[发明专利]一种空气箔片轴承支承空压机的转子自冷却系统

说明书

本发明涉及空压机技术领域，公开了一种空气箔片轴承支承空压机的转子自冷却系统，主要由空压机外部冷却流道、自冷却控制方法、空压机内部冷却流道等三部分构成。空压机外部冷却流道实现部分高压气体的回注；空压机内部冷却流道实现高压冷却气体由空压机前端至后端沿空压机转子表面的流动，实现空压机转子的冷却；自冷却控制方法完成回注气体流量与空压机转子实时温度相适应的闭环控制。本发明一种空气箔片轴承支承空压机的转子自冷却系统，能够有效控制空压机转子系统的温度，实现智能冷却节约能量，全面冷却空压机转子系统提高空压机的稳定性，延长空压机的有效寿命。

技术领域

一般而言，本发明涉及空气压缩机技术领域，更具体地说，涉及一种空气箔片轴承支承空压机的转子自冷却系统。

背景技术

空气压缩机(以下简称空压机)是一种压缩常压空气给用气设备提供加压空气源的机械设备，广泛应用于工业生产和人们的生活中。空压机具有很多类型，离心式空压机主要由转子、定子以及叶轮等部分构成，气体进入空压机的叶轮后，在叶轮叶片的作用下，一边跟着叶轮作高速旋转，一边在旋转离心力的作用下向叶轮出口流动，并受到叶轮的扩压作用，其压力能和动能均得到提高，而后气体通过扩压通道，动能又进一步转化为压力能，最终得到加压气体，使得气体压力达到工艺所需的要求。离心式空压机排气量大，结构简单紧凑，尺寸小，运转平稳可靠且不污染被压缩的气体。

空压机叶轮两端有气体产生压差，因此空压机转子受到朝叶轮入口端的轴向推力的作用，这种推力作用一般采用推力盘抵消。推力盘的轴向力方向与转子轴向力方向相反，当两者大小相同时，则可实现平衡。为了防止转子来回窜动，需要在推力盘两端放置推力轴承，空压机首尾两端放置径向轴承支承并润滑空压机转子。

离心式空压机要提高压比需要提高空压机转子的转速，一般的气体动压轴承限制了空压机转速的提高。空气箔片轴承是一种以周围空气为润滑介质、以柔性表面作支承的自作用式动压气体箔片轴承,与传统的气体轴承相比，其运行寿命长、可靠性高、承载能力大，可获得高转速和耐高温能力，还具有良好的抗冲击能力,且随着转轴的转速逐渐升高，轴承弹性箔片结构产生变形，从而自动形成相应的气膜厚度，体现出很强的自适应性；因结构中的平箔片与波箔片、波箔片与轴承壳体内壁面之间的库仑摩擦作用使得转轴在高速下也能保持较好的稳定性。故空气箔片轴承被广泛地应用于各种各样的高速旋转机械中。

空压机尤其是空压机转子需要冷却系统以避免过热和机械损害。目前常用的冷却方式，将轴流风扇放置在空压机的转子或者驱动轴的延伸部分，利用空压机工作时轴流风扇旋转从外界吸取空气冷却空压机。在夏季高温天气下，外界空气温度较高无法实现有效地散热冷却，同时此种冷却方式由于冷却空气动力、压力不足很难有效地实现部件的完全冷却，造成散热不均效率低下。传统的冷却方式无法对空压机转子的实时温升情况作出及时有效的反应，造成冷却不足或者过度冷却浪费能量的情况，亟需一种智能型的转子自冷却系统。

发明内容

本发明的目的在于提出一种空气箔片轴承支承空压机的转子自冷却系统，解决空压机转子冷却散热不均、冷却效率低下，智能化不足的问题，实现快速有效地节能型冷却散热。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种空气箔片轴承支承空压机的转子自冷却系统，具体包括空压机、高压气体回注管路、温度传感器、PID控制器、回注气体流量控制阀。

所述高压气体回注管路一端通过回注气体流量控制阀接入高压气体输送管路另一端接入空压机机体，一部分空压机压缩形成的高压气体通过该回注管路回注到空压机机体内用作空压机转子及相关部件的冷却。

所述温度传感器用以采集空压机转子系统的表面温度参数，并将采集到的参数发送给PID控制器。

所述PID控制器接受温度传感器发送过来的采集的空压机转子系统表面温度参数，按照设定好的程序对参数进行分析，发送相应的控制信号给回注气体流量控制阀；