CN212297274U - 气体轴承、压缩机和空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体轴承、压缩机和空调机组，其中气体轴承包括轴承外壳(10)和节流件(20)，轴承外壳(10)包括用于支撑转动部件(30)的支撑面，轴承外壳(10)设有供气孔(12)，节流件(20)设置于轴承外壳(10)的靠近支撑面的一侧，节流件(20)包括多孔材料，节流件(20)的靠近轴承外壳(10)的一侧设有与供气孔(12)连通的进气槽。压缩机包括气体轴承。空调机组包括气体轴承或压缩机。本实用新型可以在节流件的靠近轴承外壳的一侧通过进气槽对供气进行进一步的分配，有利于实现供气的均匀分布，改善轴承的性能。

Description

气体轴承、压缩机和空调机组

技术领域

本实用新型涉及气体轴承技术领域，尤其涉及一种气体轴承、压缩机和空调机组。

背景技术

目前，气体静压径向轴承在高精密测量仪器、高速机床主轴、高速透平机械、航空航天和石油化工等领域都有比较广泛的应用。在采用气体静压径向轴承作为转子的支承部件时，由于静压效应的作用，在转子启动和停机过程中可以避免转子与轴承内表面发生摩擦，有效延长轴承的使用寿命。

随着能源形势的加剧，以及对环境保护要求的提高，在制冷压缩机领域，对压缩机的能效提出了更高的要求。气体静压径向轴承具有摩擦损耗小，发热量小、使用寿命长等优势，为实现制冷压缩机高能效提供了选择。

制冷压缩机中的工作介质是制冷剂，制冷剂的粘度系数低于空气的粘度系数。将气体静压轴承应用到制冷压缩机，可以简化现有使用油润滑轴承制冷压缩机的结构，不需要供油系统，实现制冷压缩机的无油化，从而提高机组能效。

由于冷媒粘度系数较低，以冷媒作为气体静压轴承轴承的润滑介质时，轴承静压效应和动压效应下降，轴承的刚度特性、阻尼特性、承载能力以及轴承稳定性降低。为了提升制冷剂用的气体静压轴承的综合性能以及高速稳定性，我们很有必要对气体轴承的结构进行改进。

需要说明的是，公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种气体轴承、压缩机和空调机组，

根据本实用新型的一个方面，提供一种气体轴承，包括：

轴承外壳，包括用于支撑转动部件的支撑面，轴承外壳设有供气孔；和

节流件，设置于轴承外壳的靠近支撑面的一侧，节流件包括多孔材料，节流件的靠近轴承外壳的一侧设有与供气孔连通的进气槽。

在一些实施例中，进气槽包括第一槽和第二槽，第一槽沿着绕轴承外壳的轴线的周向方向布置，第二槽与第一槽连通并自第一槽向远离第一槽的方向延伸。

在一些实施例中，第二槽的数量为多个，多个第二槽自第一槽呈放射状分布。

在一些实施例中，第二槽的数量为多个，多个第二槽围绕第一槽形成星号形状的进气结构。

在一些实施例中，进气结构的数量为多个，多个进气结构沿第一槽的周向方向均匀布置。

在一些实施例中，进气槽的深度为节流件的厚度的0.05～0.1倍。

在一些实施例中，多孔材料包括等静压石墨材料。

在一些实施例中，气体轴承还包括金属丝网，金属丝网设置在轴承外壳的远离节流件的一侧。

在一些实施例中，轴承外壳的远离节流件的一侧设有安装槽，金属丝网安装于安装槽中。

在一些实施例中，安装槽沿着绕轴承外壳的轴线的周向方向布置成环形；或者，安装槽的数量为多个，多个安装槽沿着绕轴承外壳的轴线的周向方向间隔布置。

在一些实施例中，供气孔与外部供气源连通，节流件的远离支撑面的一侧设有楔形槽。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种压缩机，包括上述的气体轴承。

