轴承供气系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及压缩设备技术领域，特别是一种轴承供气系统及其控制方法。


背景技术：

2.在静压气悬浮的轴承供气系统中，供气温度及压力是否稳定关乎轴承能否稳定运转以及保证使用寿命。当供气温度过高时，一方面会降低制冷剂的黏度，降低制冷剂气膜的润滑效果，从而使得轴承磨损增大，降低轴承使用寿命；另一方面也会使原本因高速运转而温度很高的轴承继续升温，从而增大电机冷却的负荷。此外，供气压力过高也会使得轴承运转不稳定，造成轴承损伤，降低轴承使用寿命。然而现有的供气系统中，液态冷媒从冷凝器底部由泵抽出并送至储气罐中，液态冷媒在储气罐中被电加热器加热蒸发成高温高压的气态冷媒，高温高压的气态冷媒从储气罐直接通过径向进气、轴向进气两路进气管分别流至压缩机轴承处对压缩机轴承进行支撑及润滑，无法对压缩机轴承处的冷媒温度、冷媒压力进行调节，造成轴承工作稳定性下降、轴承使用寿命降低的问题。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中轴承工作稳定性下降、轴承使用寿命降低的技术问题，而提供一种引入蒸发器的冷媒来调节冷媒温度和/或冷媒压力的轴承供气系统及其控制方法。
4.一种轴承供气系统，应用于冷媒换热循环中，所述冷媒换热循环包括压缩机、蒸发器和储气罐，所述轴承供气系统还包括：
5.旁通管路，所述旁通管路的一端与所述蒸发器的排气口连通，所述旁通管路的另一端与所述蒸发器的排液口连通；
6.引射装置，所述引射装置的主引射口与所述储气罐的供气口连通，所述引射装置的被引射口与所述旁通管路连通，所述引射装置的出口与所述压缩机连通。
7.所述轴承供气系统还包括第一通断机构和第二通断机构，所述第一通断机构设置于所述旁通管路与所述蒸发器的排气口之间，所述第二通断机构设置于所述旁通管路与所述蒸发器的排液口之间。
8.所述轴承供气系统还包括温度检测装置，所述温度检测装置设置于所述压缩机上，且所述温度检测装置与所述第一通断机构和/或所述第二通断机构电连接。
9.所述压缩机包括径向轴承和轴向止推轴承，所述温度检测装置包括第一温度检测机构和第二温度检测机构，所述第一温度检测机构用于检测所述轴向止推轴承处的供气温度，所述第二温度检测机构用于检测所述径向轴承处的供气温度，所述第一通断机构能够根据所述第一温度检测机构的检测结果和/或所述第二温度检测机构的检测结果进行控制；和/或，所述第二通断机构能够根据所述第一温度检测机构的检测结果和/或所述第二温度检测机构的检测结果进行控制。
10.所述轴承供气系统还包括流量调节机构，所述流量调节机构设置于所述引射装置和所述旁通管路之间。
11.所述轴承供气系统还包括压力检测装置，所述压力检测装置设置于所述压缩机上，且所述压力检测装置与所述流量调节机构电连接。
12.所述引射装置包括第一引射机构和第二引射机构，所述压缩机包括径向轴承和轴向止推轴承；
13.第一引射机构，所述第一引射机构的主引射口与所述储气罐的供气口连通，所述第一引射机构的被引射口与所述旁通管路连通，所述第一引射机构的出口与所述轴向止推轴承位置连通；
14.第二引射机构，所述第二引射机构的主引射口与所述储气罐的供液口连通，所述第二引射机构的被引射口与所述旁通管路连通，所述第二引射机构的出口与所述径向轴承位置连通。
15.所述轴承供气系统还包括第一节流机构和第二节流机构，所述第一节流机构设置于所述第一引射机构的被引射口和所述旁通管路之间，所述第二节流机构设置于所述第二引射机构的被引射口和所述旁通管路之间。
