[发明专利]一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器

说明书

技术领域

本发明涉及雾化器技术领域，尤其涉及一种用于烟气脱硫时将脱硫剂进行雾化的大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器。

背景技术

目前，国内烟气脱硫用的高速旋转雾化器的结构大体分为齿轮增速驱动及高速电机直接驱动两种形式。

齿轮增速驱动的雾化器在国内外有着广泛的应用，其增速机构的设计、制造、安装及维护都很复杂；轴承及齿轮在高速运转时非常容易磨损，故障点多、寿命短、维护费用高；齿轮及轴承在高速运转时，直接接触滚动摩擦会造成较大的功率损耗；另外，齿轮及轴承在高速运转时需要具有冷却装置的润滑供油系统，容易漏油污染环境，且需定期更换润滑油；受滚动轴承极限转速的制约，连接雾化轮主轴的直径不能太粗，否则会造成雾化器转速太低而不能满足雾化工艺要求。因此，这种结构的雾化器无法实现大功率设计。

高速电机直接驱动的雾化器省去了复杂的齿轮增速传动，减少了能耗(直接驱动的能耗为齿轮增速方式的1/2～1/3)，且输入功率可随喷雾负载状况自行调整；采用变频调速技术后，转速可以无级调节；此种雾化器的结构紧凑、体积小、质量轻(为相同型号齿轮增速驱动雾化器质量的1/5～1/8)；且运行可靠、性能稳定、温升低，便于安装、拆除、检修和保养。

但是，普通高速电机直接驱动的雾化器主轴支撑仍采用滚动轴承，受滚动轴承极限转速限制，主轴直径仍不能太粗；主轴轴承仍需要具有冷却装置的润滑供油系统，并需定期更换润滑油并考虑漏油问题；因此，目前高速雾化器的电机大都采用永磁同步电机(如申请号为201510896955.4的中国专利公开的“一种基于磁悬浮永磁同步电机的高速雾化器”)，其转子调速范围大，高速转动时完全靠右磁悬浮轴承支撑，因此无需润滑，能够实现更高转速，满足了脱硫工艺的要求；但是在实际使用过程中发现，其转子极易发热导致磁钢消磁使电机烧损，这个问题已经成为制约大功率高速电机的技术瓶颈，尤其是300KW以上的高速电机，设计、制造难度很大。

发明内容

本发明提供了一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，在常规的磁悬浮雾化器冷却系统的基础上，增加了一套雾化轮冷却水系统，将冷却水通过均布后自雾化器上料管与电机转子轴之间的环形通道引入雾化轮中，可同时对电机转子轴和雾化轮进行冷却；解决了磁悬浮高速雾化器电机转子难以冷却的技术难题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，包括雾化器，所述雾化器由磁悬浮电机、雾化器上料管及雾化轮组成，雾化器上料管同轴设置在磁悬浮电机的电机转子轴内，底部出料口与雾化轮内腔连通；还包括雾化轮冷却水系统，所述雾化轮冷却水系统由冷却水分配装置、冷却水进水管组成，冷却水分配装置与电机转子轴同轴固定，并位于磁悬浮电机上方，冷却水分配装置的中心设通孔供雾化器上料管穿过；冷却水分配装置的内部具有一个冷却水缓存腔，冷却水缓存腔的上方设进水口连接冷却水进水管，冷却水缓存腔的底部设冷却水均布器，冷却水均布器的冷却水出口向下延伸到电机转子轴与雾化器进料管之间的环形通道内，并通过该环形通道连通雾化轮内腔。

所述电机转子轴为刚性空心轴。

雾化轮上方的雾化器外侧设雾化器保护罩，雾化器保护罩的一侧下部设冷风入口，另一侧上部设冷风出口，用于对磁悬浮电机进行整体通风冷却。

所述冷却水均布器由上段锥筒和下段直筒组成，上段锥筒的顶面高于冷却水缓存腔的底面形成溢流堰，上段锥筒具有向上扩散的锥形结构；下段直筒伸入电机转子轴与雾化器进料管之间的环形通道内。

所述磁悬浮电机外侧设电机外壳，冷却水分配装置固定在电机外壳的顶部；电机外壳外侧对应电机定子安装位置设水冷夹套，用于对电机定子进行局部冷却。

所述磁悬浮电机中设轴向磁悬浮轴承和径向磁悬浮轴承，轴向磁悬浮轴承处设轴向位置传感器，径向磁悬浮轴承处设径向位置传感器，轴向位置传感器和径向位置传感器分别连接控制系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)在常规的磁悬浮雾化器冷却系统(电机定子外侧设水冷夹套，电机保护罩内通风冷却)的基础上，增加了一套雾化轮冷却水系统，将冷却水通过均布后自雾化器上料管与电机转子轴之间的环形通道引入雾化轮中，可同时对电机转子轴和雾化轮进行冷却；解决了磁悬浮高速雾化器电机转子难以冷却的技术难题

2)上料系统简单可靠，料液直接注入到高速旋转的雾化轮的中心处，减小了雾化轮运转时的不平衡，使雾化轮能够平稳均匀地将料液雾化成细小的颗粒；