一种气浮离心压缩机轴承供气系统的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，具体为一种气浮离心压缩机轴承供气系统。


背景技术：

2.现有的离心压缩机技术是采用滚动轴承，滑动轴承，气浮轴承或磁浮轴承的半封闭式离心式压缩机，技术发展趋势要求无油润滑，消除润滑油路系统的维持、油路管理、回油管理及油路系统的维修，无油润滑也代表着更高的压缩机运行效率和更高的制冷系统的运行效率，具有更低的振动、噪声和运行稳定性，客户体验更加等优势。
3.采用气浮轴承的离心式压缩机，在制冷系统运行时，一般都可以由制冷系统的高压排气来提供所需压力的轴承供气；在启动和停机过程中，需要特别的设计来保证稳定的轴承供气，确保不会出现机械接触和磨损；尤其是在突然断电时，由于轴承供气动力供应的突然切断，使得气浮轴承的供气压差不足，高速运转的电机直接掉落着陆在轴承或者支撑弹簧上，会造成对气浮轴承等部件的损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种气浮离心压缩机轴承供气系统,便于快速直接且稳定地对轴承进行供气。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种气浮离心压缩机轴承供气系统，包括气浮式离心式压缩机、独立供气系统；
6.所述气浮式离心式压缩机内设有气浮轴承组件和离心压缩机，气浮轴承组件设于离心压缩机一侧，所述离心压缩机通过一个驱动电机驱动；
7.所述独立供气系统包括供气压缩机、油分离器、蒸发器；
8.所述供气压缩机与油分离器之间连接供气压缩机排气管路ⅱ，所述供气压缩机排气管路ⅱ的一端连接供气压缩机的排气侧，其另一端连接油分离器的输入端；
9.所述油分离器的两个出油口与供气压缩机的吸气侧之间分别连接有回油管路ⅰ和回油管路ⅱ；
10.所述油分离器的排气口连接排气管路ⅲ，所述排气管路ⅲ通过排气管路支路连接气浮轴承组件；所述排气管路ⅲ上设有排气单向阀ⅱ；
11.所述供气压缩机与蒸发器之间连接有供气压缩机吸气管路，所述供气压缩机吸气管路的两端分别连接供气压缩机的吸气侧和蒸发器的输出端；
12.所述供气压缩机吸气管路上设有吸气单向阀；
13.所述气浮轴承组件与蒸发器连接有回气管路ⅱ；
14.所述蒸发器与离心压缩机的吸气侧之间连接离心压缩机吸气管路，所述离心压缩机吸气管路与气浮轴承组件连接有回气管路ⅰ；
15.所述离心压缩机吸气管路上设有吸气截止阀。
16.进一步的，还包括制冷供气系统，所述制冷供气系统包括冷凝器，所述冷凝器与离
心压缩机的排气侧之间连接有排气管路ⅰ,所述排气管路ⅰ与排气管路ⅲ之间连接有轴承供气管路；
17.所述排气管路ⅰ上设有排气单向阀ⅰ；
18.所述冷凝器与蒸发器之间依次连接有主供液管路ⅰ和主供液管路ⅱ，所述主供液管路ⅰ和主供液管路ⅱ相连通，且主供液管路ⅰ与驱动电机之间连通有冷却管路。
19.进一步的，所述排气管路ⅰ上还设置有排气压力传感器和排气温度传感器。
20.进一步的，所述轴承供气管路上还设有供气单向阀、轴承供气压力传感器。
21.进一步的，所述回气管路ⅰ、冷却管路和/或轴承供气管路上分别设置一过滤器。
22.进一步的，所述冷凝器上设有冷凝压力传感器和冷凝器液位传感器。
23.进一步的，所述主供液管路ⅰ上设有液相温度传感器。
24.进一步的，所述主供液管路ⅱ上设有电子膨胀阀ⅰ。
25.进一步的，所述冷却管路上设有电子膨胀阀ⅱ。
26.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：
