CN116034222A - 用于压缩机的阻尼系统 - Google Patents

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CN116034222A CN202180037526.5A CN202180037526A CN116034222A CN 116034222 A CN116034222 A CN 116034222A CN 202180037526 A CN202180037526 A CN 202180037526A CN 116034222 A CN116034222 A CN 116034222A
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约瑟夫·伍德罗·皮利什
霍尔格·蒂克森
理查德·维登·阿门特劳特
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Abstract

一种用于压缩机(12)的挤压膜阻尼器组合件(100)包含被配置成围绕所述压缩机(12)的转子轴杆(72)安置的阻尼器套筒(112)。所述阻尼器套筒(112)包含形成在所述阻尼器套筒(112)的内圆周(145)中的压力坝凹部(166)。所述压力坝凹部(166)被配置成接收润滑剂流(24)且经由所述转子轴杆(72)的旋转对所述润滑剂流(24)加压。所述阻尼器套筒(112)包含从所述压力坝凹部(166)延伸到所述阻尼器套筒(122)的外圆周(134)的出口通路(142)。所述挤压膜阻尼器组合件(100)还包含轴承外壳(110),其围绕所述阻尼器套筒(112)安置以形成在所述阻尼器套筒(112)的所述外圆周(134)与所述轴承外壳(110)之间延伸的阻尼器间隙(116)。所述阻尼器间隙(116)流体耦合到所述出口通路(142)且被配置成从所述压力坝凹部(166)接收所述润滑剂流(24)。

Description

用于压缩机的阻尼系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年5月13日申请的标题为“用于压缩机的阻尼系统(DAMPINGSYSTEM FOR COMPRESSOR)”的美国临时申请第63/024,334号的优先权和权益,所述美国临时申请出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
本部分旨在向读者介绍可能与以下描述和/或要求保护的本技术的各种方面相关的技术的各种方面。此论述被认为有助于向读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各种方面。因此,应理解,应鉴于此来阅读这些陈述,而不是作为对任何种类的认可。
加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统通常通过以下方式来维持结构或其它受控制空间中的温度控制:经由压缩机使流体(例如,制冷剂)循环通过回路以与一个或多个额外流体(例如,水和/或空气)交换热能。可用于HVAC&R系统中的一种压缩机类型是螺杆式压缩机,其通常包含安装在空心壳体内部的一个或多个鼓形转子(cylindricalrotor)。双螺杆式压缩机转子通常在其外径向表面上具有形成围绕转子的圆周延伸的螺纹的成螺旋形延伸的凸瓣(或沟槽)和凹槽(或侧面)。在操作期间,转子的螺纹啮合在一起,其中一个转子上的凸瓣与另一转子上的对应凹槽啮合以在转子之间形成一系列间隙。间隙协作形成压缩腔室,其与压缩机入口或端口连通且在转子转动以压缩流体时连续地减小流体的体积。以此方式,压缩机可将流体从压缩机入口引导到压缩机出口。在一些情况下,转子的旋转可产生在压缩机操作期间传播通过压缩机的外壳的振动。
发明内容
在一些实施例中,一种用于压缩机的挤压膜阻尼器组合件包含被配置成围绕压缩机的转子轴杆安置的阻尼器套筒。阻尼器套筒包含形成在阻尼器套筒的内圆周中的压力坝凹部(pressure dam pocket),其中压力坝凹部被配置成接收润滑剂流且经由转子轴杆的旋转对润滑剂流加压。阻尼器套筒包含从压力坝凹部延伸到阻尼器套筒的外圆周的出口通路。挤压膜阻尼器组合件还包含轴承外壳,其围绕阻尼器套筒安置以形成在阻尼器套筒的外圆周与轴承外壳之间延伸的阻尼器间隙。阻尼器间隙流体耦合到出口通路且被配置成从压力坝凹部接收润滑剂流。
在一些实施例中,一种压缩机包含被配置成围绕轴线旋转的轴杆和围绕轴杆安置的阻尼器套筒。阻尼器套筒包含形成在阻尼器套筒的内径中的压力坝凹部和流体耦合到压力坝凹部的出口通路。出口通路从压力坝凹部延伸到阻尼器套筒的外径。压力坝凹部被配置成从压缩机的润滑剂供应器接收润滑剂。轴杆在围绕轴线旋转时被配置成对压力坝凹部内的润滑剂加压以产生经加压润滑剂。压缩机还包含轴承外壳,其围绕阻尼器套筒安置以形成在阻尼器套筒与轴承外壳之间延伸的阻尼器间隙。阻尼器间隙流体耦合到出口通路且被配置成从出口通路接收经加压润滑剂。
在一些实施例中,一种螺杆式压缩机包含被配置成围绕轴线旋转的转子轴杆和围绕转子轴杆安置的阻尼器套筒。阻尼器套筒包含入口通路、出口通路和在入口通路与出口通路之间延伸的压力坝凹部。入口通路被配置成接收处于第一压力下的润滑剂且将润滑剂引导到压力坝凹部中。转子轴杆和压力坝凹部被配置成在转子轴杆围绕轴线的旋转期间对压力坝凹部内的润滑剂协作加压,以产生具有大于第一压力的第二压力的经加压润滑剂。螺杆式压缩机还包含轴承外壳,其围绕阻尼器套筒安置以在阻尼器套筒与轴承外壳之间形成阻尼器间隙。阻尼器间隙流体耦合到出口通路,并且出口通路被配置成将经加压润滑剂从压力坝凹部引导到阻尼器间隙中。
附图说明
图1是根据本公开的一方面的用于加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统的螺杆式压缩机套件的实施例的示意图;
图2是根据本公开的一方面的可用于HVAC&R系统中的螺杆式压缩机的实施例的横截面平面视图;
图3是根据本公开的一方面的可用于HVAC&R系统的螺杆式压缩机中的挤压膜阻尼器组合件和转子轴杆的实施例的横截面轴向视图;
图4是根据本公开的一方面的在图3的线4-4内截取的挤压膜阻尼器组合件的部分的实施例的横截面侧视图;
图5是根据本公开的一方面的可包含在螺杆式压缩机的挤压膜阻尼器组合件中的阻尼器套筒的部分的实施例的示意图;
图6是根据本公开的一方面的可用于HVAC&R系统的螺杆式压缩机中的挤压膜阻尼器组合件和转子轴杆的实施例的横截面轴向视图;
图7是根据本公开的一方面的在图6的线7-7内截取的挤压膜阻尼器组合件的部分的实施例的横截面侧视图;
图8是根据本公开的一方面的可用于HVAC&R系统中的螺杆式压缩机的实施例的横截面平面视图;
图9是根据本公开的一方面的可用于HVAC&R系统的螺杆式压缩机中的挤压膜阻尼器组合件和转子轴杆的实施例的横截面轴向视图;
图10是根据本公开的一方面的在图9的线10-10内截取的挤压膜阻尼器组合件的部分的实施例的横截面侧视图。
具体实施方式
