CN112583185A - 一种磁悬浮电机用密封结构及磁悬浮电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种磁悬浮电机用密封结构及磁悬浮电机，磁悬浮电机用密封结构包括转轴；外盖组件，包括同轴线设置的外盖和密封件，所述密封件套设在所述转轴上，且位于所述转轴与所述外盖之间，所述密封件与所述转轴之间存在第一间隙；所述密封件上开设有与所述第一间隙连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与氮气气源连通，所述第二通孔用于排气，所述第一通孔相对所述第二通孔远离磁悬浮电机用密封结构的转子。本发明能够保证对电机进行保护的同时，降低氮气的使用，节省成本。

Description

一种磁悬浮电机用密封结构及磁悬浮电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种磁悬浮电机用密封结构及磁悬浮电机。

背景技术

磁悬浮电机由于叶轮与背板之间有缝隙，从进风口进入蜗壳的气体中有一部分气体介质会绕到叶轮后，通过轴、密封环和推力盘之间的空隙泄露到电机的内部，从而腐蚀电机。

现有的密封技术是直接在蜗壳的背板上沿背板的周向间隔开多个孔，在孔中均通入高压氮气（高于蜗壳出口处的压力），氮气起到正压的作用，将蜗壳内的气体阻挡住。但这样会需要很高的氮气压力和流量，在长时间的运行情况下，需要经常更换氮气气源，严重浪费氮气，增加经济成本。

因此，需要一种磁悬浮电机用密封结构及磁悬浮电机来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁悬浮电机用密封结构及磁悬浮电机，能够保证对电机进行保护的同时，能够降低氮气的使用，节省成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁悬浮电机用密封结构，包括：

转轴；

外盖组件，包括同轴线设置的外盖和密封件，所述密封件套设在所述转轴上，且位于所述转轴与所述外盖之间，所述密封件与所述转轴之间存在第一间隙；

所述密封件上开设有与所述第一间隙连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与氮气气源连通，所述第二通孔用于排气，所述第一通孔相对所述第二通孔远离磁悬浮电机用密封结构的转子；

还包括轴承组件，所述轴承组件套设在所述转轴上，所述轴承组件位于所述第二通孔和所述转子之间，所述轴承组件与所述外盖之间形成容置腔，所述容置腔与所述第一间隙连通且与外界大气连通；

还包括位于所述容置腔内的甩油盘，所述甩油盘固定套设在所述转轴上，所述甩油盘上设置有扇片，所述扇片转动能够驱动所述容置腔内的气体输送至外界。

进一步地，还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母螺接于所述转轴，沿所述转轴的轴向，所述锁紧螺母将所述甩油盘压紧于所述轴承组件。

进一步地，所述容置腔中设置有挡板，所述挡板与所述锁紧螺母之间具有第二间隙，所述挡板将所述容置腔分为通过所述第二间隙相互连通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与外界大气连通，所述甩油盘位于所述第二腔室中，所述甩油盘能够将所述第二腔室中的气体经由所述第二间隙排入所述第一腔室中。

进一步地，所述轴承组件包括：

辅助轴承，设置在所述转轴上，所述甩油盘背离所述密封件的一侧与所述辅助轴承的内圈抵接；

轴承座，套设在所述辅助轴承上，用于固定所述辅助轴承，所述挡板与所述轴承座连接；

轴承挡环，所述轴承挡环套设在所述转轴上，且与所述辅助轴承的外圈抵接，所述轴承挡环与所述轴承座连接。

进一步地，所述挡板的内缘凸设有积水部，所述积水部沿所述转轴的轴向延伸且位于所述第一腔室。

进一步地，沿所述积水部的周向于所述积水部的外周面上开设有集水槽。

进一步地，所述甩油盘设置有所述扇片的一侧开设有多个凹槽，所述凹槽的一端透过所述甩油盘的外周面。

进一步地，所述密封件包括同轴线设置的套筒和碳环，所述套筒设置在所述外盖上，所述碳环设置在所述套筒的内壁上，所述套筒和所述碳环均套设于所述转轴上且均与所述转轴之间具有空隙，所述第一通孔和所述第二通孔开设在所述套筒未设有所述碳环的位置处。

