一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统及风冷方法

技术领域

本发明涉及磁悬浮轴承领域，具体的说是一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统及风冷方法

背景技术

由于磁悬浮离心式鼓风机的工作功率较大，产生的热量较大，在鼓风机工作时需要对内部的电机转子、电机定子、磁轴承定子等零件进行散热，保证设备的稳定运行。目前对鼓风机电机转子的散热主要是外置散热设备，通常是需要额外的准备散热风扇、风扇电源和额外的散热水路以及换热器，维持散热设备的工作需要损耗大量的能源以及提高了设备维护的成本。由于外置的散热手段只是从机壳外部进行散热，往往对电机转子的散热作用达不到最佳，影响设备的正常运行，造成系统的可靠性降低，维护周期缩短，同时提高了整机成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统及风冷方法，解决了以往电机转子散热效率低、整机系统可靠性差的问题。该风冷系统提高了系统的可靠性、散热效果好、散热系统免维护；该风冷方法由被动散热变为主动散热，提高散热效率的同时减少了维护成本。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统，包括蜗壳、叶轮、机壳、机壳后盖、转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件，所述机壳的前端与蜗壳连接，后端设有机壳后盖，所述转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件均设于机壳内腔，所述叶轮设于蜗壳内，所述转子组件前端与叶轮同轴连接，所述机壳前端侧壁设有出风口，所述转子组件中心处设有两端相通的通孔，所述通孔后端与机壳后盖内腔相通，所述电机定子和磁悬浮定子组件均设有相互连通的通风孔，所述通风孔与机壳前端侧壁的出风口相通。

进一步，所述磁悬浮定子组件包括前径向磁轴承定子、前传感器、后径向磁轴承定子、后传感器和轴向磁悬浮轴承，所述前径向磁轴承定子设于电机定子前端，所述前传感器设于前径向磁轴承定子前端，所述前径向磁轴承定子和前传感器圆周向分别设有若干个与出风口相连通的通风孔；所述后径向磁轴承定子设于电机定子后端，所述后传感器设于后径向磁轴承定子后端，所述后径向磁轴承定子和后传感器圆周向分别设有若干个与出风口相连通的通风孔；所述轴向磁悬浮轴承设于后传感器的后端，轴向磁悬浮轴承圆周向设有若干个与出风口相连通的通风口。

进一步，所述前径向磁轴承定子和前传感器的通风孔位置相对应且同轴，所述后径向磁轴承定子和后传感器的通风孔位置相对应且同轴。

进一步，所述轴向磁悬浮轴承包括止推盘、前轴向轴承定子、后轴向轴承定子、前轴向轴承支架和后轴向轴承支架，所述前轴向轴承支架和后轴向轴承支架分别与机壳内壁连接，所述前轴向轴承定子与前轴向轴承支架连接，所述后轴向轴承定子与后轴向轴承支架连接，所述止推盘设于前轴向轴承定子与前轴向轴承定子之间，所述止推盘与转子组件过盈配合，所述前轴向轴承支架和后轴向轴承支架圆周向分别设有若干个与出风口相通的通风孔。

进一步，所述后轴向轴承支架上的通风口经机壳后盖分流腔与转子组件的风道相连。

进一步，所述转子组件的主轴前端设有密封组件，后端设有保护轴承和轴承压盖，所述主轴轴心设有两端相通的风道，所述风道出风口与机壳后盖的分流腔相通。

进一步，所述密封组件包括动密封、前径向保护轴承和前径向保护轴承压盖，所述动密封与蜗壳密封连接，所述动密封内设有前径向保护轴承，动密封后端设有前径向保护轴承压盖。

进一步，所述电机定子和磁悬浮定子组件的通风孔数量相同且位置相对应。

一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统的风冷方法，包括如下步骤：

a、蜗壳前端进风且分为两路；

b、其中一路经叶轮引流为鼓风风路；

c、另一路经主轴中心的风道进入机壳内，进入主轴风道内的风由主轴风道引流并通过风道的出风口进入机壳后盖内腔；

d、机壳后盖内腔的风经后轴向轴承支架端面的通风孔进行分流，后轴向轴承支架端面的若干个通风孔分流的风分别依次进入前轴向轴承支架、后传感器、后径向磁轴承定子、电机定子、前径向磁轴承定子和前传感器上的通风孔后从出风口排出，实现机壳内部的散热。

本发明的有益效果：

1、本发明的一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统无需外置散热设备、水冷管路或换热器等外部零件，由以往的外部被动散热变为内部主动散热，提高电机转子散热效率的同时降低了散热成本，散热系统免维护，可靠性高。

2、通过机壳后盖的分流腔与后轴向轴承支架端面的若干个通风孔的配合可将散热风输送至机壳内腔各部件，充分吸收电机转子以及其它部件的热量，提高散热效果。

附图说明

图1为本发明的内部结构及原理图；

图2为图1中局部放大图；

图3为散热出风口的分布示意图；

图4为各通风孔的排列分布示意图。

图中：

1蜗壳、2叶轮、3机壳、4电机定子、5前径向磁轴承定子、6前传感器、7动密封、8止推盘、9前轴向轴承定子、10后轴向轴承定子、11后径向磁轴承定子、12后传感器、13转子组件、14机壳后盖、141分流腔、15前径向保护轴承、16前径向保护轴承压盖、17轴端压盖、18后径向轴向保护轴承、19前轴向轴承支架、20后轴向轴承支架、21风道、22通风孔、23出风口、a鼓风风路、b散热风路。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统及风冷方法作以下详细说明。

