一种用电机外壳相连接的多级离心压缩机的制作方法

本发明涉及一种用电机外壳相连接的多级离心压缩机的结构，可以应用在液体或气体输送及压缩制冷等领域。

背景技术：

现有的离心式压缩机，按结构方式分有全封闭式、半封闭式和开启式三类。封闭式离心压缩机，是将电机与压缩机直连，电机与压缩机共用一根主轴，封闭在同一机壳中，不可拆卸维修。半封闭式的离心压缩机，是将电机和压缩机的外壳，做成一体，电机的轴与压缩机的轴不是同一根，可以拆卸维修。开启式离心压缩机，是将电机和压缩机做成两个独立的个体，通过联轴器或皮带相连，拆卸方便，体积相对庞大。

本发明是对现有的离心式压缩机结构方式的补充，具备全封闭式离心压缩机体积小、密封好、不易泄漏的优点。同时具备可拆卸维修的优点，并且突破了现有全封闭式离心压缩机只适用于小制冷量机组的限制，从而使应用的范围更加广泛。

技术实现要素：

本发明提供一种电机与离心压缩机一体式的结构，压缩机的叶轮装在电机轴的两端，两端叶轮之间输送介质的通道嵌在电机外壳上，电机与压缩机没有共同的外壳。本发明除具备普通全封闭式离心式压缩机的优点外，还有可拆卸维护，制冷量可以做的更大的优点。

本发明的技术，是将离心式压缩机中的转子部件如叶轮分别固定在电机转子轴两端，电机与离心压缩机共用一根轴。离心压缩机的固定元件，如首级扩压器、首级隔板、末级隔板、回流器等部件直接安装在电机外壳上。其它固定元件如进气室、蜗室及轴承盖等，间接安装在电机外壳上。定子元件如进气室、首级扩压器、电机外壳、回流器和涡壳，共同组成整机的外壳。外壳与其它定子元件和转子元件相互配合，组成离心压缩机与电机一体式的多级离心压缩机。

具体的做法是在电机的外壳上，加工嵌入数条轴向介质通道。通道贯穿电机外壳，通道的形状、横戴面积及数量，根据压缩机制冷量的需要决定。

本发明中，电机转子由首端轴承和末端轴承支撑，通过首级隔板和末级隔板，固定在电机外壳上。

本发明中，电机外壳是固定元件之一，由首级叶轮流出的介质，通过外壳上的介质通道输送到末级叶轮。本发明中，介质经进气室到达首级叶轮做功后，进入首级扩压器，然后通过电机外壳中的介质通道进入回流器，到达末级叶轮继续做功，再经末级扩压器及蜗室，由出口排出。

本发明的首级扩压器，结构形式为单面开口的内空圆桶状，固定在电机外壳上，中心开孔，内端面设置导流叶片，与首级隔板组成工作空腔。由首级叶轮流来的介质在导流叶片和内空圆桶状内壁作用下，流动的方向由径向远离轴心改变成轴向，流入电机外壳中的与轴线平行的介质通道，流向末级叶轮。

本发明中的回流器，结构形式为单面开口的内空圆桶状，固定在电机的外壳上，中心开孔，内端面设置导流叶片，与末级隔板组成工作空腔。由介质通道流来的介质，在内空圆桶状内壁作用下，介质的流动方向发生改变，由沿轴向流动改变为径向，并向轴心流动，在导流叶片的作用下，介质进入末级叶轮。

本发明中的末级扩压器，结构形式为单面开口的内空圆桶状，中心有孔，内端面设置导流叶片，在外壳上圆周均布介质排出孔，与末级扩压器底板一起，安装在回流器上，构成工作空腔。由末级叶轮流来的介质，在此空腔内静压进一步提高，并经外壳上的介质排出孔进入涡室。

本发明中的首级扩压器、回流器以及电机外壳上的介质通道，共同组成介质由首级叶轮向末级叶轮输送的路径。

本发明中，叶轮上的叶片，根据需要可以做成扭曲形状的三元叶轮，也可以做成叶片没有扭曲的常规叶轮。扩压器根据需要可以做成无叶扩压器，也可以做成有叶片的叶片扩压器，以及低稠度叶片扩压器及半高叶片扩压器。

本发明中，电机轴两端叶轮的级数，可以根据需要相应的增加或减小。

本发明中，将介质通道直接嵌入在电机定子铁芯上，体积会进一步缩小。在此结构中，嵌入介质通道的定子铁芯，可以做电机的外壳，也可以根据需要再另外安装外壳。

近年来，调速电机、无刷电机、磁阻电机等高性能的电机得到大量应用，此类控制电机的额定转速可以达到使用传统工频异步电机的数倍以上。离心式压缩机转速的提高，可以输出更高的流量和压力，从而使得本发明的适用范围更加广泛。

本发明的有益效果是，能大幅减小离心压缩机的体积，非常方便的拆卸维修，可以大大延长设备的使用寿命，有效拓宽了离心压缩机的应用范围。配合控制类电机如调速电机、无刷电机等，在空调制冷、流量控制、节能环保领域等，都能有良好的应用效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明沿轴线剖面示意图；

