CN106015079B - 离心式压缩机和具有其的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心式压缩机和具有其的制冷系统，所述离心式压缩机包括：机壳、第一轴、第二轴以及回油装置，所述第一轴与所述机壳可转动地配合，所述第二轴通过齿轮组件与所述第一轴相连以驱动所述第一轴转动，所述回油装置用于将所述离心式压缩机所在的制冷系统中的含润滑油的气液混合制冷剂供向所述齿轮组件。根据本发明的离心式压缩机，可以简单、可靠、高效地对齿轮组件实现冷却及润滑，无需额外引入高品位纯液态制冷剂，防止齿面油膜被冲洗及其引发的齿轮磨损问题，确保齿轮组件的精准可靠传动。

Description

离心式压缩机和具有其的制冷系统

技术领域

本发明涉及压缩机设备领域，尤其是涉及一种离心式压缩机和具有其的制冷系统。

背景技术

在大型重载齿轮增速制冷离心式压缩机中，齿轮对的冷却润滑及其系统的设计对压缩机高效可靠运行具有十分重要的意义。相关技术中的离心压缩机齿轮对的冷却润滑及其系统的设计，一般包括单独冷却液电磁阀及其管路、冷却液过滤器、冷却液分配器，系统采用油喷溅齿轮对进行冷却润滑，其中，冷却液多为液态制冷剂。

然而，此种设计具有如下缺点：1)、额外多出一套齿轮对冷却部件及管路系统，增加了系统的复杂性，降低了系统的可靠性；2)、使用高品位纯液态制冷剂冷却齿轮对，消耗了系统能量，损失系统效率；3)、高速高压液态制冷剂可能对齿轮对齿面润滑油膜进行冲洗，导致齿轮啮合面润滑不良，从而发生齿面相对滑动时，齿面磨损严重；4)、仅靠轴承润滑后的一次油喷溅到齿轮进行齿面润滑，无法保证齿轮对的良好润滑。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种离心式压缩机，所述离心式压缩机可以对齿轮组件进行良好润滑及冷却。

本发明还提出一种具有上述离心式压缩机的制冷系统。

根据本发明第一方面的离心式压缩机，包括：机壳；第一轴，所述第一轴与所述机壳可转动地配合；第二轴，所述第二轴通过齿轮组件与所述第一轴相连以驱动所述第一轴转动；以及回油装置，所述回油装置用于将所述离心式压缩机所在的制冷系统中的含润滑油的气液混合制冷剂供向所述齿轮组件。

根据本发明的离心式压缩机，可以简单、可靠、高效地对齿轮组件实现冷却及润滑，无需额外引入高品位纯液态制冷剂，防止齿面油膜被冲洗及其引发的齿轮磨损问题，确保齿轮组件的精准可靠传动。

在一些实施例中，所述机壳包括：壳座和隔板，所述隔板设在所述壳座的前侧且与所述壳座之间限定出冷却空间，所述齿轮组件位于所述冷却空间内，所述回油装置的供气端与所述冷却空间连通。

在一些实施例中，所述壳座的前端面上具有向后凹入的凹槽，所述隔板封盖在所述凹槽的前端以与所述凹槽限定出所述冷却空间。

在一些实施例中，所述壳座上具有位于所述凹槽下部且向前延伸的轴套，所述第二轴的一部分穿设在所述轴套内，所述隔板架设在所述轴套的上方。

在一些实施例中，所述轴套与所述冷却空间连通，所述轴套上具有贯通的穿孔，所述回油装置的供气端与所述穿孔连通。

在一些实施例中，所述壳座上具有位于所述冷却空间后侧且上下间隔开的第一轴孔和第二轴孔，所述第一轴和所述第二轴分别与所述第一轴孔和所述第二轴孔可转动地配合。

在一些实施例中，所述第一轴的前部通过第一轴承与所述第一轴孔可转动的配合且前端向前穿入所述冷却空间内，所述第二轴的后部向后穿入所述冷却空间内且后端通过第二轴承与所述第二轴孔可转动地配合，所述壳座上具有与所述第一轴孔和所述第二轴孔均连通的供油通道。

