一种带过滤系统的空气悬浮鼓风机
技术领域
本发明涉及空气悬浮鼓风机领域，尤其涉及一种带过滤系统的空气悬浮鼓风机。
背景技术
空气悬浮离心鼓风机是一种全新概念鼓风机，它采用超高速直联电机、空气悬浮轴承和高精度单级离心式叶轮三大核心高端科技，开创了高效率、高性能、低噪音、低能耗风机新纪元。
中国发明专利申请（公开号CN112228361A，公开日：20210115）公开了一种空气悬浮离心鼓风机，包括电机、蜗壳、叶轮、叶轮轴、轴承转轴、空气悬浮径向轴承和空气悬浮止推轴承，电机转子的前后两端分别通过轴承转轴与空气悬浮径向轴承转动连接，位于电机前端的轴承转轴通过推力盘与空气悬浮止推轴承转动连接，轴承转轴和推力盘的摩擦面设有PVD涂层，PVD涂层的摩擦系数小于或等于0.1，PVD涂层的厚度为2μm～8μm；空气悬浮径向轴承和空气悬浮止推轴承的摩擦面设有PTFE涂层，PTFE涂层的摩擦系数小于或等于0.05，PTFE涂层的厚度为0.02mm～0.05mm。采用本发明，具有结构紧凑、效率高、寿命长、稳定性好、启停次数高、电机温升低等优点。
现有技术存在以下不足：散热叶轮直接从外部吸取未经过过滤的风对鼓风机进行冷却，会将外部的杂质带入鼓风机内部，进而造成鼓风机内部积灰以及损坏轴承和电机。
发明内容
本发明的目的是：针对上述问题，提出在鼓风机进风部位连接进风空滤对冷却风进行过滤，避免外部的杂质进入鼓风机，进而保护轴承和电机的一种带过滤系统的空气悬浮鼓风机。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种带过滤系统的空气悬浮鼓风机，该鼓风机包括电机外筒、第一端盖、第二端盖、电机转轴、空气轴承装置、鼓风叶轮、散热叶轮、进气端盖和进风空滤；第一端盖和第二端盖分别固定在电机外筒两端，电机外筒的内孔嵌设有电机内筒，电机内筒上固定嵌设有电机定子；进气端盖固定在第二端盖上，空气轴承装置用于对电机转轴在径向和轴向进行支撑限位；进风空滤进风端与外部连通，进气端盖设置有第一通道；散热叶轮进风端通过第一通道一端与进风空滤出风端相连通，并且散热叶轮出风端与第一通道另一端相连通；第二端盖设置有第二通道；电机转轴设置有电机转子，电机定子和电机转子相对设置并且两者之间在径向存在缝隙形成第三通道；电机内筒设置有第四通道，电机外筒设置有与外部连通的第五通道；第一通道、第二通道、第三通道和第五通道依次连通，第一通道、第二通道、第四通道和第五通道依次连通。
作为优选，进风空滤的出风端设置有卡箍，进风空滤通过卡箍固定连接至进气端盖。
作为优选，进气端盖端面设置有氟橡胶，氟橡胶用于对进风空滤和进气端盖之间的轴向方向进行密封。
作为优选，电机转轴包括第一转轴、第二转轴和第三转轴，电机转子设置在第一转轴上，第二转轴一端和第三转轴一端分别与第一转轴两端固定连接。
作为优选，空气轴承装置包括空气悬浮径向轴承和空气悬浮轴向轴承；两个空气悬浮径向轴承分别固定在第一端盖和第二端盖上，并且两个空气悬浮径向轴承分别与电机转轴可转动连接；空气悬浮轴向轴承包括推力盘和轴向限位部，推力盘与电机转轴相连接，两个轴向限位部分别位于推力盘轴向两侧。
作为优选，第二转轴包括第一轴段、第二轴段、第三轴段和第四轴段；第一轴段外壁和第四轴段外壁都设置有外螺纹，第一转轴在位于第二转轴一端设置有第二凸台；第二凸台设置有带有内螺纹的内孔，第一轴段的外螺纹与第二凸台内孔的内螺纹相旋合至第二轴段内侧端面与第二凸台外侧端面相贴合位置。第二凸台的外壁上套设有第二轴套，第二轴套外表面设置有PVD涂层；第二转轴穿过第二轴套的内孔，第二轴套外壁与空气悬浮径向轴承可转动连接；第二轴套设置有第二轴套凸台，第二轴套凸台外壁套设有密封盘，散热叶轮套设在第二轴套凸台外壁并且位于密封盘外侧；第四轴段外螺纹套设有锁紧螺母；锁紧螺母锁紧时，第二轴套轴向锁紧在第二转轴上，密封盘和散热叶轮轴向锁紧在第二轴套上。
