用于冷却空气压缩机的转接板及空气压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于冷却空气压缩机的转接板及空气压缩机。


背景技术：

2.空气压缩机作为将电能转化为压缩空气的设备已经得到了各领域的广泛应用。空气压缩机对冷却的要求很高，通常设置水路循环系统对压缩机内的各零部件以及气体进行降温。然而，水路循环系统需要设置专门的管道来引导冷却水的流动，故使得压缩机的体积变大。并且，冷却水在使用之后会升温，从而削弱了冷却效果。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术中的至少一个缺陷，本实用新型提供了一种结构紧凑、容易交换气流的用于冷却空气压缩机的转接板。
4.根据本实用新型的一个方面，用于冷却空气压缩机的转接板包括：本体，其设有：进气路径，其具有设置在本体的外表面上的进气口和与进气口连通以使气体从转接板流出的流出口，流出口被构造成用于与空气压缩机的容纳有待冷却部件的内腔连通；和出气路径，其具有设置在本体的外表面上的出气口和与出气口连通以使气体流入转接板的流入口，流入口被构造成用于与空气压缩机的所述内腔连通。
5.优选地，转接板形成为单个一体件。
6.优选地，在本体内设有与进气口和流出口连通的环形通路，多个流出口在彼此间隔并均匀分布的多个位置与环形通路连通。
7.优选地，在转接板的轴向两侧均设置流入口和流出口。
8.优选地，本体设有环形的伸出部，在伸出部上设有与流出口连通的导流槽，导流槽被构造成用于与空气压缩机的所述内腔连通。
9.优选地，多个所述导流槽沿伸出部的周向彼此间隔并均匀分布。
10.优选地，本体形成为环状，并在与伸出部相反的一侧设有沿周向延伸的安装凸缘。
11.本实用新型还提供了一种空气压缩机，其包括限定内腔的壳体，所述内腔容纳有待冷却部件，空气压缩机还包括上述转接板，转接板固定至壳体，转接板的进气路径、空气压缩机的所述内腔和转接板的出气路径依次连通。
12.优选地，壳体还限定穿过壳体的气体通路，空气压缩机的所述内腔通过气体通路与转接板的进气路径或出气路径连通。
13.优选地，所述气体通路形成为使气体进入空气压缩机的所述内腔的气体进入通路和/或使气体从所述内腔返回转接板的气体返回通路。
14.本实用新型的转接板将进气路径和出气路径集成在一个板中，使得气流交换更加容易，并且由于转接板的横向尺寸减小，从而可以安装在紧凑的空间中，减小了空气压缩机的尺寸。
附图说明
15.本文描述的附图仅用于优选实施例的说明性目的，并不意在限制本实用新型的范围。
16.图1是根据本实用新型优选实施例的转接板所应用的空气压缩机的示意性剖视图；
17.图2是图1所示的转接板的示意性立体图；
18.图3是图1所示的转接板的另一示意性立体图；
19.图4是图2所示的转接板在进气口处的示意性剖视图；
20.图5是图2所示的转接板在出气口处的示意性剖视图；和
21.图6是将空气压缩机的在进气口沿径向截取的剖切面旋转到与在出气口沿径向截取的剖切面位于同一平面内的示意性旋转剖视图，其示出了空气压缩机中的气流路径。
具体实施方式
22.在下文中，将参考附图描述本实用新型的优选实施例。
23.图1示出了根据本实用新型优选实施例的转接板所应用至的空气压缩机。空气压缩机可以是任意类型，在此以离心式空气压缩机为例来说明。