在一些实施例中，所述第二轴的前端具有第三轴承，所述供油通道还连通至所述第三轴承。

在一些实施例中，所述齿轮组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮套设在所述第一轴的所述前端上，所述第二齿轮套设在所述第二轴的所述后部上且与所述第一齿轮啮合传动。

根据本发明第二方面的制冷系统，包括根据本发明第一方面的离心式压缩机。

在一些实施例中，所述制冷系统包括蒸发器，所述回油装置用于将所述蒸发器中的含润滑油的气液混合制冷剂供向所述齿轮组件。

根据本发明的制冷系统，通过设置上述第一方面的离心式压缩机，从而提高了制冷系统的整体性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的离心式压缩机的主视图；

图2是沿图1中A-A线的剖面图；

图3是图1中所示的离心式压缩机的左视图；

图4是沿图3中B-B线的剖视图；

图5是沿图3中C-C线的剖视图。

附图标记：

离心式压缩机100；

冷却空间10；壳座11；凹槽111；轴套112；供油通道113；隔板12；

电机2；叶轮3；

第一轴4；第一轴承41；

第二轴5；第二轴承51；第三轴承52；

齿轮组件6；第一齿轮61；第二齿轮62；

回油装置7；供油管路8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考图1-图5描述根据本发明第一方面实施例的离心式压缩机100。

如图1-图5所示，根据本发明第一方面实施例的离心式压缩机100，包括：机壳、第一轴4、第二轴5以及回油装置7。

参照图2，第一轴4与机壳可转动地配合，第二轴5通过齿轮组件6与第一轴4相连以驱动第一轴4转动。这里，可以理解的是，离心式压缩机100还包括：电机2和叶轮3，其中，电机2可以设在机壳内且与第一轴4相连以用于驱动第一轴4转动，叶轮3固定在第二轴5上以随第二轴5转动，由此，当电机2驱动第一轴4转动时，第一轴4可以通过齿轮组件6驱动第二轴5转动，第二轴5转动时驱动叶轮3转动以实现对制冷剂的压缩。

回油装置7用于将离心式压缩机100所在的制冷系统中的含润滑油的气液混合制冷剂供向齿轮组件6。这里，可以理解的是，制冷系统可以包括：离心式压缩机100、冷凝器、节流装置、蒸发器、储液器等。其中，低温低压的制冷剂经离心式压缩机100压缩成高温高压状态后、首先进入冷凝器内冷凝、然后进入节流装置中节流、然后进入蒸发器中蒸发成低温低压状态、接着经过储液器油雾分离、制冷剂再以低温低压的气态形式进入离心式压缩机100进行下一次的压缩循环。

这样，从蒸发器输出的制冷剂可以为：含润滑油的气液混合制冷剂，该制冷剂呈现低温低压的含油雾状态(下文简称冷却润滑剂)，由此，回油装置7可以与蒸发器相连，以将蒸发器输出的含润滑油的气液混合制冷剂输送给齿轮组件6，以对齿轮组件6进行冷却和润滑。当然，本发明不限于此，制冷系统还可以构造成其他结构，含润滑油的低温低压气液混合制冷剂还可以从制冷系统的其他部件中输出，这里不作限定，只要回油装置7能将制冷系统中的含润滑油的气液混合制冷剂供向齿轮组件6即可。其中，回油装置7可以由制冷系统中的回油管路系统直接引出，从而降低离心式压缩机100整体的结构复杂性。

