一種壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統的製作方法

2023-09-10 07:40:55 1

一種壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統的製作方法
【專利摘要】本發明是一種壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統，電機連接體、電機前腔體、電機後腔體等高強度鑄件材料組成半封閉電機腔體，電機前腔體內壁鑄有軸向油槽，電機定子上開通能形成有效噴射及霧化的徑向油路，一部分油經過徑向油路進入到電機定子與電機轉子之間，對電機轉子直接冷卻，另一部分油經過電機定子的軸向油路，並在電機前後腔體轉向油槽作用下形成軸嚮往複流動，實現對電機定子的直接冷卻。冷卻電機的油經過外置油冷卻裝置及油泵後進入電機進行循環。本發明能夠有效解決使用壓力較高、對工質要求苛刻或者功率較大時電機的冷卻問題。
【專利說明】一種壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種壓縮機配用電機的冷卻系統。

【背景技術】
[0002]壓縮機是動力機械的核心設備，在製冷、供熱、氣體增壓等領域發揮著越來越大的作用。壓縮機結構形式一般分為開啟式、封閉式兩大類，開啟式壓縮機使用普通開啟式電機，封閉式壓縮機與電機合為一體使用封閉式電機。對於開啟式結構，軸封洩漏是難以克服的問題，隨著壓縮機應用範圍的擴大，在使用壓力高、壓縮工質危險或工質昂貴等對工質要求苛刻的場合存在很大的隱患。封閉式電機目前應用很普遍，其冷卻方法多使用吸氣冷卻電機、排氣冷卻電機、液態製冷劑冷卻電機等。吸氣冷卻效果好，但是吸氣冷卻導致壓縮工質過熱，尤其是在電機功率較大時，電機發熱導致有害吸氣過熱；排氣冷卻則受制於排氣溫度限制，僅適用於排氣溫度較低的場合，且電機長期處於高溫、高壓環境下，其壽命和可靠性會降低；液態製冷劑蒸發冷卻目前被廣泛應用在製冷壓縮機，冷卻效果好，但是其只適用於有相變的工質和工況，不適於大多數的氣體增壓、空氣壓縮等無相變工況的應用場合。
[0003]在使用壓力高、對工質要求苛刻等場合，必須使用封閉式結構，而如何對封閉式電機進行冷卻，尤其是在電機功率較大時如何對封閉式電機進行冷卻，是現在許多科研機構、企業的研宄熱點。壓縮機的電機在實際工作中，發熱量最大的部位是導線匝束附近，電機定子發熱通過定子鐵芯將熱量傳導至外殼體，然後通過氣體或液體冷卻劑進行冷卻，如專利CN201355790Y、JP2012-182952、US20130342045A1等。目前封閉式電機冷卻多是通過液體冷卻劑如油、製冷劑等對電機定子殼體冷卻，以及轉子開孔等方式對轉子內部冷卻，在電機功率不高時通過液體冷卻劑對電機定子殼體冷卻可以取得較好的效果，但應用在較大功率時存在發熱部位無法冷卻而導致局部過熱的問題。


【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是，克服現有壓縮機配用電機冷卻系統的不足，而提供一種壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統，有效解決使用壓力較高、對工質要求苛刻或者功率較大時電機的冷卻問題。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
