CN112352106A - 带有振动传感器的压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种用于压缩机（10）的轴承支承件（26）包括环形体。环形体包括圆形开口（28），该圆形开口构造成接收轴承（21）和轴（20）。渐缩部分（30）远离圆形开口渐缩。渐缩部分（30）包括通路（32）。振动传感器（34）位于通路中。还公开了压缩机和感测压缩机中轴承附近的振动的方法。

Description

带有振动传感器的压缩机
相关申请的交叉引用
本申请请求享有于2019年5月10日提交的美国临时申请第62/846087号的优先权，并且该美国临时申请以其全部内容通过引用并入本文中。
背景技术
大体上，离心式压缩机通过一个或多个叶轮经由轴的旋转来压缩流体。轴和叶轮可由诸如电马达的马达旋转。叶轮将动能传递给流体，然后，流体通过扩散器，该扩散器使流体的流动变慢并将动能转化为压力的增加（例如，压缩）。
在压缩机的操作期间，振动可导致压缩机构件变得彼此未对准，可导致压缩机构件上的磨损，和/或可缩短某些压缩机构件的寿命。
发明内容
根据本公开的示例的用于压缩机的轴承支承件包括环形体。环形体包括圆形开口，该圆形开口构造成接收轴和轴承，以及轴。渐缩部分远离圆形开口渐缩。渐缩部分包括通路。振动传感器位于通路中。
在前述实施例的进一步示例中，可移除的端盖关闭通路。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，缆线可操作成将振动传感器连接到至少一个电子构件。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，通路包括直径减小部分。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，振动传感器的感测元件位于直径减小部分中。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，轴是压缩机的轴。
根据本公开的示例的压缩机包括壳体。至少一个叶轮位于壳体的内部并且构造成由轴旋转。存在至少一个轴承支承件。至少一个轴承位于轴承支承件中，并构造成便于轴的旋转。振动传感器位于轴承支承件中。
在前述实施例的进一步示例中，缆线可操作成将振动传感器连接到至少一个电子构件。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，轴承支承件包括环形体。环形体包括构造成接收轴承的圆形开口和远离圆形开口渐缩的渐缩部分。渐缩部分包括通路，其中振动传感器位于该通路中。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，可移除的盖关闭通路。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，通路包括直径减小部分。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，振动传感器的感测元件位于直径减小部分中。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，渐缩部分的径向最外端布置在壳体的轴向端附近。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，能够经由可移除的盖从壳体的外部接近通路。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，振动传感器由轴承支承件的一部分与轴承分开。轴承支承件的该部分具有的厚度小于约1英寸（2.54厘米）。
在前述实施例中的任一个的进一步示例中，至少一个叶轮位于壳体的内部并且构造成由轴旋转。
根据本公开的示例的一种感测压缩机中的轴承附近的振动的方法包括，将信号从振动传感器通信到至少一个电气构件。振动传感器位于轴承支承件中。轴承支承件包括环形体。环形体包括：圆形开口，其构造成接收轴承；以及渐缩部分，其远离圆形开口渐缩。渐缩部分包括通路，并且振动传感器位于通路中。
在前述方法的进一步示例中，经由缆线进行通信。
在前述方法中的任一个的进一步示例中，振动传感器由轴承支承件的一部分与轴承分开。轴承支承件的该部分具有的厚度小于约1英寸（2.54厘米）。
在前述方法中的任一个的进一步示例中，能够经由可移除的盖来接近通路。
附图说明
图1示意性地示出了压缩机。
图2示意性地示出了图1的压缩机的轴承和轴承支承件的详细视图。
图3A示出了图1-2的轴承支承件的透视图。
图3B示出了图1-2的轴承支承件的另一视图。
图4示出了图1-3B的轴承支承件的详细视图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了示例性压缩机10。在该示例中，压缩机10是离心式压缩机，但由本公开可构想出其它压缩机。压缩机10包括壳体11，吸入（入口）端口12和排出（出口）端口14。压缩机10包括一个或多个叶轮16，其旋转以从吸入端口12抽吸流体并压缩该流体。示例性流体是制冷剂。
电马达18经由轴20驱动叶轮16。轴承21便于轴20的旋转。在该示例中，压缩机10包括驱动两个叶轮16的一个轴20，每个叶轮与吸入端口12和排出端口14相关联，但是可构想出其它布置。
马达18包括定子22和转子24。如所周知，当转子24由于由转子24和定子22的相互作用产生的电磁力而旋转时，定子22保持静止。转子24旋转轴20，轴继而如上所述旋转叶轮16。
图2-4示出了轴承21的详细视图。如图所示，轴承21分别位于轴承支承件26中。图3A-B和图4示出了轴承支承件26。轴承支承件26是环形的，并且包括圆形开口28，轴承21和轴20位于圆形开口中（图1）。轴承支承件26还包括渐缩部分30，该渐缩部分远离圆形开口28渐缩。
渐缩部分30包括通路32。具有感测元件35的振动传感器34位于通路32中。在特定示例中，通路32在其径向最内端包括直径减小部分33，并且感测元件35位于直径减小部分33中。
在一个示例中，通路的直径在振动传感器34的直径的大约1.5到2倍之间。在一个示例中，通路32的至少一部分和振动传感器34的至少一部分是带螺纹的，使得相应的螺纹构造成彼此接合。
缆线36将振动传感器34连接到压缩机10中的其它电气构件（未示出），以在振动传感器34和其它电子构件之间提供电子通信。例如，其它电子构件包括控制器，该控制器具有编程为接收、分析和/或通信来自振动传感器34的信号的电子器件。在一个示例中，控制器还可操作成基于来自振动传感器24的信号来改变压缩机36的操作。例如，如果由振动传感器34感测到的振动超过预定阈值，则控制器可例如通过向电马达18发送信号来指示压缩机10以较低速度操作。
缆线36还从电源向振动传感器34提供电力。缆线36延伸穿过可移除的盖38，该可移除的盖关闭通路32。可移除的盖保护通路32中的振动传感器34，例如免受由压缩机10压缩的流体的影响。因为振动传感器34被保护在通路32的内部，所以其不必选择成与流体兼容，且因此可使用较不昂贵、更容易获得的振动传感器。因此，振动传感器34可为任何已知类型的振动传感器，如加速度计、双向振动传感器或三轴振动传感器。
缆线36提供从振动传感器34到压缩机10的其它电子构件的快速且准确的数据传输。例如，其它电子构件可安装在壳体11的外表面上。在该示例中，因为缆线36向其它电气构件提供信号，所以不会由于信号穿过壳体11传播而导致信号质量的损失。
轴承支承件26中的振动传感器34的情况允许容易地将振动传感器34从压缩机10移除以进行维修或更换。如图2中最佳所示，轴承支承件26在壳体11附近延伸，使得端盖38可容易地从压缩机10的外部移除，以接近通路32并因此接近振动传感器34。具体而言，渐缩部分30的径向向外端布置在壳体11的轴向端附近。
此外，振动传感器34不在压缩机11的压力边界内，该压力边界大体上由壳体11限定。因此，不需要在振动传感器34周围进行密封以将压力维持在压缩机10的压力边界内，这对于压缩机10的操作很重要，并且没有密封周围泄漏的风险。
振动传感器34构造为测量轴承21附近的振动。超过轴承21的能力的振动负载可引起轴承21提前失效。因此，监测轴承21附近的振动负载，例如通过如上所述向控制器指示负载必须减小（例如，压缩机10在较低压力下操作），来防止轴承21失效。为此，振动传感器的感测元件35与轴承21，且具体而言是轴承21的外座圈21B仅分开轴承支承件26的厚度T（图4）。在一些示例中，厚度T小于约1英寸（2.54厘米）。在更具体的示例中，厚度T在约0.375至0.5英寸（9.53至12.7毫米）之间。因此，振动传感器34可准确地测量作用在轴承21上的振动负载。
前面的描述性质上是示例性的而不是限制性的。对于本领域技术人员而言，所公开的示例的变化和修改可变得显而易见，这些变化和修改不一定脱离本公开的本质。仅可通过研究以下权利要求书来确定给予本公开的法律保护范围。

