CN111365286A - 具有供气通道的扩压器、压缩机及空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有供气通道的扩压器、压缩机及空调。其中，扩压器，其包括：扩压器本体；以及第一供气通道，设于所述扩压器本体内，用于向气体轴承供气。本发明解决了气体轴承的供气问题，使推力轴承处的气体压力稳定。

Description

具有供气通道的扩压器、压缩机及空调

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种具有供气通道的扩压器、压缩机及空调。

背景技术

静压气体轴承具有超高精度、超低摩擦、超低振动、超低噪音、寿命长、无污染等优点，同时适用于高转速和高精度场合，在离心压缩机特别是小型化离心压缩机中具有广阔应用前景。

首先微米级或数十微米级的轴承间隙，要求加工及装配精度极高，另外，静压气体轴承由于需要外部气源供气，且要求轴承工作背压稳定，防止轴承背压波动造成气膜破坏，使轴承转子系统失稳遭到破坏。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种具有供气通道的扩压器、压缩机及空调，用于缓解气体轴承压力波动的问题。

本发明的一些实施例提供了一种扩压器，其包括：扩压器本体；以及第一供气通道，设于所述扩压器本体内，用于向气体轴承供气。

在一些实施例中，所述第一供气通道包括：引入通道，用于引入气体；引出通道，用于将所述引入通道引入的气体提供给所述气体轴承；以及连通通道，连通所述引入通道和所述引出通道。

在一些实施例中，所述扩压器本体设有允许转轴转过的通孔，所述通孔包括：第一孔；以及第二孔，所述第二孔的孔径大于所述第一孔的孔径；所述第二孔内用于设置所述气体轴承。

在一些实施例中，所述第一孔的内壁设有用于与所述转轴形成动密封的轴封结构。

在一些实施例中，所述扩压器本体的一端被构造为止口结构；所述止口结构包括：第一止口部，用于抵靠于待安装件的第一侧面；以及第二止口部，用于抵靠于所述待安装件的第二侧面，且用于与所述待安装件连接；所述第二止口部的径向尺寸大于所述第一止口部的径向尺寸；所述待安装件的第一侧面与第二侧面为相邻侧面。

本发明的一些实施例提供了一种压缩机，包括：壳体；转轴，可转动地设于所述壳体内；第一推力轴承，用于支撑所述转轴；以及上述实施例中的扩压器；所述扩压器与所述壳体的端部固定连接，所述第一供气通道用于向所述第一推力轴承供气。

在一些实施例中，压缩机还包括：推力盘，固定设于所述转轴的端部，随所述转轴转动；以及第二推力轴承，为气体轴承，所述第二推力轴承与所述第一推力轴承分别设于所述推力盘的相对两侧。

在一些实施例中，所述壳体的内壁向所述壳体内部的中轴线方向延伸出连接部，所述第二推力轴承与所述连接部固定连接。

在一些实施例中，所述连接部设有第二供气通道，所述第二供气通道用于为所述第二推力轴承供气。

在一些实施例中，所述第一供气通道与所述第二供气通道连通，所述第一供气通道内的气体来源于所述第二供气通道。

在一些实施例中，所述扩压器设有允许所述转轴转过的通孔，所述通孔包括：第一孔；以及第二孔，所述第二孔的孔径大于所述第一孔的孔径；所述第一推力轴承设于所述第二孔内；所述推力盘包括：第一部位，设于所述扩压器的第一孔内；以及第二部位，设于所述扩压器的第二孔内。

在一些实施例中，所述扩压器的第一孔的内壁设有轴封结构，所述轴封结构与所述推力盘的第一部位形成动密封。

在一些实施例中，所述壳体的内壁设有向所述壳体内部的中轴线方向延伸的连接部，所述扩压器与所述连接部固定连接。

在一些实施例中，所述扩压器与所述壳体连接的一端被构造为止口结构，所述止口结构用于与所述连接部配合定位；所述止口结构包括：第一止口部，抵靠于所述连接部的第一侧面；以及第二止口部，抵靠于所述连接部的第二侧面，且与所述连接部连接；所述连接部的第一侧面与第二侧面为相邻侧面。