下文将描述本公开的一个或多个更具体实施例。这些所描述实施例仅是当前公开的技术的实例。另外,在努力提供这些实施例的简洁描述的过程中,在说明书中可能未描述实际实施方案的所有特征。应了解,在任何此类实际实施方案的开发中,如同在任何工程或设计项目中,必须制定众多的实施方案特定决策以实现开发者的具体目标,例如与系统相关和企业相关约束的一致性,这可能从一个实施方案到另一实施方案有所变化。此外,应了解,此类开发努力可能是复杂且耗时的,但对于受益于本公开的一般技术人员来说,这些都是设计、制造和生产中的常规任务。
在介绍本公开的各种实施例的元件时,冠词“一(a/an)”和“所述”旨在意味着存在一个或多个所述元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包含性的并且意味着可存在除所列元件之外的额外元件。另外,应理解,对本公开的“一个实施例”或“实施例”的参考并非旨在解释为排除同样并入有所叙述特征的额外实施例的存在。
加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统可包含蒸汽压缩系统,其具有被配置成使流体循环通过蒸汽压缩系统的管道或导管的压缩机(例如,螺杆式压缩机)。举例来说,螺杆式压缩机可通过压缩机入口吸取相对较低压力蒸汽流(例如,制冷剂流)且通过压缩机出口排放处于相对较高压力下的蒸汽流。因而,螺杆式压缩机促进通过蒸汽压缩系统的流体循环。
通常,螺杆式压缩机包含安置在压缩机的空心转子外壳或壳体内的一个或多个鼓形转子。转子通常具有安置在转子的相应外径向表面上的形成围绕转子的相应圆周延伸的螺纹的成螺旋形延伸的凸瓣和凹槽。在压缩机操作期间,转子在转子之间的交接部处啮合以形成在转子的凸瓣与凹槽之间延伸的一系列间隙。间隙协作形成沿着转子外壳的长度延伸的压缩腔室。压缩腔室与转子外壳的一个末端处的抽吸端口(例如,压缩机入口附近的轴向或径向端口)和转子外壳的相对末端处的排放端口(例如,压缩机出口附近的轴向或径向端口)流体连通。在转子旋转时,凸瓣与凹槽之间的间隙可从抽吸端口朝向排放端口连续减小体积。以此方式,进入压缩机入口的低压力蒸汽在压缩腔室中被压缩且作为高压力蒸汽通过压缩机出口被排放。
每一压缩机转子包含从转子的对置末端部分延伸的转子轴杆。通常,一个或多个轴承(例如,抗摩擦轴承,例如滚珠轴承、滚柱或滚动元件轴承和/或推力轴承)接合转子轴杆以将转子可旋转地耦合到转子外壳。因而,轴承促进转子相对于转子外壳的旋转。在一些情况下,旋转转子可产生由于压缩腔室中的高压力流体流动和/或可存在于转子中的平衡偏心而发生的振动(例如,转子振动)。典型的轴承具有相对较低或可忽略的阻尼系数,使得在压缩机操作期间产生的转子振动从转子传递,通过轴承且到转子外壳中。转子振动可从转子外壳传播到压缩机的其它组件。
在一些情况下,过量转子振动到某些压缩机组件的传输可能导致这些组件随时间推移而产生机械磨损和/或性能下降。因此,例如挤压膜阻尼器的阻尼装置可安装在每一转子轴杆与转子外壳之间以减弱可在压缩机的操作期间产生的转子振动。挤压膜阻尼器通常包含围绕转子轴杆的圆周安置的阻尼器套筒。润滑剂层(例如,油膜)安置在阻尼器间隙内,所述阻尼器间隙在挤压膜阻尼器的阻尼器套筒与阻尼器外壳之间延伸。专用润滑剂泵用于对阻尼器间隙内的润滑剂加压。在压缩机操作期间,阻尼器间隙内的经加压润滑剂可阻止阻尼器套筒(例如,相对于阻尼器外壳)的径向移动,并且因此使得阻尼器套筒能够将反作用力施加到转子轴杆,从而减弱转子轴杆的振动(例如,径向振动)。因而,挤压膜阻尼器可缓解或大体上消除转子振动从转子到压缩机外壳的传播。不利的是,利用润滑剂泵来对阻尼器间隙内的润滑剂加压可为昂贵的,并且因此可增加螺杆式压缩机的总体生产、维护和/或操作成本。此外,润滑剂泵可容易发生性能下降,这可导致挤压膜阻尼器随时间推移而较不有效地操作。
现在认识到,在不利用将经加压润滑剂供应到挤压膜阻尼器的专用润滑剂泵的情况下实现挤压膜阻尼器操作可减少螺杆式压缩机的总体生产、维护和/或操作成本,并且可改善压缩机可靠性。因此,本公开的实施例是针对一种挤压膜阻尼器组合件,其被配置成对从润滑剂供应器接收到的润滑剂加压(例如,自加压)且将经加压润滑剂引导到挤压膜阻尼器组合件的阻尼器间隙中。以此方式,挤压膜阻尼器组合件可操作以减弱螺杆式压缩机的转子振动,而无需利用被配置成用润滑剂对阻尼器间隙加压的专用润滑剂泵。也就是说,所公开挤压膜阻尼器组合件可产生足够加压的润滑剂供应以避免或缓解润滑剂中的气泡形成,因此实现挤压膜阻尼器的有效操作,而无需利用外部泵或压力产生装置。下文将参考图式描述这些和其它特征。
现在转向图式,图1是蒸汽压缩系统10的部分的实施例的示意图。蒸汽压缩系统10包含压缩机12,如上文所论述,所述压缩机可使流体流(例如,制冷剂、另一合适气体)循环通过蒸汽压缩系统10的各种回路或导管。马达14可与压缩机12集成或以其它方式耦合到所述压缩机,并且用于驱动压缩机12的操作。压缩机12可经由吸入导管16接收低压力制冷剂或气体流18,并且可经由排放导管22排放经加压制冷剂或气体流20。在一些实施例中,用于促进压缩机12操作的润滑剂24的部分可与从压缩机12排放的经加压制冷剂20混合。因此,蒸汽压缩系统10可包含油分离器26,其被配置成将润滑剂24与经加压制冷剂流20分离。油分离器26使得润滑剂24能够与经加压制冷剂20(例如,气体)分离且在油分离器26的收集腔室28内聚结,同时使得经加压制冷剂20能够经由排放端口30排放。因而,经加压制冷剂20可从排放端口30流动到蒸汽压缩系统10的其余部分。
在一些实施例中,在收集腔室28内与经加压制冷剂20分离的润滑剂24可朝向润滑剂供应器32排出,所述润滑剂供应器向压缩机12供应润滑剂24。因而,收集在收集腔室28内的润滑剂24可在其被过滤和/或冷却之后被引导返回朝向压缩机12以供再使用。举例来说,在一些实施例中,蒸汽压缩系统10可包含流体耦合在油分离器26与润滑剂供应器32之间的过滤器31(例如,滤油器)和润滑剂冷却器33。过滤器31被配置成从润滑剂流24过滤污染物。润滑剂冷却器33被配置成降低润滑剂24的温度。在一些实施例中,泵35可流体耦合在油分离器26与过滤器31之间且被配置成将润滑剂24从收集腔室28引导到过滤器31。压缩机12可包含轴杆密封件和一个或多个轴承和挤压膜阻尼器组合件34,所述挤压膜阻尼器组合件被配置成从润滑剂供应器32接收润滑剂24的至少部分。如下文所详细论述,挤压膜阻尼器组合件34被配置成对从润滑剂供应器32接收到的润滑剂24加压(例如,在不利用专用润滑剂泵的情况下),以实现可在压缩机12的一个或多个转子36的旋转期间产生的振动(例如,转子振动)的减弱。
图2说明压缩机12的实施例的横截面视图。为了便于论述,可参考纵向轴线40、竖直轴线42和横向轴线44描述压缩机12和其组件。应注意,竖直轴线42和横向轴线44相对于纵向轴线40在径向方向上延伸。压缩机12包含压缩机外壳46,其含有压缩机12的工作组件(例如,轴承、转子)。压缩机外壳46可包含吸入部分48(例如,抽吸侧部分)、转子外壳50(例如,压缩部分)和排放部分52(例如,排放侧部分)。
