[发明专利]增压抽吸冷却式气浮离心空压机及工作方法

权利要求书

1.增压抽吸冷却式气浮离心空压机，其特征在于：包括进气管道(1)、离心叶轮(2)、排气蜗壳(3)、永磁同步电机主轴(4)、气浮推力盘(5)、第一气浮径向轴承(6)、第二气浮径向轴承(7)、增压叶轮(8)、增压叶轮进气管道(9)、定子铁芯(10)、定子绕组(11)、固定结构(12)、永磁同步电机外壳(13)、电机冷气出口环腔(14)、抽吸管路(15)和抽吸环腔(16)，其中，离心叶轮(2)、气浮推力盘(5)和增压叶轮(8)依次固定在永磁同步电机主轴(4)上，在气浮推力盘(5)和增压叶轮(8)之间，永磁同步电机主轴(4)的径向轴承支撑处分别由第一气浮径向轴承(6)和第二气浮径向轴承(7)支撑，进气管道(1)一端通过离心叶轮(2)外部管道与排气蜗壳(3)相连，电机冷气出口环腔(14)位于永磁同步电机外壳(13)上，抽吸管路(15)的一端与抽吸环腔(16)入口相连，另一端与电机冷气出口环腔(14)连通，抽吸环腔(16)的出口与进气管道(1)的侧面连通，增压叶轮进气管道(9)一端与永磁同步电机外壳(13)相连，另一端与增压叶轮(8)外部管道相连，定子绕组(11)固定于定子铁芯(10)上，定子铁芯(10)通过固定结构(12)固定在永磁同步电机外壳(13)上，永磁同步电机主轴(4)的主轴中心线与定子铁芯(10)和定子绕组(11)的中心线重合，电机冷气出口环腔(14)的入口、增压叶轮(8)的外部管道出口直接与永磁同步电机外壳(13)内部腔室连通。

2.根据权利要求1所述的增压抽吸冷却式气浮离心空压机，其特征在于：所述的抽吸管路(15)和抽吸环腔(16)的过流断面面积从入口到出口均呈现逐渐增大的趋势，抽吸管路(15)的出口面积是入口面积的3～5倍，抽吸环腔(16)的出口面积是入口面积的2～3倍，抽吸环腔(16)的内表面分别与抽吸管路(15)的出口表面、进气管道(1)侧面光滑渐变过渡。

3.根据权利要求1所述的增压抽吸冷却式气浮离心空压机，其特征在于：所述的第一气浮径向轴承(6)和第二气浮径向轴承(7)为动压空气悬浮轴承，轴承工作转速范围1.6万～12万转每分钟。

4.根据权利要求1所述的增压抽吸冷却式气浮离心空压机，其特征在于：所述的永磁同步电机主轴(4)由主轴支撑段、永磁体和高温合金护套组成，高温合金护套位于永磁体的外侧。

5.根据权利要求1至4任一项所述的增压抽吸冷却式气浮离心空压机的工作方法，其特征在于：所述工作方法包括主流工质的工作过程和永磁同步电机的冷却气体工作过程，所述主流工质的工作过程是指，主流工质通过进气管道(1)进入离心叶轮(2)，经过离心叶轮(2)提升压力后，从排气蜗壳(3)的出口排出；所述永磁同步电机的冷却气体工作过程是指，永磁同步电机的冷却气体从增压叶轮进气管道(9)进入增压叶轮(8)，经过增压叶轮(8)提升压力后，进入永磁同步电机外壳(13)内部腔室，通过永磁同步电机主轴(4)、定子铁芯(10)、定子绕组(11)与永磁同步电机外壳(13)之间的间隙，带走永磁同步电机工作时产生的热量，流经电机冷气出口环腔(14)、抽吸管路(15)和抽吸环腔(16)进入进气管道(1)与主流气体汇合。