16.所述压力检测装置包括第一压力检测机构和第二压力检测机构，所述第一压力检测机构用于检测所述轴向止推轴承处的供气压力，所述第二压力检测机构用于检测所述径向轴承处的供气压力，所述第一节流机构与所述第一压力检测机构电连接，所述第二节流机构与所述第二压力检测机构电连接。
17.一种上述的轴承供气系统的控制方法，所述轴承供气系统还包括第一通断机构和第二通断机构，所述第一通断机构设置于所述旁通管路与所述蒸发器的排气口之间，所述第二通断机构设置于所述旁通管路与所述蒸发器的排液口之间，所述控制方法包括：
18.步骤s101、获取压缩机的轴承处的实时温度t0，并确定t0是否处于预设温度区域x内；
19.步骤s102、若t0处于预设温度区域x内且t0大于第一预设值t1，则开启第一通断机构，关闭第二通断机构。
20.所述轴承供气系统还包括压力检测装置，所述压力检测装置设置于所述压缩机上，且所述压力检测装置与所述流量调节机构电连接，在步骤s102中，还包括：
21.步骤s201、获取压缩机的轴承处的实时供气压力a0，并将实时供气压力a0与预设压力值a1进行比较；
22.步骤s202、若a0大于a1，则增加所述流量调节机构的开度。
23.在步骤s101之后，还包括：
24.若t0大于xmax，则开启第二通断机构，关闭第一通断机构，其中xmax为预设温度区域x中的最大值。
25.在所述若t0大于xmax，则开启第二通断机构，关闭第一通断机构之后，还包括：
26.获取压缩机的轴承处的实时压力a0，并将实时压力a0与预设压力值a1进行比较；
27.若a0大于a1，则增加所述流量调节机构的开度。
28.所述引射装置包括第一引射机构，所述压缩机包括轴向止推轴承；所述第一引射机构的主引射口与所述储气罐的供气口连通，所述第一引射机构的被引射口与所述旁通管路连通，所述第一引射机构的出口与所述轴向止推轴承位置连通，所述轴承供气系统还包括第一节流机构，所述第一节流机构设置于所述第一引射机构的被引射口和所述旁通管路
之间，所述压力检测装置包括第一压力检测机构，所述第一压力检测机构用于检测所述轴向止推轴承处的供气压力，所述第一节流机构与所述第一压力检测机构电连接，所述控制方法还包括：
29.获取压缩机的轴向止推轴承处的供气压力a0，并使a0与轴向预设压力a1进行比较；
30.若a0＞a1，则调节所述第一节流机构的开度。
31.所述引射装置包括第二引射机构，所述压缩机包括径向轴承；所述第二引射机构的主引射口与所述储气罐的供液口连通，所述第二引射机构的被引射口与所述旁通管路连通，所述第二引射机构的出口与所述径向轴承位置连通，所述轴承供气系统还包括第二节流机构，所述第二节流机构设置于所述第二引射机构的被引射口和所述旁通管路之间，所述压力检测装置包括第二压力检测机构，所述第二压力检测机构用于检测所述径向轴承处的供气压力，所述第二节流机构与所述第二压力检测机构电连接，所述控制方法还包括：
32.获取压缩机的轴向止推轴承处的供气压力b0，并使b0与轴向预设压力b1进行比较；
33.若b0＞b1，则调节所述第二节流机构的开度。
34.本发明提供的轴承供气系统及其控制方法，利用引射装置将蒸发器处的气态冷媒和/或液态冷媒送至压缩机的轴承处，实现对轴承处的温度和/或压力的实时控制，保证轴承稳定安全运行，降低电机冷却负荷，保证压缩机的使用寿命，根据轴承处的温度控制选择蒸发器的气态冷媒或液态冷媒，从而实现对温度的可靠调节，根据轴承处的供气压力对引射装置获取蒸发器内冷媒流量进行控制，避免轴承处压力过高而影响轴承运行稳定性，进一步提高轴承及压缩机的可靠性。