27.1、采用独立轴承供气系统仅提供预润滑阶段或者制冷系统压差不足阶段的轴承供气，其供气比其他方式更加直接，能够快速稳定地控制轴承供气；
28.2、设置有压力调节阀，可以保证供气压缩机的排气压力控制在更低的压力下排气，便于实现稳定的轴承供气；
29.3、设置有吸气单向阀、排气单向阀ⅱ及压力调节阀，一旦离心压缩机启动运行，供保证气压缩机和油分离器的气体循环系统不能从蒸发器吸气。
附图说明
30.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
31.图1是本实用新型的供气系统循环原理图；
32.图中：1
‑
驱动电机；2
‑
气浮轴承组件；3
‑
离心压缩机；4
‑
冷凝器；5
‑
蒸发器；6
‑
膨胀阀ⅰ；7
‑
电子膨胀阀ⅱ；8
‑
压力调节阀；9
‑
排气单向阀ⅰ；10
‑
供气单向阀；11
‑
吸气截止阀；12
～
14
‑
过滤器；15
‑
供气压缩机；16
‑
油分离器；17
‑
排气单向阀ⅱ；18
‑
吸气单向阀；101
‑
排气管路ⅰ；102
‑
离心压缩机吸气管路；103
‑
主供液管路ⅰ；104
‑
主供液管路ⅱ；105
‑
轴承供气管路；106
‑
冷却管路；107
‑
排气管路支路；108
‑
回气管路ⅰ；109
‑
回气管路ⅱ；110
‑
排气管路ⅱ；111
‑
排气管路ⅲ；112
‑
供气压缩机吸气管路；113
‑
回油管路ⅰ；114
‑
回油管路ⅱ；p200
‑
排气压力传感器；p201
‑
冷凝压力传感器；p202
‑
蒸发压力传感器；p203
‑
轴承供气压力传感器；p204
‑
轴承回气压力传感器；t200
‑
排气温度传感器；t201
‑
液相温度传感器；t202
‑
供气温度传感器；l200
‑
油位传感器；l201
‑
液位传感器。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.请参阅图1，本实用新型提供技术方案：一种气浮离心压缩机轴承供气系统，包括气浮式离心式压缩机、独立供气系统；
35.气浮式离心式压缩机内设有气浮轴承组件2和离心压缩机3，离心压缩机3通过驱动电机1驱动；
36.独立供气系统包括供气压缩机15、油分离器16、蒸发器5；
37.供气压缩机15与油分离器16之间连接供气压缩机排气管路ⅱ110，供气压缩机排气管路ⅱ110的一端连接供气压缩机15的排气侧，其另一端连接油分离器16的输入端；
38.油分离器16的两个出油口与供气压缩机15的吸气侧之间分别连接有回油管路ⅰ113和回油管路ⅱ114；
39.油分离器16的排气口连接排气管路ⅲ111，排气管路ⅲ111通过排气管路支路107连接气浮轴承组件2；排气管路ⅲ111上设有排气单向阀ⅱ17；
40.供气压缩机15上设有油位传感器l200；供气压缩机15与蒸发器5之间连接有供气压缩机吸气管路112，供气压缩机吸气管路112的两端分别连接供气压缩机15的吸气侧和蒸发器5的输出端；
41.供气压缩机吸气管路112上设有吸气单向阀18；气浮轴承组件2与蒸发器5连接有回气管路ⅱ109；
42.蒸发器5与离心压缩机3的吸气侧之间连接离心压缩机吸气管路102，离心压缩机吸气管路102与气浮轴承组件2连接有回气管路ⅰ108，回气管路ⅰ108上设有轴承回气压力传感器p204；离心压缩机吸气管路102上设有吸气截止阀11。
43.供气压缩机15为小型容积式压缩机，例如滚动转子或者涡旋式压缩机，设计的供气压缩机15排量为离心压缩机3排量的0.5％
‑
1.0％左右，例如如果离心压缩机3在标准水冷工况下的制冷量为500kw，则同工况下可以采用2.5kw
‑
