申请/专利权人：中冶焦耐(大连)工程技术有限公司;辽宁明德磁动力技术有限公司

申请日：2017-10-12

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN107583775B

主分类号：B05B3/10

分类号：B05B3/10;H02K9/19

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2018.02.09#实质审查的生效;2018.01.16#公开

摘要：本发明涉及一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，所述雾化器设有雾化轮冷却水系统，雾化轮冷却水系统由冷却水分配装置、冷却水进水管组成，冷却水分配装置与电机转子轴同轴固定，并位于磁悬浮电机上方，冷却水分配装置的中心设通孔供雾化器上料管穿过；冷却水分配装置的内部具有一个冷却水缓存腔，冷却水缓存腔的上方设进水口连接冷却水进水管，冷却水缓存腔的底部设冷却水均布器，冷却水均布器的冷却水出口向下延伸到电机转子轴与雾化器进料管之间的环形通道内，并通过该环形通道连通雾化轮内腔。本发明将冷却水通过均布后自雾化器上料管与电机转子轴之间的环形通道引入雾化轮中，可同时对电机转子轴和雾化轮进行冷却。

主权项：1.一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，包括雾化器，所述雾化器由磁悬浮电机、雾化器上料管及雾化轮组成，雾化器上料管同轴设置在磁悬浮电机的电机转子轴内，底部出料口与雾化轮内腔连通；其特征在于，还包括雾化轮冷却水系统，所述雾化轮冷却水系统由冷却水分配装置、冷却水进水管组成，冷却水分配装置与电机转子轴同轴固定，并位于磁悬浮电机上方，冷却水分配装置的中心设通孔供雾化器上料管穿过；冷却水分配装置的内部具有一个冷却水缓存腔，冷却水缓存腔的上方设进水口连接冷却水进水管，冷却水缓存腔的底部设冷却水均布器，冷却水均布器的冷却水出口向下延伸到电机转子轴与雾化器上料管之间的环形通道内，并通过该环形通道连通雾化轮内腔。

