[发明专利]屏蔽式旋转流体机械

说明书

本发明公开了一种屏蔽式旋转流体机械。该屏蔽式旋转流体机械包括：壳体、转轴、电机转子与定子、叶轮和压力调节阀，壳体限定出连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室位于第二腔室上方，第一腔室内填充有密度较低的第一流体介质，第二腔室内填充有密度较高的第二流体介质，转轴的至少部分结构设于第一腔室内，转轴的下端设有叶轮，叶轮位于第二腔室内，电机转子与定子设于第一腔室内，压力调节阀用于调节第一腔室内的第一流体介质的压力。根据本发明实施例的屏蔽式旋转流体机械，转轴、电机转子与定子、叶轮均可设于静密封的壳体内，以避免第二流体介质的泄漏，同时，可在第一腔室内充入密度较低的第一流体介质，以降低转轴及电机转子运动的风摩耗。

技术领域

本发明涉及旋转流体机械技术领域，具体而言，涉及一种屏蔽式旋转流体机械。

背景技术

对于泵、风机、压缩机、透平机等普通旋转式流体机械，其叶轮轴与电机轴通过联轴器相连接，使叶轮与电机一起旋转而工作，叶轮与电机工作在不同的介质环境中，电机一般工作在常压空气环境中，叶轮工作在工作介质环境中，为了减少工作介质的泄漏，需要在穿轴处设置动密封装置，动密封装置难以做到完全无泄漏。

而屏蔽式旋转流体机械是一种无动密封的流体机械，其叶轮和电机都被密封在一个被工作介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封，故能做到完全无泄漏，但随着旋转流体机械向高速化发展，电机轴、转子等旋转部件在密度较高的工作介质中的风摩耗较高，造成电机发热量增大，效率低下，为此，在高速旋转流体机械中，又常常回到普通旋转式流体机械的动密封设计思路，这使得电机低风摩耗与工作介质无泄漏成了无法同时解决的技术难题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种屏蔽式旋转流体机械，可避免第二流体介质的泄漏，并降低转轴运动的风摩耗。

根据本发明实施例的屏蔽式旋转流体机械，包括：壳体，所述壳体限定出连通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室位于所述第二腔室上方，所述第一腔室内填充有第一流体介质，所述第二腔室内填充有第二流体介质，所述第二流体介质密度比所述第一流体介质密度大一个数量级以上，所述壳体设有与所述第二腔室连通的第一流动孔和第二流动孔，所述壳体还设有与所述第一腔室连通的第三流动孔；转轴，所述转轴的至少部分结构设于所述第一腔室内，所述转轴的下端设有叶轮，所述叶轮位于所述第二腔室内；电机转子与定子，所述电机转子与所述定子设于所述第一腔室内，且所述电机转子套设于所述转轴，所述定子套设于所述电机转子外侧；压力调节阀，所述压力调节阀与所述第三流动孔连接，所述压力调节阀用于调节所述第一腔室内的所述第一流体介质的压力，以控制所述第一流体介质与所述第二流体介质分界面的高度。

根据本发明实施例的屏蔽式旋转流体机械，转轴、电机转子与定子、叶轮均可设于静密封的壳体内，以避免第二流体介质的泄漏，同时，可在第一腔室内充入密度较低的第一流体介质，以降低转轴及电机转子运动的风摩耗，从而有利于降低屏蔽式旋转流体机械的发热，提升屏蔽式旋转流体机械的机械效率。

根据本发明的一些实施例，所述第一流体介质为气体，所述第二流体介质为液体或超临界流体。

根据本发明的一些实施例，所述第一流体介质不溶于所述第二流体介质且不与所述第二流体介质发生化学反应。

根据本发明的一些实施例，所述壳体包括：壳本体和分隔板，所述壳本体限定出安装空间，所述分隔板设于所述安装空间内且将所述安装空间分隔为所述第一腔室和所述第二腔室，所述分隔板设有与所述叶轮对应的隔板开孔，所述第一流动孔、所述第二流动孔和所述第三流动孔均设于所述壳本体。

进一步地，所述第二流体介质适于流入所述第一腔室内，在所述第一腔室内，所述第一流体介质与所述第二流体介质分界面高度小于所述第一腔室高度的1/3。

进一步地，所述屏蔽式旋转流体机械还包括：分界面检测装置，所述分界面检测装置用于检测所述第一流体介质与所述第二流体介质分界面的高度。