本發(fā)明涉及磁懸浮軸承，具體涉及一種磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

背景技術(shù)：

1、目前磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械散熱主要是外置冷卻設(shè)備，通常是外置冷卻風(fēng)機(jī)、水冷系統(tǒng)以及換熱器等，設(shè)備維護(hù)的成本高、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜、增加安全隱患?；蛘咭载?fù)壓的形式，從磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)吸風(fēng)引導(dǎo)熱量流出，不能更有效的實(shí)現(xiàn)內(nèi)部組件的散熱，特別對(duì)軸向磁軸承的散熱不夠充分，影響磁懸浮空氣壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、軸向磁軸承實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的軸向移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸上就必不可少需要一個(gè)軸向受力部件就是推力盤(pán)，而軸向磁軸承與推力盤(pán)材料為純鐵實(shí)心結(jié)構(gòu)，自身?yè)p耗比較大，導(dǎo)熱性能一般且空間狹小，如未有效冷卻則發(fā)熱嚴(yán)重。通常情況下為了避免軸向磁軸承溫升過(guò)高，往往會(huì)在外部施加強(qiáng)迫風(fēng)冷對(duì)磁軸承進(jìn)行散熱，冷卻風(fēng)由外部輸入，通過(guò)軸承定子與推力盤(pán)之間的縫隙，對(duì)軸向磁軸承進(jìn)行散熱，但是散熱效率不高。

3、由于現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部的磁懸浮軸承存在冷卻散熱效果不佳等技術(shù)問(wèn)題，因此本發(fā)明研究設(shè)計(jì)出一種磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部的磁懸浮軸承存在冷卻散熱效果不佳的缺陷，從而提供一種磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

2、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其包括：

3、磁懸浮軸承、電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)定子位于所述轉(zhuǎn)子的部分軸段的徑向外周，所述電機(jī)定子上沿軸向開(kāi)設(shè)有電機(jī)定子流道，所述轉(zhuǎn)子與所述電機(jī)定子相對(duì)的部分存在轉(zhuǎn)子氣隙以形成電機(jī)轉(zhuǎn)子流道，所述電機(jī)定子流道和所述電機(jī)轉(zhuǎn)子流道均能流通氣體；所述磁懸浮軸承位于所述電機(jī)定子的軸向一側(cè)且能對(duì)所述轉(zhuǎn)子進(jìn)行支承；

4、所述磁懸浮軸承包括軸向定子一、軸向定子二和推力盤(pán)，所述磁懸浮軸承的軸向方向上，所述推力盤(pán)設(shè)置于所述軸向定子一和所述軸向定子二之間，所述推力盤(pán)上從其軸向一端面至軸向另一端面貫穿設(shè)置有推力盤(pán)通風(fēng)孔，所述軸向定子一包括徑向外側(cè)部一和徑向內(nèi)側(cè)部一，所述徑向外側(cè)部一與所述徑向內(nèi)側(cè)部一在所述軸向定子一的徑向方向間隔設(shè)置，且二者之間形成線(xiàn)圈槽一，所述線(xiàn)圈槽一中設(shè)置線(xiàn)圈一；

5、所述推力盤(pán)通風(fēng)孔包括從所述推力盤(pán)的軸向一端面朝所述推力盤(pán)內(nèi)部延伸的第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔、和從所述推力盤(pán)的軸向另一端面朝所述推力盤(pán)內(nèi)部延伸的第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔，所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔的位于所述推力盤(pán)內(nèi)部的一端、與所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔的位于所述推力盤(pán)內(nèi)部的一端連通，連通后再通過(guò)推力盤(pán)出風(fēng)孔連通至所述推力盤(pán)的外周，所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔位于所述推力盤(pán)的軸向一端面的一端在軸向方向與所述線(xiàn)圈槽一的位置相對(duì)，且所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔的所述一端與所述軸向定子一的磁極位置不相對(duì)；

6、所述軸向定子一還包括軸向外側(cè)部一，所述軸向外側(cè)部一在所述磁懸浮軸承的軸向方向相對(duì)于所述線(xiàn)圈一而遠(yuǎn)離所述推力盤(pán)設(shè)置，

