一种压缩机与磁悬浮电机直连的mcl压缩机系统
阅读说明：本技术 一种压缩机与磁悬浮电机直连的mcl压缩机系统 (MCL compressor system with compressor directly connected with magnetic suspension motor ) 是由 钟仁志 袁军 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及MCL压缩机领域,尤其涉及一种压缩机与磁悬浮电机直连的MCL压缩机系统。该系统包括磁悬浮电机和MCL压缩机；磁悬浮电机设置有电机轴、电机外壳和径向磁轴承；电机轴设置有径向轴承转子,两个径向磁轴承分别套设在电机轴两端,并且径向磁轴承支撑端与相应位置的径向轴承转子相对齐；MCL压缩机设置有压缩机外壳、压缩机转轴和压缩机磁轴承装置；电机轴与压缩机转轴一端固定连接,压缩机转轴另一端设置有压缩机轴承转子,压缩机磁轴承装置支撑端与压缩机轴承转子相对齐。该系统减少设备的数量和体积,降低整机造价和维护成本。(The invention relates to the field of MCL compressors, in particular to an MCL compressor system with a compressor directly connected with a magnetic suspension motor. The system comprises a magnetic suspension motor and an MCL compressor; the magnetic suspension motor is provided with a motor shaft, a motor shell and a radial magnetic bearing; the motor shaft is provided with a radial bearing rotor, two radial magnetic bearings are respectively sleeved at two ends of the motor shaft, and the supporting ends of the radial magnetic bearings are aligned with the radial bearing rotors at corresponding positions; the MCL compressor is provided with a compressor shell, a compressor rotating shaft and a compressor magnetic bearing device; the motor shaft is fixedly connected with one end of the compressor rotating shaft, the other end of the compressor rotating shaft is provided with a compressor bearing rotor, and the support end of the compressor magnetic bearing device is aligned with the compressor bearing rotor. The system reduces the number and the volume of equipment, and reduces the manufacturing cost and the maintenance cost of the whole machine.)
技术领域
本发明涉及MCL压缩机领域，尤其涉及一种压缩机与磁悬浮电机直连的MCL压缩机系统。
背景技术
离心压缩机是一种叶片旋转式气体压缩机械。气体由进气室吸入，通过叶轮对气体做功，使气体压力、速度、温度提高；然后通过扩压器，速度降低，由动能转变为压力能，使压力提高；再流入导向的弯道和回流器，使气体进入下一级压缩；最后末级出来的高压气体沿蜗壳和输气管排出。
