离心压缩机以及制冷系统的制作方法

1.本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种离心压缩机，还涉及一种配置有该离心压缩机的制冷系统。


背景技术：

2.目前，离心压缩机逐步采用无油润滑技术来替代原先的油路润滑，从而消除润滑油系统的管理，例如油路维持、回油管理和油路系统的维修。在另一方面，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，更低的振动、噪声, 运行稳定，且成本大为降低，更加洁净，客户体验更佳。
3.气浮轴承是解决离心压缩机无油润滑的一种重要的方式和手段。由气浮轴承支撑的离心压缩机由壳体、蜗壳、叶轮、气浮轴承以及高速电机等部分组成。在工作过程中，高速电机通过左右两端的气浮轴承支撑，回转阻力小，旋转速度较高。为了给高速电机两侧的气浮轴承供气，通常需要在离心压缩机内增加供气系统，比如增加额外的供气管道，或者在离心压缩机的零部件内钻孔以创造供气通道，此种供气方式增加了离心压缩机的制造难度和成本。
4.因此，迫切需要一种离心压缩机，其能够在没有增加额外供气系统的情况下解决气浮轴承的供气问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，根据本发明的第一方面，它提供了一种离心压缩机，从而有效地解决了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题。在根据本发明的离心压缩机中，所述离心压缩机包括：壳体；电机组件，其布置在所述壳体内，并且包括电机腔和位于所述电机腔内的电机轴，所述电机轴具有从所述电机腔延伸出的第一端和第二端；第一叶轮组件，其位于所述电机轴的第一端处并且设置有第一迷宫密封机构，用于减少从所述第一叶轮组件的靠近所述电机腔一侧漏出的气体；第二叶轮组件，其位于所述电机轴的第二端处并且设置有第二迷宫密封机构，用于减少从所述第二叶轮组件的靠近所述电机腔一侧漏出的气体；第一气浮轴承组件，其设置在所述电机腔与所述第一叶轮组件之间；以及第二气浮轴承组件，其设置在所述电机腔与所述第二叶轮组件之间；其中，所述第一迷宫密封机构与所述第一气浮轴承组件保持气体连通，使得从所述第一叶轮组件的靠近所述电机腔一侧漏出的气体能提供至所述第一气浮轴承组件，并且所述第二迷宫密封机构与所述第二气浮轴承组件保持气体连通，使得从所述第二叶轮组件的靠近所述电机腔一侧漏出的气体能提供至所述第二气浮轴承组件。
6.在根据本发明的离心压缩机的再一个实施方式中，所述第一气浮轴承组件包括：
第一轴承座，其固定在所述电机腔与所述第一叶轮组件之间；和第一径向轴承，其套设于所述电机轴上并且位于所述第一轴承座内；并且所述第二气浮轴承组件包括：第二轴承座，其固定在所述电机腔与所述第二叶轮组件之间；和第二径向轴承，其套设于所述电机轴上并且位于所述第二轴承座内。
7.在根据本发明的离心压缩机的另一个实施方式中，所述第二气浮轴承组件还包括：止推盘，其固定在所述电机轴上，并且位于所述第二叶轮组件与所述第二径向轴承之间或者位于所述电机腔与所述第二径向轴承之间；第一轴向止推轴承，其布置成紧邻所述止推盘的一侧；以及第二轴向止推轴承，其布置成紧邻所述止推盘的另一侧，其中，所述第一轴向止推轴承和所述第二轴向止推轴承被同轴固定于所述第二轴承座或者第二叶轮壳体内。
8.在根据本发明的离心压缩机的又一个实施方式中，所述第一气浮轴承组件还包括：止推盘，其固定在所述电机轴上，并且位于所述第一叶轮组件与所述第一径向轴承之间或者位于所述电机腔与所述第一径向轴承之间；第一轴向止推轴承，其布置成紧邻所述止推盘的一侧；以及第二轴向止推轴承，其布置成紧邻所述止推盘的另一侧，其中，所述第一轴向止推轴承和所述第二轴向止推轴承被同轴固定于所述第一轴承座或者第一叶轮壳体内。
9.在根据本发明的离心压缩机的再一个实施方式中，在所述电机腔与所述第一气浮轴承组件之间设置了第一丝网，用于防止来自所述电机腔的液滴进入所述第一气浮轴承组件，并且在所述电机腔与所述第二气浮轴承组件之间设置了第二丝网，用于防止来自所述电机腔的液滴进入所述第二气浮轴承组件。
10.在根据本发明的离心压缩机的另一个实施方式中，所述第一轴承座靠近所述电机腔的一侧设置有第一挡板，用于防止来自所述电机腔的液滴进入所述第一气浮轴承组件，并且所述第二轴承座靠近所述电机腔的一侧设置有第二挡板，用于防止来自所述电机腔的液滴进入所述第二气浮轴承组件。
11.在根据本发明的离心压缩机的又一个实施方式中，所述第一气浮轴承组件靠近所述电机腔侧的出气压力大于所述电机腔内的压力，并且所述第二气浮轴承组件靠近所述电机腔侧的出气压力大于所述电机腔内的压力。
