具有潤滑劑分配系統、軸承系統的離心壓縮機和潤滑方法
【技術領域】
[0001]本發明總的涉及離心壓縮機，并且更具體地涉及具有改進的和/或減少的部件和硬件的壓縮機的裝配。
【背景技術】
[0002]離心壓縮機可在各種各樣的工業應用中供應壓縮氣體。作為一個示例，離心壓縮機的一個應用是在工廠空氣系統中供應用于機器人應用的閥致動器和氣動缸的原動力。離心壓縮機可具有安裝在緊密吻合的葉輪腔室中的葉輪。腔室以軸向入口端口為特征，以允許朝著葉輪中心的流體進入。流體由于葉輪能超過每分鐘75，000轉(RPM)的速度的旋轉而被吸入葉輪。葉輪的旋轉將流體推過環形擴散器通路并推入周圍蝸殼。當流體通過擴散器通路進入渦管或蝸殼的時候，由葉輪的旋轉傳入流體的能量增加了流體的速度以及因此增加了壓力。現有的離心壓縮機可包括有助于增加的成本、安裝、維護等的硬件。
【附圖說明】
[0003]本發明的各種特征、方面和優點將變成特定實施例的更詳細的說明。
[0004]圖1是根據本公開的實施例的具有轉子組件的離心壓縮機的透視圖；
圖2是根據本公開的實施例的圖1的轉子組件的橫截面視圖；
圖3是根據本公開的實施例的圖1的轉子組件的局部橫截面視圖，以圖示轉子組件的潤滑劑流動路徑；
圖4是根據本公開的實施例的轉子組件的軸承的局部橫截面透視圖，以圖示軸承的潤滑劑流動路徑；
圖5是根據本公開的實施例的轉子組件的軸承的局部橫截面透視圖，以圖示軸承的潤滑劑流動路徑；
圖6是根據本公開的實施例的轉子組件的透視圖，以圖示軸承保持器；
圖7是根據本公開的實施例的圖6的軸承保持器中的一個軸承保持器的透視圖；
圖8是根據本公開的實施例的圖6的軸承保持器中的一個軸承保持器的透視圖；
圖9是根據本公開的實施例的轉子組件的局部橫截面示意圖，以圖示在第一位置的圖6的軸承保持器中的一個軸承保持器；
圖10是根據本公開的實施例的轉子組件的局部橫截面示意圖，以圖示在第二位置的圖6的軸承保持器中的一個軸承保持器；
圖11是根據本公開的實施例的轉子組件的局部橫截面透視圖，以圖示轉子組件的氣封的弓形分段的安裝；
圖12是根據本公開的實施例的轉子組件的局部橫截面透視圖，以圖示轉子組件的氣封的弓形分段的安裝；
圖13是根據本公開的實施例的轉子組件的局部橫截面透視圖，以圖示轉子組件的氣封的弓形分段的安裝； 圖14是根據本公開的實施例的轉子組件的局部橫截面透視圖，以圖示轉子組件的油封的弓形分段的安裝；
圖15是根據本公開的實施例的轉子組件的局部橫截面透視圖，以圖示轉子組件的油封的弓形分段的安裝；
圖16是根據本公開的實施例的圖1的離心壓縮機的熱交換器的供水頭的透視圖，以圖示整體流動控制閥；以及
圖17是根據本公開的實施例的圖16的整體控制閥的側視圖。
【具體實施方式】
[0005]以下將描述本發明的一個或多個特定的實施例。這些描述的實施例僅是本發明的示范。另外，為了提供這些示例性實施例的簡潔說明，在說明書中可能未描述實際實現的所有特征。應意識到的是，在任何這樣的實際實現的開發中，如在任何工程或設計項目中一樣，必須作出許多特定實現的決定，以達到諸如符合系統相關和商業相關的約束的開發者的特定目標，其可因不同的實現而變化。此外，應意識到的是，這樣的開發工作可能是復雜的并且費時的，但仍然是對于受益于該公開的技術人員的設計、加工和制造的例行工作。
[0006]本公開的實施例涉及具有帶有改進特征的部件的離心壓縮機。例如，在某些實施例中，離心壓縮機包括具有一個或多個密封(例如，油封和/或氣封)的轉子組件，所述一個或多個密封可在無硬件部件的情況下被定位并保持在離心壓縮機內。對于另一示例，某些實施例可包括具有限定多個單獨的潤滑劑路徑的一個或多個軸承部件的離心壓縮機。這樣，多個單獨的潤滑劑流可被路由至離心壓縮機的多個部分。結果，可降低潤滑劑流溫度，并且可改善離心壓縮機的操作、裝配和效率。
[0007]作為另一示例，本公開的某些實施例可包括帶有一個或多個軸承保持器(例如，環形軸承保持器或環)的轉子組件，所述軸承保持器具有至少一個非平面或“階梯”表面。更具體地說，軸承保持器的第一表面(例如，環形表面)可具有徑向向內部分和徑向向外部分，其中，徑向向內部分與徑向向外部分是不共面的。此外，軸承保持器可包括平面的與第一表面相對的第二表面(例如，環形表面)。結果，軸承保持器可被保持在離心壓縮機內的不同的位置，以使得軸承相對于旋轉部件(例如，轉子)的不同軸向位置成為可能。例如，第一表面(例如，非平面表面)可至少部分地緊靠轉子組件的軸承定位，并且第二表面(例如，平面表面)可緊靠離心壓縮機的保持孔表面定位。替代性地，第一表面(例如，非平面表面)可緊靠離心壓縮機的保持孔表面定位，并且第二表面(例如，平面表面)可至少部分地緊靠轉子組件的軸承定位。以以下詳細描述的方式，可基于軸承保持器的位置，并因此基于第一表面(例如，非平面表面)在轉子組件內的位置，調整軸承相對于轉子組件的轉子的軸向位置。