中国实用新型专利申请（公开号CN202579201U，公开日：20121205）公开了一种单轴多级离心压缩机，包括多级叶轮，每级均采用三元叶轮。其三元扭曲叶片的造型更加接近叶轮内部气体流动的真实状态，基本上消除了压缩机的二次流损失，流动损失小，效率高，比现有的同类压缩机效率提高8-10%，节能2-10%；三元叶轮具有良好的升压能力，使叶轮直径较常规叶轮小，使设备具备较低的转动惯量，减小电机的启动电流，运行更加安全可靠；三元叶轮离心压缩机的整机性能曲线平坦，喘振流量最小可达设计点流量的50-70%,与常规叶轮离心压缩机相比，整机喘振流量移向更小值，提高了压缩机的可靠性。
现有技术存在以下不足：传统的MCL型压缩机两端为滑动轴承支撑，通过机械联轴器与增速箱连接，增速箱再与三相异步电动机连接；而此种方式中，压缩机与电动机连接时需要经过增速箱，增加了设备的数量和体积；同时，压缩机为滑动轴承支撑时会产生机械摩擦，只能对压缩机转轴在低速转动时提供支撑，从而造成压缩机转轴体积较大能耗高；而且，需要油为滑动轴承冷却润滑，造成整机造价高，维护成本高。
发明内容
本发明的目的是：针对上述问题，提出将磁悬浮电机的电机轴直接与MCL压缩机的压缩机转轴固定连接而不需要设置增速箱，减少设备的数量和体积；同时，压缩机采用磁轴承装置支撑，提高压缩机转轴转速，降低压缩机转轴体积和能耗并且不需要为其进行润滑，降低整机造价和维护成本的一种压缩机与磁悬浮电机直连的MCL压缩机系统。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种压缩机与磁悬浮电机直连的MCL压缩机系统，该系统包括磁悬浮电机和MCL压缩机；磁悬浮电机设置有电机轴、电机外壳和径向磁轴承；电机轴设置有径向轴承转子，两个径向磁轴承分别套设在电机轴两端，并且径向磁轴承支撑端与相应位置的径向轴承转子相对齐；MCL压缩机设置有压缩机外壳、压缩机转轴和压缩机磁轴承装置；电机轴与压缩机转轴一端固定连接，压缩机转轴另一端设置有压缩机轴承转子，压缩机磁轴承装置支撑端与压缩机轴承转子相对齐。
作为优选，电机轴与压缩机转轴通过螺钉固定连接。
作为优选，压缩机磁轴承装置包括压缩机轴承座和压缩机径向磁轴承，压缩机径向磁轴承固定在压缩机轴承座上，压缩机径向磁轴承支撑端与压缩机轴承转子相对齐。
作为优选，磁悬浮电机还设置有电机定子和轴向磁轴承，电机轴还设置有电机转子和推力盘；电机定子固定嵌设在电机外壳内并且与电机转子相对齐；轴向磁轴承固定在电机外壳上，轴向磁轴承的限位端分别位于推力盘轴向两端。
作为优选，MCL压缩机还设置有多个扩压板；多个扩压板固定在压缩机外壳内，压缩机转轴固定设置有多个叶轮，多个叶轮分别位于多个相应的扩压板内。
作为优选，多个叶轮分为两段叶轮系统，每段叶轮系统设置有相同数量的叶轮，并且两段叶轮系统背靠背设置。
作为优选，两段叶轮系统之间设置有密封板，密封板用于防止两段叶轮系统中压力较高的一段叶轮系统中的气体泄漏至压力较低的一段叶轮系统。
作为优选，扩压板包括扩压板本体、入口导叶和扩压导叶，多个扩压板在轴向堆叠设置，并且前一个扩压板的入口导叶与后一个扩压板的扩压导叶相连通；多个叶轮分别位于相应位置的扩压导叶中。
作为优选，入口导叶与扩压导叶之间设置有密封块，密封块用于防止同一个扩压板中的扩压导叶中压力较高的气体泄漏至压力较低的入口导叶中。
作为优选，压缩机外壳设置有第一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口；外界空气通过第一进气口与和第一段叶轮系统中的末端扩压板的入口导叶相连通，第一出气口一端与第一段叶轮系统中的首端扩压板的扩压导叶相连通，第一出气口另一端与第二进气口一端相连通；第二进气口另一端与第二段叶轮系统中的末端扩压板的入口导叶相连通，第二出气口与第二段叶轮系统中的首端扩压板的扩压导叶相连通。
本发明采用上述技术方案的一种压缩机与磁悬浮电机直连的MCL压缩机系统的优点是：
电机轴与压缩机转轴直接固定连接，由两个径向磁轴承和压缩机磁轴承装置进行支撑，并且由一套磁轴承控制器控制；即磁悬浮电机转动可以直接带动压缩机转轴转动而不需要设置增速箱，减少设备的数量和体积；同时，MCL压缩机采用压缩机磁轴承装置支撑，提高了压缩机转轴转速，降低了压缩机转轴体积和能耗；并且不需要为压缩机磁轴承装置进行润滑，降低整机造价和维护成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为压缩机转轴的结构示意图。
图3为扩压板的结构示意图。