12.在根据本发明的离心压缩机的又一个实施方式中，所述第一迷宫密封机构设置在所述第一叶轮组件中的第一叶轮的末端的固定部分、第一叶轮壳体和所述第一轴承座中的一者或多者上；并且所述第二迷宫密封机构设置在所述第二叶轮组件的第二叶轮的末端的固定部分、第二叶轮壳体和所述第二轴承座中的一者或多者上。
13.在根据本发明的离心压缩机的另外一个实施方式中，所述第一气浮轴承组件的第一径向轴承与所述第二气浮轴承组件的第二径向轴承设置成大小相同的，并且关于所述电机腔对称布置在所述电机轴的两侧。
14.在根据本发明的离心压缩机的又一个实施方式中，所述第一丝网和所述第二丝网
设置成大小相同的，并且关于所述电机腔对称布置在所述电机轴的两侧。
15.另外，根据本发明的第二方面，它也提供了一种制冷系统，所述制冷系统包括上述的离心压缩机。
16.可以了解，本发明的离心压缩机采用叶轮组件的迷宫密封和气浮轴承组件相结合的设计，在无需增加额外供气系统的情况下，以简单经济的方式满足气浮轴承组件的供气需求。
附图说明
17.以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述，其中：图1示出了根据本发明的实施例的离心压缩机的截面示意图；图2示出了图1中的离心压缩机的包括第一迷宫密封机构和第一气浮轴承组件的低压级的局部放大截面示意图；以及图3示出了图1中的离心压缩机的包括第二迷宫密封机构和第二气浮轴承组件的高压级的局部放大截面示意图。
具体实施方式
18.下面将结合附图详细描述本发明的若干个实施例。需要说明的是，在本说明书中提到或可能提到的上、下、左、右、前、后、内侧、外侧、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
19.如图1所示，它在总体上示意性地图示出了本发明的离心压缩机的一个实施例的结构。从图1可见，所述离心压缩机100由壳体110、电机组件120、第一叶轮组件130、第二叶轮组件140、第一气浮轴承组件150以及第二气浮轴承组件160等组成。所述电机组件120布置在所述壳体110内，并且包括电机腔121和电机轴122，所述电机轴122位于所述电机腔121内并且具有从所述电机腔121延伸出的第一端和第二端。同时参考图2-3，所述离心压缩机100包括背靠背设计的两级压缩的第一级或第二级：由所述第一叶轮组件130构成的低压级压缩，以及由所述第二叶轮组件140构成的高压级压缩，其中第二叶轮组件140、即第二级的叶轮通常小于第一叶轮组件130、即第一级的叶轮，其中，第二级的叶轮的进口为第一级的叶轮的出口。可以了解，所述离心压缩机还可以包括背靠背设计的两级并行布置的第一级或第二级，其中两级的叶轮大小一致，即进出口布置相同。所述第一叶轮组件130位于所述电机轴122的第一端处，并且设置有第一迷宫密封机构131，从而减少从所述第一叶轮组件130的靠近所述电机腔121一侧漏出的气体，进而将从所述第一叶轮组件130的靠近所述电机腔121一侧漏出的气体限制在一定的范围内。所述第二叶轮组件140位于所述电机轴122的第二端处并且设置有第二迷宫密封机构141，从而减少从所述第二叶轮组件140的靠近所述电机腔121一侧漏出的气体，进而将从所述第二叶轮组件140的靠近所述电机腔121一侧漏出的气体限制在一定的范围内。所述第一气浮轴承组件150设置在所述电机腔121与所述第一叶轮组件130之间，并且所述第二气浮轴承组件160设置在所述电机腔121与所述第二叶轮组件140之间。
20.需要说明的是，所述第一迷宫密封机构131与所述第一气浮轴承组件150保持气体
连通，使得从所述第一叶轮组件130的靠近所述电机腔121一侧漏出的气体能提供至所述第一气浮轴承组件150，以保证所述第一气浮轴承组件150得到充分的供气、润滑及冷却，并且所述第二迷宫密封机构141与所述第二气浮轴承组件160保持气体连通，使得从所述第二叶轮组件140的靠近所述电机腔121一侧漏出的气体能提供至所述第二气浮轴承组件160，以保证所述第二气浮轴承组件160得到充分的供气、润滑及冷却。本发明采用压缩机叶轮组件的迷宫密封与气浮轴承组件相结合的设计，将迷宫密封的漏气量提供至气浮轴承组件，因而无需增加附加的弯管或在其他零部件内钻孔来产生供气管路。本发明的离心压缩机能够以一种简单经济的方式满足气浮轴承组件的供气需求。
21.在根据本发明的离心压缩机的实施例中，所述第一气浮轴承组件150可以包括第一轴承座151和第一径向轴承152，其中，所述第一轴承座151固定在所述电机腔121与所述第一叶轮组件130之间，并且所述第一径向轴承152套设于所述电机轴122上并且位于所述第一轴承座151内（参见图2）。所述第二气浮轴承组件160可以包括第二轴承座161和第二径向轴承162，其中，所述第二轴承座161固定在所述电机腔121与所述第二叶轮组件140之间，并且所述第二径向轴承162套设于所述电机轴122上并且位于所述第二轴承座161内（参见图3）。