在所说明实施例中,压缩机12包含阳转子56和阴转子58,所述阳转子和阴转子安置在转子外壳50内且被配置成分别围绕第一轴线60和第二轴线62旋转。阳转子56和阴转子58各自在大体上平行于纵向轴线40的方向上从至少吸入部分48延伸到排放部分52,使得第一轴线60和第二轴线62也平行于纵向轴线40延伸。阳转子56包含围绕阳转子56沿圆周安置的一个或多个突起凸瓣64。类似地,阴转子58包含围绕阴转子58沿圆周安置的一个或多个对应凹槽66。阴转子58的凹槽66被配置成接纳阳转子56的凸瓣64和/或与所述凸瓣接合。
吸入部分48包含吸入端口,其被配置成从蒸汽压缩系统10的流体回路接收流体(例如,低压力制冷剂或气体18)。特别地,流体可被吸取到吸入端口中且朝向安置在转子外壳50内的转子56、58引导。阳转子56的凸瓣64可与阴转子58上的对应凹槽66啮合以在转子56、58之间形成一系列间隙。间隙可协作以连续压缩由压缩机12接收到的流体,并且可朝向形成在排放部分52内的排放端口引导经压缩流体。举例来说,在压缩机12操作期间,在转子56、58围绕第一轴线60和第二轴线62旋转以沿着转子56、58的长度将流体从吸入部分48压缩到排放部分52时,间隙可连续减小体积(例如,沿着纵向轴线40)。此后,经压缩流体可随后经由排放部分52的排放端口流出压缩机12。
在压缩机12的操作期间,轴向力70可施加在阳转子56的阳转子轴杆72上和/或阴转子58的阴转子轴杆74上。在一些实施例中,轴向力70可传输到一个或多个轴承,例如推力轴承76,所述轴承围绕阳转子轴杆72和/或阴转子轴杆74径向安置。虽然图2的所说明实施例展示具有与阳转子轴杆72相关联的一个推力轴承76和与阴转子轴杆74相关联的一个推力轴承76的压缩机12,但应注意,压缩机12可包含围绕阳转子轴杆72和阴转子轴杆74中的一个或两个安置(例如,彼此邻近)的两个、三个、四个、五个、六个或超过六个推力轴承76。
在某些实施例中,例如平衡活塞80(例如,平衡活塞组合件)等力施加装置可安置在压缩机外壳46的部分(例如,吸入部分48)内,并且可被配置成将调节力82(例如,反作用力)施加在阳转子轴杆72、阴转子轴杆74或两者上。因而,平衡活塞80可减小施加到推力轴承76的轴向力70的量值。举例来说,平衡活塞80可安置在吸入部分48的腔室84内且可将腔室84划分成第一腔室86和第二腔室88。在一些实施例中,第一腔室86可被配置成(例如,从泵35)接收润滑剂24的经加压流,并且第一腔室86内的润滑剂24可使得平衡活塞80能够产生调节力82且将所述调节力施加到阳转子轴杆72。如下文所论述,在一些情况下,第一腔室86内的经加压润滑剂24的部分可流动通过平衡活塞80(例如,经由平衡活塞80的渗漏孔)。结果,润滑剂24可流动到第二腔室88中和/或朝向压缩机12的其它组件。
如所说明实施例中所展示,压缩机12还可包含被配置成支撑阳转子56和阴转子58的多个轴承94(例如,抗摩擦轴承)。特别地,第一组轴承94可围绕阳转子56的阳转子轴杆72安置且被配置成支撑所述阳转子轴杆,并且第二组轴承94可围绕阴转子58的阴转子轴杆74安置且被配置成支撑所述阴转子轴杆。轴承94实现阳转子56和阴转子58围绕第一轴线60和第二轴线62的更高效旋转。在一些实施例中,多个导管98(例如,压缩机外壳46内的通道或过道、外部管道)可从润滑剂供应器32延伸以使得润滑剂24能够朝向压缩机12流动和/或在所述压缩机内流动。以此方式,润滑剂24可被供应到轴承94、推力轴承76、转子56、58和/或各种其它压缩机组件。
如上文所提及,轴承94的阻尼系数可相对忽略不计,这可导致在压缩机12操作期间由转子56、58产生的振动从转子56、58传递、通过轴承94且到压缩机外壳46。因此,压缩机12可装备有挤压膜阻尼器组合件34,其被配置成减弱由转子56、58产生的振动,以便减少或大体上消除转子振动到压缩机外壳46的传播。在所说明实施例中,两个挤压膜阻尼器组合件34围绕阳转子轴杆72安置,并且两个挤压膜阻尼器组合件34围绕阴转子轴杆74安置。应了解,在其它实施例中,任何合适数量的挤压膜阻尼器组合件34可围绕阳转子轴杆72和阴转子轴杆74安置。此外,应理解,挤压膜阻尼器组合件34可沿着阳转子轴杆72和阴转子轴杆74位于任何合适的位置处,并且不限于图2的所说明实施例中所展示的相应位置。
为了更好地说明挤压膜阻尼器组合件34的特征且为了促进以下论述,图3是阳转子56的挤压膜阻尼器组合件34中的一个的实施例的横截面轴向视图,所述挤压膜阻尼器组合件在此被称作挤压膜阻尼器组合件100。更具体地,挤压膜阻尼器组合件100可围绕阳转子轴杆72安置,所述阳转子轴杆在此也被称作轴杆72。虽然挤压膜阻尼器组合件100在下文描述为与阳转子轴杆72一起实施,但应理解,挤压膜阻尼器组合件100可与阴转子轴杆74一起实施或在任何其它合适的驱动轴杆或动力传输轴杆上实施。
在图3的所说明实施例中,挤压膜阻尼器组合件100包含围绕轴杆72的圆周安置的轴承外壳110或阻尼器外壳。轴承外壳110可包含金属套筒,其压入配合、带螺纹或以其它方式耦合到压缩机外壳46的部分,例如吸入部分48。在其它实施例中,轴承外壳110可包含压缩机外壳46的部分。也就是说,轴承外壳110可包含经机械加工或以其它方式经生产以包含本文中所论述的轴承外壳110的特征的压缩机外壳46的部分。举例来说,轴承外壳110的一个或多个特征可与压缩机外壳46集成形成。
阻尼器套筒112(例如,流体动力轴承)定位在轴承外壳110与轴杆72之间,并且围绕轴杆72的圆周延伸。阻尼器套筒112形成在阻尼器套筒112与轴杆72之间延伸的第一间隙,在此被称作轴承间隙114,和在阻尼器套筒112与轴承外壳110之间延伸的第二间隙,在此被称作阻尼器间隙116。阻尼器套筒112和轴承外壳110可各自大体上同心地围绕第一轴线60定位,使得轴承间隙114和阻尼器间隙116沿着第一轴线60的至少部分轴向延伸。在所说明实施例中,抗旋转销120在轴承外壳110与阻尼器套筒112之间径向延伸(例如,相对于第一轴线60)。如下文所详细论述,抗旋转销120可大体上阻止阻尼器套筒112相对于轴承外壳110的旋转运动,同时使得阻尼器套筒112能够相对于轴承外壳110径向移动(例如,相对于第一轴线60)。
在所说明实施例中,轴承外壳110包含第一入口通路126和第二入口通路128,所述第一入口通路和第二入口通路跨越轴承外壳110的宽度径向延伸。因而,第一入口通路126和第二入口通路128可终止在形成于轴承外壳110的内圆周129或直径(例如,内表面)中的相应开口处。阻尼器套筒112包含第一入口通道130和第二入口通道132,所述第一入口通道和第二入口通道各自从阻尼器套筒112的外圆周134或直径(例如,外表面)延伸到轴承间隙114。第一入口通路126和第二入口通路128流体耦合到第一入口通道130和第二入口通道132。润滑剂24分别从第一入口通路126和第二入口通路128到第一入口通道130和第二入口通道132的流动是通过一组密封件136(例如,“O”形环)进一步促进的。具体地,密封件136可围绕第一入口通路126、第二入口通路128、第一入口通道130和第二入口通道132的相应开口定位,并且可在轴承外壳110与阻尼器套筒112之间延伸。以此方式,密封件136可将阻尼器间隙116的在入口通路126、128与入口通道130、132之间延伸的相应部分,在此被称作传递通路140,与阻尼器间隙116的其余部分隔离(例如,流体密封)。因而,密封件136可促进流体从第一入口通路126和第二入口通路128流动,通过第一入口通道130和第二入口通道132且到轴承间隙114中,同时阻止大量流体直接从第一入口通路126和第二入口通路128流动到阻尼器间隙116中。