一種壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統，包括壓縮機頭和用於驅動壓縮機頭工作的電機，所述電機的傳動軸與壓縮機頭相連接，連接處通過電機連接體與壓縮機頭相連接並組成封閉腔體，還包括後端連接有電機前腔體的電機後腔體，所述電機包括裝配在電機前腔體內的電機定子，電機定子內部裝有電機轉子，電機定子和電機轉子之間有環形間隙，其特徵在於:所述的電機前腔體內壁鑄有軸向油槽，軸向油槽與開設在電機前腔體上的油進口相連接，該油進口通過油管連接油泵的出油端，油泵的進油端連接油冷卻器的出油端；電機定子上開設有將所述軸向油槽與所述環形間隙連通的若干條徑向油路；所述的電機定子上開設有若干條通孔形式的軸向油路；電機前腔體和電機後腔體上分別開設有若干條轉向油槽，所述的轉向油槽與所述的軸向油路相對應，以實現相鄰兩條軸向油路的轉向；若干條軸向油路中，其中一條為進油油路，其中另一條為出油油路；進油油路與開設在電機後腔體上的進油孔相連接，該進油孔通過油管連接所述油泵的出油端管路；出油油路與開設在電機前腔體上的出油孔相連接，該出油孔與所述油冷卻器的回油端相連接。
[0006]所述軸向油槽為鑄造在電機前腔體上的軸向油槽。
[0007]所述徑向油路為孔徑外粗內細的油路，用以形成有效噴射及霧化。
[0008]所述油泵和油冷卻器為外置裝置。
[0009]本發明的積極效果在於:
壓縮機頭與壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統採用模塊化設計，兩者通過分體式聯軸器連接，外部由電機連接體包裹組成封閉腔體，克服了開啟式壓縮機軸封洩漏的問題，同時具有開啟式壓縮機維護方便的優點。壓縮機頭採用開啟式壓縮機獨立吸排氣形式，避免了普通半封閉電機採用吸氣冷卻導致的吸氣量減少以及排氣冷卻存在的安全隱患問題，適合應用在使用壓力高、對工質要求苛刻等場合。工作時，一部分冷卻油進入到電機前腔體內軸向油槽內沿徑向油路流過電機定子，在電機定子與電機轉子之間的環形間隙內流動，對電機轉子直接冷卻，另一部分油流經電機定子的軸向油路，經過電機前腔體、電機後腔體的端面轉向油槽後改變流動方向，在電機定子內往複流動，對電機定子直接冷卻。經過外置油冷卻器進行冷卻，然後通過外置油泵進行循環。電機冷卻效果好，整機無洩漏、運行可靠、效率高。
[0010]壓縮機配用電機的對外接口除電機軸端伸出外，僅有電機進出油口、電機軸承供油口，軸伸端通過分體式聯軸器與壓縮機驅動軸連接，外面由電機連接體與壓縮機殼體形成封閉腔體。
[0011]本半封閉式油冷系統使用與螺杆壓縮機用潤滑油相同規格的潤滑油，並配置獨立的油冷卻裝置、泵等循環油路，該油路與壓縮機壓縮過程潤滑油分開，不影響壓縮機效率。
[0012]本發明技術方案有效克服了在使用壓力較高、對工質要求苛刻、電機功率較大時傳統開啟式電機和普通封閉式結構電機的技術弊端，提供了一種穩定可靠的壓縮機配用電機的冷卻解決方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構示意圖。
[0014]圖2是電機前腔體結構示意圖。
[0015]圖3是電機前腔體內端面結構示意圖。
[0016]圖4是電機後腔體內端面結構示意圖。
[0017]圖5是電機定子內部結構示意圖。
[0018]圖6是電機定子軸向結構示意圖。
[0019]圖7是軸向油路和轉向油路的結構和工作原理示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例進一步說明本發明。
[0021]如圖1所示，本發明的實施例包括壓縮機頭19和用於驅動壓縮機頭19工作的電機，所述電機的傳動軸17通過分體式聯軸器18與壓縮機頭19相連接。還包括前端通過電機連接體I與壓縮機頭19相連接並組成封閉腔體，後端連接有電機前腔體4的電機後腔體10，電機後腔體10的後端安裝有後端蓋12。電機連接體1、電機前腔體4和電機後腔體10均為高強度鑄造結構。
[0022]所述電機包括裝配在電機前腔體4內的電機定子6，電機定子6引出線引至電機接線盒2內部，與電機轉子9配合的傳動軸17前後分別配置有前軸承3和後軸承11，以保證電機轉子9定位準確可靠。電機定子6內部裝有電機轉子9，電機定子6和電機轉子9之間有環形間隙5。
[0023]本發明的實施例還包括油泵13和油冷卻器14。