24.该空气压缩机包括筒形机壳1以及安装在机壳1内的转轴2、定子3、水冷结构4等。机壳1的一端设置有构成叶轮壳体的叶轮蜗壳5和叶轮端盖6及容纳在叶轮壳体中的叶轮7，机壳1的相反另一端由机壳端盖8封闭。其中机壳1、机壳端盖8、叶轮蜗壳5和叶轮端盖6均为空气压缩机的壳体的构成部分。转轴2通过分别设置在转轴2两端的径向轴承9可旋转地支撑于机壳1内，并在其一端固定叶轮7。径向轴承9形成为具有径向伸出部的筒状。定子3位于转轴2的径向外侧，水冷结构4径向设置在定子3和机壳1内壁之间。
25.转接板10设置于转轴2在叶轮7一侧的端部上，其在轴向一侧即靠近叶轮7的一侧与叶轮蜗壳5和叶轮端盖6密封连接，在相反的轴向另一侧与机壳1和水冷结构4密封连接并支撑水冷结构4。在叶轮端盖6和转接板10之间限定一空间s，转轴2的径向突部11径向伸入该空间s内，两个推力轴承12设置在该空间s内并分别位于该径向突部11的轴向两侧，以对转轴2进行轴向定位。
26.转接板10中形成有气流路径，即进气路径13和出气路径14(见图5)。通过进气路径13引入的冷却气体流过容纳转轴2的机壳内腔和容纳叶轮7的叶轮内腔以对其中的部件进行冷却，冷却后的气体通过出气路径14排出到外部，或再循环进入进气路径13用来继续冷却。其中，机壳内腔和叶轮内腔均为压缩机的内腔。
27.下面详细描述转接板的示例性构造。
28.如图2所示，转接板10包括板状本体15、设置在板状本体15的轴向一侧的安装凸缘16和设置在板状本体15的轴向另一侧的伸出部17。转接板10优选形成为单个一体件。
29.板状本体15形成为环形，其中心设有沿轴向延伸的中心通孔18，该中心通孔18形成为阶梯状，以与转轴2上的径向轴承9配合。板状本体15内形成有进气路径13和出气路径14(见图5)。
30.如图4所示，进气路径13包括设置在板状本体15外周面上的进气口19，进气口19从板状本体15的外周面径向向内延伸至板状本体15内部的环形通路20，该环形通路20围绕板
状本体15的中心通孔18周向延伸，板状本体15的轴向一侧(叶轮侧)表面和轴向另一侧(机壳侧)表面分别设有多个与环形通路20连通的流出口21，以使得冷却气体经由流出口21分别流入叶轮内腔和机壳内腔。优选地，环形通路20形成为在板状本体15的轴向侧表面开口的环形凹槽。然而可以想到的是，该环形通路20也可以形成为在板状本体15内部的环形腔。板状本体15的叶轮7一侧的流出口21与叶轮端盖6内的气体进入通路22(见图6)连通，以将冷却气体通过该气体进入通路22引入叶轮内腔。为了避免板状本体15的轴向另一侧表面上的流出口21因与水冷结构4或其它结构接触而受阻，在板状本体15的伸出部17上设有多个沿轴向或与轴向成一定角度延伸的导流槽23，该导流槽23与流出口21连通以将冷却气体引入机壳内腔内。进气路径13的进气口19与压缩机的气源连接，也可以与外部单独的气源连接。
31.如图5所示，出气路径14具有设置在板状本体15外周面上的出气口24，出气口24从板状本体15的外周面径向向内延伸以与设置在板状本体15轴向两侧的流入口25连通，叶轮一侧的流入口25与叶轮内腔直接连通，机壳一侧的流入口25经由设置在机壳端盖6和机壳1内的气体返回通路28、29(见图6)与机壳内腔连通，以使气体从机壳内腔返回到板状本体15流到外部。其中，将形成在叶轮端盖6的气体进入通路22以及形成在机壳端盖6和机壳1内的气体返回通路28、29均称为穿过空气压缩机的壳体形成的气体通路。
32.返回参考图1和图2，安装凸缘16设置在板状本体15的轴向一侧并沿板状本体15的周向延伸，其通过紧固件27固定至叶轮蜗壳5，安装凸缘16和叶轮蜗壳5之间设有环形密封件如o形圈以防止流体泄漏。