如所说明实施例中所展示,阻尼器套筒112包含(例如,相对于第一轴线60)从轴承间隙114径向延伸到阻尼器间隙116的第一出口通道142或通路和第二出口通道144或通路。具体地,第一出口通道142和第二出口通道144可从阻尼器套筒112的内圆周145或直径(例如,内表面)延伸到阻尼器套筒112的外圆周134或直径(例如,外表面)。因而,第一出口通道142和第二出口通道144将阻尼器间隙116流体耦合到轴承间隙114。出口端口146形成在轴承外壳110内,并且如下文所论述,将阻尼器间隙116流体耦合到压缩机12的另一区。第一入口通路126和第二入口通路128、第一入口通道130和第二入口通道132、轴承间隙114、第一出口通道142和第二出口通道144、阻尼器间隙116以及出口端口146可共同地形成实现润滑剂通过挤压膜阻尼器组合件100的循环的润滑剂回路160。
举例来说,如所说明实施例中所展示,第一入口通路126和第二入口通路128可经由导管98流体耦合到润滑剂供应器32。因而,第一入口通路126和第二入口通路128可从润滑剂供应器32接收润滑剂流24,并且可将润滑剂24引导到传递通路140中。传递通路140将润滑剂24引导通过第一通道130和第二入口通道132且到轴承间隙114中。润滑剂24可随后从轴承间隙114流动,通过第一出口通道142和第二出口通道144,通过阻尼器间隙116且到出口端口146中。出口端口146可流体耦合到润滑剂供应器32,以便使来自阻尼器间隙116的所使用润滑剂循环返回朝向润滑剂供应器32以供在压缩机12中再使用。
虽然在图3的所说明实施例中第一入口通路126和第二入口通路128被展示为直接流体耦合到润滑剂供应器32,但应了解,在其它实施例中,第一入口通路126和第二入口通路128可流体耦合到压缩机12或蒸汽压缩系统10的任何其它合适的区或组件,以便从另一区或组件接收润滑剂流24。举例来说,在一些实施例中,第一入口通路126和第二入口通路128可流体耦合到平衡活塞80的第一腔室86、平衡活塞80的第二腔室88或两者。因此,在此类实施例中,第一入口通路126和第二入口通路128可被配置成从平衡活塞80的第一腔室86和/或第二腔室88而非导管98接收润滑剂24。
在所说明实施例中,阻尼器套筒112包含在第一入口通道130与第一出口通道142之间延伸的第一压力坝凹部166和在第二入口通道132与第二出口通道144之间延伸的第二压力坝凹部168。第一入口通道130和第二入口通道132可定位在第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168的相应第一末端部分167处或附近,并且第一出口通道142和第二出口通道144可定位在第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168的相应第二末端部分169处或附近。第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168可经由凹槽、通道或弓形狭槽形成,所述凹槽、通道或弓形狭槽形成在阻尼器套筒112内且沿着阻尼器套筒112的内圆周145或直径的至少部分延伸(例如,沿圆周延伸)。此外,第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168可沿着阻尼器套筒112的轴向长度170(例如,如图4中所展示)的区段延伸。如下文所详细论述,在压缩机12操作期间,第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168使得能够经由轴杆72的旋转对从润滑剂供应器32接收到的润滑剂24加压,由此促进润滑剂24流动到阻尼器间隙116中。以此方式,包围阻尼器套筒112的经加压润滑剂层24形成在阻尼器间隙116内。
为了更好地说明压力坝凹部166、168中的一个(例如,第一压力坝凹部166)且为了促进以下论述,图4是在图3的线4-4内截取的挤压膜阻尼器组合件100的实施例的部分横截面视图。为了清楚起见,应注意,在图4的所说明实施例中,出口端口146定位在轴承外壳110中的与图3的所说明实施例中不同的位置处。此外,虽然下文主要论述第一压力坝凹部166,但应了解,第二压力坝凹部168可包含本文中所论述的第一压力坝凹部166的特征中的一些或全部。
考虑到前述内容,如图4的所说明实施例中所展示,轴承间隙114可包含从阻尼器套筒112的相应末端部分184(例如,轴向末端部分)延伸到第一压力坝凹部166的第一部分180和第二部分182。因此,第一压力坝凹部166限定轴承间隙114的在阻尼器间隙116的第一部分180与第二部分182之间延伸的第三部分186。在一些实施例中,相较于第一压力坝凹部166的径向尺寸(例如,沿着轴承间隙114的第三部分186),轴承间隙114的第一部分180和第二部分182的径向尺寸可相对较小。如本文中所描述,径向尺寸可指轴杆72的外圆周194或直径与阻尼器套筒112的内圆周145或直径之间的径向距离。举例来说,在一些实施例中,轴承间隙114的第一部分180和第二部分182的径向尺寸可为大致千分之五英寸。轴承间隙114的第一压力坝凹部166的径向尺寸可为第一部分180和第二部分182的径向尺寸的两倍、三倍或超过三倍。因此,轴承间隙114的径向尺寸在阻尼器套筒112的末端部分184之间变化(例如,沿着第一轴线60)。
在所说明实施例中,第一压力坝凹部166经由润滑剂供应通路190流体耦合到润滑剂供应器32,所述润滑剂供应通路大体上由第一入口通路126、传递通路140和第一入口通道130限定。润滑剂供应通路190实现润滑剂24从润滑剂供应器32到轴承间隙114中的流动,使得润滑剂24可朝向轴杆72的外表面流动且物理接触所述外表面。在一些实施例中,一个或多个轴承密封件196可位于阻尼器套筒112的末端部分184附近,并且被配置成抑制或大体上阻止润滑剂24从轴承间隙114流动到包围挤压膜阻尼器组合件100或在所述挤压膜阻尼器组合件外部的环境198,例如压缩机外壳46的部分中。
举例来说,轴承密封件196可包含可从阻尼器套筒112的内圆周145朝向轴杆72的外圆周194延伸的迷宫式密封件或其它合适的密封件。因此,轴承密封件196可缓解或大体上减少在阻尼器套筒112与轴杆72之间在阻尼器套筒112的末端部分184附近的润滑剂泄漏。也就是说,轴承密封件196可确保从润滑剂供应通路190进入轴承间隙114的大体上所有润滑剂被引导通过第一出口通道142和第二出口通道144(参见例如图3)且到阻尼器间隙116中。