全文数据：一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器技术领域[0001]本发明涉及雾化器技术领域，尤其涉及一种用于烟气脱硫时将脱硫剂进行雾化的大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器。背景技术[0002]目前，国内烟气脱硫用的高速旋转雾化器的结构大体分为齿轮增速驱动及高速电机直接驱动两种形式。[0003]齿轮增速驱动的雾化器在国内外有着广泛的应用，其增速机构的设计、制造、安装及维护都很复杂;轴承及齿轮在高速运转时非常容易磨损，故障点多、寿命短、维护费用高；齿轮及轴承在高速运转时，直接接触滚动摩擦会造成较大的功率损耗;另外，齿轮及轴承在高速运转时需要具有冷却装置的润滑供油系统，容易漏油污染环境，且需定期更换润滑油；受滚动轴承极限转速的制约，连接雾化轮主轴的直径不能太粗，否则会造成雾化器转速太低而不能满足雾化工艺要求。因此，这种结构的雾化器无法实现大功率设计。[0004]高速电机直接驱动的雾化器省去了复杂的齿轮增速传动，减少了能耗直接驱动的能耗为齿轮增速方式的12〜13，且输入功率可随喷雾负载状况自行调整;采用变频调速技术后，转速可以无级调节;此种雾化器的结构紧凑、体积小、质量轻为相同型号齿轮增速驱动雾化器质量的15〜18;且运行可靠、性能稳定、温升低，便于安装、拆除、检修和保养。[0005]但是，普通高速电机直接驱动的雾化器主轴支撑仍采用滚动轴承，受滚动轴承极限转速限制，主轴直径仍不能太粗;主轴轴承仍需要具有冷却装置的润滑供油系统，并需定期更换润滑油并考虑漏油问题；因此，目前高速雾化器的电机大都采用永磁同步电机如申请号为201510896955.4的中国专利公开的“一种基于磁悬浮永磁同步电机的高速雾化器”），其转子调速范围大，高速转动时完全靠右磁悬浮轴承支撑，因此无需润滑，能够实现更高转速，满足了脱硫工艺的要求;但是在实际使用过程中发现，其转子极易发热导致磁钢消磁使电机烧损，这个问题已经成为制约大功率高速电机的技术瓶颈，尤其是300KW以上的高速电机，设计、制造难度很大。发明内容[0006]本发明提供了一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，在常规的磁悬浮雾化器冷却系统的基础上，增加了一套雾化轮冷却水系统，将冷却水通过均布后自雾化器上料管与电机转子轴之间的环形通道引入雾化轮中，可同时对电机转子轴和雾化轮进行冷却;解决了磁悬浮高速雾化器电机转子难以冷却的技术难题。[0007]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：[0008]一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，包括雾化器，所述雾化器由磁悬浮电机、雾化器上料管及雾化轮组成，雾化器上料管同轴设置在磁悬浮电机的电机转子轴内，底部出料口与雾化轮内腔连通;还包括雾化轮冷却水系统，所述雾化轮冷却水系统由冷却水分配装置、冷却水进水管组成，冷却水分配装置与电机转子轴同轴固定，并位于磁悬浮电机上方，冷却水分配装置的中心设通孔供雾化器上料管穿过;冷却水分配装置的内部具有一个冷却水缓存腔，冷却水缓存腔的上方设进水口连接冷却水进水管，冷却水缓存腔的底部设冷却水均布器，冷却水均布器的冷却水出口向下延伸到电机转子轴与雾化器进料管之间的环形通道内，并通过该环形通道连通雾化轮内腔。[0009]所述电机转子轴为刚性空心轴。[0010]雾化轮上方的雾化器外侧设雾化器保护罩，雾化器保护罩的一侧下部设冷风入口，另一侧上部设冷风出口，用于对磁悬浮电机进行整体通风冷却。[0011]所述冷却水均布器由上段锥筒和下段直筒组成，上段锥筒的顶面高于冷却水缓存腔的底面形成溢流堰，上段锥筒具有向上扩散的锥形结构；下段直筒伸入电机转子轴与雾化器进料管之间的环形通道内。[0012]所述磁悬浮电机外侧设电机外壳，冷却水分配装置固定在电机外壳的顶部；电机外壳外侧对应电机定子安装位置设水冷夹套，用于对电机定子进行局部冷却。[0013]所述磁悬浮电机中设轴向磁悬浮轴承和径向磁悬浮轴承，轴向磁悬浮轴承处设轴向位置传感器，径向磁悬浮轴承处设径向位置传感器，轴向位置传感器和径向位置传感器分别连接控制系统。