一种磁悬浮电机，其上设置有如上所述的磁悬浮电机用密封结构。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种磁悬浮电机用密封结构，在转轴上套设有外盖和密封件，密封件与转轴之间存在第一间隙，在密封件上开设有与第一间隙连通的第一通孔和第二通孔，其中第一通孔与氮气气源连通，第二通孔用于排气；通过在第一通孔中通入高压氮气，高压氮气作用在转轴与密封件之间的第一间隙，能够有效阻止气体介质通过转轴与密封件之间的第一间隙进入到电机内部，保证转轴稳定运行。由于转轴与外盖之间设置有密封件，密封件减小了转轴与外盖之间的间距，通过在第一间隙中通入高压氮气只需少量的氮气就可以起到阻隔气体的作用，能够减少氮气的使用，在对电机进行保护的同时，节省成本。

本发明所提供的磁悬浮电机，其上设置有如上所述的磁悬浮电机用密封结构，能够保证对电机进行保护的同时，能够降低氮气的使用，节省成本。

附图说明

图1是本发明一种磁悬浮电机用密封结构的剖视图；

图2是本发明一种磁悬浮电机用密封结构中甩油环的主视图；

图3是本发明一种磁悬浮电机用密封结构中轴承挡环的主视图；

图4是本发明一种磁悬浮电机用密封结构中挡板的剖视图。

图中：

1、 转轴；2、密封件；21、连接法兰；22、第一通孔；23、第二通孔；3、辅助轴承；4、甩油盘；41、扇片；5、锁紧螺母；6、外盖；7、轴承座；71、轴承挡环；72、挡板；73、积水部；731、集水槽；8、容置腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了能够保证对电机进行保护的同时，能够降低氮气的使用，节省成本，如图1-图4所示，本发明提供一种磁悬浮电机用密封结构。本磁悬浮电机用密封结构包括：转轴1和外盖组件。

其中，外盖组件包括同轴线固定设置的外盖6和密封件2，密封件2套设在转轴1上，且位于转轴1与外盖6之间，密封件2与转轴1之间存在第一间隙；密封件2上开设有与第一间隙连通的第一通孔22和第二通孔23，第一通孔22与氮气气源连通，第二通孔23用于排气，第一通孔22相对第二通孔23远离磁悬浮电机用密封结构的转子。

通过在第一通孔22中通入高压氮气，高压氮气作用在转轴1与密封件2之间的第一间隙，能够有效阻止外部的气体介质通过转轴1与密封件2之间的第一间隙进入到电机内部，保证转轴1稳定运行。由于转轴1与外盖6之间设置有密封件2，密封件2减小了转轴1与外盖6之间的间距，通过在第一间隙中通入高压氮气只需少量的氮气就可以起到阻隔外部的气体介质的作用，能够减少氮气的使用，在对电机进行保护的同时，节省成本。

进一步地，本磁悬浮电机用密封结构还包括轴承组件，轴承组件套设在转轴1上，轴承组件位于第二通孔23和转子之间，轴承组件与外盖6之间形成容置腔8，容置腔8与第一间隙连通且与外界大气连通；轴承组件用于保证转轴1转动的流畅性，并且即便有少量的气体介质通过第一间隙，也会进入至容置腔8并由容置腔8排出。

进一步地，在容置腔8内设置有甩油盘4，甩油盘4固定套设在转轴1上，甩油盘4上设置有扇片41，扇片41转动能够驱动容置腔8内的气体输送至外界。具体地，甩油盘4随着转轴1转动时形成风压，从而挡住少量通过密封件2与转轴1之间的第一间隙漏入的气体介质继续向转子方向流动，并将该部分气体介质吹入容置腔8，然后通过容置腔8输送至外界。通过上述设置，能够进一步提升密封性能，保证电机不被气体介质腐蚀，从而延长磁悬浮电机的使用寿命。