在某些实施例中,轴承密封件196可仅围绕阻尼器套筒112的内圆周145的部分延伸。举例来说,如图5的所说明实施例中所展示,轴承密封件196可沿着(例如,轴向地沿着)阻尼器套筒112的内圆周145的特定区段200延伸,所述特定区段接近于第一入口通道130的出口。在其它实施例中,轴承密封件196中的一些或全部可从挤压膜阻尼器组合件100省略,使得进入轴承间隙114的润滑剂24的部分可从轴承间隙114渗漏到周围环境198中。举例来说,在此类实施例中,从轴承间隙114渗漏的润滑剂24可被引导朝向邻近于挤压膜阻尼器组合件100的组件(例如,在压缩机12内的安装配置中),例如轴承94中的一个。
参考图4继续以下论述。如下文所详细论述,在轴杆72围绕第一轴线60的旋转期间,轴杆72的外表面与第一压力坝凹部166内的润滑剂24之间的粘性剪切力使得经加压润滑剂24能够从第一出口通道142(图3)排放且到阻尼器间隙116中。挤压膜阻尼器组合件100可因此包含多个圆周密封件206,其被配置成将阻尼器间隙116与周围环境198流体密封以阻止或大体上缓解经加压润滑剂24从阻尼器间隙116泄漏且到周围环境198中。举例来说,挤压膜阻尼器组合件100可包含第一圆周密封件208和第二圆周密封件210,所述第一圆周密封件和第二圆周密封件围绕阻尼器套筒112的外圆周134安置且在轴承外壳110与阻尼器套筒112之间延伸(例如,径向延伸)。因而,第一圆周密封件208和第二圆周密封件210促进流体密封件的形成,所述流体密封件将阻尼器间隙116与周围环境198流体隔离。
如上文所论述,密封件136被配置成阻止流体直接从传递通路140流动到阻尼器间隙116,且反之亦然。因而,密封件136可抑制高压力润滑剂从阻尼器间隙116流动到润滑剂供应通路190中。换句话说,密封件136使得低压力润滑剂能够从润滑剂供应器32流动,通过传递通路140且到轴承间隙114中,而阻尼器间隙116内的高压力润滑剂被阻止流动到传递通路140中。出口端口146可使得经加压润滑剂24的至少部分能够从阻尼器间隙116排放且朝向压缩机12的另一合适组件,例如轴承94、润滑剂供应器32或其它压缩机组件流动。
参考图3继续以下论述。如上文所指出,轴承94被配置成支撑轴杆72且导引轴杆72围绕第一轴线60的旋转。在一些实施例中,轴承94与轴杆72之间的容差可使得轴杆72能够在压缩机12的操作期间在径向方向上(例如,相对于第一轴线60)振动或振荡。因为轴承间隙114的径向尺寸(例如,至少沿着轴承间隙114的第一部分180和第二部分182)相对较小(例如,小于千分之五英寸),所以阻尼器套筒112可在轴杆72的此类振动或振荡运动期间随轴杆72径向移动。换句话说,因为轴承间隙114的总体径向尺寸相对较小且填充有润滑剂膜或层24,所以轴杆72与阻尼器套筒112之间的相对径向移动大体上可忽略不计。因此,在轴杆72径向振动(例如,相对于第一轴线60)时,轴杆72和阻尼器套筒112可相对于轴承外壳110共同地移动。
相较于轴承间隙114的总体或平均径向尺寸(例如,至少沿着轴承间隙114的第一部分180和第二部分182),阻尼器间隙116的径向尺寸可相对较大。作为非限制性实例,阻尼器间隙116可包含在阻尼器套筒112与轴承外壳110之间径向延伸的径向尺寸,所述径向尺寸是轴承间隙114的总体或平均径向尺寸的两倍、三倍或超过三倍。因此,在轴杆72的振动和/或振荡径向移动期间,阻尼器套筒112可在轴承外壳110内径向移动以沿着阻尼器间隙116的各种区段循环地增加和减少阻尼器间隙116的径向尺寸。阻尼器间隙116内的经加压润滑剂24可将反作用力施加到阻尼器套筒112,从而阻止阻尼器套筒112在轴承外壳110内的此类径向移动。因此,阻尼器间隙116内的经加压润滑剂24使得阻尼器套筒112能够对轴杆72施加可减弱轴杆72的径向振动的幅度的力。
在一些实施例中,由于油分离器26中的温度和/或压力,从油分离器26排放的润滑剂24可能已吸收了制冷剂或其它气体。在润滑剂24的压力下降到低于阈值压力值(例如,低于油分离器26内的压力的压力值)时,经吸收气体(例如,制冷剂)可脱离溶液且在润滑剂24中形成气泡。如下文所论述,通过将挤压膜阻尼器组合件100中的润滑剂24加压到超过气体进入溶液(例如,在油分离器26中)的压力的压力,可减少或大体上消除润滑剂24中的气泡形成。挤压膜阻尼器组合件100被配置成对从油分离器26接收到的润滑剂24自加压,并且因此确保阻尼器间隙116内的润滑剂24大体上无气泡。无气泡润滑剂24使得挤压膜(例如,阻尼器间隙116中的润滑剂24层)能够有效地减弱可在压缩机操作期间发生的压缩机轴杆振动。
应了解,阻尼器间隙116的径向尺寸可经设定大小以使得即使轴杆72在轴承94准许的径向轴杆72移动的上限阈值量上振荡,阻尼器套筒112也不机械接触轴承外壳110。以此方式,阻尼器间隙116可确保轴承94在压缩机12的操作期间大体上支撑阳转子56的所有径向负载,并且不将阳转子56的径向负载传递到挤压膜阻尼器组合件100的组件。
如上文所指出,挤压膜阻尼器组合件100可被配置成用润滑剂24对阻尼器间隙116自加压,而无需利用专用润滑剂泵。因此,挤压膜阻尼器组合件100可操作以根据上文所论述的技术减弱压缩机12轴杆振动,而无需利用被配置成促进且维持阻尼器间隙116内的经加压润滑剂的供应的专用润滑剂泵。
举例来说,在图3的所说明实施例中,轴杆72被配置成在压缩机12操作期间在逆时针方向204上围绕第一轴线60旋转。如上文所指出,抗旋转销120可抑制阻尼器套筒112(例如,围绕第一轴线60)的旋转运动,否则,所述旋转运动可经由轴杆72的旋转而诱发。因而,抗旋转销120可确保在挤压膜阻尼器组合件100的操作期间阻尼器套筒112的第一入口通道130和第二入口通道132保持与轴承外壳110的第一入口通路126和第二入口通路128沿圆周且径向对准。也就是说,抗旋转销120可确保阻尼器套筒112相对于轴承外壳110保持旋转静止,而轴杆72可相对于轴承外壳110和阻尼器套筒112旋转(例如,围绕第一轴线60)。应了解,密封件136可考虑阻尼器套筒112相对于轴承外壳110的轻微径向移动,同时仍维持阻尼器套筒112与轴承外壳110之间的流体密封。
