[發明專利]用于壓縮機的氣缸的密封套、壓縮機和冷卻設備

有效

• 申請號: 201280056596.6
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103946545A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: H.布雷格曼恩梅勒;D.E.B.里里伊
• 申請（專利權）人: 惠而浦股份公司
• 主分類號: F04B39/02
• 分類號: F04B39/02;F04B39/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅;譚祐祥

技術領域

本發明涉及一種用于密封空氣靜力軸承壓縮機（aerostatic?bearing?compressor）的軸承流體通道的撓性套，更特別地，涉及應用于冷卻系統的空氣靜力軸承壓縮機。

背景技術

一般而言，冷卻循環包括四個必要元件，即壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器。在該冷卻循環中，冷卻流體（例如，Freon?）循環經過所述部件，在這些部件處發生如下操作。在膨脹閥中，最初以液體形式供應的冷卻流體膨脹以進入到氣態并且稀薄的形式，從而降低其自身溫度。隨后，目前具有更低密度的該流體穿過能使其從環境中吸收熱量的蒸發器。接下來，該流體來到壓縮機，該壓縮機壓縮該流體從而使其返回到液體形式（或者受壓縮氣態形式）。最后，該流體穿過將熱量傳遞到第二環境的冷凝器，并且當流體返回到膨脹閥時，這些階段重新開始，由此完成冷卻循環。

冷卻壓縮機可以呈現各種不同形式、機構和功能。每一種類型的壓縮機都更好地適用于某種類型的應用，并且本領域眾所周知的壓縮機型為直線壓縮機。該壓縮機以活塞在氣缸內側軸向振蕩運動的方式操作。

進入到直線壓縮機內的氣體沿著如下路徑行進：首先該氣體穿入到增壓室，接下來其穿過進氣閥并且不久之后填充稱為壓縮室的區域，即，由壓縮機的活塞和氣缸之間的空間包含的區域，能夠將其轉換為具有更大密度的液體或氣體的壓縮在該處發生。在第三時刻，目前具有更大密度的該流體位移經過排放閥，并且最后，該流體填充稱為排放室的區域，該流體從該區域被釋放用于冷卻循環接下來的階段。

要注意的是，為了正確工作，直線壓縮機在活塞的外面和氣缸的內面之間需要潤滑。所述潤滑的目的是降低部件之間的摩擦，從而提高壓縮機的產率，并且避免其部件的過早磨損和破損。因此，存在具有潤滑液類型的粘性流體的直線軸承壓縮機以及具有氣態流體的直線軸承壓縮機。

具有氣態流體的直線軸承壓縮機被稱為空氣靜力軸承直線壓縮機。與具有粘性流體的軸承壓縮機的潤滑系統相比，所述壓縮機具有更高效的潤滑系統，這是因為氣態流體相對于粘性流體（油）具有更低的粘性品質系數。直線空氣靜力壓縮機的另一優點是不存在分配壓縮機內側的粘性流體的油泵，從而事實上降低了該產品的制造成本和復雜性。

空氣靜力軸承直線壓縮機（在下文中稱為空氣靜力壓縮機）的重要特性在于，它們能夠具有通過來自冷卻流體本身的氣體軸承構造。由于它們具有正是由循環經過壓縮機的冷卻流體形成的軸承，該設備節省了額外的潤滑劑源，這是因為使用這些壓縮機必須的所有潤滑流體在它們內側已經可以大量得到。

具有冷卻流體的空氣靜力軸承壓縮機具有位于氣缸的外面上的軸承通道。這些通道能夠將氣態流體分配到沿著氣缸蔓延的分配孔。分配孔橫穿氣缸的結構，與活塞區域會合，將氣態流體均質地傳輸到氣缸和活塞之間存在的間隙。

為了使氣態流體均勻地分布在活塞和氣缸之間的間隙中，就必須密封軸承通道，從而阻止在它們和受壓流體出口之間連通，該出口將在活塞的軸承構造中起作用。

通常，實現密封軸承通道的功能的部分是具有管狀幾何形狀的金屬夾套，在下文中稱其為密封夾套。

要注意的是，在密封夾套的內表面和氣缸的外表面之間會存在間隙，這些間隙除了會使軸承通道之間不合需要地連通外，還會增大某些約束通道的截面面積，由此引起在這些通道中的流體的更大流，并由此導致活塞和氣缸之間的間隙中的流體分布變差，形成不規則的軸承構造。

為了有效密封約束通道，必須在通常由金屬材料制成的密封夾套和氣缸之間實施過盈聯接。除了該操作，還必須在氣缸外面和夾套內面兩者上實施精細表面精整，目的是獲得具有低粗糙度的表面。

然而，精細表面精整要求的尺寸公差增加了成本，并且加長了這些部分的制造時間，這是因為在這兩部分上需要頻繁地進行車削和研磨工藝。

而且，缺點在于，在密封夾套和氣缸之間的過盈聯接會使氣缸變形，從而表現出本領域的空氣靜力壓縮機中的夾套布置的另一個缺點。

本領域的空氣靜力壓縮機中的密封夾套（例如上述的密封夾套）由金屬材料制成，即，由撓性低的材料制成，這就需要全面的表面精整，從而使其能夠密封壓縮機的軸承通道。

然而，即使在制造壓縮機的密封夾套和氣缸時執行全面的工作，仍然會存在如下可能性：由于流體在活塞和氣缸之間的分布差，因此在最終產品中可能存在瑕疵，這會降低壓縮機的產率和/或損壞其內部部分，從而縮短其使用壽命。發生這點是因為壓縮機的密封夾套和氣缸的金屬構成阻止了對約束通道的良好密封，即使為了在這些部件的表面精整中實現更高精度而在這些部分上進行了各種機加工和研磨操作也無濟于事。