[發明專利]用于渦輪壓縮機的軸承系統和具有軸承系統的渦輪壓縮機

無效

• 申請號: 201280064139.1
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN104011398A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 盧德格爾·阿爾費斯;羅爾夫·滕布羅克
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F04D29/063
• 分類號: F04D29/063;F02C7/06;F04D29/056
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

技術領域

本發明涉及一種用于渦輪壓縮機的軸承系統和一種具有軸承系統的渦輪壓縮機。

背景技術

渦輪壓縮機用于在工藝流程中壓縮工藝氣體。渦輪壓縮機具有轉子，所述轉子借助軸承支承在包圍轉子的殼體之外。因為在渦輪壓縮機運行時在轉子和殼體之間存在相對運動，所以在轉子的軸從殼體的內部伸向外的部位上預留間隙。該間隙借助軸密封件來消除，以便阻止工藝氣體從渦輪壓縮機的內部向外泄漏或者將泄漏至少保持為可接受地小的。如果工藝氣體是可燃的、有毒的和/或危害環境的，那么對軸密封件在其密封效果方面的要求是高的。已知的是為軸承使用油潤滑的滑動軸承、尤其是油潤滑的可傾瓦塊滑動軸承。滑動軸承的設計與轉子的工作轉速和轉子動力學相協調，其中軸密封件和軸承直接相鄰地設置在軸上。

在循環過程、例如制冷循環中，對軸密封件提出高的要求。工藝氣體從渦輪壓縮機的泄漏限制成最小值。如果例如軸密封件實施成例如用密封油封鎖的液體密封件，那么密封油能夠選擇成與制冷劑是化學兼容的。通常，密封油也用作為用于軸承的潤滑油，使得渦輪壓縮機由組合式潤滑/密封油系統來供給，其中密封油也必須適用于潤滑和冷卻軸承，由此密封油必須滿足多種要求。例如，礦物油作為密封油不能夠適用于潤滑軸承和封鎖軸密封件，因為礦物油與在制冷過程中使用的制冷劑不能兼容。特殊的合成油提供補救措施，然而所述合成油是強吸濕性的從而不允許與外界大氣的空氣濕度結合。

發明內容

本發明的目的是，提供一種用于渦輪壓縮機的軸承系統和一種具有軸承系統的渦輪壓縮機，其中在工藝氣體泄漏少的情況下可靠地支承渦輪壓縮機。

所述目的借助權利要求1和10的特征來實現。對此優選的設計方案在其他的從屬權利要求中得出。

根據本發明的用于集成在用于壓縮工藝氣體的過程中的渦輪壓縮機的軸承系統具有：由潤滑流體潤滑的軸承，以用于支承渦輪壓縮機的轉子；大氣側的軸密封件，軸承借助所述軸密封件朝向大氣隔離；和收集罐，以用于提供用于潤滑軸承的潤滑流體，所述收集罐具有用于潤滑流體從軸承回流到收集罐的回流管道和加載管道，所述加載管道連接到過程(Prozess)中，使得在收集罐中的潤滑流體通過工藝氣體加載有超壓進而回流管道加載有超壓。根據本發明的渦輪壓縮機具有軸承系統。

優選地，收集罐具有導回管道，所述導回管道連接到過程中，使得為了將在收集罐中的超壓保持為恒定，能夠將過量的工藝氣體導回到過程中。在此，優選的是，將過濾裝置設置到導回管道中，從工藝氣體中過濾潤滑流體。加載管道還優選地具有節流機構和/或導回管道還優選地具有按壓裝置。按壓裝置優選為活塞式壓縮機。

此外，優選的是，軸承系統具有過程側的軸密封件，軸承借助所述軸密封件朝向過程側隔離并且為所述軸密封件設有輸送管道，經由所述輸送管道能夠將用于封鎖過程側的軸密封件的潤滑油運送至所述軸密封件。軸承系統優選地具有軸承密封殼體，在所述軸承密封殼體中安置有軸承和軸密封件并且所述軸承密封殼體除入口和出口之外是封閉的。軸承系統還優選地具有泄漏導出管道，借助所述泄漏導出管道能夠將工藝氣體和潤滑流體中的泄漏從過程側的軸密封件導向收集罐。在泄漏導出管道中優選地設有分離器以用于將潤滑流體從泄漏中分離，所述潤滑流體能夠經由泄漏導出管道運送到收集罐中。分離器與過程優選耦聯，使得由分離器分離的工藝氣體能夠輸送給過程。

根據本發明，回流管道通過工藝氣體加載有超壓，由此潤滑流體在超壓下從軸承流出。超壓的大小設計成，使得在渦輪壓縮機運行時，由于對軸承中的潤滑流體的離心力作用阻止干燥運轉。由于潤滑流體以加壓方式加載有工藝氣體并且軸承借助大氣側的軸密封件朝向大氣隔離，因此抑制潤滑流體的大氣接觸。在此，能夠有利地保持為不重要的是，例如潤滑流體是否是禁止與大氣接觸的吸濕類型的。尤其地，吸濕性的潤滑流體適合于制冷過程，使得根據本發明的軸承系統適合于用在制冷過程中。

通常，理想的是，制冷過程具有制冷劑相對于大氣的盡可能少的泄漏，因為泄漏使環境承受負荷并且制冷循環過程必須再次以制冷劑的泄漏量填充。根據本發明的軸承系統的泄漏率是小的，因為所述軸承系統密閉地通過大氣側的軸密封件和收集罐的工藝氣體加載與大氣密閉地密封封閉，其中通過將被工藝氣體污染的潤滑流體導回到收集罐中，能夠將從其中抽出的工藝氣體導回到過程中。通過維持收集罐中的超壓，有利地，阻止濕氣從大氣滲入到收集罐中，由此確保潤滑流體用于潤滑軸承并且用于封鎖大氣側的軸密封件和/或過程側的軸密封件的功能。此外，加載有超壓的軸承密封殼體適合于在渦輪壓縮機緊急運行時確保足夠的潤滑。