7、所述軸向定子一的所述軸向外側(cè)部一上設(shè)置有軸承定子通風(fēng)孔一，所述軸承定子通風(fēng)孔一從所述軸向外側(cè)部一的軸向一端面貫穿至軸向另一端面，所述軸承定子通風(fēng)孔一能與所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔連通；所述電機(jī)轉(zhuǎn)子流道能分別與所述軸承定子通風(fēng)孔一和所述電機(jī)定子流道連通。

8、在一些實(shí)施方式中，

9、在所述線(xiàn)圈槽一的內(nèi)部，所述線(xiàn)圈一的徑向內(nèi)側(cè)與所述徑向內(nèi)側(cè)部一之間具有第二間隙，形成第一氣體流通路徑，

10、在所述線(xiàn)圈槽一的內(nèi)部，所述軸向外側(cè)部一與所述線(xiàn)圈一之間也具有第三間隙，形成軸承定子通風(fēng)槽一；

11、所述軸承定子通風(fēng)孔一與所述軸承定子通風(fēng)槽一連通，進(jìn)一步通過(guò)所述第一氣體流通路徑連通至所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔。

12、在一些實(shí)施方式中，

13、還包括蓋板一，所述蓋板一位于所述軸向定子一與所述推力盤(pán)之間，且所述蓋板一的軸向一端面與所述軸向定子一的所述徑向外側(cè)部一相接，所述蓋板一的軸向另一端面與所述推力盤(pán)相對(duì)；

14、所述軸向定子一的所述磁極位置包括所述蓋板一與所述推力盤(pán)相對(duì)的部分、和所述徑向內(nèi)側(cè)部一與所述推力盤(pán)相對(duì)的部分，所述蓋板一與所述徑向內(nèi)側(cè)部一之間具有第一間隙，所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔與所述第一間隙在軸向方向相對(duì)，且所述第一間隙的徑向方向的尺寸大于等于所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔的徑向尺寸。

15、在一些實(shí)施方式中，

16、在所述推力盤(pán)的任意徑向截面內(nèi)，所述軸向定子一的磁路流經(jīng)位置截面積＝推力盤(pán)與所述軸向定子一相對(duì)部分的徑向截面積-推力盤(pán)通風(fēng)孔截面積-推力盤(pán)出風(fēng)孔截面積≥所述軸向定子一的磁極位置截面積。

17、在一些實(shí)施方式中，

18、沿著所述推力盤(pán)的軸向方向，所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔為其延伸方向與所述推力盤(pán)的軸線(xiàn)并不平行的斜孔結(jié)構(gòu)，從所述推力盤(pán)的軸向一端面朝其軸向另一端面的觀察方向，所述推力盤(pán)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槌谝恍D(zhuǎn)方向，所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔從軸向一端面至軸向另一端面的延伸方向朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，且所述第二旋轉(zhuǎn)方向與所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反。

19、在一些實(shí)施方式中，

20、所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔為多個(gè)，多個(gè)所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔沿著所述推力盤(pán)的周向方向間隔布置，且每個(gè)所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔從軸向一端面至軸向另一端面的延伸方向均朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，均與所述推力盤(pán)的所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反。

21、在一些實(shí)施方式中，

22、所述軸向定子二包括徑向外側(cè)部二和徑向內(nèi)側(cè)部二，所述徑向外側(cè)部二與所述徑向內(nèi)側(cè)部二在所述軸向定子二的徑向方向間隔設(shè)置，且二者之間形成線(xiàn)圈槽二，所述線(xiàn)圈槽二中設(shè)置線(xiàn)圈二，所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔位于所述推力盤(pán)的軸向另一端面的一端在軸向方向與所述線(xiàn)圈槽二的位置相對(duì)，且所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔的所述一端與所述軸向定子二的磁極位置不相對(duì)；

23、所述軸向定子二還包括軸向外側(cè)部二，所述軸向外側(cè)部二在所述磁懸浮軸承的軸向方向相對(duì)于所述線(xiàn)圈二而遠(yuǎn)離所述推力盤(pán)設(shè)置，