在一些实施例中，所述连接部设有第二供气通道，所述第一供气通道与所述第二供气通道连通，所述第一供气通道的气体来源于所述第二供气通道。

在一些实施例中，压缩机包括：径向轴承，为气体轴承，用于支撑所述转轴；所述壳体的内壁设有向所述壳体内部的中轴线方向延伸的连接部，所述径向轴承与所述连接部固定连接。

在一些实施例中，所述压缩机包括离心式压缩机。

本发明的一些实施例提供了一种空调，其包括上述实施例中的压缩机。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，扩压器设有用于为第一推力轴承供气的供气通道，解决了气体轴承的供气问题，使推力轴承处的气体压力稳定。

在一些实施例中，扩压器、轴承固定板和轴封一体设置，解决了转子长度过长造成的轴承负载大和弯曲模态临界转速低、转子刚度降低的问题，同时也使加工精度容易保证，且装配基准统一，大大降低了加工和装配难度，在降低装配技术要求的同时提高了装配效率和装配精度，保证了推力轴承的垂直度，提高了轴承转子系统的可靠性和稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一些实施例提供的扩压器的剖视示意图；

图2为本发明一些实施例提供的扩压器的立体结构示意图；

图3为本发明一些实施例提供的压缩机的局部装配示意图。

附图中标号说明：

1-壳体；

2-转轴

3-第一推力轴承；

4-扩压器；41-第一供气通道；42-第一孔；43-第二孔；44-第一止口部；45-第二止口部；46-轴封结构；

5-推力盘；

6-第二推力轴承；

7-径向轴承；

8-堵头；

9-叶轮；

10-锁紧件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。

如图1、图2所示，为一些实施例提供的扩压器4的示意图。

一些实施例提供了一种扩压器4，其包括扩压器本体以及第一供气通道41，第一供气通道41设于扩压器本体内，用于向气体轴承供气。

在一些实施例中，第一供气通道41包括引入通道、引出通道和连通通道。引入通道用于引入气体。引出通道用于将引入通道引入的气体提供给气体轴承。连通通道连通引入通道和引出通道。

在一些实施例中，扩压器本体设有允许转轴2转过的通孔。该转轴2可以为压缩机的转轴。

通孔包括第一孔42和第二孔43。第二孔43的孔径大于第一孔42的孔径。第二孔43的内壁面用于固定连接气体轴承。

在一些实施例中，扩压器本体上的第一孔42的内壁设有用于与转轴2形成动密封的轴封结构46。

在一些实施例中，扩压器本体的一端被构造为止口结构；止口结构包括第一止口部44和第二止口部45。

第一止口部44用于抵靠于待安装件的第一侧面。

第二止口部45用于抵靠于待安装件的第二侧面，且第二止口部45用于与待安装件连接；第二止口部45的径向尺寸大于第一止口部44的径向尺寸。

待安装件的第一侧面与第二侧面为相邻侧面。

在一些实施例中，上述的待安装件为压缩机的壳体。或者，上述的待安装件为压缩机的壳体内壁延伸出的连接部。

如图3所示，为一些实施例提供的压缩机的局部装配示意图。

在一些实施例中，压缩机包括壳体1，壳体1内形成容纳腔。

在一些实施例中，压缩机包括转轴2，转轴2可转动地设于壳体1内。转轴2相当于压缩机的转子。可选地，转轴2沿壳体1的内部中轴线方向设置。

在一些实施例中，压缩机包括上述实施例中的扩压器4。

在一些实施例中，压缩机包括第一推力轴承3。扩压器4的第一供气通道41用于向第一推力轴承3供气。进一步地，第一推力轴承3包括静压气体轴承。第一推力轴承3用于支撑转轴2。

在一些实施例中，扩压器4设于转轴2的端部。扩压器4与壳体1的端部固定连接。

在一些实施例中，如图1、图2所示，扩压器4内设有第一供气通道41，第一供气通道41用于向设于第一推力轴承3供气。

扩压器4内设有用于为第一推力轴承3供气的供气通道，解决了推力轴承的供气问题，使推力轴承处的压力稳定。

将推力轴承的供气通道集成在扩压器4上，简化了供气通道的结构，防止供气泄露。

在一些实施例中，第一推力轴承3与扩压器4固定连接。可选地，第一推力轴承3通过螺钉固定在扩压器4上。

在一些实施例中，第一供气通道41包括引入通道，引入通道用于引入气体。引入通道可以直接将压缩机外部的气体引向第一推力轴承3，或者，引入通道也可以将设于压缩机的壳体1的第二供气通道内的气体引向第一推力轴承3(下文有详细描述)。

