CN101176250A - 集成式电动马达驱动的压缩机 - Google Patents

Abstract

一种马达驱动的压缩机组件，包括具有流体入口与流体出口的马达壳体。马达设置在马达壳体内，并且包括与可转动主轴配接起来的转子以及定子。多个通道流通地将流体入口与流体出口连接起来。一个通道定位于定子的径向外部，而另一个通道延伸穿过可转动主轴。压缩机流通地与马达壳体的流体出口连通。压缩机的运行产生通过马达壳体的流体流。流体流将热量从马达传递离开，以便冷却马达。

Description

集成式电动马达驱动的压缩机

发明背景

本发明涉及真空泵，并且更具体地涉及马达驱动的压缩机组件，该压缩机组件包括流通地(fluidly)连接到压缩机上的马达。

典型的马达驱动的压缩机组件包括流通地连接到螺杆压缩机的入口上的磁阻马达，从而使螺杆压缩机的运行将磁阻马达的内部抽空(evacuate)。磁阻马达包括相对于定子转动的转子。转子与定子隔开，从而使得从磁阻马达抽出的空气穿过转子与定子之间的空间。压缩机因此在磁阻马达的内部产生低压。由于气压较低，转子产生较少的噪音，然而，较低的压力可以在压缩机的入口处产生压降。作为压降的结果，压缩机可能低效地运行或产生不一致的真空。

典型的马达驱动的压缩机组件的另一个问题在于：磁阻马达在运行过程中产生显著的热量。如果热量未能被充分地除去的话，磁阻马达可能会过热，该过热可能在磁阻马达内或在压缩机内引起故障。

传统的马达驱动的压缩机利用气流穿过转子和定子之间的空间来从磁阻马达带走热量。不利的是，该空间太小，以至于不能从其间流过大量的空气，这就减小了热量从磁阻电机的散发。

因此，需要一种马达驱动的压缩机组件，其更有效地对马达进行冷却，而在压缩机的入口处没有显著的压降。

发明概要

根据本发明的马达驱动的压缩机组件包括具有入口与出口的马达壳体。出口流通地连接到压缩机上，从而使压缩机的运行产生穿过马达壳体的流体流。穿过马达壳体的流体流将热量从马达壳体内的马达导走，从而冷却马达。

优选地，主轴通道沿着马达主轴的纵轴线而定位。马达通道定位于马达的定子与转子之间。外部通道定位于定子的径向外部，并位于定子与马达壳体之间。通道为流体穿过通道的流动提供了充足的空间，从而使得流经马达壳体的流体未被通道显著地限制。

因此，马达驱动的压缩机组件对马达进行冷却，而没有在压缩机的入口处产生显著的压降。本发明进一步提供了增强的能力，并避免了现有技术的缺点和不足。

附图简述

根据以下对当前优选实施例的详细描述，本发明的多个特征及优点将为那些本领域的技术人员所清楚。伴随详细描述的附图可简要地描述如下：

图1为包括马达驱动的压缩机的真空系统的示意图；以及

图2为图1的马达驱动的压缩机的示意图。

优选实施例详述

图1展示了示例性真空(vacuum)系统10的被选部分，该真空系统10包括真空区域12，比如要求真空以将材料从一个位置移动到另一个位置的工业区域。真空区域12流通地连接到抽吸线14上，该抽吸线14流通地连接到马达驱动的压缩机16上。马达驱动的压缩机16通过抽吸线14而将真空区域12抽空。

马达驱动的压缩机16包括位于马达壳体20内的马达18，优选地为永磁马达。如图所示，马达壳体20可以由单独的壳体件制成，或者由单个整体壳体制成。马达壳体20包括流通地连接到抽吸线14上的入口22以及流通地连接到压缩机26上的出口24。

