[发明专利]一种永磁支承及电磁直驱涡旋压缩机

说明书

本发明公开了一种永磁支承及电磁直接驱动的涡旋压缩机，包括定盘、偏心小轴、动盘和机架；机架和定盘通过螺栓联接装配在一起，动盘与三个偏心小轴间隙配合，机架也与三个偏心小轴上的轴承过盈配合，动定盘涡旋齿形成压缩气体容腔。本发明的结构设计特点在于该压缩机涡旋齿的轴向尺寸受到的限制较小，能够增大压缩气体容积，改善偏心小轴的工作状态，用永磁体磁场降低或消除倾覆力矩，用电磁力驱动动盘以压缩气体，能够克服现有涡旋压缩机的不足，改善了涡旋压缩机的工作状态，并增大了排气量，提高其使用寿命。

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机领域，尤其涉及一种永磁支承及电磁直接驱动的涡旋压缩机。

背景技术

目前市场上出现的和以往的研究文献资料中的涡旋压缩机大部分都由电机驱动，驱动主轴与轴承一起装配在动盘背面的中心位置，电机把动力通过驱动主轴传递给动盘，在偏心小轴的约束下动盘沿圆周平移，容腔容积不断变小，从而完成对气体的压缩，压缩过程中，气体力、惯性力、离心力等作用在动盘上，使动盘上产生倾覆力矩，当动盘涡旋齿轴向尺寸较大时，倾覆力矩变大，在其作用下，易于导致泄漏间隙不均匀，泄漏增大，及涡齿发生碰撞等情况，增加了压缩机的功耗和机器运转的不稳定性，因此涡齿的轴向尺寸受到限制，造成涡旋压缩机容积较小，相对其他类型压缩机排气量偏小。驱动主轴与动盘之间的相互作用力较大，容易引起驱动主轴上的轴承磨损，并且涡盘中心位置温度最高，从而导致驱动主轴的轴承温度较高，受热胀冷缩影响，轴承的工作间隙发生改变，造成轴承无法在正常状态下工作，加速轴承的磨损，甚至导致保持架发生变形，轴承滚子脱落等情况；在高温状态下轴承润滑脂容易挥发变干，不能起到应有的润滑作用，大幅度缩短轴承的寿命。若通过增大盘径的方法增大涡旋压缩机的容积，则动涡旋径向尺寸和驱动主轴偏心距变大，从而导致离心惯性力增大，动涡盘的倾覆力矩也随之增加，也会引起出现泄漏增大和碰齿现象。为消除或减小倾覆力矩，一种办法是在动涡盘上一定位置开设背压孔，引介于吸、排气之间的中间压力到背压腔中，借以将动盘托起并紧贴在静涡旋盘端面上，达到平衡轴向气体力及倾覆力矩的目的，这种做法引入了动密封部件，增加了结构的复杂程度，仅适用于封闭工作状态，由于背压孔位置固定和盘径的限制，也不适用于电机变速或大气量的情况；另一种消除倾覆力矩方法是使驱动轴承内嵌，使动盘上的作用力通过驱动主轴，由于驱动轴承内嵌，动定盘中心位置（即高压处）无涡旋齿，因此排气压力降低，并且轴承嵌入的深度受限，该方法使容积的增加程度有限，驱动轴承嵌入动盘内部，也增大了润滑和冷却的难度。

所以如何设计一种永磁支承及电磁直接驱动的涡旋压缩机，克服现有涡旋压缩机中电机连接曲柄驱动动盘时，曲柄轴承工作环境恶劣，动盘倾覆力矩过大的不足。是业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种永磁支承及电磁直接驱动的涡旋压缩机，包括定盘、设置在定盘后方的机架、设置在机架内侧的动盘、以及设置在动盘后方的偏心小轴，所述动盘包括动盘永磁体、安装在动盘永磁体后侧的动盘隔磁材料、安装在动盘隔磁材料后端的动盘硅钢片、以及设置在动盘硅钢片后方的动盘基体；所述机架包括机架基体、设置在机架基体内侧的机架硅钢片、设置在机架硅钢片前端的机架隔磁材料、设置在机架隔磁材料前方的机架永磁体、设置在机架基体一侧的冷却风进气孔、以及设置在机架基体另一侧的冷却风排气孔；所述定盘包括侧面的侧板、以及设置在侧板一端的第一涡旋齿；所述动盘基体包括底板、设置在底板一端的第一圆柱体、设置在底板另一端的散热片、设置在第一圆柱体内侧的第二涡旋齿、以及设置在底板端部的第一轴承凸台；所述第一圆柱体上过盈装配有所述动盘永磁体、一组动盘硅钢片和动盘隔磁材料，三个第一轴承凸台沿圆周均布在动盘背面；所述机架基体包括立板、设置在立板前端的第二圆柱体、以及设置在第二圆柱体内部的第二轴承凸台；所述机架永磁体、隔磁材料和机架硅钢片过盈安装在第二圆柱体上，且所述机架硅钢片每个轭部均缠绕一组线圈，三个第二轴承凸台沿圆周均布在立板底面。

优选地，所述机架基体和动盘基体上都有三个轴承座孔，孔内安装滚动轴承，滚动轴承的内圈与偏心小轴配合，偏心小轴支承动盘在定盘内转动。