如上文所论述,进入第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168(例如,经由对应入口通道130、132)的润滑剂24可物理接触轴杆72的外表面。轴杆72围绕第一轴线60(例如,在逆时针方向204上)的旋转产生轴杆72的外表面与压力坝凹部166、168内的润滑剂24之间的粘性剪切力,所述粘性剪切力足以强制润滑剂24在轴杆72的旋转方向上沿着压力坝凹部166、168。也就是说,轴杆72与润滑剂24之间的粘性剪切力使得轴杆72能够强制润滑剂24在逆时针方向204上沿着第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168,由此经由第一入口通道130和第二入口通道132将额外润滑剂24吸取到第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168中。轴杆72可连续强制(例如,经由粘性剪切)润滑剂24沿着第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168(例如,在逆时针方向204上),并且将润滑剂24引导到压力坝凹部166、168的相应冲击表面220、222上。冲击表面220、222可为阻尼器套筒112的限定第一出口通道142和第二出口通道144的部分的壁224。壁224可大体上相对于第一轴线60径向延伸,使得壁224突然终止压力坝凹部166、168的轮廓(例如,弓形轮廓)。在润滑剂24突然冲击在压力坝凹部166、168的末端上时,产生较高压力,由此使得润滑剂24能够在比润滑剂24进入压力坝凹部166、168的压力更大的压力下从压力坝凹部166、168排放。
因为相较于阻尼器间隙116沿着压力坝凹部166、168的径向尺寸,阻尼器间隙116的总体或平均径向尺寸可相对较小,所以被轴杆72剪切或以其它方式强制沿着压力坝凹部166、168(例如,在逆时针方向204上)的大体上所有润滑剂24可冲击在冲击表面220、222上且停滞在出口通道142、144附近,而润滑剂24的小部分可绕过出口通道142、144且继续沿着轴承间隙114(例如,在逆时针方向204上)流动。润滑剂24在出口通道142、144附近的停滞,与轴杆72的连续润滑剂24剪切组合,对压力坝凹部166、168内,特别地出口通道142、144附近的润滑剂24加压。因此,出口通道142、144可在大于润滑剂24由入口通道130、132处的轴承间隙114接收的压力的压力下将经加压润滑剂24排放到阻尼器间隙116中。作为非限制性实例,润滑剂24与轴杆72之间的粘性剪切可使得出口通道142、144能够在比润滑剂24经由入口通道130、132进入轴承间隙114的吸入压力大5磅/平方英寸(psi)、10psi、20psi、30psi、40psi、50psi、60psi、70psi或超过70psi的排放压力下排放经加压润滑剂24。因而,挤压膜阻尼器组合件100可用润滑剂24对阻尼器间隙116自加压,而无需利用外部润滑剂泵。也就是说,挤压膜阻尼器组合件100可从例如润滑剂供应器32接收处于第一压力下的润滑剂24,并且可将阻尼器间隙116内的润滑剂24加压到大于第一压力的第二压力。
虽然在图3的所说明实施例中挤压膜阻尼器组合件100包含两个压力坝凹部166、168,但应了解,挤压膜阻尼器组合件100可包含任何其它合适数量的压力坝凹部。举例来说,挤压膜阻尼器组合件100可包含形成在阻尼器套筒112内且围绕轴杆72的圆周排列的1个、2个、3个、4个或超过四个压力坝凹部。此外,应理解,压力坝凹部166、168的弧长(例如,相应入口通道130、132与相应出口通道142、144之间的弓形尺寸)可包含任何合适尺寸且不限于图3的所说明实施例中所展示的尺寸。举例来说,压力坝凹部166、168中的每一个可围绕轴杆72的外圆周194的大致20%、大致30%、大致40%或超过40%延伸。
在一些实施例中,第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168的径向尺寸可沿着轴杆72的圆周大体上恒定。在其它实施例中,第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168的径向尺寸可沿着轴杆72的圆周变化。举例来说,在此类实施例中,入口通道130、132附近的第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168的径向尺寸可大于或小于出口通道142、144附近的压力坝凹部166、168的径向尺寸。
出口端口146被配置成从阻尼器间隙116接收经加压润滑剂24的部分并且从阻尼器间隙116排放经加压润滑剂24。特别地,出口端口146可将经加压润滑剂24引导返回朝向润滑剂供应器32、朝向油冷却器或朝向压缩机12或蒸汽压缩系统10的另一合适的组件或区。以此方式,出口端口146可实现润滑剂通过阻尼器间隙116的连续流动,使得所使用润滑剂24(例如,经加热润滑剂)可被从出口通道142、144接收到的新制、冷却器加压的润滑剂24替换,以便避免阻尼器间隙116中的润滑剂24的过度加热,所述过度加热可准许润滑剂24内的气泡形成。
应了解,出口端口146的横截面积可小于第一出口通道142和第二出口通道144的累积横截面积。因而,出口端口146可被配置成在小于润滑剂24可经由第一出口通道142和第二出口通道144供应到阻尼器间隙116的流入速率的流出速率下排放润滑剂24。因此,出口端口146可确保经由轴杆72的旋转产生的经加压润滑剂24的流动足以实现和维持阻尼器间隙116内的润滑剂24加压。在一些实施例中,出口端口146可定位在轴承外壳110的上部部分(相对于重力方向)附近。如本文中所使用,轴承外壳110的上部部分可指示轴承外壳110的相对于重力方向在挤压膜阻尼器组合件100的横向中心线228上方的任何部分,所述横向中心线延伸穿过第一轴线60且大体上平行于横向轴线44定向。因此,出口端口146可接收和排放可在挤压膜阻尼器组合件100的操作期间累积在润滑剂24内且在阻尼器间隙116的上部部分附近聚集的气体(例如,气体或制冷剂气泡)。
图6是挤压膜阻尼器组合件100和轴杆72的另一实施例的横截面轴向视图,其中第一入口通道130和第二入口通道132被配置成在轴向方向上(例如,沿着第一轴线60)而非径向方向上(例如,沿着横向轴线44)接收润滑剂24。图7是在图6的线7-7内截取的挤压膜阻尼器组合件100和轴杆72的横截面视图。为了清楚起见,应注意,在图7的所说明实施例中,出口端口146定位在轴承外壳110中的与图6的所说明实施例中不同的位置处。图6和7将在下文同时论述。
在一些实施例中,第一入口通道130和第二入口通道132可包含轴向开口230,其形成在阻尼器套筒112的轴向表面232或轴向端面上且流体耦合到润滑剂供应器32或另一合适的润滑剂源。因而,第一入口通道130和第二入口通道132可在轴向开口230处接收润滑剂流24,并且朝向第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168引导润滑剂24。通过使得润滑剂24能够在轴向方向上(例如,沿着第一轴线60)进入第一入口通道130和第二入口通道132,第一入口通路126、第二入口通路128和密封件136可从挤压膜阻尼器组合件100省略。
