用于悬浮轴承的供气系统及制冷系统的制作方法

1.本技术涉及制冷技术领域，例如涉及一种用于悬浮轴承的供气系统及制冷系统。


背景技术：

2.压缩机是空调制冷领域的关键构件，压缩机的轴承包括油润滑轴承和悬浮轴承，悬浮轴承又包括磁悬浮轴承和气悬浮轴承。采用悬浮轴承的压缩机无需使用润滑油润滑轴承，避免了润滑油和冷媒混合降低空调系统的换热效率。同时，采用气悬浮轴承需要通过一套供气系统向轴承内供气，从而起到润滑和支撑转子的作用。因此供气系统的稳定性直接关系到压缩机的性能。
3.现有技术公开了一种用于悬浮轴承的供气系统，通过新增设的压缩机从冷凝器的上部抽取气态冷媒，且经过压缩后通入供气罐。供气罐通过流路向压缩机的气悬浮轴承供气。
4.在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：通过新增设压缩机提高了气体压力，虽然能够使冷凝器的气态冷媒供给至供气罐，但同时使得供气罐内的压力激增，导致无法稳定地向供气罐内供气。并且新增设压缩机使控制系统更加复杂且成本较高。


技术实现要素：

5.为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
6.本公开实施例提供一种用于悬浮轴承的供气系统及制冷系统，解决了供气系统不能稳定向供气罐供气的问题。
7.在一些实施例中，所述用于悬浮轴承的供气系统包括：
8.压缩机，包括悬浮轴承；
9.第一循环组件，包括冷凝器和连通于所述冷凝器的蒸发器；所述冷凝器与所述压缩机的排气口相连通，所述蒸发器与所述压缩机的吸气口相连通；
10.第二循环组件，包括供气罐和供气箱；所述供气罐连通于所述悬浮轴承并用以向其供气；所述供气箱包括外腔和设置于所述外腔内的内腔，且所述外腔和所述内腔之间具有充填液；所述内腔从所述蒸发器和/或所述压缩机的补气管路处取气，并向所述供气罐供气；所述内腔为可形变的腔体，且发生形变时可取气或供气；
11.调节组件，用以使所述充填液相变进而迫使所述内腔发生形变；所述调节组件包括气体加热部，所述气体加热部通过气体向所述充填液传递热量以使其气化。
12.可选地，所述气体加热部包括：
13.高温气体管路，其一端连通于所述排气口，另一端连通于所述蒸发器；至少部分所述高温气体管路位于所述充填液。
14.可选地，所述高温气体管路上设有节流组件；
15.所述节流组件包括：
16.膨胀阀，设置于所述高温气体管路的位于所述充填液和所述蒸发器之间的管段上；
17.第一电磁阀，设置于所述高温气体管路的位于所述充填液和所述排气口之间的管段上。
18.可选地，所述调节组件还包括：
19.液体加热部，用以通过液体向所述充填液传递热量以使其气化。
20.可选地，，所述液体加热部包括：
21.第一高温液体管路，连通于所述冷凝器的冷却水管路，且至少部分所述第一高温液体管路位于所述充填液中。
22.可选地，所述液体加热部还包括：
23.水箱，内部充有热水；
24.第二高温液体管路，连通于所述水箱，且至少部分所述第二高温液体管路位于所述充填液中。
25.可选地，所述调节组件还包括吸热部，所述吸热部用以向气化的所述充填液传递冷量以使其液化。
26.可选地，所述吸热部包括液体吸热部；
27.所述液体吸热部包括：
28.低温液体管路，连通于所述蒸发器的冷冻水管路；至少部分所述低温液体管路位于所述充填液中，用以通过液体向气化的所述充填液传递冷量。
29.可选地，所述吸热部还包括气体吸热部；
30.所述气体吸热部包括：
31.低温气体管路，连通于所述蒸发器的蒸发管路；至少部分所述低温气体管路位于所述充填液中，用以通过气体向气化的所述充填液传递热冷量。
32.在一些实施例中，所述制冷系统包括上述任一实施例中的用于悬浮轴承的供气系统。
33.本公开实施例提供的用于悬浮轴承的供气系统及制冷系统可以实现以下技术效果：
34.内腔从蒸发器或补气管路获取气态冷媒，内腔充入气态冷媒后形变膨胀。外腔和内腔之间的充填液发生相变后外腔和内腔之间形成压差，当内腔取满气后通过气体加热部使充填液气化，使得外腔的压力大于内腔的压力。此时外腔中的气体迫使内腔形变缩小，同时腔内的气态冷媒供给至供气罐，最后供气罐将气态冷媒供给至悬浮轴承。当外腔的压力小于内腔的压力时，内腔不再受压迫可以继续取气，取气的同时内腔再次形变膨胀。如此往复循环稳定地通过供气箱向供气罐供气。
