例进一步说明本发明。
[0016]如图1-2所示，本发明是一种耐高温高压无泄漏离心式压缩机，可应用于核聚变包层实验回路技术领域，下面结合附图对本发明做进一步描述。一种耐高温高压无泄漏离心式压缩机，包括进口管1、出口管2、电机3、叶轮4、主轴5、壳体6、水冷套7、压缩机右端盖8、压缩机左端盖9、右轴承支架10、左轴承支架11、配风孔12、右轴承13、左轴承14、单向密封15、右调节阀16、左调节阀17、高温引风管18、水冷却器19、低温引风管20。
[0017]电机3和叶轮4同轴布置并全部置于壳体6内部，电机定子线圈31固定于壳体6内表面上，电机转子线圈缠绕在主轴5上，叶轮4和主轴5连接，主轴5左端由左轴承14支撑，左轴承14固定在左轴承支架11上，主轴5右端由右轴承13支撑，右轴承13固定在右轴承支架10上，以上所有部件置于由壳体6、压缩机左端盖9和压缩机右端盖8组成的封闭腔体内，壳体6与压缩机右端盖8、压缩机左端盖9之间采用刀口法兰连接，电机电源线33与壳体6间采用熔铸密封方式，压缩机没有与外界环境相连的转动机械部件，压缩机与外部环境间不会发生相互泄漏；被压缩气体通过进口管I进入压缩机内，经叶轮4压缩后由出口管2排出，在出口管2上连接有高温引风管18，将压缩机出口的高温、高压气体引出一部分，通过水冷却器19冷却为低温(<50°C)高压气体后进入低温引风管20，低温引风管20穿过压缩机左端盖9，并与左端盖9焊接连接，低温气体通过配风孔12进入电机腔内，对电机3及主轴5进行冷却，将电机定子线圈31和电机转子线圈32产生的热量带出，并对处于电机腔体内的主轴5表面吹风冷却，降低主轴5的温度，可以通过改变冷却器19的冷却水流量大小，调节进入电机3内的低温气体的温度，从而可以适应不同功率工况下对电机3内部温度的控制((100°C )，本发明装置可有效降低电机3及电机端主轴5的温度，但叶轮4及压缩机端主轴5仍处于高温气体环境中，并且在压缩气体的过程中由于存在机械损失，使叶轮4和压缩机端主轴5的温度高压被压缩气体，叶轮4和主轴5均为高速运转部件，承受应力较大，根据材料许用应力极限，进入压缩机入口管I的气体温度应不超过350 °C，在运行过程中电机3内部的气压大于压缩机进口管2处的气压，被压缩气体不会从进口管2处进入电机3内，有效保证了电机的冷却，结合叶轮4和主轴5的材料使用情况，从而使本发明可以压缩350°C以内的高温气体，同时电机3和叶轮4之间还设置有单向密封15，保证在压缩机在停机过程中高温气体也不会进入电机3内，进一步保证了电机的安全；左轴承14和右轴承13均为气体轴承，其所用气体来自低温引风管20，分别通过左调节阀17和右调节阀16进行流量调节，这样既能冷却轴承，又不会带入其他杂质，特别适合高纯气体的压缩；壳体6外侧设置有水冷套7，在压缩高温气体时降低壳体6的温度，提高其许用应力，使壳体6能够承受更高的压力。
【主权项】
1.一种耐高温高压无泄漏离心式压缩机，其特征在于:所述装置包括进口管(1)、出口管(2)、电机(3)、叶轮(4)、主轴(5)、水冷套(7)、左轴承支架(11)、右轴承支架(10)、单向密封(15)、水冷却器(19);电机(3)与叶轮(4)采用同轴设计，电机定子线圈(31)固定于压缩机壳体(6)内表面，电机转子线圈(32)和叶轮(4)安装在主轴(5)上，电机(3)与叶轮⑷之间通过单向密封(15)连通，气体只能从电机(3)向叶轮⑷单方向流动，电机(3)通过主轴(5)驱动叶轮⑷转动；出口管(2)侧面设置高温引风管(18)，高温引风管(18)与水冷却器(19)连接，水冷却器(19)另一端连接低温引风管(20)，低温引风管(20)穿过压缩机左端盖(9)并与压缩机左端盖(9)焊接连接，低温气体通过左轴承支架(11)上的配风孔(12)进入电机(3)，并对电机定子线圈(31)、电机转子线圈(32)和主轴(5)进行冷却降温；主轴(5)左端由左轴承(14)支撑，左轴承(14)固定于左轴承支架(11)上，主轴(5)右端由右轴承(13)支撑，右轴承(13)固定于右轴承支架(10)上；壳体(6)外侧设置水冷套⑵。2.根据权利要求1所述的一种耐高温高压无泄漏离心式压缩机，其特征在于:左轴承(14)和右轴承(13)均为气体轴承，其所用气体均来自经水冷却器(19)冷却后低温引风管(20)中的低温气体，左轴承(14)和右轴承(13)所用气体的流量可分别通过左调节阀(17)、右调节阀(16)自动调节。3.根据权利要求1所述的一种耐高温高压无泄漏离心式压缩机，其特征在于:主轴(5)上设置有单向密封(15)，气体只能由电机(3)内部经单向密封(15)进入叶轮⑷而不能逆向流动。4.根据权利要求1所述的一种耐高温高压无泄漏离心式压缩机，其特征在于:左轴承支架(11)上设置环形配风孔(12)，低温引风管(20)中的低温气体可穿过配风孔(12)对电机⑶和主轴(5)进行冷却。
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温高压无泄漏离心式压缩机，包括进口管、出口管、电机、叶轮、主轴、水冷套和水冷却器等部件，上述电机和叶轮采用一体式结构设计，电机、叶轮和轴承等转动部件全部密闭于压缩机壳体内，压缩机壳体内的气体不会泄漏到外部环境；本发明由于采用从压缩机出口管引出部分高压气体，经水冷却器降温后用以冷却电机和主轴，并且电机和叶轮间设置单向密封，阻止高温气体进入电机内，使本发明可以压缩350℃的高温气体；同时压缩机壳体外部安装水冷套，降低了压缩机壳体温度，提高了壳体材料的许用应力，使压缩机可以承受更高的压力。本发明特别适用于高温、高压、有毒气体以及核工业放射性气体的压缩和输送。
【IPC分类】F04D29/056, F04D29/58, F04D29/10, F04D25/06
【公开号】CN105351221
【申请号】CN201510944148
【发明人】孙陆军, 李阳, 黄超, 朱志强, 韩洋洋
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月15日