[发明专利]一种轴承和密封一体化的小微型离心压缩机

说明书

本发明公开了一种轴承和密封一体化的小微型离心压缩机，涉及压缩机设计技术领域，包括：壳体；主轴，主轴内开有与壳体排气口相通的气流通孔；转子；定子；第一轴向静环沿圆周开有至少两周通气孔A；第二轴向静环沿圆周开有至少一周通气孔B；第一轴向静环、第二轴向静环、动环和径向静环形成第一通道，第二轴向静环与离心叶轮形成第二通道；离心叶轮的排气口经第二通道与通气孔A相通，通气孔A经第一通道与通气孔B相通。本发明的有益效果是，无需安装径向与轴向止推轴承，压缩机全无油，不需要润滑系统，使得压缩机的结构更加简单与紧凑，有利于压缩机的小微型化；气流循环通道带走电机工作过程产生的热量，起到内循环冷却的效果。

技术领域

本发明涉及压缩机设计技术领域，特别是一种轴承和密封一体化的小微型离心压缩机。

背景技术

随着集成电路等电子技术的发展，现代高热流器件热流密度越来越大，采用被动式冷却方法无法满足散热要求，需要配备制冷系统才能保证电子系统的正常运行。在移动或便携式电子系统、芯片冷却、雷达冷却以及国防军工等许多场合由于受空间、重量的限制，迫切需要轻量、小微型的制冷系统。

压缩机是制冷系统的核心关键设备，离心式压缩机作为旋转式透平机械，具有结构紧凑简单、效率与可靠性高、使用寿命周期长等优点，是理想的小微型压缩机机型。但小微型离心压缩机要得到高排气压力以满足制冷系统要求，必须要提高压缩机转速，减小轴端密封泄漏，目前现有的技术无法达到这些要求。

目前的小微型压缩机主要有滚动转子式和线性活塞式两种，原理完全不同于离心式压缩机。目前采用磁悬浮轴承和气体轴承支撑的高转速离心压缩机还无法做到小微型，磁悬浮轴承结构复杂，需要单独的控制系统，静压气体轴承需要独立的压缩气源进行供气，小微型化都受限；动压气体轴承结构复杂，对材料与加工工艺要求非常高，可靠性与寿命无法保证。此外，压缩机的轴端密封技术问题也是制约离心压缩机向小微型化发展的瓶颈。离心压缩机技术还无法满足小微型制冷系统的要求。

滚动转子式压缩机和线性活塞式压缩机其工作原理决定了无法进一步实现微型化，且这两种压缩机运行效率低，零部件中有易损件，需定期更换，可靠性与寿命无法保证。

离心式压缩机结构简单，无易损坏零部件，可靠性高，寿命长。但离心压缩机只有通过高转速才能实现小微型化，目前已有的磁悬浮轴承和气体轴承以及密封技术，还无法做到离心压缩机的超高速小微型化。

发明内容

本发明的目的是为了解决高速轴承与气体密封技术，设计了一种轴承和密封一体化的小微型离心压缩机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种轴承和密封一体化的小微型离心压缩机，包括：壳体，设有一个进气口和一个排气口；主轴，旋转设置于所述壳体内，所述主轴内开有与所述壳体排气口相通的气流通孔；转子，固定设置于所述主轴上，位于壳体内；定子，固定设置于所述壳体内，与所述转子相对设置；第一轴向静环，固定设置于所述壳体内，位于所述转子的外侧，所述第一轴向静环沿圆周开有至少两周通气孔A；第二轴向静环，固定设置于所述壳体内，位于所述第一轴向静环的外侧，所述第二轴向静环沿圆周开有至少一周通气孔B；动环，固定设置于所述主轴上，位于所述第一轴向静环和第二轴向静环之间；径向静环，固定设置于所述壳体上，其底端与所述第一轴向静环连接，其顶端与所述第二轴向静环连接；离心叶轮，固定设置于所述主轴上，位于壳体内，位于第一轴向静环的外侧，所述离心叶轮的进气口与所述壳体的进气口相对设置，所述离心叶轮的排气口与所述壳体排气口相对设置；其中，所述第一轴向静环、第二轴向静环、动环和径向静环形成第一通道，所述第二轴向静环与离心叶轮形成第二通道；所述离心叶轮的排气口经第二通道与通气孔A相通，所述通气孔A经第一通道与通气孔B相通。

进一步的，所述第二轴向静环沿圆周开有一周通气孔B，所述第二轴向静环的外径为D4，所述通气孔B的圆心所在的直径为D5，