马达18包括定子28以及具有永磁块31的转子30。转子通道33A延伸于定子28和转子30之间，转子30连接到绕着纵轴线A转动的主轴32上。主轴32的一个区段端部定位于马达壳体20内，而主轴32的另一个端部则定位于压缩机26内。主轴32包括沿着纵轴线A穿过该主轴32而延伸的主轴通道33B。该主轴通道33B包括开口35，该开口35在马达壳体20的出口24处于横向于纵轴线A的方向延伸。主轴通道33B以及开口35流通地将马达壳体20的入口22与出口24连接起来。

紧固部件34将马达18紧固到马达壳体20内(图2)。马达壳体20与定子28之间设置有外部通道33C。外部通道33C流通地将入口22连接到马达壳体20的出口24上。

风扇36配接到马达壳体20内的主轴32的端部。锁固螺母37或类似物将风扇36紧固到主轴32上，从而使得风扇36随着主轴32转动，进而将更多的流体吹过通道33A、33B及33C。如下面将要描述的那样，风扇36包括位于风扇36的入口22一边的抽吸边以及位于风扇36的出口24一边的排出边。

阀组件38定位于马达壳体20内的马达18与入口22之间。阀组件38包括与入口22以及抽吸线14流体连通的阀部件40。促动器42将阀部件40在打开与闭合位置之间移动，以便控制流体流经阀组件38。

马达壳体20的出口24流通地连接到压缩机26上。压缩机26包括配接到主轴32上以便随主轴32转动的公压缩机螺杆50。母压缩机螺杆52以与公压缩机螺杆50啮合的关系而设置，以便与公压缩机螺杆50一起转动。公压缩机螺杆50及母压缩机螺杆52的运行将从出口24流入压缩机26内的流体进行压缩。压缩机出口54流通地连接到压缩机26上，以便排出压缩后的流体。

在运行过程中，马达18被选择性地触发以便转动转子30。转子30转动主轴32以便转动第一以及第二压缩机螺杆50、52。压缩机螺杆50、52的转动将流体压缩到压缩机26内，并且将压缩后的流体从压缩机出口54驱出。压缩后的流体从压缩机出口54的排出在马达壳体20的出口24处产生抽吸。在出口24处的抽吸产生了从真空区域1 2流经抽吸线14、入口22以及马达壳体20的流体。

当流体进入马达壳体20内时，流体通过通道33A、33B及33C中的至少一个通道而从入口22而流动到出口24(如图1中的箭头所示)。定子28、转子30以及主轴32将马达18运行过程中产生的热量传递到流经通道33A、33B及33C的流体中。流动的流体将热量传递到马达壳体20，该马达壳体20将热量散发到周围环境中。流动的流体中的至少一部分将热量借助压缩机26而从定子28、转子30以及主轴32带走，从而冷却马达18。

通道33A、33B及33C将流动的流体暴露于定子28、转子30以及主轴32中，并用于将马达18冷却到可接受的运行温度。迄今为止的传统马达驱动的压缩机组件在流动的流体与马达之间提供了最少的暴露量，以便显著地将马达进行冷却。优选地，马达18为永磁马达，其产生较少的、需要散发的热量，并且一般地小于一些其它类型的马达，比如磁阻马达，因此优选地使用永磁马达。然而，根据该描述，本领域的普通技术人员将能够将所公开的示例适用于所有类型的马达，并且满足它们的特定应用的需求。

通道33A、33B及33C为流体穿过通道的流动提供了充足的空间，从而使得流经马达壳体20的流体没有被通道33A、33B及33C显著地限制。即，通道足够大，以便处理流体的流动，并且不会在入口22一边产生压力累积或在出口24一边产生压降。从而为压缩机26提供了连续及相对一致的流体供应的好处，而没有在马达壳体20的出口24处产生显著的压降。应当理解：本领域的普通技术人员根据文中教导的优点将能够适当地对通道的尺寸进行定制，以便确保显著的流动性而没有显著的压降。

