则的原因。此外，使用的柔性连接器，通常是隔膜型的，增加了电动压缩机单元的轴向凸出量(通常相对于具有凸缘的刚性连接器是35到40厘米的量)，而这里也成为薄弱区域，因为它们仅能承受轴向上有限的拉伸或压缩应力。为了允许在轴上作用大的轴向力，因此这种柔性连接器的使用意味着在电机的转子上的至少一个轴向支座和固定到从动轴的另一个轴向支座。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种轴向结构紧凑的整体式涡轮压缩机单元，其轴向刚度足够使用仅仅一个轴向支座而不限制所施加的轴向力，该电动压缩机单元的构造能够减少气体泄漏，并允许为了保养操作目的而实现简易拆装。为了这一目的，电动压缩机单元包括电机和压缩机，两者安装在公共的能够密封待压缩气体的壳内。电机包括转子，其可转动地连接到压缩机的转子。压缩机的转子包括主轴和与主轴共轴的连接轴，连接轴至少部分布置在主轴内以与主轴径向分离并包括用于与主轴连接的连接区域。在一个实施例中，电动压缩机单元是离心式电动压缩机单元。离心式压缩级由主轴支撑。根据本专利技术的另一个特征，电动压缩机单元包括支撑主轴的至少两个轴承，连接轴越过其中一个轴承延伸，即穿过轴承。优选地，连接轴越过支撑主轴的轴承延伸，也越过一个或多个压缩级，即越过一排或多排压缩机叶片。根据优选实施例，连接轴越过主轴的所有压缩级延伸。电动压缩机单元优选包括支撑电机转子轴的至少两个轴承，两个轴承支撑压缩机的主轴，并包括单个轴向支座，其布置在电机转子轴或主轴上。轴向支座飞轮可以轴向布置在连接区域(包括连接区域的周围)和主轴的叶片之间。根据另一个实施例，压缩机没有轴向支座，轴向支座连接到电机的转子。优选地，电动压缩机单元包括能够在连接区域将连接轴轴向地且可转动地固定到压缩机的主轴的可拆卸的附加部件。优选地，可拆卸的附加部件构造为能操作而从在壳的一个轴向端部的进出处拆掉。根据优选实施例，轴向支座飞轮通过可拆卸的附加部件绕横向主轴的一部分安装。根据有利的实施例，电动压缩机单元包括轴向支座，轴向支座包括与一部分主轴一体的轴向支座飞轮。根据优选实施例，电动压缩单元包括低压气体进口和比低压进口轴向上更靠近电机的高压气体出口，分开主轴和连接轴的径向空间具有能允许气体离开电机朝向低压进口区域自然流动的宽度。优选地，主轴包括连接主轴外部和径向空间的一个或多个径向孔。优选地，主轴包括连接径向空间和主轴外部的至少一个第一径向孔或一组第一组径向孔，这个或这些孔形成在一排叶片上游的主轴的外部。根据优选实施例，第一径向孔或第一组径向孔形成在连接区域和第一压缩级之间，第一压缩级是在离电机最大距离处的一排叶片。在优选实施例中，第一径向孔或第一组径向孔可以特别形成在支座和第一压缩级之间。优选地，主轴还包括形成在轴向平衡活塞和径向轴承之间的至少一个第二径向孔或一组第二组径向孔，径向轴承是最接近电机并支撑主轴的径向轴承。根据优选实施例，电动压缩机单元的外壳没有特别设计为提供在各种轴之间的连接的径向开口。特别地，电动压缩机单元的外壳可以具有单个径向开口，仅仅用于待压缩气体的进口和出口的开口，即未压缩气体进口和压缩气体出口，以及用于气体二次流动的再流通的可选的气体分支连接，以便例如优化电机的冷却。电动压缩机单元可包括布置在连接轴和主轴之间的阻尼装置。根据第一实施例，连接轴在连接区域刚性连接到主轴。根据第二实施例，阻尼装置布置在连接轴和主轴之间。附图说明本专利技术的其它目的、特征和优点将通过阅读仅仅作为非限制性的例子给出的以下说明并参考附图后显见，其中：图1示出了根据本专利技术的电动压缩机单元的概要图，图2表示根据本专利技术的电动压缩机单元的另一个实施例，图3表示根据本专利技术的电动压缩机单元的第三个实施例的细节图。具体实施方式如图1所示，电动压缩机单元通用地由附图标记1表示，包括由电机3转动的压缩机2。电机3和压缩机2的公共转动轴线表示为轴X-X’。压缩机2和电机3布置在公共外壳4内。外壳4可采取例如大体圆柱体8的形式，其分别通过位于靠近电机的一端和靠近压缩机的一端的两个盖子9、10在其两端部密封封闭，并例如通过螺固到本体8上来保持。