[0024]結合圖1和圖2，所述的電機前腔體4內壁鑄有軸向油槽8，軸向油槽8與開設在電機前腔體4上的油進口相連接，該油進口通過油管連接油泵13的出油端，油泵13的進油端連接所述油冷卻器14的出油端。結合圖1和圖5，電機定子6上開設有將所述軸向油槽8與所述環形間隙5連通的若干條徑向油路7，徑向油路7為孔徑外粗內細的油路，能形成有效噴射及霧化，用以增強換熱效率。低溫油從電機前腔體4腔壁上的油進口進入到軸向油槽8內，然後沿徑向油路7到達環形間隙5中，對電機轉子9進行直接冷卻。
[0025]結合圖1和圖6，所述的電機定子6上開設有若干條通孔形式的軸向油路15。
[0026]如圖2、圖3、圖4和圖7，電機前腔體4和電機後腔體10上分別開設有若干條轉向油槽16，所述的轉向油槽16與所述的軸向油路15相對應，實現相鄰兩條軸向油路15的轉向。
[0027]若干條軸向油路15中，其中一條為進油油路，其中另一條為出油油路。進油油路與開設在電機後腔體10上的進油孔相連接，該進油孔通過油管連接所述油泵13的出油端管路；出油油路與開設在電機前腔體4上的出油孔相連接，該出油孔與所述油冷卻器14的回油端相連接。
[0028]如圖1、圖7所示，在油泵13作用下，冷卻油經進油孔進入軸向油路15，經電機前腔體4、電機後腔體10端面的轉向油槽16依次流經若干條軸向油路15，從出油孔回到油冷卻器14，如此循環，對電機定子6進行直接冷卻。
[0029]對電機轉子9進行直接冷卻的一路冷卻油經環形間隙5後從電機前腔體4上的出油孔流出。
【權利要求】
1.一種壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統，包括壓縮機頭(19)和用於驅動壓縮機頭(19)工作的電機，所述電機的傳動軸(17)與壓縮機頭(19)相連接，連接處通過電機連接體(1)與壓縮機頭(19)相連接並組成封閉腔體，還包括後端連接有電機前腔體(4 )的電機後腔體(10),所述電機包括裝配在電機前腔體(4)內的電機定子(6),電機定子(6)內部裝有電機轉子(9),電機定子(6)和電機轉子(9)之間有環形間隙(5),其特徵在於:所述的電機前腔體(4)內壁鑄有軸向油槽(8),軸向油槽(8)與開設在電機前腔體(4)上的油進口相連接，該油進口通過油管連接油泵(13)的出油端，油泵(13)的進油端連接油冷卻器(14)的出油端；電機定子(6)上開設有將所述軸向油槽(8)與所述環形間隙(5)連通的若干條徑向油路(7)；所述的電機定子(6)上開設有若干條通孔形式的軸向油路(15)；電機前腔體(4)和電機後腔體(10)上分別開設有若干條轉向油槽(16),所述的轉向油槽(16)與所述的軸向油路(15)相對應，以實現相鄰兩條軸向油路(15)的轉向；若干條軸向油路(15)中，其中一條為進油油路，其中另一條為出油油路；進油油路與開設在電機後腔體(10)上的進油孔相連接，該進油孔通過油管連接所述油泵(13)的出油端管路；出油油路與開設在電機前腔體(4)上的出油孔相連接，該出油孔與所述油冷卻器(14)的回油端相連接。
2.根據權利要求1所述的壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統，其特徵在於，所述軸向油槽(8)為鑄造在電機前腔體(4)上的軸向油槽。
3.根據權利要求1所述的壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統，其特徵在於:所述徑向油路(7)為孔徑外粗內細的油路，用以形成有效噴射及霧化。
4.根據權利要求1所述的壓縮機配用電機的半封閉式油冷系統，其特徵在於，所述油泵(13)和油冷卻器(14)為外置裝置。
【文檔編號】H02K9/197GK104467288SQ201410845074
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優先權日:2014年12月31日
【發明者】曲宏偉, 李建風, 王毅, 李振宇 申請人:煙臺冰輪股份有限公司