阀组件38选择性地控制流体经入口22的流入。从而提供了控制产生于真空区域12内的抽吸的强度的好处，并且也允许控制流体流经马达壳体20的量，从而冷却马达18。

风扇36进一步控制抽吸的强度。众所周知，风扇一般地设计成将流体从风扇的抽吸边移动到排出边。风扇36的转动在入口22一边处产生额外的抽吸，该抽吸通过入口22而吸取更多的流体。风扇36也有助于流体从马达壳体20流动到压缩机26内。在风扇36的出口24的一边，风扇36将流体从马达壳体20推出并推入压缩机26内。这个特征提供了增加流体流经马达壳体20的速率的好处，从而增加了对马达18的冷却。此外，流体流经马达壳体20的速率的增加为压缩机26充入了更多的流体，从而增加了压缩机26的效率。

虽然已经描述了本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员将认识到某些修改将会在本发明的范围内实现。为此，下列权利要求应当被研究，以便确定本发明的真正范围及内容。

Claims (20)

1.一种马达驱动的压缩机组件，其包括：

具有流体入口和流体出口的马达壳体；

至少部分地设置在所述马达壳体内的马达，所述马达包括可转动主轴，所述可转动主轴具有从其中穿过的主轴通道，以便流通地连接所述流体入口与所述流体出口；以及

与所述流体出口流体连通的压缩机。

2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述主轴包括第一区段及第二区段，所述第一区段容纳在所述马达壳体内并配接到转子上，且所述第二区段容纳在所述压缩机内并配接到压缩机螺杆上。

3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述主轴包括转动纵轴线，且所述主轴通道沿着所述转动纵轴线而延伸。

4.如权利要求3所述的组件，其特征在于，所述可转动主轴包括流通地连接到所述通道上的开口，且所述开口在横向于所述纵轴线的方向延伸。

5.如权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括与所述流体入口流体连通的阀。

6.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述马达包括具有周缘的定子，并且定子通道延伸于所述周缘与所述马达壳体之间，所述定子通道流通地连接所述流体入口与所述流体出口。

7.如权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括配接到所述可转动主轴的风扇，所述风扇可随所述可转动主轴一起转动。

8.如权利要求1所述的组件，其特征在于；所述马达包括永磁马达。

9.一种马达驱动的压缩机组件，包括：

具有流体入口与流体出口的马达壳体；

至少部分地设置在所述马达壳体内的马达，所述马达包括可绕轴线转动的转子及定子；

将所述流体入口与所述流体出口流通地连接起来的通道，所述通道相对于所述轴线位于所述定子的径向外部；以及

与所述流体出口流体连通的压缩机。

10.如权利要求9所述的组件，其特征在于，所述定子包括周缘，而所述通道沿着所述周缘延伸。

11.如权利要求9所述的组件，其特征在于，所述通道位于所述马达壳体与所述定子之间。

12.如权利要求9所述的组件，其特征在于，还包括与所述流体入口流体连通的阀。

13.如权利要求9所述的组件，其特征在于，还包括配接到所述转子上的可转动主轴，所述可转动主轴具有从其中穿过的主轴通道，所述主轴通道流通地连接所述流体入口与所述流体出口。

14.如权利要求9所述的组件，其特征在于，所述马达包括配接到所述转子、并可随所述转子一起转动的可转动主轴，以及配接到所述可转动主轴的风扇，所述风扇可随所述可转动主轴一起转动。

15.一种对马达驱动的压缩机组件进行冷却的方法，包括：

流通地连接马达腔室的流体出口与压缩机的流体入口；以及

运行所述压缩机，以便产生穿过所述马达腔室的流体流，从而从所述马达腔室内的马达转移热量。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括流通地将所述马达腔室的流体入口连接到通道，并且流通地将所述通道连接到所述马达腔室的所述流体出口。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括形成通道，所述通道至少部分地围绕所述马达的定子的周缘。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括形成穿过所述马达内的主轴的通道。

19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括对阀进行移动，以便控制所述流体流的流动速率。

20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括对风扇进行移动，以便控制所述流体流的流动速率。

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