图2为常规闭式叶轮的示意图；

图3为首级扩压器的示意图；

图4为电机外壳及介质通道示意图；

图5为回流器示意图；

图6为蜗壳的蜗室示意图；

图7为末级扩压器示意图；

图中：1.进气室，2.首级叶轮，3.首级扩压器，4.首级隔板，5.定子绕组，6.电机转子，7.电机外壳，8.回流器，9.末级扩压器底板，10.末级叶轮，11.涡室出口，12.末端轴承，13.末端轴承盖，14.蜗壳，15.末级扩压器，16.涡室，17.末级隔板，18.电机定子，19.电机轴，20.首端轴承，21.首端轴承盖，22.叶轮叶片，23.首级扩压器导流叶片，24.电机外壳上的介质通道，25.回流器导流叶片，26.末级扩压器导流叶片，27.末级扩压器介质排出孔。

具体实施方式

【实施例1】

本发明中电机的电机定子18和定子绕组5结构与作用，与普通的电动机相同。本发明中的电机的转子6装在电机轴19上，电机轴19由首端轴承20和末端轴承12支撑，并通过首级隔板4和末级隔板17固定在电机外壳7上。首端轴承盖21和末端轴承盖13，分别对首端轴承21和末端轴承13进行固定。电机轴19除完成对转子6的承重外，还要对离心式压缩机的首级叶轮2和末级叶轮10进行承重。电机外壳7除完成电机定子18的固定外，同时还将首级扩压器3、首级隔板4、回流器8、末级隔板17、末级扩压器16和涡壳14等电机两端的离心压缩机的固定元件联接起来，形成一个整体。工作时，介质由入口进入进气室1。首级叶轮2的旋转，会将进入进气室1的介质吸向首级叶轮2。首级叶轮2上叶片22对介质做功，由于离心力的作用，介质的速度上升，流动方向由轴向变成径向远离轴心。径向流动的介质进入首级扩压器3，在由首级扩压器3与首级隔板4组成的首级工作空腔内，流速下降，静压上升。由于首级扩压器内空圆桶状内壁和导流叶片23的作用，介质流动方向在首级工作空腔中由径向改变成轴向，流入电机外壳7上的介质通道24。流过电机外壳7的介质通道24后，介质进入回流器8。在由回流器8和末级隔板17组成的工作空腔内，由于回流器8内空圆桶状内壁和导流叶片25的作用，介质的流动方向由轴向改变成径向并向轴心流动，继续流动进入末级叶轮10。末级叶轮10再次对介质做功，将介质的流动方向再次由轴向改变为径向远离轴心，流动速度进一步提高。从末级叶轮10流出的介质，进入到末级扩压器16，在由末级扩压器和底板9组成的末级工作空腔内，介质的静压进一步提高。介质在末级导流叶片26引导下继续流动，经末级扩压器16的介质排出孔27进入蜗室16。最终，压力大幅增加的介质，由出口11排出。

【实施例2】

本发明中介质通道嵌入在电机定子铁芯上，电机定子18和定子绕组5结构与作用，与普通的电动机相同。本发明中的电机的转子6装在电机轴19上，电机轴19由首端轴承20和末端轴承12支撑，并通过首级隔板4和末级隔板17固定在电机外壳7上。首端轴承盖21和末端轴承盖13，分别对首端轴承21和末端轴承13进行固定。电机轴19除完成对转子6的承重外，还要对离心式压缩机的首级叶轮2和末级叶轮10进行承重。电机外壳7除完成电机定子18的固定外，同时还将首级扩压器3、首级隔板4、回流器8、末级隔板17、末级扩压器16和涡壳14等电机两端的离心压缩机的固定元件联接起来，形成一个整体。工作时，介质由入口进入进气室1。首级叶轮2的旋转，会将进入进气室1的介质吸向首级叶轮2。首级叶轮2上叶片22对介质做功，由于离心力的作用，介质的速度上升，流动方向由轴向变成径向远离轴心。径向流动的介质进入首级扩压器3，在由首级扩压器3与首级隔板4组成的首级工作空腔内，流速下降，静压上升。由于首级扩压器内空圆桶状内壁和导流叶片23的作用，介质流动方向在首级工作空腔中由径向改变成轴向，流入电机定子铁芯上的介质通道。流过电机定子铁芯上的介质通道后，介质进入回流器8。在由回流器8和末级隔板17组成的工作空腔内，由于回流器8内空圆桶状内壁和导流叶片25的作用，介质的流动方向由轴向改变成径向并向轴心流动，继续流动进入末级叶轮10。末级叶轮10再次对介质做功，将介质的流动方向再次由轴向改变为径向远离轴心，流动速度进一步提高。从末级叶轮10流出的介质，进入到末级扩压器16，在由末级扩压器和底板9组成的末级工作空腔内，介质的静压进一步提高。介质在末级导流叶片26引导下继续流动，经末级扩压器16的介质排出孔27进入蜗室16。最终，压力大幅增加的介质，由出口11排出。