如图1至图4示，本发明的一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统，包括蜗壳1、叶轮2、机壳3、机壳后盖14、转子组件13、电机定子4和磁悬浮定子组件，所述机壳3的前端与蜗壳1连接，后端设有机壳后盖14，所述转子组件13、电机定子4和磁悬浮定子组件均设于机壳3内腔，所述叶轮设2于蜗壳1内，所述转子组件14前端与叶轮2同轴连接，电机定子4控制转子组件的主轴旋转，磁悬浮定子组件控制主轴的径向和轴向位置，防止主轴偏离轴心产生摩擦。所述机壳3前端侧壁设有出风口23，所述转子组件中心处设有两端相通的通孔，该通孔为风道21，所述通孔后端与机壳后盖14内腔相通，所述电机定子4和磁悬浮定子组件均设有相互连通的通风孔11，所述通风孔11与机壳前端侧壁的出风口23相通。通过对转子组件、电机定子和磁悬浮定子组件设置通风孔并与出风口形成散热风路，解决了以往需要设置外部散热设备、水冷管路和换热器等零件对鼓风机进行散热的问题。由外部散热变为内部散热，提高散热效果的同时，散热系统免维护，降低成本，可靠性高。

所述磁悬浮定子组件包括前径向磁轴承定子5、前传感器6、后径向磁轴承定子11、后传感器12和轴向磁悬浮轴承，所述前径向磁轴承定子5设于电机定子4前端，所述前传感器6设于前径向磁轴承定子5前端，所述前径向磁轴承定子5和前传感器6圆周向分别设有若干个与出风口23相连通的通风孔22；所述后径向磁轴承定子11设于电机定子4后端，所述后传感器12设于后径向磁轴承定子11后端，所述后径向磁轴承定子11和后传感器12圆周向分别设有若干个与出风口23相连通的通风孔22；所述轴向磁悬浮轴承设于后传感器6的后端，轴向磁悬浮轴承圆周向设有若干个与出风口23相连通的通风孔22。通过前径向磁轴承定子、前传感器、后径向磁轴承定子和后传感器对主轴进行径向的控制，通过轴向磁悬浮轴承对主轴进行轴向控制，防止主轴转动的偏置。所述前径向磁轴承定子和前传感器的通风孔位置相对应且同轴，所述后径向磁轴承定子和后传感器的通风孔位置相对应且同轴。

所述轴向磁悬浮轴承包括止推盘8、前轴向轴承定子9、后轴向轴承定子10、前轴向轴承支架19和后轴向轴承支架20，所述前轴向轴承支架19和后轴向轴承支架20分别与机壳3内壁连接，所述前轴向轴承定子9与前轴向轴承支架19连接，所述后轴向轴承定子10与后轴向轴承支架20连接，所述止推盘8设于前轴向轴承定子9与前轴向轴承定子10之间，所述止推盘8与转子组件13过盈配合，所述前轴向轴承支架和后轴向轴承支架圆周向分别设有若干个与出风口23相通的通风孔22。所述后轴向轴承支架20上的通风口经机壳后盖分流腔141与转子组件13的风道21相连。

所述转子组件13的主轴前端设有密封组件，所述密封组件包括动密封7、前径向保护轴承15和前径向保护轴承压盖16，所述动密封7与蜗壳1密封连接，所述动密封7内设有前径向保护轴承15，动密封后端设有前径向保护轴承压盖16。后端设有后径向轴向保护轴承18和轴承压盖17，转子组件的主轴轴心设有两端相通的风道21，所述风道21的出风口与机壳后盖的分流腔141相通。经风道引流的风全部流入分流腔内，分流腔141内的风经后轴向轴承支架20端面的若干个通风孔22分流，分流后的风均匀的分布在机壳内腔各处，起到充分吸热、散热的作用。

最优选地，所述电机定子4和磁悬浮定子组件的通风孔数量相同且位置相对应，保证风量和风速，达到最佳的散热效率。但也不局限为上述一种的通风孔数量和位置的排列，只能要通过所有的通风孔均能与出风口相连通，使散热的风最终能经出风口排出即可。

一种磁悬浮离心鼓风机的风冷方法，包括如下步骤：

a、通过蜗壳1前端的进风口进风，进入蜗壳1内的风分为两路。

b、其中一路经叶轮2转动引流从蜗壳侧部流出，该风路为鼓风风路a。

c、另一路从主轴前端的进风口进入主轴内为散热风路b，散热风沿主轴中心的风道21进入，进入主轴风道内的风由主轴风道引流通过风道的出风口进入机壳后盖14内腔，机壳后盖14内腔为分流腔141，进入分流腔的风准备分流。

d、机壳后盖分流腔141内的风经后轴向轴承支架20端面的通风孔22进行分流，由于在后轴同轴承支架20端圆周向均匀设有两端相通的通风孔，后轴向轴承支架端面的若干个通风孔使分流的风分别依次进入前轴向轴承支架19、后传感器12、后径向磁轴承定子11、电机定子4、前径向磁轴承定子5和前传感器6上的通风孔22后从出风口23排出，实现机壳内部的散热。其中后轴向轴承支架、前轴向轴承支架、后传感器、后径向磁轴承定子、电机定子、前径向磁轴承定子和前传感器上的通风孔一一对应，且对应的通风孔同轴，保证最大风量快速的通过，提高电机思子的散热效果。

本发明的一种磁悬浮离心鼓风机风冷系统无需外置散热设备、无需冷却管路或换热器等外部零件，由被动散热变为主动散热，提高电机转子散热效率的同时，降低了散热成本，散热系统免维护，可靠性高。

以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。