图8是压缩机12的实施例的横截面视图,其中阳转子轴杆72和阴转子轴杆74包含被配置成向挤压膜阻尼器组合件34供应润滑剂24的内部润滑剂过道250。举例来说,阳转子轴杆72包含第一润滑剂过道252,其从压缩机外壳46的吸入部分48延伸穿过阳转子轴杆72的主体(例如,沿着第一轴线60)到排放部分52。类似地,阴转子轴杆74包含第二润滑剂过道254,其从压缩机外壳46的吸入部分48延伸穿过阴转子轴杆74的主体(例如,沿着第二轴线62)到排放部分52。第一过道252和第二过道254可包含轴向开口256,其形成在阳转子轴杆72和阴转子轴杆74的相应末端部分中且被配置成接收润滑剂流24。举例来说,轴向开口256可流体耦合到润滑剂供应器32、流体耦合到平衡活塞80的第一腔室86或第二腔室88,或流体耦合到压缩机12的被配置成向第一过道252和第二过道254供应润滑剂24的另一合适的润滑剂源。如下文所论述,多个径向通路260可形成在阳转子轴杆72和阴转子轴杆74内且被配置成将润滑剂24从第一过道252和第二过道254引导到挤压膜阻尼器组合件34。
为了更好地说明图8的挤压膜阻尼器组合件34的特征且为了促进以下论述,图9是阳转子56的挤压膜阻尼器组合件34中的一个和阳转子轴杆72的实施例的横截面轴向视图,所述挤压膜阻尼器组合件在此被称作挤压膜阻尼器组合件270。应理解,阴转子轴杆74和对应于阴转子轴杆74的挤压膜阻尼器组合件34可包含以下论述的挤压膜阻尼器组合件270和阳转子轴杆72的特征中的一些或全部。
如图9的所说明实施例中所展示,轴杆72包含从第一过道252径向向外延伸的第一径向通路272和第二径向通路274。第一径向通路272和第二径向通路274被配置成将润滑剂24引导到轴承间隙114中,使得润滑剂24可填充轴承间隙114且包围轴杆72。根据上文所论述的技术,轴杆72可经由围绕第一轴线60的旋转用第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168对润滑剂24加压,并且经由第一出口通道142和第二出口通道144强制经加压润滑剂24进入阻尼器间隙116中。因而,挤压膜阻尼器组合件270可操作以减弱可在压缩机12操作期间发生的轴杆72的振动。虽然在图8的所说明实施例中轴杆72包含两个径向通路272、274,但应理解,在其它实施例中,轴杆72可包含任何合适数量的径向通路。
图10是在图9的线10-10内截取的挤压膜阻尼器组合件270和轴杆72的横截面视图。在图10的所说明实施例中,出口端口146定位在轴承外壳110中的与图9的所说明实施例中不同的位置处。应了解,通过实现润滑剂24通过轴杆72的供应,第一入口通路126和第二入口通路128、密封件136以及第一入口通道130和第二入口通道132可从挤压膜阻尼器组合件270省略。特别地,通过实现润滑剂通过轴杆72的供应,第一入口通道130和第二入口通道132可从阻尼器套筒112省略。因此,阻尼器套筒112不包含用于将润滑剂引导通过阻尼器套筒112且到第一压力坝凹部166和第二压力坝凹部168中的入口通路(例如,入口通道130、132中的一个或两个)。
在某些实施例中,图3和6的挤压膜阻尼器组合件100可围绕图9的轴杆72安置,以代替挤压膜阻尼器组合件270。因而,应理解,挤压膜阻尼器组合件34可从润滑剂源的组合接收润滑剂24且不限于本文中所说明和描述的实施例。也就是说,应了解,本文中所论述的挤压膜阻尼器组合件34、100、270的实施例不相互排斥。
如上文所阐述,本公开的实施例可提供可用于在不利用被配置成将经加压润滑剂供应到挤压膜阻尼器的专用润滑剂泵的情况下实现挤压膜阻尼器的操作的一或多个技术效果。特别地,本文中所论述的挤压膜阻尼器组合件的实施例被配置成对从润滑剂供应器接收到的润滑剂自加压且将经加压润滑剂引导到挤压膜阻尼器组合件的阻尼器间隙中。以此方式,挤压膜阻尼器组合件可操作以减弱螺杆式压缩机的转子振动,而无需利用被配置成对挤压膜阻尼器组合件的阻尼器间隙加压的专用润滑剂泵。因而,挤压膜阻尼器组合件可减少螺杆式压缩机的总体生产、维护和/或操作成本,并且可进一步改善压缩机可靠性。应理解,本说明书中的技术效果和技术问题是实例而非限制。实际上,应注意,本说明书中所描述的实施例可具有其它技术效果且可解决其它技术问题。
虽然仅说明和描述某些特征和实施例,但所属领域的技术人员可在不实质上脱离权利要求书中所叙述的主题的新颖教示和优点的情况下想到许多修改和改变,例如各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值(例如温度和压力)、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据替代实施例而变化或重新排序。因此,应理解,所附权利要求书旨在涵盖如属于本公开的真实精神内的所有此类修改和改变。
此外,在努力提供示例性实施例的简洁描述的过程中,可能未描述实际实施方案的所有特征,例如与当前预期的最佳模式不相关的特征或与启用不相关的特征。应了解,在任何此类实际实施方案的开发中,如同在任何工程技术或设计项目中,可制定众多实施方案特定的决策。此类开发努力可能是复杂且耗时的,但对于受益于本公开的一般技术人员来说,这些都是设计、制造和生产中的常规任务,而无需过度的实验。

Claims (20)

1.一种用于压缩机的挤压膜阻尼器组合件,其包括:
阻尼器套筒,其被配置成围绕所述压缩机的转子轴杆安置且包括:
压力坝凹部,其形成在所述阻尼器套筒的内圆周中,并且被配置成接收润滑剂流且经由所述转子轴杆的旋转对所述润滑剂流加压;以及
出口通路,其从所述压力坝凹部延伸到所述阻尼器套筒的外圆周;以及
轴承外壳,其围绕所述阻尼器套筒安置以形成在所述阻尼器套筒的所述外圆周与所述轴承外壳之间延伸的阻尼器间隙,其中所述阻尼器间隙流体耦合到所述出口通路且被配置成从所述压力坝凹部接收所述润滑剂流。
2.根据权利要求1所述的挤压膜阻尼器组合件,其中所述压力坝凹部包括沿着所述阻尼器套筒的所述内圆周的至少部分延伸的弓形狭槽。
3.根据权利要求1所述的挤压膜阻尼器组合件,其包括在所述阻尼器套筒与所述轴承外壳之间延伸的抗旋转销,其中所述抗旋转销阻止所述阻尼器套筒相对于所述轴承外壳的旋转移动且实现所述阻尼器套筒相对于所述轴承外壳的径向移动。
4.根据权利要求1所述的挤压膜阻尼器组合件,其包括:
第一入口通路,其形成在所述轴承外壳中且延伸到所述轴承外壳的内圆周;以及
第二入口通路,其形成在所述阻尼器套筒中且从所述阻尼器套筒的所述外圆周延伸到所述压力坝凹部,其中所述第一入口通路流体耦合到所述第二入口通路以形成挤压膜阻尼器组合件的润滑剂供应通路。
5.根据权利要求4所述的挤压膜阻尼器组合件,其中所述润滑剂供应通路被配置成从所述压缩机的润滑剂供应器接收所述润滑剂流且朝向所述压力坝凹部引导所述润滑剂流。
6.根据权利要求1所述的挤压膜阻尼器组合件,其包括在所述压力坝凹部与形成在所述阻尼器套筒的轴向端面上的开口之间延伸的入口通路,其中所述入口通路被配置成从所述压缩机的润滑剂供应器接收所述润滑剂流且朝向所述压力坝凹部引导所述润滑剂流。
7.根据权利要求1所述的挤压膜阻尼器组合件,其中所述压力坝凹部被配置成从形成在所述压缩机的所述转子轴杆的主体中的通路接收所述润滑剂流。