根据本实用新型的又一个方面，提供一种空调机组，包括上述的气体轴承或者上述的压缩机。

基于上述技术方案，本实用新型实施例在轴承外壳的靠近支撑面的一侧设有节流件，节流件包括多孔材料，通过多孔材料有利于使气压均匀扩散到节流件的远离轴承外壳的表面，提高轴承的稳定性；而且，节流件的靠近轴承外壳的一侧设有与供气孔连通的进气槽，这样可以在节流件的靠近轴承外壳的一侧通过进气槽对供气进行进一步的分配，有利于实现供气的均匀分布，改善轴承的性能。

附图说明

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

图1为本实用新型气体轴承一个实施例的结构示意图。

图2为本实用新型气体轴承一个实施例中进气槽的结构示意图。

图3为本实用新型气体轴承另一个实施例的结构示意图。

图4为本实用新型气体轴承一个实施例中轴承外壳的结构示意图。

图5为本实用新型气体轴承一个实施例中安装有金属丝网的轴承外壳的结构示意图。

图6为本实用新型气体轴承另一个实施例中安装有金属丝网的轴承外壳的部分结构示意图。

图7为本实用新型气体轴承一个实施例中节流件与转子的配合结构示意图。

图中：

10、轴承外壳；11、安装槽；12、供气孔；20、节流件；21、第一槽；22、第二槽；23、进气结构；24、楔形槽；30、转动部件；40、金属丝网。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

如图1所示，在本实用新型提供的气体轴承的一些实施例中，该气体轴承包括轴承外壳10和节流件20，轴承外壳10包括用于支撑转动部件30的支撑面，轴承外壳设有供气孔12，节流件20设置于轴承外壳10的靠近支撑面的一侧，节流件20包括多孔材料，节流件20的靠近轴承外壳10的一侧设有与供气孔连通的进气槽。

在上述实施例中，在轴承外壳10的靠近支撑面的一侧设有节流件20，节流件20包括多孔材料，通过多孔材料有利于使气压均匀扩散到节流件20的远离轴承外壳10的表面，提高轴承的稳定性；而且，节流件20的靠近轴承外壳10的一侧设有与供气孔12连通的进气槽，这样可以在节流件20的靠近轴承外壳10的一侧通过进气槽对供气进行进一步的分配，有利于实现供气的均匀分布，改善轴承的性能。

为气体轴承提供的气体从供气孔12进入轴承外壳10的内部，进入轴承外壳10的内部后，先到达进气槽，然后通过节流件20的多孔结构到达在转动部件30和节流件20之间的间隙，形成气膜，转动部件30在气膜的支撑作用下转动，转动过程中转动部件30与节流件20和轴承外壳10不接触，因此可以减少摩擦，提高轴承的使用寿命。

根据气体的流动路径可知，通过设置进气槽，可以在节流件20的多孔结构的上游对供气进行进一步的分配，通过设置进气槽的结构形式有利于使节流件20的远离轴承外壳10的一侧的表面压力更加均匀。

另外，进气槽设置在节流件20的靠近轴承外壳10的一侧，对于径向轴承来说，进气槽设置于节流件20的外周，因此加工比较方便；对于轴向轴承来说，进气槽设置在节流件20的外侧面，加工也比较方便。

上述实施例中的气体轴承可以为静压轴承，也可以为动压轴承；可以为轴向轴承，也可以为径向轴承。

在轴向气体轴承中，转动部件30包括沿轴向延伸的第一转动部和沿径向延伸的第二转动部，轴承外壳10套装在第一转动部的外周并用于支撑第二转动部，节流件20设置在轴承外壳10和第二转动部之间，轴承外壳10的端面为支撑面，进气槽设置于节流件20的靠近轴承外壳10的端面上。

在径向气体轴承中，转动部件30设置于轴承外壳10和节流件20的中心孔中，且节流件20位于轴承外壳10和节流件20之间，轴承外壳10的内侧面为支撑面，进气槽设置于节流件20的靠近轴承外壳10的外侧周向面上。

