CN103089691B - 一种离心压缩机用轴承、离心压缩机及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心压缩机用轴承，该轴承中心有中心孔，在所述轴承上设有至少1排沿周向的供气孔，该供气孔与所述中心孔连通，且在该供气孔出口处的轴承内壁上设有气腔。本发明的离心压缩机用轴承，利用从冷凝器引出的高压气态冷媒对电机轴两端的轴承运动副进行润滑，使压缩机能够同时适应极高和极低速运转，增加压缩机的运行范围，同时利用冷媒对轴承运动副进行降温，彻底解决轴承副的温升问题，提高运转稳定性。同时，本发明还公开了一种使用上述轴承的离心压缩机和使用上述轴承的空调系统。

Description

一种离心压缩机用轴承、离心压缩机及空调系统

技术领域

本发明涉及轴承，尤其是一种离心压缩机用轴承，以及使用该轴承的离心压缩机，以及使用该轴承的空调系统。

背景技术

目前，现有离心压缩机的电机轴通常采用动压滑动轴承来支撑，采用脂类润滑油进行润滑，其存在的缺点是：(1)采用润滑油进行润滑，在启停机时转速比较低的情况下，轴承运动副之间很难形成有效的油楔润滑，从而使得磨损较为严重，虽然采用附加巴氏合金轴承衬进行电机轴保护，但是这也同时造成了轴承寿命降低，而且在更换轴承衬材料时工序较为复杂，成本也较高；(2)另外，在电机轴高速旋转的情况下，功率损耗较大，轴承运动副的温升现象也较难解决，润滑油温度上升造成其粘度下降，从而也会降低润滑效果。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题在于，提供一种离心压缩机用轴承，其能够同时适应低速和高速运转，使用寿命长，噪声和振动小。

本发明所要解决的第二个技术问题在于，提供一种使用上述轴承的离心压缩机。

本发明所要解决的第三个技术问题在于，提供一种使用上述轴承的空调系统。

本发明解决上述第一个技术问题采用的技术方案是：一种离心压缩机用轴承，该轴承中心有中心孔，在所述轴承上设有至少1排沿周向排列的供气孔，该供气孔与所述中心孔连通，且在该供气孔出口处的轴承内壁上设有气腔。

作为上述技术方案的优选实施例，所述气腔为多个，多个气腔沿所述轴承周向设置。

作为上述技术方案的优选实施例，每一排所述供气孔沿所述轴承周向等间距设置，多个所述气腔沿所述轴承周向等间距设置。

作为上述技术方案的优选实施例，每个所述气腔中的所述供气孔出口的个数相同。

作为上述技术方案的优选实施例，所述气腔为多边形凹槽。

作为上述技术方案的优选实施例，在所述轴承外壁上设置有与所述供气孔连通的环形气槽。

作为上述技术方案的优选实施例，所述轴承包括轴瓦和设于轴瓦内表面的轴承衬。

作为上述技术方案的优选实施例，所述轴承衬的材料为工程陶瓷材料。

本发明解决上述第二个技术问题采用的技术方案是：一种压缩机，其包括电机和所述的轴承，该电机具有电机轴，该电机轴的轴颈装于所述轴承的中心孔内，所述轴颈与所述中心孔壁形成间隙，该间隙与所述轴颈外端同侧的一端封闭，另一端与电机的内腔连通。

本发明解决上述第三个技术问题采用的技术方案是：一种空调系统，其包括冷凝器和所述的轴承，冷凝器的排气口经管道与所述轴承上的供气孔的进口连通。

本发明的离心压缩机用轴承，在轴承上开设有多个供气孔，从冷凝器引出的高压气态冷媒通过供气孔和气腔节流后进入轴承和轴颈之间的间隙，在间隙内形成支承载荷的静压气膜，对轴承运动副进行润滑，润滑用的冷媒从间隙的一端进入电机腔中随冷却电机的冷媒一同回收。与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)采用冷凝器引出的高压气态冷媒取代润滑油，对压缩机电机轴两端的轴承运动副进行润滑，使电机可在极高和极低的转速下平稳运转，减小噪声和振动；而且，高压气态冷媒经过节流后，蒸发带走大量热量，可以对轴承运动副进行降温，解决了轴承运动副温升问题；另外，采用冷媒取代润滑油，有效减少冷媒循环中混合的润滑油的量，减少冷媒提纯的次数，润滑用的冷媒直接排入电机腔中随冷却电机的冷媒一同回收，减少了电机的回油管路，使压缩机的外观更简洁；

(2)在轴承上开设至少1排沿周向排列的供气孔，保证径向承载能力；

(3)在供气孔出口处加工多边形凹槽形气腔，起到节流效果，增加气膜刚度，提高气体轴承稳定性；

(4)在轴承外壁上设有环形气槽，可以使进入供气孔的冷媒保留较大的速度；

(5)轴承衬使用强度和硬度更高的工程陶瓷材料取代巴氏合金，有效增加轴承寿命；而且，采用陶瓷材料降低了轴瓦质量，有研究表明降低轴瓦质量与降低轴的质量情况大致相同，因此使用陶瓷材料这种小比重的材料，对电机的运转稳定性也有好处。