[0008]作為另一示例，某些實施例可包括帶有具有整體流動控制閥的熱交換器的離心壓縮機。更具體地說，熱交換器可包括構造成使冷卻流體流流動的冷卻流體供應頭，用于在被離心壓縮機加壓的氣體與冷卻流體流之間的熱傳遞，并且冷卻流體供應頭可包括構造成調節冷卻流體流的流動速率的整體流動控制閥。這樣，可減少用于熱交換器的附加管道、硬件及其他部件，從而改善熱交換器和離心壓縮機的裝配、操作和/或維護。
[0009]轉向附圖，圖1是離心壓縮機系統10的透視圖，其具有用于改進離心壓縮機系統10的裝配、操作和/或維護的改進的特征。在圖示的實施例中，離心壓縮機系統10包括帶有集成熱交換器14的壓縮機12。如所示，壓縮機12包括第一級16。如應意識到地，壓縮機12可取決于壓縮機12的期望輸出流包括附加的級(例如，1、2、3、4或更多的附加級)。壓縮機12的第一級16包括限定入口 20的入口罩18，流體(例如，空氣)可通過所述入口 20進入壓縮機12的第一級16。具體地，在壓縮機12的操作期間，第一級16的轉子組件20使壓縮機12的葉輪22旋轉。例如，轉子組件20可由諸如電動馬達的驅動器驅動。在圖示的實施例中，壓縮機12還包括將功率從驅動(例如，電動馬達)傳遞至轉子組件20的齒輪箱24。
[0010]如上所述，當葉輪22被驅動旋轉時，如由箭頭26所指示地，流體(例如，空氣、天然氣、氮或另一氣體)被吸入壓縮機12。當葉輪22以高的速度速率旋轉時，在壓縮機12內產生加壓流體流。更具體地說，在壓縮機12的渦管28(例如，流動通道)內產生加壓流體流。為了改善壓縮機12的效率，加壓流體流可在壓縮機12的各級之間被冷卻。同樣地，如上所述，壓縮機12包括熱交換器14(例如，中冷器)，以冷卻加壓流體流。
[0011]在圖示的實施例中，渦管28延伸至熱交換器14的外殼30。如由箭頭32所指示地，加壓流體通過渦管28進入熱交換器14的外殼30，在那兒，加壓流體可被冷卻。具體地，定位在熱交換器14的外殼30內的多個線圈可使冷卻流體流流動，并且加壓流體可橫穿外殼30內的多個線圈。當加壓流體流經多個線圈的時候，加壓流體的溫度可降低。如由箭頭34所指示地，加壓流體可通過通道36離開熱交換器14的外殼30。從通道36起，加壓流體可流向壓縮機12的另一級或流向另一系統。
[0012]如上所述，熱交換器14(例如，定位在熱交換器14的外殼30內的線圈)可使冷卻流體流(例如，水、制冷劑或其他冷卻流體流)流動。同樣地，熱交換器14包括冷卻流體供應頭38。如由箭頭42所指示地，冷卻流體供應頭38的進入導管40從冷卻流體源接收冷卻流體流，并使冷卻流體流入熱交換器14的外殼30內的線圈。在冷卻流體流過線圈之后，如由箭頭46所指示地，冷卻流體可通過冷卻流體供應頭38的離開導管44離開熱交換器14。
[0013]熱交換器14還包括一個或多個整體流動控制閥48O如以下詳細討論地，整體(例如，集成)流動控制閥48使得熱交換器14的硬件、管道及其他部件的減少成為可能。此外，整體流動控制閥48可減少熱交換器14和離心壓縮機系統10的裝配和/或維護期間的工作。在圖示的實施例中，兩個整體控制閥48沿著冷卻流體供應頭38的離開導管44定位。結果，整體控制閥48可調節通過熱交換器14的外殼30內的一個或多個線圈的冷卻流體流的流動速率。
[0014]圖2是圖1的轉子組件20的橫截面側視圖，以圖示轉子組件20的各種部件。例如，轉子組件20包括聯接至葉輪22的轉子60。此外，轉子60由兩個軸承62支撐。如應意識到地，軸承62在徑向和軸向(例如，止推)方向上吸收轉子60上的載荷。例如，軸承62可通過在不動的軸承與自旋的轉子60之間產生潤滑劑(例如，油)的薄膜來支撐載荷。為此，軸承62可包括構造成將潤滑劑供應至軸承62與轉子60之間的各種軸承表面的潤滑劑流動路徑。更具體地說，如以下詳細討論地，軸承62中的每個軸承可包括多個單獨的流動路徑，以將單獨的潤滑劑流供應至相應軸承62與轉子60之間的各種軸承表面。這樣，可將較冷的潤滑劑供應至多個軸承表面，從而改善軸承62的性能并延長軸承62的壽命。如以下進一步討論地，轉子組件20還可包括具有至少一個