24、所述軸向定子二的所述軸向外側(cè)部二上設(shè)置有軸承定子通風(fēng)孔二，所述軸承定子通風(fēng)孔二從所述軸向外側(cè)部二的軸向一端面貫穿至軸向另一端面，所述軸承定子通風(fēng)孔二能與所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔連通；

25、所述電機(jī)轉(zhuǎn)子流道與所述軸承定子通風(fēng)孔一或所述軸承定子通風(fēng)孔二連通。

26、在一些實(shí)施方式中，

27、在所述線(xiàn)圈槽二的內(nèi)部，所述線(xiàn)圈二的徑向內(nèi)側(cè)與所述徑向內(nèi)側(cè)部二之間具有第五間隙，形成第二氣體流通路徑，

28、在所述線(xiàn)圈槽二的內(nèi)部，所述軸向外側(cè)部二與所述線(xiàn)圈二之間也具有第六間隙，形成軸承定子通風(fēng)槽二；

29、所述軸承定子通風(fēng)孔二與所述軸承定子通風(fēng)槽二連通，進(jìn)一步通過(guò)所述第二氣體流通路徑連通至所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔。

30、在一些實(shí)施方式中，

31、還包括蓋板二，所述蓋板二位于所述軸向定子二與所述推力盤(pán)之間，且所述蓋板二的軸向一端面與所述軸向定子二的所述徑向外側(cè)部二相接，所述蓋板二的軸向另一端面與所述推力盤(pán)相對(duì)；

32、所述軸向定子二的所述磁極位置包括所述蓋板二與所述推力盤(pán)相對(duì)的部分、和所述徑向內(nèi)側(cè)部二與所述推力盤(pán)相對(duì)的部分，所述蓋板二與所述徑向內(nèi)側(cè)部二之間具有第四間隙，所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔與所述第四間隙在軸向方向相對(duì)，且所述第四間隙的徑向方向的尺寸大于等于所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔的徑向尺寸。

33、在一些實(shí)施方式中，

34、在所述推力盤(pán)的每個(gè)徑向截面內(nèi)，所述軸向定子二的磁路流經(jīng)位置截面積＝推力盤(pán)與所述軸向定子二相對(duì)部分的徑向截面積-推力盤(pán)通風(fēng)孔截面積-推力盤(pán)出風(fēng)孔截面積≥所述軸向定子二的磁極位置截面積。

35、在一些實(shí)施方式中，

36、沿著所述推力盤(pán)的軸向方向，所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔為其延伸方向與所述推力盤(pán)的軸線(xiàn)并不平行的斜孔結(jié)構(gòu)，從所述推力盤(pán)的軸向另一端面朝其軸向一端面的觀察方向，所述推力盤(pán)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槌谌D(zhuǎn)方向，所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔從軸向另一端面至軸向一端面的延伸方向朝著第四旋轉(zhuǎn)方向，且所述第四旋轉(zhuǎn)方向與所述第三旋轉(zhuǎn)方向相反。

37、在一些實(shí)施方式中，

38、所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔為多個(gè)，多個(gè)所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔沿著所述推力盤(pán)的周向方向間隔布置，且每個(gè)所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔從軸向另一端面至軸向一端面的延伸方向均朝著第四旋轉(zhuǎn)方向，均與所述推力盤(pán)的所述第三旋轉(zhuǎn)方向相反。

39、在一些實(shí)施方式中，

40、所述第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔、所述推力盤(pán)出風(fēng)孔和所述第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔一一對(duì)應(yīng)，形成為一組出風(fēng)單元，所述出風(fēng)單元為多組，多組所述出風(fēng)單元沿所述推力盤(pán)的周向方向間隔設(shè)置。

41、在一些實(shí)施方式中，

42、所述推力盤(pán)在滿(mǎn)足磁飽和時(shí)磁路流通面積的軸向?qū)挾茸钚閚，所述推力盤(pán)出風(fēng)孔的軸向孔徑＝所述推力盤(pán)的軸向厚度-n。

