[发明专利]压缩机

说明书

本发明涉及一种压缩机。

当加工食品、药物或其他要求较高的物品时，人们总希望有一种绝对清洁或者说“干”的压缩空气或其他工作气体可以使用，也就是可以有完全没有油或完全不带有其他润滑轴承物质的工作气体可供使用。

过去，提出了许多生产无油压缩机的方案，但是像干式螺旋压缩机等的造价比较高、效率较低、要使用较大的功率而且体积也比较笨重。

人们对空气压缩机的性能方面的要求分成若干档次，每一档次都包括对压缩机输出压力和质流量/秒或秒质量两者的要求。

输出压力在8.5bara左右，秒质量流在每秒0.27公斤是人们对干式空气压缩机的要求的档次之一，要达到8.5bara左右的压力，目前是不难的，但是通常的这种涡轮压缩机的秒质量流则远大于所需要的数字。

此外，安装在已知的、油润滑的滚柱或滚珠轴颈轴承上的涡轮压缩机的需要高的转速（一般为50，000到100，000r.p.m）以获得所需要的性能时其效率是低得无法令人接受的。因此，已知的工作性能在这一档次的涡轮压缩机的造价十分昂贵，体积庞大而且效率是很低的。

针对这种情况，本发明提供一种压缩机，本发明的压缩机包括：

（a）一可旋转的轴;

（b）使该轴旋转的驱动装置，该驱动装置包括一电动马达，马达的转子装在该轴上;

（c）至少两级叶轮旋转体，该叶轮旋转体安装在轴的纵向间隔开的部分，而所述电动机则位于该间隔开的部分之间;

（d）内冷装置，该内冷装置设置在叶轮旋转体级之间;

（e）轴的轴承装置，该轴承装置包括至少一斜垫轴颈轴承，该斜垫轴颈轴承安排成空气或气体自润滑且具有带陶瓷支承表面的轴承垫。

该轴承垫可包括均质的陶瓷垫。

最好该轴具有淬硬的陶瓷表面部分以使之与相应的轴承装置的斜垫的陶瓷表面相配合。

最好该轴承装置包括至少两个轴颈轴承，这两个轴颈轴承都是空气或气体自润滑的斜垫轴颈轴承，而且其轴承垫具有相应的陶瓷支承表面。最好有轴颈轴承来支持电动马达相对两端附近的轴的间隔开的部分。最好至少有一个轴颈轴承设置在马达一相应端和一相应的叶轮旋转体级之间。

此外，最好该轴至少由一个止推轴承支持，该止推轴承最好也是空气或气体自润滑轴承。这样的一个止推轴承最好包括作用在轴（或轴上面的止推环）的淬硬或陶瓷表面部分的斜垫。还有止推轴承最好安排得能抵消方向相反的轴向轴推力。

叶轮旋转体级设置在轴的相对端，这些叶轮旋转体级最好各自包括一压缩机叶轮，而内冷装置则相互连通地连接在叶旋转体级之间。

最好有三个叶轮旋转体使压缩机有三个压缩级，而相应的内冷装置则设置在相继的压缩级之间。这可以提高压缩机的效率。最好进入各叶轮旋转体的工作气流是轴向气流而且是在电动马达的方向上。

因而，至少有两级叶轮级彼此反向地设置以使各该流入叶轮级的气流呈相反方向，而且最好是彼此相向。这样安排的优点是由各级叶轮级加到轴上的轴向推力负荷可以彼此互相抵消，从而减小了由止推轴承所承受的轴向推力。轴最好有迷宫式密封装置以阻止叶轮旋转体级的工作气体进入电动机及轴承装置。

电动机最好是电磁式或永磁式电动机，且使轴具有50，000r.p.m以上的，最好具有70，000r.p.m的转速。电动机最好是直流电动机，而且最好由一可变频率源加以控制。

下面将通过实施例结合附图进一步说明本发明，提供实施例的目的是举例说明本发明，本发明并不限于所述的实施例。

其中图1是根据本发明的压缩机的示意图;

图2是图1压缩机的一部分的放大后的说细示意图。

现请参见附图。图中示出的压缩机总的用编号1表示。该压缩机1包括一轴向可旋转的轴2，它安装在壳体3内，在轴2上安装有加工的铝制的叶轮旋转体4，5，6。

第一级进气叶轮旋转体4设置在轴2的一端，第二，第三级旋转体5，6设置在轴的另一端，在叶轮旋转体4，5之间有一个没有电刷的直流电动机，电动机的转子7由永久磁体组成且安装在轴2上，而静子23则安装在壳体内。

一固态的闸流晶体管（可控硅）变频器/控制器（图中未画出）用来从标准的415伏/50赫电源产生可变的高频电流。该高频电流驱动电动机（从而直接驱动轴2而毋需中间变速齿轮）以所面需的高的工作速度旋转，一般为50000至100000r.p.m。因为不需要用齿轮把轴2耦合到驱动装置上，所以功率损耗可以降低到最小的程度。