供气组件及压缩机的制作方法

1.本发明涉及空气处理设备技术领域，特别是一种供气组件及压缩机。


背景技术：

2.采用气体轴承的压缩机，需要稳定的轴承供气来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，使得气体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，会造成对气体轴承等部件的损坏，影响离心式压缩机的可靠性。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中气体轴承的供气可靠性差而造成气体轴承损坏、影响压缩机可靠性的技术问题，而提供一种保证供气可靠性的供气组件及压缩机。
4.一种供气组件，用于为气体轴承供气，包括：
5.蓄能装置，所述蓄能装置具有蓄能入口和蓄能出口，所述蓄能出口与所述气体轴承连通，所述蓄能入口与第二气源连通。
6.所述第二气源包括气体压缩机构，所述气体压缩机构包括所述气体轴承，所述气体压缩机构上设置有排气口和轴承气体入口，所述排气口与所述蓄能入口连通，所述蓄能出口与所述轴承气体入口连通。
7.所述排气口与所述蓄能入口之间设置有第一单向阀，所述第一单向阀的流向为由所述气体压缩机构的排气口流至所述蓄能入口。
8.所述蓄能出口与所述气体轴承之间设置有通断机构。
9.所述供气组件还包括控制装置，所述控制装置与所述通断机构电连接，且在所述蓄能装置向所述气体轴承供气时，所述通断机构切换至连通状态。
10.所述蓄能装置包括蓄能壳体、蓄能活塞和蓄能结构，所述蓄能活塞可移动地设置于所述蓄能壳体内，且所述蓄能活塞与所述蓄能壳体共同围成压力腔，所述蓄能入口和所述蓄能出口均与所述压力腔连通，所述蓄能结构连接于所述蓄能活塞上。
11.所述蓄能结构包括配重件，所述配重件连接于所述蓄能活塞上，且所述配重件位于所述蓄能活塞的上方，所述压力腔位于所述蓄能活塞的下方。
12.所述供气组件还包括缓冲气罐，所述缓冲气罐具有第一入口、第二入口和气体出口，所述第一入口与第一气源连通，所述气体出口与所述气体轴承连通，所述蓄能出口与所述第二入口连通。
13.所述缓冲气罐包括缓冲壳体、缓冲活塞和复位机构，所述缓冲活塞可移动地设置于所述缓冲壳体内，且所述缓冲活塞与所述缓冲壳体共同围成缓冲腔，所述第一入口、所述第二入口均与所述缓冲腔连通，所述复位机构与所述缓冲活塞连接。
14.沿所述缓冲活塞远离所述第一入口的方向，所述缓冲壳体的截面面积逐渐增加，所述缓冲活塞，所述缓冲活塞的边沿与所述缓冲壳体的内壁密封设置，所述缓冲活塞能够
随所述缓冲壳体的截面面积变化而产生形变。
15.所述缓冲气罐还包括挡气板，所述挡气板位于所述第一入口处，且所述挡气板的排气方向与所述第一入口处的气流方向具有夹角。
16.所述挡气板的截面为弧形，所述挡气板的出气端的切面与所述第一入口处的气流方向形成所述夹角。
17.所述夹角的角度范围为15
°
至45
°
。
18.所述第一气源包括至少一个气泵，所述气泵与所述第一入口连通。
19.所述气泵与所述第一入口之间设置有第二单向阀，所述第二单向阀的流向为所述气泵至所述第一入口。
20.所述气泵的数量为至少两个，所述气泵与所述第一入口之间均设置有截止阀，处于工作状态的所述气泵与所述第一入口之间的所述截止阀处于连通状态，处于停机状态的所述气泵与所述第一入口之间的所述截止阀处于关闭状态。
21.一种压缩机，所述压缩机包括气体轴承，所述气体轴承采用上述的供气组件进行供气。
22.所述压缩机构成所述第二气源。