在一些实施例中，如图2所示，进气槽包括第一槽21和第二槽22，第一槽21与供气孔12连通，第一槽21沿着绕轴承外壳10的轴线的周向方向布置，第二槽22与第一槽21连通并自第一槽21向远离第一槽21的方向延伸。

通过设置第一槽21和自第一槽21向远离第一槽21的方向延伸的第二槽22，可以使进入第一槽21的气体随第二槽22分散到第一槽21的外周，使气体均匀扩散，提高节流件20的表面压力的均匀性。

在一些实施例中，第二槽22的数量为多个，多个第二槽22自第一槽21呈放射状分布。这种分布形式有利于实现自第一槽21向四周方向的均匀扩散。

第一槽21为环形槽，多个第二槽22可以分别设置于第一槽21的两侧并相对于第二槽22对称分布。

在一些实施例中，第二槽22的数量为多个，多个第二槽22围绕第一槽21形成星号形状的进气结构23。

如图2所示，第二槽22的数量为6个，第一槽21的两侧分别设置3个第二槽22，且两侧的第二槽22关于第一槽21对称布置，形成星号(*)形状。

在一些实施例中，进气结构23的数量为多个，多个进气结构23沿第一槽21的周向方向均匀布置。

通过设置多个进气结构23，可以实现在周向方向上的均匀分布，进一步提高气压的均匀性。

在一些实施例中，进气槽的深度为节流件20的厚度的0.05～0.1倍。进气槽的深度设置在该范围内，可以在实现均匀气压的前提下，尽量减小对节流件20的结构强度的影响，使节流件20具有足够的结构强度，提高轴承的整体性能。

多孔材料可以采用石墨材料、陶瓷材料或者多孔铜材料等。

在一些实施例中，多孔材料包括等静压石墨材料。

等静压石墨材料的孔隙小并且比较均匀，而且石墨是一种物理性质和化学性质都比较稳定的材料，不会和冷媒产生物理化学反应；石墨材料的耐温性能好，抗压强度大，还具有很好的润滑作用，即使在长期使用过程中，节流件20发生了损坏，其颗粒也不会对转动部件30的表面造成损伤，有效保护转动部件30。

如图3所示，在一些实施例中，压缩机还包括金属丝网40，金属丝网40设置在轴承外壳10的远离节流件20的一侧。

金属丝网40可以通过具有预设直径的金属丝相互缠绕、挤压、勾连、层叠而形成，金属丝网40具有一定的孔隙，金属丝之间的相对滑移产生干摩擦力可以起到减振、缓冲的作用，具有较强的能量耗散能力。将金属丝网40设置在轴承外壳10的外周，可以在轴承的轴向和周向方向上获得更加均匀的阻尼，也可以提高轴承受到的阻尼，改善轴承的阻尼特性，减小转动部件30的振动幅值，提高轴承的稳定性。

金属丝网40可以直接缠绕在轴承外壳10的外周，也可以采用其他方式安装于轴承外壳10上。

如图4和图5所示，在一些实施例中，轴承外壳10的远离节流件20的一侧设有安装槽11，金属丝网40安装于安装槽11中。

在一些实施例中，安装槽11沿着绕轴承外壳10的轴线的周向方向布置成环形；或者，安装槽11的数量为多个，多个安装槽11沿着绕轴承外壳10的轴线的周向方向间隔布置。

如图4和图5所示，安装槽11为环形形状，金属丝网40安装在环形槽中；如图6所示，在周向方向上设有多个间隔布置的块状安装槽11，安装槽11的形状为矩形，金属丝网40安装在矩形槽中。在其他实施例中，安装槽11的形状也可以为正方形、菱形或者圆形等形状。