5kw制冷量的容积式压缩机。供气压缩机15可以采用ups供电系统进行供电，一旦断电，ups供电系统可以保证供气压缩机15的启动运行。
44.油分离器16为自带精滤蒸馏功能的油分离器16，供气压缩机15顶部排气流经排气管路ⅱ110进入到油分离器16，在油分离器16内部经过两级粗/精滤和一级蒸馏可以实现润滑油和气体的分离，分离下来的润滑油通过供气压缩机15吸排气压差的作用经回油管路ⅰ113和回油管路ⅱ114分别返回到供气压缩机15的吸气侧，随压缩过程排入到供气压缩机15内部最低的油槽，油槽内设置有供油分配，将油槽内的润滑油在内部分配供油和返回油，供气压缩机15的排气再折返向上流动经壳体顶部排出压缩机，在向上流动过程中冷却供气压缩机15的内置电机，完成一个循环。
45.轴承供气管路105上还设有供气单向阀10、轴承供气压力传感器p203。为便于过滤净化对应管道内的混合物，使得回气管路ⅰ108上设有过滤器12、冷却管路106上设有过滤器13、轴承供气管路105上设有过滤器14。
46.供气压缩机吸气管路112从蒸发器5顶部抽取气体；排气管路ⅲ111向气浮轴承组件2供气，并流经排气管路支路107和压力调节阀8排入气浮轴承组件2所需的高压气体，由于轴承供气管路105上设置有供气单向阀10，起逆止作用，因此排气管路ⅲ111的高压气体无法流入到冷凝器4中；经排气管路支路107进入到气浮轴承组件2的高压气体，完成轴承的悬浮之后，压力降低会经回气管路ⅱ109、回气管路ⅰ108及离心压缩机吸气管路102靠近蒸
发器5的一段返回到蒸发器5中；然后再经供气压缩机吸气管路112和吸气单向阀18返回到供气压缩机15中，构成一个完整的独立供气系统的供气方式。
47.由于离心压缩机3此时还未启动，排气管路ⅰ101上设置有排气单向阀ⅰ9，因此离心压缩机3，离心压缩机吸气管路102和排气管路ⅰ101无法形成气流循环，这就避免了回气管路ⅰ108的回气带动离心压缩机3叶轮持续旋转。
48.该气浮离心压缩机轴承供气系统还包括制冷供气系统，制冷供气系统包括冷凝器4，冷凝器4与离心压缩机3的排气侧之间连接有排气管路ⅰ101,排气管路ⅰ101与排气管路ⅲ111之间连接有轴承供气管路105；排气管路ⅰ101上设有排气单向阀ⅰ9；冷凝器4与蒸发器5之间依次连接有主供液管路ⅰ103和主供液管路ⅱ104，主供液管路ⅰ103和主供液管路ⅱ104相连通，且主供液管路ⅰ103与驱动电机1之间连通有冷却管路106。
49.一旦离心压缩机3启动，离心压缩机3从蒸发器5内吸气，吸入的气体被吸入到离心压缩机吸气管路102，回气管路ⅰ108的回气被吸入到离心压缩机3，同时也会进入蒸发器5内，由于供气压缩机吸气管路112上设置有吸气单向阀18，因此供气压缩机吸气管路112的气体不会反向流动到离心压缩机吸气管路102。
50.离心压缩机3的排气经排气单向阀ⅰ9和排气管路ⅰ101，进入到冷凝器4内，高温高压的制冷剂排气被冷凝为高压的制冷剂液体，制冷剂液体进入到主供液管路ⅰ103中，然后被分成两路，一路是主供液管路ⅱ104，通过电子膨胀阀ⅰ6节流降压为低温低压的制冷剂液体和气体的混合物，然后进入到蒸发器5中；另一路是驱动电机1的冷却管路106，经过电子膨胀阀ⅱ7调节流量，实现驱动电机1的冷却，冷却后的制冷剂液体或者气体经回气管路ⅰ108和回气管路ⅱ109返回到离心压缩机吸气管路102和蒸发器5中，构成一个完整制冷供气系统的供气方式。
51.排气管路ⅰ101上还设置有排气压力传感器p200和排气温度传感器t200，排气压力传感器p200用于测量排气管路ⅰ101内的排气压力，排气温度传感器t200用于测量排气管路ⅰ101内的气体压力数值。