作为优选，第三转轴包括第五轴段、第六轴段、第七轴段和第八轴段；第五轴段外壁和第八轴段外壁都设置有外螺纹，第一转轴在位于第三转轴一端设置有第三凸台；第三凸台设置有带有内螺纹的内孔，五轴段的外螺纹与第三凸台内孔的内螺纹相旋合至第六轴段内侧端面与第三凸台外侧端面相贴合位置。第三凸台的外壁上套设有第三轴套，第三轴套外表面设置有PVD涂层；第三转轴穿过第三轴套的内孔，第三轴套外壁与空气悬浮径向轴承可转动连接；第三轴套设置有第三轴套凸台，推力盘和鼓风叶轮在轴向由内到外套设在第三轴套凸台外壁，第八轴段外螺纹套设有锁紧螺母；锁紧螺母锁紧时，第三轴套轴向锁紧在第三转轴上，推力盘和鼓风叶轮轴向锁紧在第三轴套上。
作为优选，第一端盖设置有第一推力盘凹槽和第二推力盘凹槽；第一推力盘凹槽和第二推力盘凹槽相对设置在推力盘两端，两个轴向限位部分别固定在第一推力盘凹槽和第二推力盘凹槽上。
本发明采用上述技术方案的一种带过滤系统的空气悬浮鼓风机的优点是：
鼓风机在工作时：散热叶轮转动产生负压将外部气体经过进风空滤过滤后吸入第一通道；而后依次沿着第二通道、第三通道和第五通道以及第二通道、第四通道和第五通道两个散热通道排出至外部；而此种方式中，外部的冷却风在进入鼓风机内部时经过进风空滤对其进行过滤；从而避免外部杂质进入至鼓风机内部，进而避免鼓风机内部积灰以及损坏轴承和电机；使得鼓风机本身自带过滤装置，降低对外部环境的需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的局部放大结构示意图。
图3为本发明的局部放大结构示意图。
L-气体流动方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
实施例1
如图1所示的一种带过滤系统的空气悬浮鼓风机，该鼓风机包括电机外筒1、第一端盖2、第二端盖3、电机转轴4、空气轴承装置5、鼓风叶轮6、散热叶轮7、进气端盖8和进风空滤9；第一端盖2和第二端盖3分别固定在电机外筒1两端，电机外筒1的内孔嵌设有电机内筒101，电机内筒101上固定嵌设有电机定子102；进气端盖8固定在第二端盖3上，空气轴承装置5用于对电机转轴4在径向和轴向进行支撑限位；进风空滤9进风端与外部连通，进气端盖8设置有第一通道11；散热叶轮7进风端通过第一通道11一端与进风空滤9出风端相连通，并且散热叶轮7出风端与第一通道11另一端相连通；第二端盖3设置有第二通道12；电机转轴4设置有电机转子10，电机定子102和电机转子10相对设置并且两者之间在径向存在缝隙形成第三通道13；电机内筒101设置有第四通道14，电机外筒1设置有与外部连通的第五通道15；第一通道11、第二通道12、第三通道13和第五通道15依次连通，第一通道11、第二通道12、第四通道14和第五通道15依次连通。鼓风机在工作时：散热叶轮7转动产生负压将外部气体经过进风空滤9过滤后吸入第一通道11；而后依次沿着第二通道12、第三通道13和第五通道15以及第二通道12、第四通道14和第五通道15两个散热通道排出至外部；而此种方式中，外部的冷却风在进入鼓风机内部时经过进风空滤9对其进行过滤；从而避免外部杂质进入至鼓风机内部，进而避免鼓风机内部积灰以及损坏轴承和电机；使得鼓风机本身自带过滤装置，降低对外部环境的需求。
进风空滤9的出风端设置有卡箍91，进风空滤9通过卡箍91固定连接至进气端盖8。进气端盖8端面设置有氟橡胶81，氟橡胶81用于对进风空滤9和进气端盖8之间的轴向方向进行密封从而防止外部杂质通过卡箍91和进气端盖8之间的缝隙进入鼓风机内部。
电机转轴4包括第一转轴51、第二转轴52和第三转轴53，电机转子10设置在第一转轴51上，第二转轴52一端和第三转轴53一端分别与第一转轴51两端固定连接。
空气轴承装置5包括空气悬浮径向轴承61和空气悬浮轴向轴承62；两个空气悬浮径向轴承61分别固定在第一端盖2和第二端盖3上，并且两个空气悬浮径向轴承61分别与电机转轴4可转动连接从而对电机转轴4进行径向支撑限位；；空气悬浮轴向轴承62包括推力盘63和轴向限位部64，推力盘63与电机转轴4相连接，两个轴向限位部64分别位于推力盘63轴向两侧从而对电机转轴4进行轴向支撑限位。。