进一步地，本磁悬浮电机用密封结构还包括锁紧螺母5，锁紧螺母5螺接于转轴1，沿转轴1的轴向，锁紧螺母5将甩油盘4压紧于轴承组件。通过设置锁紧螺母5，保证甩油盘4与轴承组件抵接，防止轴承组件和甩油盘4在转轴1上沿转轴1的轴向窜动。

进一步地，容置腔8中设置有挡板72，挡板72与锁紧螺母5之间具有第二间隙，挡板72将容置腔8分为通过第二间隙相互连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室与外界大气连通，甩油盘4位于第二腔室中，甩油盘4能够将第二腔室中的气体经由第二间隙排入第一腔室中。具体地，挡板72与轴承组件连接，通过设置挡板72能够对轴承组件进行保护，防止气体介质进入到轴承组件的缝隙中腐蚀轴承组件。在本实施例中，挡板72的材料为不锈钢，能避免挡板72被气体介质腐蚀。

进一步地，挡板72的内缘凸设有积水部73，积水部73沿转轴1的轴向延伸且位于第一腔室。通过设置积水部73，使得在第一腔室中产生的积水沿挡板72的表面在重力的作用下滑落到积水部73上，不会直接流到转轴1上对转轴1造成腐蚀。

进一步地，沿积水部73的周向于积水部73的外周面上开设有集水槽731。当含有腐蚀性的气体介质在第一腔室中与空气中的水结合形成液体，会沿着挡板72下落到集水槽731中，然后顺着集水槽731落入到磁悬浮电机的底部。通过上述设置，能够防止液体流到转轴1上，从而保护转轴1不受腐蚀。

进一步地，甩油盘4设置有扇片41的一侧开设有多个凹槽，凹槽的一端透过甩油盘4的外周面。当含有腐蚀性的气体介质在第一腔室中与空气中的水结合形成液体，而部分液体会沿着挡板72和锁紧螺母5之间的第二间隙进入到第二腔室，并积存在甩油盘4的凹槽内，从而避免对轴承组件造成腐蚀。

进一步地，轴承组件包括：辅助轴承3、轴承座7和轴承挡环71。

其中，辅助轴承3设置在转轴1上，甩油盘4背离密封件2的一侧与辅助轴承3的内圈抵接；轴承座7套设在辅助轴承3上，用于固定辅助轴承3，挡板72与轴承座7连接；轴承挡环71套设在转轴1上，且与辅助轴承3的外圈抵接，轴承挡环71与轴承座7连接。通过设置辅助轴承3能够保证转轴1转动的流畅性，通过轴承座7、甩油盘4和轴承挡环71对辅助轴承3进行定位，保证辅助轴承3在转轴1上的位置不改变。

进一步地，轴承挡环71具有锥形的导向面，导向面位于第二腔，导向面的内圈靠近转轴1，外圈远离转轴1且与挡板72抵接，沿挡板72的周向在挡板72上间隔设有多个连通孔，连通孔连接第一腔室和第二腔室。积存在甩油盘4的凹槽内液体会随着甩油盘4转动被甩到轴承挡环71上，沿着轴承挡环71的导向面从内圈流向与挡板72抵接的外圈，再通过连通孔进入到第一腔室的积水部73上，从而将甩油盘4上的积水排出。

进一步地，密封件2包括同轴线设置的套筒和碳环，套筒设置在外盖6上，碳环设置在套筒的内壁上，炭环和套筒均套设于转轴1，且均与转轴1之间具有空隙，炭环和套筒与转轴1之间的空隙构成第一间隙，第一通孔22和第二通孔23开设在套筒未设有碳环的位置处。具体地，本实施例示例性地给出了在沿套筒的轴向间隔设置两个炭环的方案，第一通孔22和第二通孔23分别设置于其中的一个炭环的两侧。可选地，套筒的一端设置有连接法兰21，套筒设置在外盖6上，并通过连接法兰21与外盖6固定连接。在本实施例中，套筒由弹簧钢制成，当套筒设置在外盖6上后，能够在自身的回复力的作用下与外盖6胀紧，保证套筒与外盖6之间连接的紧密性。在套筒的内壁上设置碳环，可以对气体介质进行吸收，进一步降低气体介质的浓度，提升对磁悬浮电机的保护力度。