附图说明
35.图1为本发明实施例提供的轴承供气系统的结构示意图；
36.图中：
37.1、压缩机；2、蒸发器；3、储气罐；4、旁通管路；5、第一通断机构；6、第二通断机构；7、第一引射机构；8、第二引射机构；9、第一节流机构；10、第二节流机构。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
39.如图1所示的轴承供气系统，应用于冷媒换热循环中，所述冷媒换热循环包括压缩机1、蒸发器2和储气罐3，冷媒换热循环还包括冷凝器，冷凝器内的高温高压的液态制冷剂泵送至储气罐3中，储气罐3中的电加热器将高温高压的液态制冷剂加热蒸发成高温高压的气态制冷剂；加热后的高温高压气态制冷剂在储气罐3、压缩机1的压差作用下，由储气罐3经径向进气管、轴向进气管流至压缩机1中，高温高压气态制冷剂在压缩机1内的轴承周围形成一层气膜，对轴承起支撑及润滑作用，让轴承稳定运转。所述轴承供气系统还包括：旁通管路4，所述旁通管路4的一端与所述蒸发器2的排气口连通，所述旁通管路4的另一端与
所述蒸发器2的排液口连通；引射装置，所述引射装置的主引射口与所述储气罐3的供气口连通，所述引射装置的被引射口与所述旁通管路4连通，所述引射装置的出口与所述压缩机1连通。利用引射装置将蒸发器2处的气态冷媒和/或液态冷媒送至压缩机1的轴承处，实现对轴承处的温度和/或压力的实时控制，保证轴承稳定安全运行，降低电机冷却负荷，保证压缩机1的使用寿命。
40.在轴承供气系统工作时，引射装置能够通过旁通管路4获取蒸发器2内的气态冷媒和/或液态冷媒，并在储气罐3的供气作用下被引射至压缩机1的轴承处，从而可以利用蒸发器2内的气态冷媒和/或液态冷媒与储气罐3内的冷媒进行混合，达到调节冷媒温度和/或冷媒压力的目的，实现对轴承处温度和压力的调节，保证轴承稳定安全运行，降低电机冷却负荷，保证压缩机1的使用寿命。
41.具体的，所述轴承供气系统还包括第一通断机构5和第二通断机构6，所述第一通断机构5设置于所述旁通管路4与所述蒸发器2的排气口之间，所述第二通断机构6设置于所述旁通管路4与所述蒸发器2的排液口之间。第一通断机构5可以控制蒸发器2内的气态冷媒是否进入旁通管路4，第二通断机构6可以控制蒸发器2内的液态冷媒是否进入旁通管路4，其中第一通断机构5和第二通断机构6不同时开启，避免蒸发器2内气态冷媒和液态冷媒通过旁通管路4连通而降低蒸发器2的换热效果。
42.所述轴承供气系统还包括温度检测装置，所述温度检测装置设置于所述压缩机1上，且所述温度检测装置与所述第一通断机构5和/或所述第二通断机构6电连接。利用温度检测装置对压缩机1的轴承处的温度进行检测及判断，并根据判断结果确定需要蒸发器2内的气态冷媒或者蒸发器2内的液态冷媒，当选择蒸发器2内的气态冷媒时，由于蒸发器2内的气态冷媒为低温低压状态，此时与储气罐3内的冷媒混合时，蒸发器2内的气态冷媒的显热能够对储气罐3内的冷媒进行降温，实现对进入压缩机1处的冷媒温度调节的目的。当选择蒸发器2内的液态冷媒时，液态冷媒在与储气罐3内的冷媒混合时，会被储气罐3内的冷媒加热而变为气态冷媒，此过程中液态冷媒的潜热能够对储气罐3内的冷媒进行降温(此降温幅度大于气态冷媒的降温幅度)，实现对进入压缩机1处的冷媒温度调节的目的。