35.以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本技术。
附图说明
36.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图
并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
37.图1是本公开实施例提供的一种悬浮轴承的供气系统的示意图；
38.图2是本公开实施例提供的供气箱的结构示意图；
39.图3是本公开实施例提供的另一种悬浮轴承的供气系统的示意图；
40.图4是图3的a部放大图；
41.图5是本公开实施例提供的第一高温液体管路示意图；
42.图6是本公开实施例提供的另一种悬浮轴承的供气系统的示意图。
43.附图标记：
44.100：压缩机；110：蒸发器；120：冷凝器；130：经济器；131：补气管路；
45.200：供气罐；201：供气管路；202：供液管路；210：供气箱；211：内腔；212：外腔；
46.300：高温气体管路；310：第一高温液体管路；320：第二高温液体管路；321：水箱；322：电加热器；330：低温液体管路
47.410：第一电磁阀；411：膨胀阀；420：第二电磁阀；430：第三电磁阀；440：第四电磁阀；450：第五电磁阀；460：第六电磁阀；470：第七电磁阀；480：第八电磁阀；490：第九电磁阀；491：第十电磁阀；
48.510：第一单向阀；520：第二单向阀；530：第三单向阀；540：第四单向阀；550：第五单向阀；560：第六单向阀。
具体实施方式
49.为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
50.本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
51.本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
52.另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术
人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
53.除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
54.本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。
55.术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
56.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.空调系统一般包括压缩机100、冷凝器120、经济器130、节流装置和蒸发器110，其中冷凝器120与压缩机100的排气口相连通，冷凝器120通过经济器130和节流装置连通于蒸发器110，蒸发器110与压缩机100的吸气口相连通，压缩机100的排气口排出的冷媒依次经过冷凝器120、经济器130、节流装置和蒸发器110，最后返回压缩机100并重新压缩，如此进行冷媒的循环。其中，冷凝器120通过冷却水管路将其产生的热量传导至室外散热；蒸发器110通过冷冻水管路将其产生的冷量传导至室内制冷。并且，压缩机100通过补气管路131连通于经济器130，经济器130可以通过补气管路131向压缩机100进行补气。