为了便于对碳环进行安装和拆卸，进一步地，套筒的内壁上开设有定位环槽，碳环设置在定位环槽中。当碳环使用一段时间失效后，只需要从定位环槽中取下更换新的碳环即可。通过上述设置，方便对磁悬浮电机进行保养，从而延长磁悬浮电机的使用寿命。

本实施例还提供了一种磁悬浮电机，其上设置有如上所述的磁悬浮电机用密封结构，能够保证对电机进行保护的同时，能够降低氮气的使用，节省成本。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种磁悬浮电机用密封结构，其特征在于，包括：

转轴（1）；

外盖组件，包括同轴线设置的外盖（6）和密封件（2），所述密封件（2）套设在所述转轴（1）上，且位于所述转轴（1）与所述外盖（6）之间，所述密封件（2）与所述转轴（1）之间存在第一间隙；

所述密封件（2）上开设有与所述第一间隙连通的第一通孔（22）和第二通孔（23），所述第一通孔（22）与氮气气源连通，所述第二通孔（23）用于排气，所述第一通孔（22）相对所述第二通孔（23）远离磁悬浮电机用密封结构的转子；

还包括轴承组件，所述轴承组件套设在所述转轴（1）上，所述轴承组件位于所述第二通孔（23）和所述转子之间，所述轴承组件与所述外盖（6）之间形成容置腔（8），所述容置腔（8）与所述第一间隙连通且与外界大气连通；

还包括位于所述容置腔（8）内的甩油盘（4），所述甩油盘（4）固定套设在所述转轴（1）上，所述甩油盘（4）上设置有扇片（41），所述扇片（41）转动能够驱动所述容置腔（8）内的气体输送至外界。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用密封结构，其特征在于，还包括锁紧螺母（5），所述锁紧螺母（5）螺接于所述转轴（1），沿所述转轴（1）的轴向，所述锁紧螺母（5）将所述甩油盘（4）压紧于所述轴承组件。

3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮电机用密封结构，其特征在于，所述容置腔（8）中设置有挡板（72），所述挡板（72）与所述锁紧螺母（5）之间具有第二间隙，所述挡板（72）将所述容置腔（8）分为通过所述第二间隙相互连通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与外界大气连通，所述甩油盘（4）位于所述第二腔室中，所述甩油盘（4）能够将所述第二腔室中的气体经由所述第二间隙排入所述第一腔室中。

4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮电机用密封结构，其特征在于，所述轴承组件包括：

辅助轴承（3），设置在所述转轴（1）上，所述甩油盘（4）背离所述密封件（2）的一侧与所述辅助轴承（3）的内圈抵接；

轴承座（7），套设在所述辅助轴承（3）上，用于固定所述辅助轴承（3），所述挡板（72）与所述轴承座（7）连接；

轴承挡环（71），所述轴承挡环（71）套设在所述转轴（1）上，且与所述辅助轴承（3）的外圈抵接，所述轴承挡环（71）与所述轴承座（7）连接。

5.根据权利要求3所述的一种磁悬浮电机用密封结构，其特征在于，所述挡板（72）的内缘凸设有积水部（73），所述积水部（73）沿所述转轴（1）的轴向延伸且位于所述第一腔室。

6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮电机用密封结构，其特征在于，沿所述积水部（73）的周向于所述积水部（73）的外周面上开设有集水槽（731）。

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用密封结构，其特征在于，所述甩油盘（4）设置有所述扇片（41）的一侧开设有多个凹槽，所述凹槽的一端透过所述甩油盘（4）的外周面。

8.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用密封结构，其特征在于，所述密封件（2）包括同轴线设置的套筒和碳环，所述套筒设置在所述外盖（6）上，所述碳环设置在所述套筒的内壁上，所述套筒和所述碳环均套设于所述转轴（1）上且均与所述转轴（1）之间具有空隙，所述第一通孔（22）和所述第二通孔（23）开设在所述套筒未设有所述碳环的位置处。

9.一种磁悬浮电机，其特征在于，其上设置有如权利要求1-8任一项所述的磁悬浮电机用密封结构。

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