43.所述压缩机1包括径向轴承和轴向止推轴承，所述温度检测装置包括第一温度检测机构和第二温度检测机构，所述第一温度检测机构用于检测所述轴向止推轴承处的供气温度，所述第二温度检测机构用于检测所述径向轴承处的供气温度，所述第一通断机构5能够根据所述第一温度检测机构的检测结果和/或所述第二温度检测机构的检测结果进行控制；和/或，所述第二通断机构6能够根据所述第一温度检测机构的检测结果和/或所述第二温度检测机构的检测结果进行控制。分别检测径向轴承处的实际温度和轴向止推轴承处的实际温度，当径向轴承或轴向止推轴承中存在一个实际温度大于预设温度值，则调整第一通断机构5和第二通断机构6的工作状态，使液态冷媒与储气罐3中的冷媒混合，对进入到径向轴承或轴向止推轴承处的冷媒温度进行大幅度降低，从而使径向轴承和轴向止推轴承达到大幅度降温的效果；只有当径向轴承和轴向止推轴承两者的实际温度均处于相对应的安全运行温度区域内时，才利用气态冷媒与储气罐3中的冷媒混合控温，使径向轴承和轴向止推轴承均处于对应的设定温度值进行工作。
44.所述轴承供气系统还包括流量调节机构，所述流量调节机构设置于所述引射装置和所述旁通管路4之间。利用流量调节机构调节进入引射装置内的冷媒流量，控制到达轴承
处的供气压力，当供气压力过大时，调大冷媒流量，将蒸发器2内的低压冷媒的流量增大，在相同冷媒量的情况下储气罐3内的高压冷媒使用量减小，可以有效的降低压力，当供气压力过小时，调小冷媒流量，减小蒸发器2内低压冷媒的使用量，从而增加储气罐3内的高压冷媒的使用量，可以有效的增大压力。具体的所述轴承供气系统还包括压力检测装置，所述压力检测装置设置于所述压缩机1上，且所述压力检测装置与所述流量调节机构电连接。利用压力检测装置获取轴承处的供气压力。
45.所述引射装置包括第一引射机构7和第二引射机构8，所述压缩机1包括径向轴承和轴向止推轴承；第一引射机构7，所述第一引射机构7的主引射口与所述储气罐3的供气口连通，所述第一引射机构7的被引射口与所述旁通管路4连通，所述第一引射机构7的出口与所述轴向止推轴承位置连通；第二引射机构8，所述第二引射机构8的主引射口与所述储气罐3的供液口连通，所述第二引射机构8的被引射口与所述旁通管路4连通，所述第二引射机构8的出口与所述径向轴承位置连通。利用第一引射机构7将蒸发器2内的冷媒引流至轴向止推轴承处，第二引射机构8将蒸发器2内的冷媒引流至径向轴承处，从而实现对径向轴承和轴向止推轴承的供气的分别控制。
46.具体的，所述轴承供气系统还包括第一节流机构9和第二节流机构10，所述第一节流机构9设置于所述第一引射机构7的被引射口和所述旁通管路4之间，所述第二节流机构10设置于所述第二引射机构8的被引射口和所述旁通管路4之间。利用第一节流机构9调节送至轴向止推轴承处的冷媒量，达到调节轴向止推轴承处供气压力的目的，利用第二节流机构10调节送至径向轴承处的冷媒量，达到调节径向轴承处的供气压力的目的。
47.所述压力检测装置包括第一压力检测机构和第二压力检测机构，所述第一压力检测机构用于检测所述轴向止推轴承处的供气压力，所述第二压力检测机构用于检测所述径向轴承处的供气压力，所述第一节流机构9与所述第一压力检测机构电连接，所述第二节流机构10与所述第二压力检测机构电连接。根据轴向止推轴承的供气压力对第一节流机构9进行控制调节，根据径向轴承的供气压力对第二节流机构10进行控制调节。
48.本发明的另一方面提供一种上述的轴承供气系统的控制方法，所述轴承供气系统还包括第一通断机构5和第二通断机构6，所述第一通断机构5设置于所述旁通管路4与所述蒸发器2的排气口之间，所述第二通断机构6设置于所述旁通管路4与所述蒸发器2的排液口之间，所述控制方法包括：
49.步骤s101、获取压缩机1的轴承处的实时温度t0，并确定t0是否处于预设温度区域x内；