58.结合图1-6所示，本公开实施例提供了一种用于悬浮轴承的供气系统，包括压缩机100、第一循环组件、第二循环组件和调节组件。其中，压缩机100包括悬浮轴承；第一循环组件包括冷凝器120和连通于冷凝器120的蒸发器110；冷凝器120与压缩机100的排气口相连通，蒸发器110与压缩机100的吸气口相连通；第二循环组件包括供气罐200和供气箱210；供气罐200连通于悬浮轴承并用以向其供气；供气箱210包括外腔212和设置于外腔212内的内腔211，且外腔212和内腔211之间具有充填液；内腔211从蒸发器110和/或补气管路131处取气，并向供气罐200供气；内腔211为可形变的腔体，且发生形变时可取气或供气；调节组件用以使充填液相变进而调节外腔212和内腔211的压差迫使内腔211发生形变；调节组件包括气体加热部，气体加热部通过气体向充填液传递热量以使其气化。
59.采用本公开实施例提供的用于悬浮轴承的供气系统，内腔211从蒸发器110或补气管路131获取气态冷媒，内腔211充入气态冷媒后形变膨胀。外腔212和内腔211之间的充填液发生相变后外腔212和内腔211之间形成压差，当内腔211取满气后通过气体加热部使充填液气化，使得外腔212的压力大于内腔211的压力。此时外腔212中的气体迫使内腔211形变缩小，同时腔内的气态冷媒供给至供气罐200，最后供气罐200将气态冷媒供给至悬浮轴承。当外腔212的压力小于内腔211的压力时，内腔211不再受压迫可以继续取气，取气的同时内腔211再次形变膨胀。如此往复循环稳定地通过供气箱210向供气罐200供气。
60.可选的，如图2所示，内腔211采用波纹式气囊。当内腔211取气后波纹式气囊充气逐渐形变膨胀；当充填液气化使外腔212压力大于内腔211压力时，气体迫使内腔211形变缩小的同时内腔211中的冷媒供给至供气罐200。并且，波纹式气囊具有良好的隔热功能，避免外腔212和内腔211之间发生热交换。
61.进一步地，可选地，内腔211中设有第一压力传感器。第一压力传感器用于监测内腔211中的压力。
62.更进一步地，可选地，供气罐200中设有第二压力传感器。第二压力传感器用于监测供气罐200的压力。
63.在一些实施例中，外腔212从蒸发器110获取液态冷媒作为充填液，或者，外腔212
从冷凝器120获取液态冷媒作为充填液，或者，外腔212同时从蒸发器110和冷凝器120获取液态冷媒作为充填液。
64.可选地，如图1所示，外腔212通过取液管路同时从蒸发器110和冷凝器120获取液态冷媒，取液管路包括主管段、第一支管段和第二支管段。第一支管段的进口连通于蒸发器110，第二支管段的进口连通于冷凝器120，第一支管段的出口和第二支管段的出口连通于主管段的进口，主管段的出口连通于外腔212。这样，蒸发器110中的液态冷媒可依次通过第一支管段和主管段进入外腔212中，冷凝器120中的液态冷媒可依次通过第二支管段和主管段进入外腔212中。
65.进一步的，可选的，第一支管段设有第二电磁阀420，第二支管段设有第三电磁阀430，主管段设有第一单向阀510。这样，通过控制第二电磁阀420和第三电磁阀430的状态，可以使外腔212从蒸发器110或冷凝器120取液，或同时从蒸发器110和冷凝器120取液。通过第一单向阀510可以防止外腔212中的充填液回流至蒸发器110和冷凝器120。
66.在一些实施例中，蒸发器110依次通过第四电磁阀440和第二单向阀520连通于内腔211。第四电磁阀440在打开的状态下，内腔211可以从蒸发器110获取气态冷媒。第二单向阀520的导通方向限定为从蒸发器110通向内腔211，这样能够防止内腔211中的气体回流至蒸发器110内。
67.在一些实施例中，补气管路131依次通过第五电磁阀450和第三单向阀530连通于内腔211。第五电磁阀450在打开的状态下，内腔211可以从补气管路131获取气态冷媒。第三单向阀530的导通方向限定为从补气管路131通向内腔211，这样能够防止内腔211中的气体回流至补气管路131。
68.压缩机100在启动的情况下补气管路131的压力大于蒸发器110的压力，开启第五电磁阀450且关闭第四电磁阀440，使内腔211优先从补气管路131取气。这样内腔211供给至供气罐200的压力较高，进而提高供气罐200向气悬浮轴承的供气效果。