33.伸出部17形成为环形，其从板状本体15的轴向另一侧沿轴向向外伸出并且围绕板状本体15的中心通孔18沿周向延伸。该伸出部17用于伸入水冷结构4内侧以从径向内侧支撑水冷结构4。如前所述，该伸出部17的外周表面设有多个导流槽23与进气路径13的流出口21连通。优选地，多个导流槽23沿伸出部17的周向彼此间隔并均匀分布。
34.下面参考图6描述压缩机工作时的冷却气体流路。
35.图6是示出了在转接板10进气口19和出气口24处的旋转剖视图。如图6中的箭头所示，冷却气体从进气口19流入进气路径13，随后在转接板10的轴向两侧分支成两路，一路从叶轮7一侧的流出口21流入叶轮内腔，另一路从机壳1一侧的流出口21流入机壳内腔。
36.气体从叶轮7一侧的多个流出口21流出至叶轮端盖6内的气体进入通路22，气体经由该气体进入通路22流入叶轮内腔，在对叶轮7、推力轴承12等零部件进行冷却后，返回到转接板10的叶轮7侧流入口25进入出气路径14，从而经由出气口24流出到转接板10外部。
37.气体从机壳1一侧的多个流出口21经由伸出部17上的导流槽23流入机壳内腔，对机壳内腔内的转轴2、定子3、径向轴承9等进行冷却，然后经由机壳端盖8内的第一气体返回通路28和机壳1内与第一气体返回通路28连通的第二气体返回通路29返回到转接板10的机壳1侧流入口25进入出气路径14，从而经由出气口24流出到转接板10外部。
38.从出气口24流出转接板10外部的气体被排出压缩机，或者经由管路再返回到转接板10的进气口19进入下一个冷却循环。
39.本实用新型的转接板10将进气路径13和出气路径14集成在一个板中，使得气流交换更加容易，并且由于转接板10的横向尺寸减小，从而可以安装在紧凑的空间中，减小了空气压缩机的尺寸。
40.此外，本实用新型的转接板10通过引入冷却气体对空气压缩机内的各零部件进行冷却，不占据任何额外的专门空间。并且，转接板10可以结合空气压缩机内的冷却系统一起使用，从而增强冷却效果，减少故障，延长空气压缩机的使用寿命。
41.尽管上面参考附图描述了转接板10的具体结构及其安装在空气压缩机内时与其它部件的连接关系，但是本领域技术人员可以想到对这些具体结构和连接关系进行修改，这些修改均落在本实用新型的保护范围内。
42.例如，转接板10可以形成为除板状以外的其它形状，并且可以设置在空气压缩机内的其它位置，从而与空气压缩机内的其它结构连接，只要转接板10内的气流路径与空气压缩机的容纳有待冷却部件的内腔连通从而能够冷却其内的部件即可。
43.例如，根据转接板10的设置位置，转接板10可以省略安装凸缘16和环形伸出部17，而是通过转接板10的板状本体15进行定位和连接。
44.例如，气体在机壳内腔和叶轮内腔中的气体进入通路和气体返回通路可以互换设置。换句话说，可以将气体进入通路设置在壳体内而省略气体返回通路，也可以将气体返回通路设置在壳体内而省略气体进入通路，或者将两者均设置在壳体内。从而，气体可以在流出转接板10的流出口21后无需进入气体进入通路而直接进入机壳内腔或叶轮内腔，然后通过设置在壳体内的气体返回通路返回转接板10；或者，气体在流出转接板10的流出口21后进入设置在壳体内的气体进入通路，无需经过气体返回通路而直接从机壳内腔或叶轮内腔返回到转接板10；或者，气体在流出转接板10的流出口21后经过壳体内的气体进入通路进入机壳内腔或叶轮内腔，并通过壳体内的气体返回通路返回转接板10。还可以想到的是，可以省略设置在壳体内的上述气体通路。