Claims (20)

1.一种用于压缩机的轴承支承件，包括：
环形体，所述环形体包括：
圆形开口，其构造成接收轴和轴承，以及轴，以及
远离所述圆形开口渐缩的渐缩部分，所述渐缩部分包括通路；以及
位于所述通路中的振动传感器。
2.根据权利要求1所述的轴承支承件，其特征在于，进一步包括关闭所述通路的可移除的端盖。
3.根据权利要求1所述的轴承支承件，其特征在于，进一步包括可操作成将所述振动传感器连接到至少一个电子构件的缆线。
4.根据权利要求1所述的轴承支承件，其特征在于，所述通路包括直径减小部分。
5.根据权利要求4所述的轴承支承件，其特征在于，所述振动传感器的感测元件位于所述直径减小部分中。
6.根据权利要求1所述的轴承支承件，其特征在于，所述轴是压缩机的轴。
7.一种压缩机，包括：
壳体；
至少一个轴承支承件；以及
至少一个轴承，其位于所述轴承支承件中，并构造成便于所述轴的旋转；以及
位于所述轴承支承件中的振动传感器。
8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，进一步包括可操作成将所述振动传感器连接到至少一个电子构件的缆线。
9.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述轴承支承件包括环形体，所述环形体包括构造成接收所述轴承的圆形开口以及远离所述圆形开口渐缩的渐缩部分，所述渐缩部分包括通路，其中所述振动传感器位于所述通路中。
10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，进一步包括关闭所述通路的可移除的盖。
11.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述通路包括直径减小部分。
12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述振动传感器的感测元件位于所述直径减小部分中。
13.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述渐缩部分的径向最外端布置在所述壳体的轴向端附近。
14.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述通路能够经由可移除的盖从所述壳体的外部接近。
15.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述振动传感器由所述轴承支承件的一部分与所述轴承分开，并且其中所述轴承支承件的部分具有的厚度小于约1英寸（2.54厘米）。
16.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，进一步包括至少一个叶轮，所述至少一个叶轮位于所述壳体的内部并且构造成由轴旋转。
17.一种感测压缩机中轴承附近的振动的方法，包括：
将信号从振动传感器通信到至少一个电气构件，所述振动传感器位于轴承支承件中，其中所述轴承支承件包括环形体，所述环形体包括构造成接收所述轴承的圆形开口，以及远离所述圆形开口渐缩的渐缩部分，所述渐缩部分包括通路，其中所述振动传感器位于所述通路中。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述通信是经由缆线进行的。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述振动传感器由所述轴承支承件的一部分与所述轴承分开，并且其中所述轴承支承件的部分具有的厚度小于约1英寸（2.54厘米）。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括基于来自所述振动传感器的信号来改变所述压缩机的操作。
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