综上所述，根据本发明实施例的离心式压缩机100，可以为重载高速离心式压缩机并解决以下技术问题：1)、不需要单独的冷却部件及管路系统，降低系统的复杂性，提高系统的可靠性；2)、不需要使用高品位纯液态制冷剂冷却齿轮组件6，充分利用制冷系统中已有的回油系统管路即可实现，不增加系统能量的消耗，提升对齿轮组件6的冷却效率；3)、回油装置7喷向齿轮组件6的为含润滑油的气液混合制冷剂、即较低温制冷剂气液及润滑油雾混合物，从而不会对齿轮组件6的齿面润滑油膜进行冲洗，引发齿轮啮合面润滑不良及齿面磨损的问题，而是可以对齿轮组件6的齿面进行良好的冷却和润滑，保证了齿轮组件6啮合面的良好冷却和润滑，确保齿轮组件6的啮合精度，提高传动效率；4)、当采用回油装置7对齿轮组件6的冷却和润滑、配合下文所述的轴承对齿轮轴面的冷却和润滑时，可以实现对齿轮组件6的两方面冷却和润滑、构成二次冷却润滑系统，从而可以进一步确保齿轮组件6的良好冷却及润滑。

简言之，根据本发明实施例的离心式压缩机100，对齿轮组件6实现冷却及润滑的系统简单、可靠、高效，且无需额外引入高品位纯液态制冷剂，防止齿面油膜被冲洗而引发的齿轮磨损问题，确保齿轮组件6的精准可靠传动。

在本发明的一个实施例中，参照图2，并结合图4和图5，机壳包括：壳座11和隔板12，隔板12设在壳座11的前侧且与壳座11之间限定出冷却空间10，齿轮组件6位于冷却空间10内，回油装置7的供气端与冷却空间10连通。由此，回油装置7可以通过其供气端向冷却空间10内注入冷却润滑剂以喷向齿轮组件6，从而提高了降温冷却的针对性，使齿轮组件6的润滑和冷却效果大幅提高，降低了不必要的浪费。优选地，冷却空间10可以为相对封闭的空间，从而整个冷却空间10内可以充满上述冷却润滑剂，从而使得齿轮组件6的各个表面(包括端面和齿面)都能得到良好的润滑和冷却，进一步提高冷却润滑效果。

这里，需要说明的是，“相对封闭”应当作广义理解，即大体封闭，也就是说，该封闭空间可以具有输入和输出口，以使冷却润滑剂可以注入等。另外，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个实施例中，参照图2，并结合图4和图5，壳座11的前端面上具有向后凹入的凹槽111，隔板12为平板状且封盖在凹槽111的前端以与凹槽111限定出冷却空间10。由此，便于加工制造和装配，通过简单的结构就可以实现冷却空间10的构造，而且此种构造冷却空间10的方式不会占据壳座11前侧蜗壳的安装空间，确保离心式压缩机100的整体结构不发生改变，仅作微小结构调整即可实现。当然，本发明不限于此，冷却空间10还可以通过其他方式构成，例如凹槽111还可以形成在隔板12上，且由隔板12的后端面向前凹入形成。

在本发明的一个实施例中，壳座11上具有位于凹槽111下部且向前延伸的轴套112，第二轴5的一部分穿设在轴套112内，隔板12架设在轴套112的上方，也就是说，隔板12仅设在轴套112的上方且与凹槽111前后相对。由此，隔板12的装配方式简单、可靠，可以快捷有效地与凹槽111限定出冷却空间10，而且此种隔板12的结构尺寸更小，加工成本更低。

可选地，参照图2，并结合图4和图5，轴套112与冷却空间10连通，例如轴套112的后端可以与冷却空间10连通，轴套112上具有贯通的穿孔，回油装置7的供气端与穿孔连通。由此，回油装置7可以先通过穿孔将冷却润滑剂供入轴套112内，然后通过轴套112将冷却润滑剂供入冷却空间10内。由此，回油装置7可以简单可靠地将冷却润滑剂供入冷却空间10。例如，在图5所示的示例中，回油装置7可以仅为一个直管，且回油装置7的内端连通至穿孔即可。