8.根据权利要求1所述的挤压膜阻尼器组合件,其包括形成在所述轴承外壳中的出口端口,其中所述出口端口被配置成从所述阻尼器间隙接收所述润滑剂流的至少部分且从所述挤压膜阻尼器组合件排放所述润滑剂流的所述部分。
9.根据权利要求8所述的挤压膜阻尼器组合件,其中所述出口端口形成在所述轴承外壳的相对于重力方向在所述挤压膜阻尼器组合件的横向中心线上方的部分内。
10.一种压缩机,其包括:
轴杆,其被配置成围绕轴线旋转;
阻尼器套筒,其围绕所述轴杆安置,其中所述阻尼器套筒包括形成在所述阻尼器套筒的内径中的压力坝凹部以及流体耦合到所述压力坝凹部且从所述压力坝凹部延伸到所述阻尼器套筒的外径的出口通路,其中所述压力坝凹部被配置成从所述压缩机的润滑剂供应器接收润滑剂,并且其中所述轴杆在围绕所述轴线旋转时被配置成对所述压力坝凹部内的所述润滑剂加压以产生经加压润滑剂;以及
轴承外壳,其围绕所述阻尼器套筒安置以形成在所述阻尼器套筒与所述轴承外壳之间延伸的阻尼器间隙,其中所述阻尼器间隙流体耦合到所述出口通路且被配置成从所述出口通路接收所述经加压润滑剂。
11.根据权利要求10所述的压缩机,其中所述压力坝凹部包括沿着所述阻尼器套筒的所述内径的至少部分延伸的弓形狭槽。
12.根据权利要求11所述的压缩机,其中所述弓形狭槽终止在所述阻尼器套筒的冲击表面处,其中所述冲击表面相对于所述轴线径向向外延伸且形成所述出口通路的部分。
13.根据权利要求10所述的压缩机,其中所述出口通路流体耦合到所述压力坝凹部的第一末端部分,其中所述阻尼器套筒包括流体耦合到所述压力坝凹部的第二末端部分的入口通路,所述第二末端部分与所述第一末端部分相对,并且其中所述入口通路被配置成将所述润滑剂从所述润滑剂供应器引导到所述压力坝凹部中。
14.根据权利要求13所述的压缩机,其中所述入口通路包括形成在所述阻尼器套筒的外径上的第一开口,其中所述轴承外壳包括额外入口通路,所述额外入口通路包括形成在所述轴承外壳的内径上的第二开口,其中所述入口通路和所述额外入口通路流体耦合到彼此,其中所述压缩机包括径向安置在所述阻尼器套筒与所述轴承外壳之间且围绕所述第一开口和所述第二开口延伸的密封件,并且其中所述额外入口通路被配置成将所述润滑剂从所述润滑剂供应器引导到所述入口通路。
15.根据权利要求13所述的压缩机,其中所述入口通路包括形成在所述阻尼器套筒的轴向端面中的轴向开口,其中所述轴向开口流体耦合到所述润滑剂供应器以实现所述润滑剂从所述润滑剂供应器到所述入口通路的流动。
16.根据权利要求13所述的压缩机,其包括被配置成将轴向力施加在所述轴杆上的平衡活塞组合件,其中所述入口通路流体耦合到所述平衡活塞组合件且被配置成从所述平衡活塞组合件接收所述润滑剂。
17.根据权利要求10所述的压缩机,其中所述轴杆包括:
内部通路,其沿着所述轴线延伸且被配置成从所述润滑剂供应器接收所述润滑剂;以及
径向通路,其从所述内部通路延伸到所述轴杆的外径,其中所述内部通路和所述压力坝凹部经由所述径向通路流体耦合到彼此以实现所述润滑剂从所述内部通路到所述压力坝凹部中的流动。
18.一种螺杆式压缩机,其包括:
转子轴杆,其被配置成围绕轴线旋转;
阻尼器套筒,其围绕所述转子轴杆安置,其中所述阻尼器套筒包括入口通路、出口通路和在所述入口通路与所述出口通路之间延伸的压力坝凹部,其中所述入口通路被配置成接收处于第一压力下的润滑剂且将所述润滑剂引导到所述压力坝凹部中,并且其中所述转子轴杆和所述压力坝凹部被配置成在所述转子轴杆围绕所述轴线的旋转期间对所述压力坝凹部内的所述润滑剂协作加压以产生具有大于所述第一压力的第二压力的经加压润滑剂;以及
轴承外壳,其围绕阻尼器套筒安置以在所述阻尼器套筒与所述轴承外壳之间形成阻尼器间隙,其中所述阻尼器间隙流体耦合到所述出口通路,并且所述出口通路被配置成将所述经加压润滑剂从所述压力坝凹部引导到所述阻尼器间隙中。
19.根据权利要求18所述的螺杆式压缩机,其中所述第二压力比所述第一压力大5磅/平方英寸(psi)、10psi、20psi、30psi、40psi、50psi或超过50psi。
20.根据权利要求18所述的螺杆式压缩机,其包括在所述阻尼器套筒与所述轴承外壳之间延伸的抗旋转销,其中所述抗旋转销被配置成阻止所述阻尼器套筒围绕所述轴线且相对于所述轴承外壳的旋转移动,并且被配置成实现所述阻尼器套筒相对于所述轴线且相对于所述轴承外壳的径向移动。
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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE465177B (sv) * 1989-12-15 1991-08-05 Abb Stal Ab Hydrostatiskt lagrad squeezefilmdaempare
US6566774B2 (en) * 2001-03-09 2003-05-20 Baker Hughes Incorporated Vibration damping system for ESP motor
US7625121B2 (en) * 2005-09-28 2009-12-01 Elliott Company Bearing assembly and centering support structure therefor
DE102006047891A1 (de) * 2006-10-10 2008-04-17 Grasso Gmbh Refrigeration Technology Ölüberfluteter Schraubenverdichter mit Axialkraftentlastungseinrichtung
EP2643601B1 (en) * 2010-11-23 2019-08-07 Lufkin Industries, LLC Bridge spring centering device for squeeze film dampers
US9410572B2 (en) * 2014-05-12 2016-08-09 Lufkin Industries, Llc Five-axial groove cylindrical journal bearing with pressure dams for bi-directional rotation
TWI600833B (zh) * 2014-08-08 2017-10-01 強生控制科技公司 使用黏性阻尼來降低振動的旋轉式螺旋壓縮機
JP7142025B2 (ja) * 2017-03-24 2022-09-26 ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー 圧力ダム軸受を含む電動機アセンブリ
US10495144B1 (en) * 2018-05-25 2019-12-03 Borgwarner Inc. Single-row ball bearing with integrated squeeze-film damper

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