23.本发明提供的供气组件及压缩机，蓄能装置将由第二气源获得的能量进行积蓄，并可以对气体轴承进行供气，在第一气源无法为气体轴承供给压力气体时，蓄能装置能够将其所积蓄的能量转化为气体压力供给至气体轴承处，保证气体轴承处的气体压力满足需求，避免高速运转的转轴直接掉落着陆在轴承上而造成气浮轴承等部件的损坏，保证气体轴承的可靠性。
附图说明
24.图1为本发明实施例的供气组件的结构示意图；
25.图中：
26.1、缓冲气罐；11、第一入口；12、第二入口；13、气体出口；2、蓄能装置；21、蓄能入口；22、蓄能出口；3、第一气源；4、第二气源；41、排气口；42、轴承气体入口；5、第一单向阀；6、通断机构；23、蓄能壳体；24、蓄能活塞；25、压力腔；26、配重件；14、缓冲壳体；15、缓冲活塞；16、复位机构；17、缓冲腔；7、挡气板；31、气泵；32、第二单向阀。
具体实施方式
27.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。
28.如图1所示的供气组件，用于为气体轴承供气，包括：蓄能装置2，所述蓄能装置2具有蓄能入口21和蓄能出口22，所述蓄能出口22与所述气体轴承连通，所述蓄能入口21与第二气源4连通。蓄能装置2将由第二气源4获得的能量进行积蓄，并可以对气体轴承进行供气，在第一气源3无法为气体轴承供给压力气体时，蓄能装置2能够将其所积蓄的能量转化为气体压力供给至气体轴承，保证气体轴承处的气体压力满足需求，避免高速运转的转轴直接掉落着陆在轴承上而造成气浮轴承等部件的损坏，保证气体轴承的可靠性。
29.作为一种实施方式，所述第二气源4包括气体压缩机构，所述气体压缩机构包括所述气体轴承，所述气体压缩机构上设置有排气口41和轴承气体入口42，所述排气口41与所述蓄能入口21连通，所述蓄能出口22与所述轴承气体入口42连通。在气体压缩机构工作过程中，气体压缩机构的转轴需要气体轴承进行支撑，此时气体出口13为气体轴承供气，达到对气体轴承支撑的目的，同时气体压缩机构能够产出具有压力的气体，因此，可以将气体压缩机构作为第二气源4，而将气体压缩机构的排气口41直接与蓄能装置2连通，利用气体压缩机构的排气压力为蓄能装置2进行蓄能，当发生第一气源3无法为气体轴承供气时，使得气体轴承无法对转轴实现支撑，而气体压缩机构中的转轴需要逐渐减速，在转轴减速的过程中仍然需要气体轴承进行支撑，才能够避免转轴与轴承等产生碰撞，此时蓄能装置2将其积蓄的能量进行释放，将蓄能装置2中的气体进行加压并送至气体轴承处，持续的为气体轴承进行供气，从而使转轴可以进行逐渐减速，保证转轴及轴承等结构的可靠性。
30.需要说明的是，气体压缩机构在转轴转动过程中始终会产生具有压力的气体，也即其排气口41处仍然会为蓄能装置2提供一定的具有压力的气体，该部分气体会经过蓄能装置2后再次送至气体轴承处，从而不需要担心蓄能装置2中气体耗尽而导致气体轴承处的供气中断，进一步保证转轴、气体轴承等结构的可靠性。
31.所述排气口41与所述蓄能入口21之间设置有第一单向阀5，所述第一单向阀5的流向为由所述气体压缩机构的排气口41流至所述蓄能入口21。利用第一单向阀5控制气体压缩机构的排气只能流入蓄能装置2内，而无法由蓄能装置2流向气体压缩机构，从而保证蓄能装置2可以进行能量积蓄的情况下，避免影响气体压缩机构的正常工作。
32.所述蓄能出口22与所述第二入口12之间设置有通断机构6。利用通断机构6控制蓄能装置2与气体轴承之间的连通状态，当需要蓄能装置2为气体轴承提供压力气体时，通断机构6切换至连通状态，而不需要蓄能装置2为气体轴承提供压力气体时，通断机构6切换至断开状态。