电机和压缩机因此布置在通过电动压缩机单元处理的气体中。为了简化说明，图中仅仅示出了压缩机2的转子部分。压缩机2的转子38特别包括主轴11，安装在主轴11上的一排或多排叶轮(或压缩机轮)12、13、14，和部分布置在主轴内并连接电机的转子39和主轴11的连接轴21。该排叶轮12、13、14安装在压缩机2的主轴11上，并逐渐远离压缩机2的主轴11一端，其在这种情况下是与电机3相对的那一端。当然，压缩机2可包括任意排指向电机的叶片。在压缩机2的主轴11的两排叶轮之间插入一排压缩机2的定子叶片，其在图中未示出。定子叶片固定到围绕主轴11的支架上(未示出)，并径向指向主轴11。主轴11通过分别位于电机3的一侧和相对电机3的一侧的两个轴承16和17径向支撑。电机3的转子39通过被两个轴承18和19径向支撑的电机轴20带动。轴承16、17、18、19优选为不需要润滑液体供给的轴承。为了这一目的，例如，可使用主动磁轴承或气体轴承。压缩机的支架和轴承16、17，在压缩机操作期间固定到外壳4，在保养操作期间可以从外壳取下，以便经由相应于盖10的外壳端部从压缩机2轴向取出定子支架，轴承16、17和转子(由轴11带动)的整个组件。压缩机2必须压缩的气体经由第一排叶片12的上游的气体进入孔5输入。在经过连续的几排叶片12、13、14之后，经由气体排出孔6排出压缩机。为了冷却电机3，冷却管7在第一排叶片12的下游导出部分压缩气体，并将该气体带向电机3，以便冷却电机。如果温度允许，导出可在另一排叶片的下游或排出孔6的下游实施。主轴11在中央部分挖空，即在其轴附近，在面向电机3的开口端与主轴11固定到连接轴21的连接区域15之间。在图1的实施例中，主轴11在位于与电机3相对的端部和连接区域15之间的轴向部分还挖空其中心区。连接区域15位于支撑主轴11的轴承16和17之间，更精确地是在由主轴11带动的叶片组与布置在电机3的与该组叶片相对的相对侧的轴承17之间。在连接区域15的任一侧上通过主轴11的中空部分是中心位于电机3和压缩机2的转动轴线x-x′上的轴对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.12.22 FR 10610681.电动压缩机单元(1)，包括电机(3)和压缩机(2)，安装在公共的能够密封待压缩气体的外壳(4)内，电机(3)包括可转动地连接到压缩机(2)的转子(38)的转子(39)，其特征在于，压缩机的转子(38)包括主轴(11)和与主轴共轴的连接轴(21)，所述连接轴至少部分布置在主轴(11)内以与主轴(11)径向分离并包括用于与主轴(11)连接的连接区域(15)。2.根据权利要求1所述的电动压缩机单元，包括一个电机和轴向布置在电机的任一侧的两个压缩机，两者安装在能够密封待压缩气体的公共外壳内，电机包括转动地连接到压缩机的各个转子的转子，每个压缩机转子包括主轴和与主轴共轴的连接轴，所述连接轴至少部分布置在主轴内以便与主轴径向分离并包括用于与主轴连接的连接区域。3.根据权利要求1所述的电动压缩机单元，其中还包括支撑主轴(11)的至少两个轴承(16,17)，连接轴延伸越过其中一个轴承(16)。4.根据前述权利要求1-3中的任一项所述的电动压缩机单元，其中还包括至少支撑电机(3)的转子(39)的轴承(18,19)、支撑压缩机(2)的主轴(11)的至少两个轴承(16,17)以及单个轴向支座(28,30)，所述轴向支座布置在电机的转子(39)的轴(20)上或主轴(11)上。5.根据前述权利要求1-3中的任一项所述的电动压缩机单元，其中还包括在连接区域(15)将连接轴(21)轴向地且可转动地固定到压缩机(2)的主轴(11)上的可拆卸附加部件(23,24,25,26)。6.根据权利要求5所述的电动压缩机单元，其中可拆卸的附加部件(23,24,...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·阿尔班，
申请(专利权)人：塞莫丁公司，
类型：发明
国别省市：