69.在一些实施例中，气体加热部包括高温气体管路300。高温气体管路300的一端连通于排气口，另一端连通于蒸发器110；至少部分高温气体管路300位于充填液中。压缩机100排出的高温高压的气体通过高温气体管路300进入蒸发器110，且该气体经过高温气体管路300位于充填液中的管段时，向充填液传递热量并使充填液气化。充填液气化后外腔212中的压力增大，内腔211受压迫形变缩小的同时将腔内的气态冷媒供给至供气罐200。
70.可选地，高温气体管路300上设有节流组件；节流组件包括膨胀阀411和第一电磁阀410。其中，膨胀阀411设置于高温气体管路300的位于充填液和蒸发器110之间的管段上；第一电磁阀410设置于高温气体管路300的位于充填液和排气口之间的管段上。在第一电磁阀410打开的状态下，压缩机100排出的高温高压气体可以通过高温气体管路300流向蒸发器110。高温气体管路300中的高温气体与充填液热交换后液化，并且经过膨胀阀411的节流作用后再流向蒸发器110。
71.在一些实施例中，调节组件还包括液体加热部，用以通过液体向充填液传递热量以使其气化。
72.可选地，如图5所示，液体加热部包括第一高温液体管路310。第一高温液体管路310连通于冷凝器120的冷却水管路，且至少部分第一高温液体管路310位于充填液中。冷却水管路内的冷却水与冷凝器120内高温高压的气态制冷剂热交换后，冷却水温度升高。高温
的冷却水经过第一高温液体管路310位于充填液中的管段时，向充填液传递热量并使充填液气化。充分利用了冷却水的热量能源。
73.进一步地，可选地，第一高温液体管路310上设有第六单电磁阀。第六电磁阀460在打开的状态下，第一高温液体管路310内循环流通高温的冷却水。
74.在一些实施例中，如图3和图4所示，液体加热部还包括水箱321和第二高温液体管路320。其中，水箱321内部充有热水；第二高温液体管路320连通于水箱321，且至少部分第二高温液体管路320位于充填液中。
75.可选地，水箱321中设有电加热器322，通过电加热器322可以维持水箱321中液体的温度。并且，可以通过控制电加热器322的功率调节液体的升温速度，从而加快或减缓充填液的相变气化速率，进而调节内腔211向供气罐200供气的速率。例如，供气罐200中的压力较高，内腔211仅需要缓慢地向供气罐200供气即可满足供气系统的需求。此时降低电加热器322的功率，使第二高温液体管路320中的液体维持较低的温度，则充填液的气化速率降低。内腔211排空气体的时间延长，则内腔211以较慢的速率向供气罐200排气。
76.进一步地，可选地，第二高温液体管路320上设有第七电磁阀470。第七电磁阀470在打开的状态下，第二高温液体管路320内循环流通高温的液体。
77.更进一步地，可选地，水箱321中设有温度传感器。通过温度传感器监测水箱321内的水温。
78.在一些实施例中，调节组件还包括吸热部，吸热部用以向气化的充填液传递冷量以使其液化。当气化的充填液重新液化时，外腔212中压力降低，内腔211不再受到压迫可以继续取气膨胀。
79.可选地，吸热部包括液体吸热部；液体吸热部包括低温液体管路330，低温液体管路330连通于蒸发器110的冷冻水管路；至少部分低温液体管路330位于充填液中，用以通过液体向气化的充填液传递冷量。冷冻水管路内的冷冻水与蒸发器110内低温低压的气态制冷剂热交换后，冷冻水温度降低。低温的冷冻水经过低温液体管路330位于充填液中的管段时，向充填液传递冷量并使气化的充填液重新液化。充分利用了冷冻水的冷量能源。
80.进一步地，可选地，低温液体管路330上设有第八电磁阀480。第八电磁阀480在打开的状态下，低温液体管路330内循环流通低温的液体。
81.可选地，吸热部还包括气体吸热部；气体吸热部包括低温气体管路，低温气体管路连通于蒸发器110的蒸发管路；至少部分低温气体管路位于充填液中，用以通过气体向气化的充填液传递热冷量。蒸发管路内的低温气态冷媒通入低温气体管路，且经过低温气体管路位于充填液中的管段时，向充填液传递冷量并使气化的充填液重新液化。蒸发管路的低温气态冷媒降低室内温度的同时又能调节外腔212的气压。