50.步骤s102、若t0处于预设温度区域x内且t0大于第一预设值t1，则开启第一通断机构5，关闭第二通断机构6。
51.当轴承处的实时温度t0处于预设温度区域x内时，表明此时轴承能够处在安全运行的温度范围内，此时不进行调节轴承也可以正常工作；而为了进一步提高轴承的可靠性，当t0＞t1时，表明此时轴承处的温度仍然会对轴承产生不好的影响，也即此时的温度并未达到轴承的最佳工作温度，则利用蒸发器2内的气态冷媒对储气罐3内的冷媒进行少量的温度调节即可。而当t0≤t1时，则可以保持当前的工作状态。
52.所述轴承供气系统还包括压力检测装置，所述压力检测装置设置于所述压缩机1上，且所述压力检测装置与所述流量调节机构电连接，在步骤s102中，还包括：
53.步骤s201、获取压缩机1的轴承处的实时供气压力a0，并将实时供气压力a0与预设压力值a1进行比较；
54.步骤s202、若a0大于a1，则增加所述流量调节机构的开度。通过增加流量调节机构的开度而增加对蒸发器2内低压冷媒的使用量，在与储气罐3内的高压冷媒混合后，在相同的冷媒量情况下，可以使供气压力降低。
55.在步骤s101之后，还包括：
56.若t0大于xmax，此时轴承处的实际温度已经高于安全运行的温度范围，则开启第二通断机构6，关闭第一通断机构5，其中xmax为预设温度区域x中的最大值。将低温的液态冷媒与储气罐3内的冷媒混合，利用液态冷媒的温度及相变，大幅度的降低温度，从而使轴承处的实际温度降低至安全运行的温度范围内。
57.在所述若t0大于xmax，则开启第二通断机构6，关闭第一通断机构5之后，还包括：
58.获取压缩机1的轴承处的实时压力a0，并将实时压力a0与预设压力值a1进行比较；
59.若a0大于a1，则增加所述流量调节机构的开度。通过增加流量调节机构的开度而增加对蒸发器2内低压冷媒的使用量，在与储气罐3内的高压冷媒混合后，在相同的冷媒量情况下，可以使供气压力降低。
60.所述引射装置包括第一引射机构7，所述压缩机1包括轴向止推轴承；所述第一引射机构7的主引射口与所述储气罐3的供气口连通，所述第一引射机构7的被引射口与所述旁通管路4连通，所述第一引射机构7的出口与所述轴向止推轴承位置连通，所述轴承供气系统还包括第一节流机构9，所述第一节流机构9设置于所述第一引射机构7的被引射口和所述旁通管路4之间，所述压力检测装置包括第一压力检测机构，所述第一压力检测机构用于检测所述轴向止推轴承处的供气压力，所述第一节流机构9与所述第一压力检测机构电连接，所述控制方法还包括：
61.获取压缩机1的轴向止推轴承处的供气压力a0，并使a0与轴向预设压力a1进行比较；
62.若a0＞a1，则调节所述第一节流机构9的开度。
63.所述引射装置包括第二引射机构8，所述压缩机1包括径向轴承；所述第二引射机构8的主引射口与所述储气罐3的供液口连通，所述第二引射机构8的被引射口与所述旁通管路4连通，所述第二引射机构8的出口与所述径向轴承位置连通，所述轴承供气系统还包括第二节流机构10，所述第二节流机构10设置于所述第二引射机构8的被引射口和所述旁通管路4之间，所述压力检测装置包括第二压力检测机构，所述第二压力检测机构用于检测所述径向轴承处的供气压力，所述第二节流机构10与所述第二压力检测机构电连接，所述控制方法还包括：
64.获取压缩机1的轴向止推轴承处的供气压力b0，并使b0与轴向预设压力b1进行比较；
65.若b0＞b1，则调节所述第二节流机构10的开度。
66.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。