22.为了抵消轴向窜动引起的轴向力，所述第二气浮轴承组件160还包括止推盘163、第一轴向止推轴承164以及第二轴向止推轴承165。所述止推盘163固定在所述电机轴122上，并且位于所述第二叶轮组件140与所述第二径向轴承162之间。所述第一轴向止推轴承164布置成紧邻所述止推盘163的一侧。所述第二轴向止推轴承165布置成紧邻所述止推盘163的另一侧，其中，所述第一轴向止推轴承164和所述第二轴向止推轴承165被同轴固定于所述第二轴承座161或者第二叶轮壳体内。在电机工作时，所述止推盘163随着电机轴高速旋转，其与两侧的第一轴向止推轴承164与第二轴向止推轴承165的箔片结构间形成气膜，提供平衡轴向力的作用。需要说明的是，所述止推盘的位置可以灵活调整，除了布置在所述第二叶轮组件140与所述第二径向轴承162之间，还可以布置在所述电机腔121与所述第二径向轴承162之间。
23.作为可替代的方案，还可以在第一气浮轴承组件侧设置止推盘。举例而言，所述第一气浮轴承组件包括：止推盘，其固定在所述电机轴上，并且位于所述第一叶轮组件与所述第一径向轴承之间或者位于所述电机腔与所述第一径向轴承之间；第一轴向止推轴承布置成紧邻所述止推盘的一侧；以及第二轴向止推轴承布置成紧邻所述止推盘的另一侧，其中，所述第一轴向止推轴承和所述第二轴向止推轴承被同轴固定于所述第一轴承座或者第一叶轮壳体内。
24.本领域技术人员可以理解的是，在所述离心压缩机100的运行的过程中，为了使电机冷却，通常会在电机的壳体钻孔，从而引入一定量的制冷剂。通过这些孔发生闪蒸来冷却电机，并且所述电机腔121的内部压力较低。为了防止从所述电机腔121飞溅出的液滴进入所述第一气浮轴承组件150，在所述电机腔121与所述第一气浮轴承组件150之间设置了第一丝网170；同时为了防止从所述电机腔121飞溅出的液滴进入所述第二气浮轴承组件160，在所述电机腔121与所述第二气浮轴承组件160之间设置了第二丝网180。作为替代方案，所述第一轴承座151靠近所述电机腔121的一侧还可以设置有第一挡板。通过将第一气浮轴承组件150的进气端挡住，能够有效防止来自所述电机腔121的液滴进入所述第一气浮轴承组
件150。同样地，所述第二轴承座161靠近所述电机腔121一侧还可以设置有第二挡板。通过将所述第二气浮轴承组件160的进气端挡住，能够有效防止来自所述电机腔121的液滴进入所述第二气浮轴承组件160。此外，也可以通过控制、设计气浮轴承靠近电机腔侧的出气压力，即使其大于电机腔内压力，来防止电机腔内液滴被吸入到气浮轴承中。具体而言，所述第一气浮轴承组件靠近所述电机腔侧的出气压力大于所述电机腔内的压力，并且所述第二气浮轴承组件靠近所述电机腔侧的出气压力大于所述电机腔内的压力。
25.在如图2-3所示的实施例中，所述第一迷宫密封机构131设置在所述第一叶轮组件130中的第一叶轮的末端的固定部分、第一叶轮壳体132和所述第一轴承座151中的一者或多者上；并且所述第二迷宫密封机构141设置在所述第二叶轮组件140的第二叶轮的末端的固定部分、第二叶轮壳体142和所述第二轴承座161中的一者或多者上。所述第一叶轮壳体132包括吸气室固定件、蜗壳固定件、或其他与之相连接的固定件；同样地，所述第二叶轮壳体142包括吸气室固定件、蜗壳固定件、或其他与之相连接的固定件。
26.出于便于制造的目的，所述第一气浮轴承组件150的第一径向轴承152与所述第二气浮轴承组件160的第二径向轴承162设置成大小相同的，并且关于所述电机腔121对称布置在所述电机轴122的两侧。当然，二者设置成非大小相同也是可行的。类似地，所述第一丝网170和所述第二丝网180也可以设置成大小相同的，并且关于所述电机腔121对称布置在所述电机轴122的两侧。
27.综上所述，本发明的离心压缩机采用叶轮组件的迷宫密封与气浮轴承相结合的设计，无需增加额外的供气管道并且无需在其他现有零部件内钻孔，通过将迷宫密封产生的漏气量提供至气浮轴承，有利地满足气浮轴承的供气需求。
28.此外，本发明还提供了配置有上述离心压缩机的制冷系统，所述制冷系统可以包括由管路连接的冷却塔、冷水机组和泵送装置等，其中，所述冷水机组由离心压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器等组成。正如前面所指出的那样，设置有上述离心压缩机可有效实现给气浮轴承供气的目的并且没有额外增加制造成本，因此在此建议将上述离心压缩机推广到各类制冷系统中。
29.以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明的离心压缩机以及配置有该离心压缩机的制冷系统，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。