图4为压缩机外壳的结构示意图。
332-平衡盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
实施例1
如图1所示的一种压缩机与磁悬浮电机直连的MCL压缩机系统，该系统包括磁悬浮电机1和MCL压缩机2；磁悬浮电机1设置有电机轴11、电机外壳12和径向磁轴承14；电机轴11设置有径向轴承转子17，两个径向磁轴承14分别套设在电机轴11两端，并且径向磁轴承14支撑端与相应位置的径向轴承转子17相对齐；MCL压缩机2设置有压缩机外壳31、压缩机转轴33和压缩机磁轴承装置34；电机轴11与压缩机转轴33一端固定连接，压缩机转轴33另一端设置有压缩机轴承转子331，压缩机磁轴承装置34支撑端与压缩机轴承转子331相对齐。此种方式中，电机轴11与压缩机转轴33直接固定连接，由两个径向磁轴承14和压缩机磁轴承装置34进行支撑，并且由一套磁轴承控制器控制；即磁悬浮电机1转动可以直接带动压缩机转轴33转动而不需要设置增速箱，减少设备的数量和体积；同时，MCL压缩机3采用压缩机磁轴承装置34支撑，提高了压缩机转轴33转速，降低了压缩机转轴33体积和能耗；并且不需要为压缩机磁轴承装置34进行润滑，降低整机造价和维护成本。
电机轴11与压缩机转轴33通过螺钉固定连接。
压缩机磁轴承装置34包括压缩机轴承座341和压缩机径向磁轴承342，压缩机径向磁轴承342固定在压缩机轴承座341上，压缩机径向磁轴承342支撑端与压缩机轴承转子331相对齐。压缩机转轴33的压缩机径向磁轴承342分别驱动压缩机轴承转子331从而对压缩机转轴33提供径向支撑。
磁悬浮电机1还设置有电机定子13和轴向磁轴承15，电机轴11还设置有电机转子16和推力盘18；电机定子13固定嵌设在电机外壳12内并且与电机转子16相对齐；轴向磁轴承15固定在电机外壳12上，轴向磁轴承15的限位端分别位于推力盘18轴向两端。电机定子13驱动电机转子16转动后，径向磁轴承14通过驱动径向轴承转子17对电机轴11进行径向支撑，轴向磁轴承15通过驱动推力盘18对电机轴11进行轴向限位进而实现电机轴11在径向和轴向的支撑限位。
MCL压缩机2还设置有多个扩压板32；多个扩压板32固定在压缩机外壳31内，压缩机转轴33固定设置有多个叶轮35，多个叶轮35分别位于多个相应的扩压板32内。
如图2所示，多个叶轮35分为两段叶轮系统，每段叶轮系统设置有相同数量的叶轮35，并且两段叶轮系统背靠背设置从而抵消很大的轴向力。
两段叶轮系统之间设置有密封板4，密封板4用于防止两段叶轮系统中压力较高的一段叶轮系统中的气体泄漏至压力较低的一段叶轮系统。
如图3所示，扩压板32包括扩压板本体321、入口导叶322和扩压导叶323，多个扩压板32在轴向堆叠设置，并且前一个扩压板32的入口导叶322与后一个扩压板32的扩压导叶323相连通；多个叶轮35分别位于相应位置的扩压导叶323中。入口导叶322和扩压导叶323的作用是整流，提高流场效率。
入口导叶322与扩压导叶323之间设置有密封块324，密封块324用于防止同一个扩压板32中的扩压导叶323中压力较高的气体泄漏至压力较低的入口导叶322中。
如图4所示，压缩机外壳31设置有第一进气口311、第一出气口312、第二进气口313和第二出气口314；外界空气通过第一进气口311与和第一段叶轮系统中的末端扩压板32的入口导叶322相连通，第一出气口312一端与第一段叶轮系统中的首端扩压板32的扩压导叶323相连通，第一出气口312另一端与第二进气口313一端相连通；第二进气口313另一端与第二段叶轮系统中的末端扩压板32的入口导叶322相连通，第二出气口314与第二段叶轮系统中的首端扩压板32的扩压导叶323相连通。磁悬浮电机1带动MCL压缩机3转动后，压缩机转轴33高速旋转；气体从第一进气口311进入第一段叶轮系统中的末端扩压板32的入口导叶322，而后第一段叶轮系统中的叶轮35对其进行第一段的多级压缩并且将压缩后的气体从第一出气口312排出；而后第一出气口312的气体进入第二进气口313并且经过第二段叶轮系统中的末端扩压板32的入口导叶322，第二段叶轮系统中的叶轮35对其进行第二段的多级压缩并且将压缩后的气体从第二出气口314排出从而流出压缩机。
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