附图说明

图1是本发明实施例1的离心压缩机用轴承的结构示意图；

图2是本发明实施例1的离心压缩机用轴承与轴颈的装配图；

图3是本发明实施例2的离心压缩机用轴承的结构示意图；

图4本发明实施例3的离心压缩机用轴承的结构示意图。

附图标记说明：1-轴承、1a-中心孔、2-轴瓦、3-轴承衬、4-供气孔、5-气腔、6-环形气槽、7-轴颈、8-间隙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

实施例1

如图1所示，离心压缩机用轴承1包括轴瓦2和设于轴瓦2内表面的轴承衬3，轴承衬3的材料为工程陶瓷材料。轴承1的中心有中心孔1a。在轴承1上加工有两排(每排8个)沿周向等间距排列的径向贯穿的供气孔4。在轴承内壁上沿周向等间距设有8个气腔5，气腔5是矩形凹槽。从图中可以看出，每排中的8个供气孔4出口分别位于8个气腔5内。由于供气孔4和气腔5均沿轴承周向等间距设置，且每个气腔5中的供气孔4出口的个数相同，可以保证为轴颈提供均匀轴向承载力。在两排供气孔4进口处的轴承1外周面上设有环形气槽6。

如图2所示，压缩机电机轴的轴颈7装于轴承1的中心孔1a内，轴颈7与中心孔1a壁形成间隙8，该间隙8与轴颈7外端同侧的一端封闭，另一端与电机的内腔连通。

使用时，将空调系统的冷凝器的排气口经管道与轴承1上的供气孔4的进口连通，冷凝器中引出的高压气态冷媒通过供气孔4和气腔5节流后进入轴承1和轴颈7之间的间隙8，在间隙8内形成支承载荷的静压气膜，对轴承1运动副进行润滑，润滑用的冷媒从间隙8的一端进入电机腔中随冷却电机的冷媒一同回收。

综上所述，本实施例的离心压缩机用轴承1具有以下优点：

(1)采用冷凝器引出的高压气态冷媒取代润滑油，对压缩机电机轴两端的轴承运动副进行润滑，使电机可在极高和极低的转速下平稳运转，减小噪声和振动；而且，高压气态冷媒经过节流后，蒸发带走大量热量，可以对轴承运动副进行降温，解决了轴承运动副温升问题；另外，采用冷媒取代润滑油，有效减少冷媒循环中混合的润滑油的量，减少冷媒提纯的次数，润滑用的冷媒直接排入电机腔中随冷却电机的冷媒一同回收，减少了电机的回油管路，使压缩机的外观更简洁；

(2)在轴承上开设1至3排沿周向等间距排列的供气孔，保证径向承载能力；

(3)在供气孔出口处加工矩形截面的气腔，起到节流效果，增加气膜刚度，提高气体轴承稳定性；

(4)在轴承的外周面上设有环形气槽，可以使进入供气孔的冷媒保留较大的速度；

(5)轴承衬使用强度和硬度更高的工程陶瓷材料取代巴氏合金，有效增加轴承寿命；而且，采用陶瓷材料降低了轴瓦质量，有研究表明降低轴瓦质量与降低轴的质量情况大致相同，因此使用陶瓷材料这种小比重的材料，对电机的运转稳定性也有好处。

实施例2

如图3所示，与实施例1不同的是，在轴承1上加工有一排沿周向等间距排列的径向贯穿的供气孔4。与实施例1的轴承相比，本实施例的轴承结构简单，便于加工。

实施例3

如图4所示，与实施例1不同的是，在轴承1上加工有三排沿周向等间距排列的径向贯穿的供气孔4。与实施例1的轴承相比，本实施例的轴承可以保证为轴颈提供更加均匀轴向承载力。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种空调系统，包括冷凝器和离心压缩机用轴承，该轴承中心有中心孔，其特征在于：在所述轴承上设有至少2排沿周向排列的供气孔，该供气孔与所述中心孔连通，在轴承内壁上设有1排沿周向排列的气腔，该气腔为长度方向与所述中心孔的轴向平行的矩形，每排所述供气孔中的各供气孔出口分别位于1排所述气腔中的各气腔中，每个所述气腔中的所述供气孔出口的个数相同；在所述轴承外壁上设置有至少2排环形气槽，每排所述环形气槽分别与每排所述供气孔连通，所述冷凝器的排气口经管道与所述环形气槽连通。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述供气孔沿所述轴承周向等间距设置，所述气腔沿所述轴承周向等间距设置。

3.根据权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于：所述轴承包括轴瓦和设于轴瓦内表面的轴承衬。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：所述轴承衬的材料为工程陶瓷材料。