如图7所示，在一些实施例中，供气孔12与外部供气源连通，即该气体轴承为静压轴承，节流件20的远离支撑面的一侧设有楔形槽24。通过设置楔形槽24，可以在节流件20的靠近转动部件30的一侧形成动压效应，使转动部件30在静压效应和动压效应的共同作用下转动，提高轴承的性能。

楔形槽24的槽底与转动部件30之间的间隙沿转动部件30的转动方向逐渐减小，即节流件20与转动部件30之间的气膜间隙在转动方向上逐渐收敛，气膜层的压力逐渐升高，动压效应增强。

对于径向轴承来说，楔形槽24可以由节流件20的内径圆偏离中心一定距离与节流件20的内径相切获得。当转动部件30未转动时，转动部件30在静压效应的作用下，悬浮一定高度，转动部件30与轴承达到完全润滑状态。当转动部件30转动后，转动部件30相对轴承中心发生一定的位置偏移，转子与节流件20的内表面的形成收敛的楔形区域之间产生动压效应。

在如图7所示的实施例中，楔形槽24的数量为3个，3个楔形槽24在周向方向上均匀布置。

基于上述的气体轴承，本实用新型还提出一种压缩机，该压缩机包括上述的气体轴承。

基于上述的气体轴承或压缩机，本实用新型还提出一种空调机组，该空调机组包括上述的气体轴承或压缩机。

上述各个实施例中气体轴承所具有的积极技术效果同样适用于压缩机和空调机组，这里不再赘述。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本实用新型原理的前提下，依然可以对本实用新型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，这些修改和等同替换均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (13)

1.一种气体轴承，其特征在于，包括：

轴承外壳(10)，包括用于支撑转动部件(30)的支撑面，所述轴承外壳(10)设有供气孔(12)；和

节流件(20)，设置于所述轴承外壳(10)的靠近所述支撑面的一侧，所述节流件(20)包括多孔材料，所述节流件(20)的靠近所述轴承外壳(10)的一侧设有与所述供气孔(12)连通的进气槽。

2.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述进气槽包括第一槽(21)和第二槽(22)，所述第一槽(21)沿着绕所述轴承外壳(10)的轴线的周向方向布置，所述第二槽(22)与所述第一槽(21)连通并自所述第一槽(21)向远离所述第一槽(21)的方向延伸。

3.根据权利要求2所述的气体轴承，其特征在于，所述第二槽(22)的数量为多个，多个所述第二槽(22)自所述第一槽(21)呈放射状分布。

4.根据权利要求2所述的气体轴承，其特征在于，所述第二槽(22)的数量为多个，多个所述第二槽(22)围绕所述第一槽(21)形成星号形状的进气结构(23)。

5.根据权利要求4所述的气体轴承，其特征在于，所述进气结构(23)的数量为多个，多个所述进气结构(23)沿所述第一槽(21)的周向方向均匀布置。

6.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述进气槽的深度为所述节流件(20)的厚度的0.05～0.1倍。

7.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述多孔材料包括等静压石墨材料。

8.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，还包括金属丝网(40)，所述金属丝网(40)设置在所述轴承外壳(10)的远离所述节流件(20)的一侧。

9.根据权利要求8所述的气体轴承，其特征在于，所述轴承外壳(10)的远离所述节流件(20)的一侧设有安装槽(11)，所述金属丝网(40)安装于所述安装槽(11)中。

10.根据权利要求9所述的气体轴承，其特征在于，所述安装槽(11)沿着绕所述轴承外壳(10)的轴线的周向方向布置成环形；或者，所述安装槽(11)的数量为多个，多个所述安装槽(11)沿着绕所述轴承外壳(10)的轴线的周向方向间隔布置。

11.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述供气孔(12)与外部供气源连通，所述节流件(20)的远离所述支撑面的一侧设有楔形槽(24)。

12.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1～11任一项所述的气体轴承。

13.一种空调机组，其特征在于，包括如权利要求1～11任一项所述的气体轴承或者如权利要求12所述的压缩机。

Images