可选地，引入通道与压缩机的壳体1内的转轴2平行。

在一些实施例中，第一供气通道41包括引出通道，引出通道用于将引入通道引入的气体提供给第一推力轴承3。

可选地，引出通道与压缩机的壳体1内的转轴2平行。

可选地，为避免引出通道的气体泄流，在扩压器4上且位于引出通道的两侧设有密封圈。

在一些实施例中，第一供气通道41包括连通通道，连通通道连通引入通道和引出通道。

可选地，为加工方便，连通通道还连通扩压器4的外部，且可以在连通通道与扩压器4的外部连通的端部设有堵头8。

在一些实施例中，扩压器4包括允许转轴2转过的通孔，通孔包括第一孔42和第二孔43。第二孔43的孔径大于第一孔42的孔径，且第二孔43相对于第一孔42，位于壳体1的内侧。

在一些实施例中，第一推力轴承3设于第二孔43内，且与第二孔43的壁面固定连接。

第一推力轴承3的径向尺寸小于第二孔43的孔径。

扩压器4用于与第一推力轴承3固定连接，扩压器4集成有推力轴承固定板的作用，不仅加工精度容易保证，且装配基准统一，可在降低装配技术要求的同时，提高装配精度，保证推力轴承的垂直度，同时也减小了转子长度和轴承负载，提高了转子刚度和轴承转子系统的稳定性。

在一些实施例中，压缩机包括推力盘5。推力盘5固定设于转轴2的端部，推力盘5随转轴2转动。

在一些实施例中，压缩机包括第二推力轴承6，第二推力轴承6与第一推力轴承3分别设于推力盘5的相对两侧。第二推力轴承6包括气体轴承。优选地，第二推力轴承6包括静压气体轴承。

在一些实施例中，壳体1的内壁向壳体1内部的中轴线方向延伸出连接部，第二推力轴承6与连接部固定连接。

在一些实施例中，壳体1的内壁设置的连接部设有第二供气通道，第二供气通道用于为第二推力轴承6供气。

进一步地，第二供气通道内的气体来源于压缩机外部。

在一些实施例中，第一供气通道41与第二供气通道连通，第一供气通道41的气体来源于第二供气通道。

在一些实施例中，推力盘5包括第一部位和第二部位。第一部位设于扩压器4的第一孔42内。第二部位设于扩压器4的第二孔43内。

推力盘5的第二部位的径向尺寸小于第二孔43的孔径。推力盘5的第二部位的径向尺寸小于第一推力轴承3的径向尺寸和/或第二推力轴承6的径向尺寸。

可选地，推力盘5的第一部位和第二部位均为圆筒形，第一部位的径向尺寸小于第二部位的径向尺寸。

在一些实施例中，扩压器4的第一孔42的内壁设有轴封结构46，轴封结构46与推力盘5的第一部位形成动密封。

可选地，轴封结构46包括梳齿密封结构。

将轴封集成于扩压器4，且轴承固定板也集成于扩压器4，即：本公开将扩压器4、轴封和推力轴承固定板集合成一个零件，使要求高同轴度的轴封和要求高垂直度的推力轴承共用一个定位，统一装配基准，降低了装配难度，同时提高了装配精度，解决了由于同轴度不够导致的梳齿密封类轴封结构46的磨损问题和垂直度不够造成的推力轴承性能降低和失效的问题。

再者，将扩压器4、轴封和推力轴承固定板集合成一个零件，减少了零件数目，提高了质量控制；在满足功能需求的情况下，减少了该部分零件的长度，从而减小了转子长度，不仅提高了转子的刚度和轴承转子系统弯曲模态的临界转速，也减少了转子重量和轴承负载，两者共同提高了轴承转子系统稳定性。