[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0015]1在常规的磁悬浮雾化器冷却系统（电机定子外侧设水冷夹套，电机保护罩内通风冷却）的基础上，增加了一套雾化轮冷却水系统，将冷却水通过均布后自雾化器上料管与电机转子轴之间的环形通道引入雾化轮中，可同时对电机转子轴和雾化轮进行冷却;解决了磁悬浮高速雾化器电机转子难以冷却的技术难题[0016]2上料系统简单可靠，料液直接注入到高速旋转的雾化轮的中心处，减小了雾化轮运转时的不平衡，使雾化轮能够平稳均匀地将料液雾化成细小的颗粒；[0017]3电机转子轴直径不受极限转速限制，大、小功率的雾化器都适用，电机转子轴设计为刚性空心轴，雾化器启动、运转及停车时更加平稳可靠；[0018]4电机转子轴高速旋转时靠磁悬浮轴承支撑，不与其它部件直接接触，因此无摩擦、无磨损、效率高、不需润滑；[0019]5电机转子轴的极限转速大，调速范围广；[0020]6雾化器整体运行平稳可靠，维护费用少，使用寿命长；[0021]7在极端高温、极端低温等特殊环境下均可正常运行，具有很好的适应性；[0022]8实时监测系统的运行转态，通过控制系统可有效抑制外界千扰和系统振动;实现超临界运转、低噪声自平衡运转等，提高了系统的稳定性和安全性。附图说明[0023]图1是本发明所述一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器的结构示意图。[0024]图中：1.雾化轮2•电机转子轴3•轴向位置传感器4.轴向磁悬浮轴承5.电机定子6•径向磁悬浮轴承7.径向位置传感器8.冷却水进水管9•雾化器上料管10•冷却水分配装置11.冷却水缓存腔12.冷却水均布器13.电机外壳14•水冷夹套I5•雾化器保护罩I6•转子推力盘具体实施方式[0025]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：[0026]如图1所示，本发明所述一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，包括雾化器，所述雾化器由磁悬浮电机、雾化器上料管9及雾化轮1组成，雾化器上料管9同轴设置在磁悬浮电机的电机转子轴2内，底部出料口与雾化轮1内腔连通;还包括雾化轮冷却水系统，所述雾化轮冷却水系统由冷却水分配装置10、冷却水进水管8组成，冷却水分配装置10与电机转子轴2同轴固定，并位于磁悬浮电机上方，冷却水分配装置10的中心设通孔供雾化器上料管9穿过;冷却水分配装置10的内部具有一个冷却水缓存腔11，冷却水缓存腔11的上方设进水口连接冷却水进水管8,冷却水缓存腔11的底部设冷却水均布器12,冷却水均布器12的冷却水出口向下延伸到电机转子轴2与雾化器上料管9之间的环形通道内，并通过该环形通道连通雾化轮1内腔。[0027]所述电机转子轴2为刚性空心轴。[0028]雾化轮1上方的雾化器外侧设雾化器保护罩15,雾化器保护罩15的一侧下部设冷风入口，另一侧上部设冷风出口，用于对磁悬浮电机进行整体通风冷却。1[0029]所述冷却水均布器12由上段锥筒和下段直筒组成，上段锥筒的顶面高于冷却水缓存腔11的底面形成溢流堰，上段锥筒具有向上扩散的锥形结构;下段直筒伸入电机转子轴2与雾化器进料管9之间的环形通道内。[0030]所述磁悬浮电机外侧设电机外壳13,冷却水分配装置1〇固定在电机外壳13的顶部；电机外壳13外侧对应电机定子5安装位置设水冷夹套14,用于对电机定子5进行局部冷却。[0031]所述磁悬浮电机中设轴向磁悬浮轴承4和径向磁悬浮轴承6,轴向磁悬浮轴承4处设轴向位置传感器3,径向磁悬浮轴承6处设径向位置传感器7,轴向位置传感器3和径向位置传感器7分别连接控制系统。[0032]由于磁悬浮轴承的极限转速不受轴径的限制，因此将电机转子轴2做成空心轴，将雾化器上料管9及雾化轮冷却水通道均设置在空心的电机转子轴2内，使料液及冷却水可以均匀地注入到雾化轮1的中心处，减少了雾化轮1高速旋转时的不平衡;冷却水既可以冷却雾化轮1，也可以冷却电机转子轴2,解决了磁悬浮高速电机转子难以冷却的问题。空心的电机转子轴2宜采用刚性轴，运转时比柔性轴更加平稳。t〇〇33]所述雾化器上料管9用于将料液注入到高速旋转的雾化轮1内，使料液雾化成细小颗粒。[0034]所述雾化轮冷却水系统用于将冷却水通过电机转子轴2与雾化器上料管9之间的环形通道注入到高速旋转的雾化轮1内，使电机转子轴2及雾化轮1同时得到冷却。