43、在一些實(shí)施方式中，

44、所述軸向定子一和所述軸向定子二的外周還具有筒體，所述筒體的與所述推力盤(pán)的所述推力盤(pán)出風(fēng)孔相對(duì)的位置還設(shè)置有軸承出風(fēng)口，能夠用于與所述推力盤(pán)出風(fēng)孔接通并朝外排氣。

45、在一些實(shí)施方式中，

46、還包括后端蓋、冷卻葉輪、后殼體和后徑向軸承，所述冷卻葉輪設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子的軸向一端，以能隨著所述轉(zhuǎn)子一體轉(zhuǎn)動(dòng)，所述冷卻葉輪設(shè)置于所述后端蓋的內(nèi)部，所述后端蓋的中心軸線(xiàn)位置設(shè)置有軸向貫穿的第一進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口正對(duì)所述冷卻葉輪，所述磁懸浮軸承和所述電機(jī)定子均位于所述筒體的內(nèi)部；

47、所述后殼體在軸向上連接于所述后端蓋與所述筒體之間，且所述后殼體上沿軸向設(shè)置有后殼體流道，所述后殼體流道的一端能與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子流道連通，所述后殼體流道的另一端能與所述冷卻葉輪的葉輪出風(fēng)口連通；

48、使得氣流能依次通過(guò)所述第一進(jìn)氣口、所述冷卻葉輪、所述后端蓋的內(nèi)部和所述后殼體流道進(jìn)入所述電機(jī)轉(zhuǎn)子流道。

49、在一些實(shí)施方式中，

50、還包括前徑向軸承、前殼體和前端蓋，所述前徑向軸承和所述前殼體均位于所述磁懸浮軸承的遠(yuǎn)離所述電機(jī)定子的軸向一側(cè)，所述前徑向軸承與所述轉(zhuǎn)子的外周之間具有前徑向軸承流道，所述前殼體與所述轉(zhuǎn)子的外周之間具有前殼體流道，所述前端蓋設(shè)置于所述筒體的遠(yuǎn)離所述后端蓋的軸向一側(cè)，且所述前端蓋與所述前殼體之間間隔形成容納空間；

51、所述前端蓋的外周設(shè)置有蝸殼，所述轉(zhuǎn)子的軸向另一端設(shè)置有主葉輪，所述主葉輪位于所述蝸殼內(nèi)，所述蝸殼的中心軸線(xiàn)位置設(shè)置有第二進(jìn)氣口，所述第二進(jìn)氣口正對(duì)所述主葉輪，所述主葉輪與所述前端蓋之間具有泄露通道，所述前端蓋與所述轉(zhuǎn)子的外周之間具有前端蓋流道，

52、使得所述第二進(jìn)氣口、所述主葉輪、所述泄露通道、所述前端蓋流道、所述容納空間、所述前殼體流道、所述前徑向軸承流道和磁懸浮軸承的氣道依次連通，而后通過(guò)所述軸承出風(fēng)口排氣；

53、所述筒體的內(nèi)外周壁貫穿地設(shè)置有電機(jī)出氣口，所述電機(jī)出氣口與所述電機(jī)定子流道相對(duì)且連通；使得所述電機(jī)轉(zhuǎn)子流道、所述電機(jī)定子流道和所述電機(jī)出氣口依次連通。