52.冷凝器4上设有冷凝压力传感器p201和冷凝器液位传感器l201，分别用于检测冷凝器4内的压力和液位。主供液管路ⅰ103上设有液相温度传感器t201，液相温度传感器t201用于检查主供液管路ⅰ103的温度。主供液管路ⅱ104上设有电子膨胀阀ⅰ6；冷却管路106上设有电子膨胀阀ⅱ7，电子膨胀阀ⅰ6和电子膨胀阀ⅱ7均用于调节流量。
53.排气管路ⅲ111上还设有供气温度传感器t202和供气压力调节阀8，供气温度传感器t202和供气压力调节阀8可设于：排气管路ⅲ111与轴承供气管路105交接处之后、且靠近气浮轴承组件2的一段管道上；供气温度传感器t202用于检测排气管路ⅲ111上的温度值，供气压力调节阀8的作用是调节排气压力保证轴承的供气压力稳定和可控。也可以将供气压力调节阀8放置在排气管路ⅲ111的排气单向阀17ⅱ的阀后、排气管路ⅲ111与轴承供气管路105交接处之前，供气压力调节阀8用于保证排气管路ⅲ111输入排气管路支路107内的压力不低于离心压缩机3的排气压力，避免压力反窜和供气压缩机15的运行不稳定。
54.当蒸发器5内的蒸发压力逐渐降低时，供气压缩机15经供气压缩机吸气管路112和吸气单向阀18从蒸发器5内吸入低温低压的制冷剂气体，通过低温气体还可实现其压缩机电机的冷却。
55.设置有轴承供气压力传感器p203和轴承回气压力传感器p204，轴承供气压力传感
器p203测出的压力定义为轴承供气压力，轴承回气压力传感器p204测出的压力定义为轴承回气压力；
56.同时定义：轴承供气压差＝轴承供气压力
‑
轴承回气压力；
57.轴承供气最小压差，此为可设定值，例如设定0.45mpa；要求：轴承供气压差≥轴承供气最小压差。
58.设置有蒸发压力传感器p202和冷凝压力传感器p201，蒸发压力传感器p202测出的压力定义为蒸发压力，冷凝压力传感器p201定义为冷凝压力；
59.同时定义：制冷供气系统压差＝冷凝压力
‑
蒸发压力；
60.根据轴承供气压差，制冷供气系统压差来决定供气模式，依据下表选择：
[0061][0062]
例如：离心压缩机3启动前，采用独立供气系统的供气方式，直至离心压缩机3启动并逐步加载之后，制冷供气系统压差从0mpa逐渐提高，直至制冷供气系统压差>轴承供气最小压差 上行偏置，并持续了30s，则可以关闭轴承供气系统的供气方式，仅采用制冷供气系统的供气方式。
[0063]
当制冷供气系统压差<轴承供气最小压差
‑
下行偏置，且持续了30s，则打开独立的轴承供气方式，且并行制冷供气系统进行供气。
[0064]
上行偏置和下行偏置的设定，为了保证开启和关闭独立的轴承供气方式对系统的影响比较平缓，不会产生大的系统波动，也不会引起频繁的独立的压缩机15的开启和关闭。上行偏置和下行偏置均为可设定值，例如上行偏置设置为0.7mpa，下行偏置设置为0.2mpa。
[0065]
同时采用了上面介绍的独立供气系统的供气方式和制冷供气系统的供气方式，两种轴承供气的方式，根据压缩机的不同的运行阶段：(1)启动前轴承预润滑、(2)离心压缩机运行时的轴承连续润滑、(3)离心压缩机停机的轴承延迟润滑、(4)突然断电的轴承延迟润滑；在不同的阶段决定采用其中一种或两种轴承润滑的供气方式。在(1)和(3)阶段，采用独立的轴承供气方式；在(2)阶段采用制冷供气系统的供气方式，辅助有独立供气系统的供气方式，需要根据制冷供气系统压差的监控来决定二者并联或单独运行；在(4)阶段，在管路设计和阀配置，保证轴承的高压供液直至轴系完全停止运转。
[0066]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。