33.优选的，所述供气组件还包括控制装置，所述控制装置与所述通断机构6电连接，且在所述蓄能装置2向所述气体轴承供气时，所述通断机构6切换至连通状态。当控制装置获取第一气源3停止供气时(如第一气源3断电等情况时)，表明此时需要蓄能装置2为气体轴承提供压力气体以保证对气体轴承的供气，则控制装置控制通断机构6切换至连通状态，从而将蓄能装置2中的压力气体送至气体轴承处，保证气体轴承和转轴等结构的可靠性。
34.作为一种实施方式，所述蓄能装置2包括蓄能壳体23、蓄能活塞24和蓄能结构，所述蓄能活塞24可移动地设置于所述蓄能壳体23内，且所述蓄能活塞24与所述蓄能壳体23共同围成压力腔25，所述蓄能入口21和所述蓄能出口22均与所述压力腔25连通，所述蓄能结构连接于所述蓄能活塞24上。当蓄能装置2开始蓄能时，第二气源4开始为压力腔25内供气，压力腔25内的压力逐渐增加而带动蓄能活塞24开始移动，同时蓄能活塞24带动蓄能结构进行移动以积蓄能量，直到蓄能结构的蓄能达到最大值，蓄能活塞24停止移动，此时第二气源4停止为蓄能装置2提供压力气体。而当需要蓄能装置2提供能量时，蓄能结构释放能量而带动蓄能活塞24进行移动，将压力腔25内的气体加压呈压力气体并通过通断机构6供给至缓冲气罐1内，保证缓冲气罐1内的压力，最终保证气体轴承及转轴等结构的可靠性。
35.所述蓄能结构包括配重件26，所述配重件26连接于所述蓄能活塞24上，且所述配重件26位于所述蓄能活塞24的上方，所述压力腔25位于所述蓄能活塞24的下方。利用配重
件26的抬升而积蓄重力势能，达到积蓄能量的目的。在需要蓄能装置2释放能量时，配重件26逐渐下降释放重力势能。
36.所述供气组件还包括缓冲气罐1，所述缓冲气罐1具有第一入口11、第二入口12和气体出口13，所述第一入口11与第一气源3连通，所述气体出口13与所述气体轴承连通，所述蓄能出口22与所述第二入口12连通。
37.所述缓冲气罐1包括缓冲壳体14、缓冲活塞15和复位机构16，所述缓冲活塞15可移动地设置于所述缓冲壳体14内，且所述缓冲活塞15与所述缓冲壳体14共同围成缓冲腔17，所述第一入口11、所述第二入口12均与所述缓冲腔17连通，所述复位机构16与所述缓冲活塞15连接。缓冲活塞15随着缓冲腔17内的压力变化而调节在缓冲壳体14内的位置，此时复位机构16也随着缓冲活塞15的移动进行变化，当缓冲腔17内进气流量大于排气流量时，缓冲活塞15开始移动，复位机构16随之积蓄能量，而当缓冲腔17内的进气流量小于排气流量时，为了保证缓冲腔17内的压力，复位机构16开始带动缓冲活塞15进行移动，从而缓冲气缸供给至气体轴承处的气体压力满足需求，从而保证气体轴承的可靠性。
38.当需要蓄能装置2为气体轴承供气时，蓄能装置2将其内部的压力气体送至缓冲气罐1处，然后在由缓冲气罐1送至气体轴承处，实现对气体轴承的支撑。
39.其中，如图1所示，复位机构16为弹簧。在缓冲气罐1内的压力增大时，弹簧逐渐被压缩。
40.作为另一种实施方式，复位机构16为弹簧，复位机构16处于缓冲腔17内，在缓冲气罐1内的压力增大时，弹簧逐渐被拉伸。
41.缓冲壳体14上还设置有限位块，限位块能够避免缓冲活塞15的移动，保证复位机构16能够在可控的范围内形变，避免压力过大而使复位机构16(如弹簧)产生较大形变而无法恢复原状。
42.为了进一步保证缓冲气罐1的安全性，在缓冲活塞15的最大行程处设置有泄压阀，当缓冲活塞15处于最大行程且缓冲腔17内的压力继续增大时，泄压阀打开进行泄压，保证缓冲腔17内的压力稳定。