54、本發(fā)明提供的一種磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械具有如下有益效果：

55、1.本發(fā)明通過(guò)在推力盤(pán)上開(kāi)設(shè)的推力盤(pán)通風(fēng)孔和推力盤(pán)出風(fēng)孔，推力盤(pán)通風(fēng)孔包括從所述推力盤(pán)的軸向一端面朝所述推力盤(pán)內(nèi)部延伸的第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔、和從所述推力盤(pán)的軸向另一端面朝所述推力盤(pán)內(nèi)部延伸的第二推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔，能夠通過(guò)高轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)自身主動(dòng)吸風(fēng)換熱，增加通入的氣體流量，加速推動(dòng)軸向磁軸承冷卻，可主動(dòng)冷卻推力盤(pán)自身并增加冷卻流量加速軸向線(xiàn)圈散熱，提高對(duì)磁懸浮軸承的冷卻散熱效果，并且將第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔與所述軸向定子一的磁極位置不相對(duì)，能夠使得推力盤(pán)端面在正對(duì)軸向定子一的磁極位置處不打孔，使得冷卻空氣不能直接到達(dá)磁極間隙位置，能夠有效避免冷卻氣體和開(kāi)孔對(duì)磁爐結(jié)構(gòu)造成影響，從而避免磁懸浮軸向支承力不足，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁懸浮軸承的提高散熱冷卻的同時(shí)還能避免對(duì)磁懸浮磁路造成影響，保證具有足夠的磁懸浮支撐力，還能有效降低氣體作用力對(duì)軸向力的影響；本發(fā)明還優(yōu)選推力盤(pán)通風(fēng)孔設(shè)置于軸向上下磁極間正對(duì)于線(xiàn)圈處，孔徑大小≤軸向定子上下磁極徑向間距，能夠使得推力盤(pán)通風(fēng)孔進(jìn)一步有效避開(kāi)磁極位置，進(jìn)一步避免對(duì)磁路造成影響，并且推力盤(pán)通風(fēng)孔與兩端通風(fēng)路徑相連通無(wú)遮擋，還能使得推力盤(pán)兩端氣流阻力小，流通性好；

56、本發(fā)明還通過(guò)在電機(jī)定子上設(shè)置電機(jī)定子流道，在轉(zhuǎn)子上設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)子流道，能夠使得進(jìn)氣口冷卻氣體從后殼體進(jìn)入電機(jī)轉(zhuǎn)子，然后分成兩路，一路從電機(jī)定子流出，另一路從軸向磁懸浮軸承(推力盤(pán)斜孔+軸向軸承定子通風(fēng)孔)流出，增大了對(duì)磁懸浮軸承以及電機(jī)定子的氣流流通面積，進(jìn)一步提高了對(duì)磁懸浮機(jī)械的冷卻散熱效率和冷卻散熱性能；并且本發(fā)明在軸向兩端分別具有兩個(gè)進(jìn)氣口，能夠使得兩路氣體朝著磁懸浮軸承的方向流動(dòng)，并在磁懸浮軸承的推力盤(pán)內(nèi)部完成混合，最終從軸承出風(fēng)口排出，增大了對(duì)磁懸浮軸承的氣流流通路徑，增大了換熱面積，提高了冷卻散熱性能。

57、2.本發(fā)明還進(jìn)一步通過(guò)在推力盤(pán)的任意徑向截面內(nèi)，設(shè)置關(guān)系：所述軸向定子一的磁路流經(jīng)位置截面積＝推力盤(pán)與所述軸向定子一相對(duì)部分的徑向截面積-推力盤(pán)通風(fēng)孔截面積-推力盤(pán)出風(fēng)孔截面積≥所述軸向定子一的磁極位置截面積，使得推力盤(pán)上的區(qū)別于磁極位置的其他磁路部分不會(huì)先于磁極位置出現(xiàn)磁場(chǎng)飽和，保證形成正常的磁通回路，保證磁懸浮支承力的持續(xù)有效的提供；本發(fā)明還通過(guò)將第一推力盤(pán)進(jìn)風(fēng)孔設(shè)置為從軸向一端面至軸向另一端面的延伸方向朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，且所述第二旋轉(zhuǎn)方向與所述第一旋轉(zhuǎn)方向(推力盤(pán)的旋轉(zhuǎn)方向)相反，能夠通過(guò)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)推力盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓將一端熱空氣吸出排入外部，增加通入的氣體流量，實(shí)現(xiàn)推力盤(pán)自身主動(dòng)通風(fēng)換熱，加速氣體流動(dòng)，節(jié)省了能耗，提高散熱性能的同時(shí)還提高了能效；同時(shí)配合所述軸向外側(cè)部一上設(shè)置有軸承定子通風(fēng)孔一、以及軸向定子線(xiàn)圈槽內(nèi)帶的定子通風(fēng)槽一和氣體流通路徑(多個(gè)氣體流通路徑)，能夠進(jìn)一步加速軸向定子線(xiàn)圈槽空腔氣體流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)軸向線(xiàn)圈與推力盤(pán)的有效自主散熱。