[0035]雾化器保护罩15内通冷风用于保护磁悬浮电机，使其与脱硫塔内的热烟气相隔绝。[0036]磁悬浮电机的定子线圈在通电流时产生旋转磁场驱动电机转子轴2高速旋转，电机定子5外侧设水冷夹套14,用于冷却工作时发热的定子线圈。[G037]电机转子轴2镶嵌有磁钢，在定子线圈磁场作用下高速旋转，由于高次谐波的作用，电机转子轴2极易发热使磁钢消磁导致磁悬浮电机损坏;本发明在电机转子轴2内部通冷却水，有效地解决了电机转子轴2冷却的问题。[0038]高精度的径向位置传感器7,可以精确检测到电机转子轴2的径向位置，依此通过控制系统控制径向磁悬浮轴承6的状态，使电机转子轴2高速旋转时始终处在径向磁悬浮轴承6的中心位置，保证电机转子轴2不产生过大的径向跳动。[0039]高精度的轴向位置传感器3,可以精确检测到电机转子轴2的轴向位置，依此通过控制系统控制轴向磁悬浮轴承4,使电机转子轴2高速旋转时转子推力盘16始终处在轴向磁悬浮轴承4的中间位置，保证电机转子轴2不产生过大的轴向窜动。[0040]本发明所述一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器工作时，电机定子5在高频电源作用下产生高速旋转磁场，驱动电机转子轴2高速旋转，电机转子轴2处于悬浮状态并完全依靠径向磁悬浮轴承6及轴向磁悬浮轴承4支撑;控制系统通过径向位置传感器7及轴向位置传感器3的反馈信号，控制径向磁悬浮轴承6、轴向磁悬浮轴承4的状态，使电机转子轴2始终平稳地旋转;料液经过雾化器上料管9注入到高速旋转的雾化轮1内，雾化成细小颗粒;雾化轮冷却水系统将冷却水经冷却水均布器12均布后通过电机转子轴2与雾化器上料管9之间的环形通道注入到雾化轮1内，使电机转子轴2及雾化轮1同时得到冷却；定子线圈在通电流时产生的热量，通过水冷夹套14进行冷却。[0041]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，包括雾化器，所述雾化器由磁悬浮电机、雾化器上料管及雾化轮组成，雾化器上料管同轴设置在磁悬浮电机的电机转子轴内，底部出料口与雾化轮内腔连通;其特征在于，还包括雾化轮冷却水系统，所述雾化轮冷却水系统由冷却水分配装置、冷却水进水管组成，冷却水分配装置与电机转子轴同轴固定，并位于磁悬浮电机上方，冷却水分配装置的中心设通孔供雾化器上料管穿过;冷却水分配装置的内部具有一个冷却水缓存腔，冷却水缓存腔的上方设进水口连接冷却水进水管，冷却水缓存腔的底部设冷却水均布器，冷却水均布器的冷却水出口向下延伸到电机转子轴与雾化器进料管之间的环形通道内，并通过该环形通道连通雾化轮内腔。2.根据权利要求1所述的一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，其特征在于，所述电机转子轴为刚性空心轴。3.根据权利要求1所述的一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，其特征在于，雾化轮上方的雾化器外侧设雾化器保护罩，雾化器保护罩的一侧下部设冷风入口，另一侧上部设冷风出口，用于对磁悬浮电机进行整体通风冷却。4.根据权利要求1所述的一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，其特征在于，所述冷却水均布器由上段锥筒和下段直筒组成，上段锥筒的顶面高于冷却水缓存腔的底面形成溢流堰，上段锥筒具有向上扩散的锥形结构；下段直筒伸入电机转子轴与雾化器进料管之间的环形通道内。5.根据权利要求1所述的一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，其特征在于，所述磁悬浮电机外侧设电机外壳，冷却水分配装置固定在电机外壳的顶部；电机外壳外侧对应电机定子安装位置设水冷夹套，用于对电机定子进行局部冷却。6.根据权利要求1所述的一种大功率磁悬浮高速电机直联式雾化器，其特征在于，所述磁悬浮电机中设轴向磁悬浮轴承和径向磁悬浮轴承，轴向磁悬浮轴承处设轴向位置传感器，径向磁悬浮轴承处设径向位置传感器，轴向位置传感器和径向位置传感器分别连接控制系统。

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