43.作为一种实施方式，沿所述缓冲活塞15远离所述第一入口11的方向，所述缓冲壳体14的截面面积逐渐增加，所述缓冲活塞15，所述缓冲活塞15的边沿与所述缓冲壳体14的内壁密封设置，所述缓冲活塞15能够随所述缓冲壳体14的截面面积变化而产生形变。通过同步增加缓冲腔17的截面面积，可以使气压保持在一定范围内，从而进一步增加缓冲气罐1的缓冲效果。
44.其中，缓冲活塞15由弹性材料制成，其可以随着缓冲壳体14的截面面积的增加而增加面积，保证与缓冲壳体14之间的密封效果。
45.所述缓冲气罐1还包括挡气板7，所述挡气板7位于所述第一入口11处，且所述挡气板7的排气方向与所述第一入口11处的气流方向具有夹角。利用挡气板7对第一入口11处进入的气体进行阻挡缓冲，减少缓冲气罐1内部气体压力脉动，保证缓冲气罐1的供气稳定，同时最大限度的减少第一入口11的气体对缓冲气罐1内壁的直接冲击而消耗气体动能，达到减少噪音、降低振动的目的。
46.优选的，所述挡气板7的截面为弧形，所述挡气板7的出气端的切面与所述第一入口11处的气流方向形成所述夹角。利用挡气板7形成弧形的导流通道，进一步减少气体的动
能损失，保证缓冲气罐1内的缓冲压力。
47.具体的，所述夹角的角度范围为15
°
至45
°
，优选为30
°
。当夹角的角度大于45
°
时，其对第一入口11的气流阻挡效果变差而无法达到减少气体压力脉动、减少噪音、降低振动的目的，而当夹角的角度小于15
°
时，其对第一入口11的气流阻挡效果较强，气流会在挡气板7处损失较大的动能，严重影响进入缓冲气管内的气体压力；只有夹角处于15
°
至45
°
时，才能够保证减少气体压力脉动、减少噪音、降低振动的目的，同时保证缓冲气罐1内的气体压力满足气体轴承的要求。
48.作为一种实施方式，所述第一气源3包括至少一个气泵31，所述气泵31与所述第一入口11连通。利用气泵31实现对缓冲气罐1内部提供压力气体的目的。
49.所述气泵31与所述第一入口11之间设置有第二单向阀32，所述第二单向阀32的流向为所述气泵31至所述第一入口11。第二单向阀32限制气体只能由气泵31流向第一入口11而无法由第一入口11流向气泵31，保证缓冲气罐1的供气稳定，避免气体回流至气泵31内而造成缓冲气罐1甚至供气组件的可靠性下降的问题。
50.所述气泵31的数量为至少两个，所述气泵31与所述第一入口11之间均设置有截止阀，处于工作状态的所述气泵31与所述第一入口11之间的所述截止阀处于连通状态，处于停机状态的所述气泵31与所述第一入口11之间的所述截止阀处于关闭状态。也即至少一个气泵31作为工作气泵为缓冲气罐1进行供气，而至少一个气泵31作为备用气泵，当工作气泵故障或者管路堵塞而造成供气中断时，备用气泵开始工作进行供气，保证缓冲气罐1处的气体压力满足气体轴承的要求。
51.截止阀可以将气泵31与第一入口11之间的管路进行关闭，进一步避免缓冲气罐1内的气体进入气泵31而造成压力损失。
52.在进入第一入口11的管路上还设置有气流感应器，气流感应器能够检测进入第一入口11处的气体的连续性，当气泵31故障或管路堵塞造成供气中断时，气流感应器作出反应，供气组件所在的装置停机保护，避免气体轴承等部件损坏。
53.一种压缩机，所述压缩机包括气体轴承，所述气体轴承采用上述的供气组件进行供气。其中压缩机具有转轴和叶轮，气体轴承用于支撑转轴，叶轮设置在转轴上，随着转轴的转动而对气体进行压缩。
54.所述压缩机构成所述第二气源4。叶轮压缩后的气体可以通过排气口41送入蓄能装置2内，使蓄能装置2蓄能，缓冲气罐1为气体轴承进行供气而保证气体轴承及转轴、叶轮工作的稳定性。
55.优选的，压缩机为水蒸气压缩机。
56.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。