在本发明的一个实施例中，参照图2，壳座11上具有位于冷却空间10后侧且上下间隔开的第一轴孔和第二轴孔，第一轴4和第二轴5分别与第一轴孔和第二轴孔可转动地配合，也就是说，第一轴4与第一轴孔可转动地配合，第二轴5与第二轴孔可转动地配合。由此，壳座11的结构简单，第一轴4和第二轴5的装配简便。

优选地，如图2所示，第一轴4的前部通过第一轴承41与第一轴孔可转动的配合，且第一轴4的前端向前穿入冷却空间10内，第二轴5的后部向后穿入冷却空间10内，且第二轴5的后端通过第二轴承51与第二轴孔可转动地配合，壳座11上具有与第一轴孔和第二轴孔均连通的供油通道113。由此，供油通道113可以向第一轴承41和第二轴承51供润滑油，此时，第一轴承41和第二轴承51可以分别向其前侧的冷却空间10内的齿轮组件6喷溅润滑油，从而在另一方面上起到对齿轮组件6的冷却润滑作用，进一步提高齿轮组件6的冷却润滑效果。

进一步地，如图2所示，第二轴5的前端具有第三轴承52，供油通道113还连通至第三轴承52。由此，供油通道113可以向第三轴承52供润滑油，第三轴承52可以向其后侧的冷却空间10内的齿轮组件6喷溅润滑油，从而在再一方面上起到对齿轮组件6的冷却润滑作用，进一步提高齿轮组件6的冷却润滑效果。

这里，需要说明的是，如图2所示，离心式压缩机100还包括供油管路8，供油通道113可以具有多个支路，多个支路可以相互连通，当供油管路8向一个支路供给润滑油时，其余每个支路均可以有润滑油连通，从而确保第一轴承41和第二轴承51均可以得到有效润滑。

在本发明的一个实施例中，参照图2，齿轮组件6包括第一齿轮61和第二齿轮62，第一齿轮61套设在第一轴4的前端上，第二齿轮62套设在第二轴5的后部上且与第一齿轮61啮合传动，由此，齿轮组件6的结构简单、传动可靠性好。例如在本发明的一个优选实施例中，第一轴4和第二轴5平行设置，第一齿轮61和第二齿轮62为相互啮合的直齿轮传动组件。

下面，参照图1-图5，简要描述根据本发明一个具体实施例的离心式压缩机100。

具体地，根据本发明实施例的离心式压缩机100可以为高速重载式压缩机，包括：壳座11、隔板12、第一轴4、第二轴5、第一齿轮61、第二齿轮62，第一轴承41、第二轴承51、第三轴承52。

其中，第一齿轮61设在第二齿轮62的上方，第一齿轮61安装在低速的第一轴4的前端，第二齿轮62安装在高速的第二轴5的中后部，第一轴承41位于第一齿轮61的后侧且套设在第一轴4的前端，第二轴承51位于第二齿轮62的后侧且套设在第二轴5的后端，第三轴承52位于第二齿轮62的前侧且套设在第二轴5的前端，当第一轴4驱动第二轴5旋转时，经过第一轴承41和第二轴承51的润滑油会有部分从第一齿轮61和第二齿轮62的后侧喷溅到第一齿轮61和第二齿轮62的后端面上，经过第三轴承52的润滑油会有部分从第一齿轮61和第二齿轮62的前侧喷溅到第一齿轮61和第二齿轮62的前端面上，从而可以实现对第一齿轮61和第二齿轮62的一次润滑及一次冷却。

隔板12设在壳座11的前侧以与壳座11之间限定出相对封闭的冷却空间10，外部回油系统入口通过回油装置7将冷却润滑剂、即气液态冷媒和润滑油混合物、通过壳座11上的轴套112喷向冷却空间10中的第一齿轮61和第二齿轮62，从而完成对第一齿轮61和第二齿轮62的二次冷却及二次润滑。其中，压缩机的回油系统的概念应为本领域技术人员所熟知，这里不再详述。