如图2所示，第二转轴52包括第一轴段521、第二轴段522、第三轴段523和第四轴段524；第一轴段521外壁和第四轴段524外壁都设置有外螺纹，第一转轴51在位于第二转轴52一端设置有第二凸台54；第二凸台54设置有带有内螺纹的内孔，第一轴段521的外螺纹与第二凸台54内孔的内螺纹相旋合至第二轴段522内侧端面与第二凸台54外侧端面相贴合位置。
第二凸台54的外壁上套设有第二轴套55，第二轴套55外表面设置有PVD涂层；第二转轴52穿过第二轴套55的内孔，第二轴套55外壁与空气悬浮径向轴承61可转动连接；第二轴套55设置有第二轴套凸台551，第二轴套凸台551外壁套设有密封盘550，密封盘550旋转时产生径向力，防止气流从密封盘550与第二端盖3之间通过，发生串流，影响冷却效果；散热叶轮7套设在第二轴套凸台551外壁并且位于密封盘550外侧；第四轴段524外螺纹套设有锁紧螺母553；锁紧螺母553锁紧时，第二轴套55轴向锁紧在第二转轴52上，密封盘550和散热叶轮7轴向锁紧在第二轴套55上。在空气悬浮鼓风机刚启动时，第二轴套55还未被空气悬浮径向轴承61支撑悬浮，第二轴套55外壁与空气悬浮径向轴承61之间会产生干摩擦；而由于第二轴套55表面较光滑并且其表面具有PVD涂层，摩擦系数低，硬度高，接触式摩擦次数可达到40000次以上。当接触式摩擦达到上限发生损坏时，只需要更换磨损的第二轴套55即可而不需要更换第二转轴52，从而增加了第二转轴52的使用寿命。
如图3所示，第三转轴53包括第五轴段531、第六轴段532、第七轴段533和第八轴段534；第五轴段531外壁和第八轴段534外壁都设置有外螺纹，第一转轴51在位于第三转轴53一端设置有第三凸台56；第三凸台56设置有带有内螺纹的内孔，五轴段531的外螺纹与第三凸台56内孔的内螺纹相旋合至第六轴段532内侧端面与第三凸台56外侧端面相贴合位置。
第三凸台56的外壁上套设有第三轴套57，第三轴套57外表面设置有PVD涂层；第三转轴53穿过第三轴套57的内孔，第三轴套57外壁与空气悬浮径向轴承61可转动连接；第三轴套57设置有第三轴套凸台571，推力盘63和鼓风叶轮6在轴向由内到外套设在第三轴套凸台571外壁，第八轴段534外螺纹套设有锁紧螺母553；锁紧螺母553锁紧时，第三轴套57轴向锁紧在第三转轴53上，推力盘63和鼓风叶轮6轴向锁紧在第三轴套57上。在空气悬浮鼓风机刚启动时，第三轴套57还未被空气悬浮径向轴承61支撑悬浮，第三轴套57外壁与空气悬浮径向轴承61之间会产生干摩擦；而由于第三轴套57表面较光滑并且其表面具有PVD涂层，摩擦系数低，硬度高，接触式摩擦次数可达到40000次以上。当接触式摩擦达到上限发生损坏时，只需要更换磨损的第三轴套57即可而不需要更换第三转轴53，从而增加了第三转轴53的使用寿命。
第一端盖2设置有第一推力盘凹槽21和第二推力盘凹槽22；第一推力盘凹槽21和第二推力盘凹槽22相对设置在推力盘63两端，两个轴向限位部64分别固定在第一推力盘凹槽21和第二推力盘凹槽22上。
冷却风经进气端盖8通风口进入，使冷却风对电机转子10与电机定子102的冷却风量相对平均，防止出现抢风的现象；后端空气悬浮径向轴承61产生的热量通过热传导的方式传递到第二端盖3上再通过气体冷却将热量带走；电机定子102的热量通过热传导的方式传递到电机内筒101上再通过第三通道13的气体冷却将热量带走；电机转子10的热量通过第四通道14的气体冷却将热量带走；空气悬浮轴向轴承62和前端空气悬浮径向轴承61产生的热量通过热传导的方式传递到第一端盖2上再通过气体冷却将热量带走。
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