82.在一些实施例中，内腔211依次通过第九电磁阀490和第四单向阀540连通于供气罐200。第九电磁阀490在打开的状态下，内腔211可以向供气罐200供给气态冷媒。第四单向阀540的导通方向限定为从内腔211通向供气罐200，这样能够防止供气罐200中的气体回流至内腔211。
83.在一些实施例中，如图6所示，供气罐200通过供气管路201连通于压缩机100的气悬浮轴承。供气管路201上设有第五单向阀550，第五单向阀550导通方向限定为从供气罐200通向气悬浮轴承，这样能够防止气悬浮轴承中的气态冷媒回流至供气罐200内。
84.可选地，供气管路201通过供液管路202连通于蒸发器110或冷凝器120。蒸发器110或冷凝器120向供液管路202供液，供液管路202中的液体进入供气管路201后与来自供气罐200的气体混合形成气液双相介质。气液双相介质进入气悬浮轴承内的流道后经过节流和吸热后变为气态冷媒。
85.进一步地，可选地，供液管路202依次通过第十电磁阀491和第六单向阀560连通于供气管路201。第十电磁阀491在打开的状态下，供液管路202可以向供气管路201供给液态冷媒。第六单向阀560的导通方向限定为从供液管路202通向供气管路201，这样能够防止供气管路201中的气体流向供液管路202。
86.更进一步地，可选地，供液管路202上设有第三压力传感器。第三压力传感器用于监测供液管路202的压力。这里可以通过控制第九电磁阀490的开度调节供液管路202的压力，使得供液管路202的压力与供气罐200的压力保持一致。
87.这里，结合图1说明用于悬浮轴承的供气系统的供气控制过程：
88.步骤一：控制第四电磁阀440开启，内腔211从蒸发器110获取气态冷媒；和/或，控制第五电磁阀450开启，内腔211从补气管路131获取气态冷媒；内腔211取气后逐渐形变膨胀；
89.步骤二：内腔211中的气态冷媒充满后，控制第一电磁阀410开启，高温气体管路300导通。高温气体与充填液热交换，充填液气化后外腔212压力大于内腔211压力，外腔212中的气体迫使内腔211形变缩小；
90.步骤三：控制第九电磁阀490开启，内腔211形变缩小的同时挤迫腔内的气态冷媒排向供气罐200；
91.步骤四：内腔211的气态冷媒排空后，控制第八电磁阀480开启且第一电磁阀410关闭，低温液体管路330导通。冷冻水与气化的充填液热交换，气化的充填液重新液化后内腔211和外腔212的压差逐渐消弭，内腔211不再受到外腔212中气体的挤迫，此时内腔211可以继续取气膨胀。
92.需要说明的是，在步骤二中，高温气体管路300、第一高温液体管路310和第二高温液体管路320中可以仅有一者导通，也可以两者或者三者同时导通。在步骤四中，低温液体管路330和低温气体管路可以仅有一者导通，或者两者同时导通。从而调节内腔211向供气罐200供气的速率。
93.示例性的，当高温气体管路300中的气体温度小于45℃时开启水箱321中的电加热器322，并控制第一电磁阀410和第七电磁阀470开启，使高温气体管路300和第二高温液体管路320同步导通。此时充填液的气化速率加快，缩短内腔211向供气罐200供气的时间。
94.又一示例性的，当高温气体管路300中的气体温度小于35℃时开启水箱321中的电加热器322，并控制第一电磁阀410、第六电磁阀460和第七电磁阀470同时开启，使高温气体管路300、第一高温液体管路310和第二高温液体管路320同时导通。从而进一步提高了内腔211向供气罐200供气的速率。
95.并且上述多种管路的设置并非简单地叠加，而是充分利用了空调系统中的高温气体冷媒、低温气体冷媒、冷却水、冷冻水与本发明的供气箱210进行结合应用，从而稳定且可调节地向供气罐200供气。
96.在一些实施例中，本公开实施例提供了一种制冷系统，该制冷系统包括上述任一
实施例中所描述的用于悬浮轴承的供气系统。
97.以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。