由此，离心式压缩机100工作的过程中，因齿轮组件6、即第一齿轮61和第二齿轮62的啮合摩擦将会在齿体部分产生集中热量，通过上述的一次润滑及冷却以及二次润滑及冷却，可以对齿轮组件6的啮合部位进行有效地润滑及冷却，从而保证齿轮传动的稳定性和可靠性。

综上，根据本实施例的离心压缩机，通过高低速轴承部位润滑油喷溅到齿轮组件6侧面上完成一次润滑和冷却，通过回油系统分出的回油装置7将冷媒气液及润滑油混合物喷溅到齿轮组件6上完成二次润滑和冷却。由此，1)、充分利用了系统回油系统中的冷量和润滑油对齿轮组件6进行冷却和润滑；2)、使齿轮传动平稳可靠；3)、简化齿轮组件6的冷却和润滑系统，提高齿轮组件6的冷却和润滑效率。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统，包括根据本发明上述第一方面实施例的离心式压缩机100。具体地，根据本发明实施例的制冷系统的具体构成及工作原理等对于本领域普通技术人员而言都是已知的，而且已经在上文中简要介绍，因此这里不再详细描述。

根据本发明实施例的制冷系统，通过设置上述第一方面实施例的离心式压缩机100，从而提高了制冷系统的整体性能，例如，降低了制冷系统的结构复杂性和成本，提高了制冷系统的可靠性和使用寿命。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种离心式压缩机，其特征在于，包括：

机壳；

第一轴，所述第一轴与所述机壳可转动地配合；

第二轴，所述第二轴通过齿轮组件与所述第一轴相连以由所述第一轴驱动转动；以及

回油装置，所述回油装置用于将所述离心式压缩机所在的制冷系统中的含润滑油的气液混合制冷剂供向所述齿轮组件。

2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其特征在于，所述机壳包括：壳座和隔板，所述隔板设在所述壳座的前侧且与所述壳座之间限定出冷却空间，所述齿轮组件位于所述冷却空间内，所述回油装置的供气端与所述冷却空间连通。

3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其特征在于，所述壳座的前端面上具有向后凹入的凹槽，所述隔板封盖在所述凹槽的前端以与所述凹槽限定出所述冷却空间。

4.根据权利要求3所述的离心式压缩机，其特征在于，所述壳座上具有位于所述凹槽下部且向前延伸的轴套，所述第二轴的一部分穿设在所述轴套内，所述隔板架设在所述轴套的上方。

5.根据权利要求4所述的离心式压缩机，其特征在于，所述轴套与所述冷却空间连通，所述轴套上具有贯通的穿孔，所述回油装置的供气端与所述穿孔连通。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的离心式压缩机，其特征在于，所述壳座上具有位于所述冷却空间后侧且上下间隔开的第一轴孔和第二轴孔，所述第一轴和所述第二轴分别与所述第一轴孔和所述第二轴孔可转动地配合。

7.根据权利要求6所述的离心式压缩机，其特征在于，所述第一轴的前部通过第一轴承与所述第一轴孔可转动的配合且前端向前穿入所述冷却空间内，所述第二轴的后部向后穿入所述冷却空间内且后端通过第二轴承与所述第二轴孔可转动地配合，所述壳座上具有与所述第一轴孔和所述第二轴孔均连通的供油通道。

8.根据权利要求7所述的离心式压缩机，其特征在于，所述第二轴的前端具有第三轴承，所述供油通道还连通至所述第三轴承。

9.根据权利要求7所述的离心式压缩机，其特征在于，所述齿轮组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮套设在所述第一轴的所述前端上，所述第二齿轮套设在所述第二轴的所述后部上且与所述第一齿轮啮合传动。

10.一种制冷系统，其特征在于，包括：根据权利要求1-9中任一项所述的离心式压缩机。

11.根据权利要求10所述制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括蒸发器，所述回油装置用于将所述蒸发器中的含润滑油的气液混合制冷剂供向所述齿轮组件。