在一些实施例中，壳体1的内壁设有向壳体1内部的中轴线方向延伸的连接部，扩压器4与连接部固定连接。可选地，扩压器4与连接部通过螺钉固定连接。

在一些实施例中，扩压器4与壳体1连接的一端被构造为止口结构，止口结构用于与连接部配合定位。

在一些实施例中，止口结构包括第一止口部44，第一止口部44抵靠于连接部的第一侧面。

在一些实施例中，止口结构包括第二止口部45，第二止口部45抵靠于连接部的第二侧面，且与壳体1的内壁连接。

在一些实施例中，连接部的第一侧面与第二侧面为相邻侧面。

第一止口部44的径向尺寸小于第二止口部45的径向尺寸。第二止口部45围绕第一止口部44的外周设置。

在一些实施例中，连接部设有第二供气通道，第一供气通道41与第二供气通道连通，第一供气通道41的气体来源于第二供气通道。

在一些实施例中，压缩机包括径向轴承7。径向轴承7为气体轴承。径向轴承7设于转轴2的外周，用于支撑转轴2。可选地，径向轴承7为静压气体轴承。

壳体1的内壁设有向壳体1内部的中轴线方向延伸的连接部，径向轴承7与连接部固定连接。

径向轴承7相对于推力轴承，位于壳体1的内侧。

在一些实施中，壳体1的内壁设置的连接部可以与扩压器4、第二推力轴承6和径向轴承7连接。并且连接部设置的第二供气通道向第二推力轴承6供气，还可以同时通过扩压器4上设置的第一供气通道41，向第一推力轴承3供气。

壳体1的内壁设置的连接部为阶梯状，其向壳体1的内部中轴线方向延伸的各个部位长度不同。

进一步地，壳体1内壁设置的连接部还设有中间通道，中间通道将第二供气通道与扩压器4内设置的第一供气通道41连通。

压缩机外部气体首先经过壳体1内壁连接部内的第二供气通道引入，供给第二推力轴承6，同时通过中间通道进入扩压器4的第一供气通道41，再由第一供气通道41供给第一推力轴承3。

可选地，在扩压器4与壳体1的连接部的配合部位设有密封圈，以及扩压器4与第二推力轴承6的配合部位，且位于第一供气通道41的两侧均设有密封圈，以防止供气泄露。

在一些具体实施例中，先将第一推力轴承3通过螺钉固定在扩压器4上，然后将扩压器4通过止口结构定位在壳体1上，然后用销钉精确定位，扩压器4上的轴封结构46的同轴度和推力轴承固定面的垂直度都在一个零件上保证，不仅降低了加工难度，同时也大大降低装配累积误差，将要求高同轴度的轴封和要求高垂直度的推力轴承共用止口和销钉定位，统一装配基准，降低装配难度的同时，提高装配精度，解决了由于同轴度不够导致的梳齿密封磨损问题，以及垂直度不够造成的推力轴承性能降低和失效的问题。

在一些实施中，压缩机包括叶轮9，转轴2的端部穿出壳体11，且叶轮9固定设于转轴2的端部。叶轮9与扩压器4配合定位。

进一步地，叶轮9通过锁紧件10固定设于转轴2。

在一些实施中，壳体1的端面为扩压器4的配合面，扩压器4将叶轮9出口介质的速度能转化为压力能，扩压器4内部的通道为推力轴承供气通道，给推力轴承供气，扩压器4的内孔设置轴封结构46，与转子配合形成轴封，阻止叶轮9排气进入壳体1内，扩压器4的右端面是推力轴承固定面，第一推力轴承3直接通过螺钉锁紧在扩压器4的右端面，承受转子轴向力。

在一些实施中，经扩压器4中设置用于为第一推力轴承3供气的第一供气通道41，且将扩压器功能、推力轴承固定板功能和轴封功能集成在扩压器4上，既能够保证为气体轴承正常供气，又能够使转子长度缩短，降低轴承负载，提高转子刚度和轴承转子系统弯曲模态的临界转速和稳定性，同时也使加工精度容易保证，装配基准统一，在降低装配技术要求的同时，提高装配精度，保证推力轴承的垂直度。

在一些实施例中，压缩机包括离心式压缩机。

一些实施例提供了一种空调，空调包括上述任一实施例中的压缩机。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (18)

1.一种扩压器，其特征在于，包括：

扩压器本体；以及

第一供气通道(41)，设于所述扩压器本体内，用于向气体轴承供气。

2.如权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述第一供气通道(41)包括：

引入通道，用于引入气体；

引出通道，用于将所述引入通道引入的气体提供给所述气体轴承；以及

连通通道，连通所述引入通道和所述引出通道。

3.如权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述扩压器本体设有允许转轴(2)转过的通孔，所述通孔包括：

第一孔(42)；以及

第二孔(43)，所述第二孔(43)的孔径大于所述第一孔(42)的孔径；所述第二孔(43)内用于设置所述气体轴承。

4.如权利要求3所述的扩压器，其特征在于，所述第一孔(42)的内壁设有用于与所述转轴形成动密封的轴封结构(46)。

5.如权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述扩压器本体的一端被构造为止口结构；所述止口结构包括：

第一止口部(44)，用于抵靠于待安装件的第一侧面；以及

第二止口部(45)，用于抵靠于所述待安装件的第二侧面，且用于与所述待安装件连接；所述第二止口部(45)的径向尺寸大于所述第一止口部(44)的径向尺寸；

所述待安装件的第一侧面与第二侧面为相邻侧面。

6.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体(1)；

转轴(2)，可转动地设于所述壳体(1)内；

第一推力轴承(3)，用于支撑所述转轴(2)；以及

如权利要求1～6任一项所述的扩压器(4)；所述扩压器(4)与所述壳体(1)的端部固定连接，所述第一供气通道(41)用于向所述第一推力轴承(3)供气。

7.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于，还包括：

推力盘(5)，固定设于所述转轴(2)的端部，随所述转轴(2)转动；以及

第二推力轴承(6)，为气体轴承，所述第二推力轴承(6)与所述第一推力轴承(3)分别设于所述推力盘(5)的相对两侧。

8.如权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述壳体(1)的内壁向所述壳体(1)内部的中轴线方向延伸出连接部，所述第二推力轴承(6)与所述连接部固定连接。

9.如权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述连接部设有第二供气通道，所述第二供气通道用于为所述第二推力轴承(6)供气。

10.如权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述第一供气通道(41)与所述第二供气通道连通，所述第一供气通道(41)内的气体来源于所述第二供气通道。

11.如权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述扩压器(4)设有允许所述转轴(2)转过的通孔，所述通孔包括：

第一孔(42)；以及

第二孔(43)，所述第二孔(43)的孔径大于所述第一孔(42)的孔径；所述第一推力轴承(3)设于所述第二孔(43)内；

所述推力盘(5)包括：

第一部位，设于所述扩压器(4)的第一孔(42)内；以及

第二部位，设于所述扩压器(4)的第二孔(43)内。

12.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述扩压器(4)的第一孔(42)的内壁设有轴封结构(46)，所述轴封结构(46)与所述推力盘(5)的第一部位形成动密封。

13.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述壳体(1)的内壁设有向所述壳体(1)内部的中轴线方向延伸的连接部，所述扩压器(4)与所述连接部固定连接。

14.如权利要求13所述的压缩机，其特征在于，所述扩压器(4)与所述壳体(1)连接的一端被构造为止口结构，所述止口结构用于与所述连接部配合定位；所述止口结构包括：

第一止口部(44)，抵靠于所述连接部的第一侧面；以及

第二止口部(45)，抵靠于所述连接部的第二侧面，且与所述连接部连接；

所述连接部的第一侧面与第二侧面为相邻侧面。

15.如权利要求13所述的压缩机，其特征在于，所述连接部设有第二供气通道，所述第一供气通道(41)与所述第二供气通道连通，所述第一供气通道(41)的气体来源于所述第二供气通道。

16.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于，包括：径向轴承(7)，为气体轴承，用于支撑所述转轴(2)；所述壳体(1)的内壁设有向所述壳体(1)内部的中轴线方向延伸的连接部，所述径向轴承(7)与所述连接部固定连接。

17.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括离心式压缩机。

18.一种空调，其特征在于，包括如权利要求6～17任一项所述的压缩机。

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