[发明专利]用于涡轮压缩机的轴承系统和具有轴承系统的涡轮压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮压缩机的轴承系统和一种具有轴承系统的涡轮压缩机。

背景技术

涡轮压缩机用于在工艺流程中压缩工艺气体。涡轮压缩机具有转子，所述转子借助轴承支承在包围转子的壳体之外。因为在涡轮压缩机运行时在转子和壳体之间存在相对运动，所以在转子的轴从壳体的内部伸向外的部位上预留间隙。该间隙借助轴密封件来消除，以便阻止工艺气体从涡轮压缩机的内部向外泄漏或者将泄漏至少保持为可接受地小的。如果工艺气体是可燃的、有毒的和/或危害环境的，那么对轴密封件在其密封效果方面的要求是高的。已知的是为轴承使用油润滑的滑动轴承、尤其是油润滑的可倾瓦块滑动轴承。滑动轴承的设计与转子的工作转速和转子动力学相协调，其中轴密封件和轴承直接相邻地设置在轴上。

在循环过程、例如制冷循环中，对轴密封件提出高的要求。工艺气体从涡轮压缩机的泄漏限制成最小值。如果例如轴密封件实施成例如用密封油封锁的液体密封件，那么密封油能够选择成与制冷剂是化学兼容的。通常，密封油也用作为用于轴承的润滑油，使得涡轮压缩机由组合式润滑/密封油系统来供给，其中密封油也必须适用于润滑和冷却轴承，由此密封油必须满足多种要求。例如，矿物油作为密封油不能够适用于润滑轴承和封锁轴密封件，因为矿物油与在制冷过程中使用的制冷剂不能兼容。特殊的合成油提供补救措施，然而所述合成油是强吸湿性的从而不允许与外界大气的空气湿度结合。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于涡轮压缩机的轴承系统和一种具有轴承系统的涡轮压缩机，其中在工艺气体泄漏少的情况下可靠地支承涡轮压缩机。

所述目的借助权利要求1和10的特征来实现。对此优选的设计方案在其他的从属权利要求中得出。

根据本发明的用于集成在用于压缩工艺气体的过程中的涡轮压缩机的轴承系统具有：由润滑流体润滑的轴承，以用于支承涡轮压缩机的转子；大气侧的轴密封件，轴承借助所述轴密封件朝向大气隔离；和收集罐，以用于提供用于润滑轴承的润滑流体，所述收集罐具有用于润滑流体从轴承回流到收集罐的回流管道和加载管道，所述加载管道连接到过程(Prozess)中，使得在收集罐中的润滑流体通过工艺气体加载有超压进而回流管道加载有超压。根据本发明的涡轮压缩机具有轴承系统。

优选地，收集罐具有导回管道，所述导回管道连接到过程中，使得为了将在收集罐中的超压保持为恒定，能够将过量的工艺气体导回到过程中。在此，优选的是，将过滤装置设置到导回管道中，从工艺气体中过滤润滑流体。加载管道还优选地具有节流机构和/或导回管道还优选地具有按压装置。按压装置优选为活塞式压缩机。

此外，优选的是，轴承系统具有过程侧的轴密封件，轴承借助所述轴密封件朝向过程侧隔离并且为所述轴密封件设有输送管道，经由所述输送管道能够将用于封锁过程侧的轴密封件的润滑油运送至所述轴密封件。轴承系统优选地具有轴承密封壳体，在所述轴承密封壳体中安置有轴承和轴密封件并且所述轴承密封壳体除入口和出口之外是封闭的。轴承系统还优选地具有泄漏导出管道，借助所述泄漏导出管道能够将工艺气体和润滑流体中的泄漏从过程侧的轴密封件导向收集罐。在泄漏导出管道中优选地设有分离器以用于将润滑流体从泄漏中分离，所述润滑流体能够经由泄漏导出管道运送到收集罐中。分离器与过程优选耦联，使得由分离器分离的工艺气体能够输送给过程。

根据本发明，回流管道通过工艺气体加载有超压，由此润滑流体在超压下从轴承流出。超压的大小设计成，使得在涡轮压缩机运行时，由于对轴承中的润滑流体的离心力作用阻止干燥运转。由于润滑流体以加压方式加载有工艺气体并且轴承借助大气侧的轴密封件朝向大气隔离，因此抑制润滑流体的大气接触。在此，能够有利地保持为不重要的是，例如润滑流体是否是禁止与大气接触的吸湿类型的。尤其地，吸湿性的润滑流体适合于制冷过程，使得根据本发明的轴承系统适合于用在制冷过程中。

通常，理想的是，制冷过程具有制冷剂相对于大气的尽可能少的泄漏，因为泄漏使环境承受负荷并且制冷循环过程必须再次以制冷剂的泄漏量填充。根据本发明的轴承系统的泄漏率是小的，因为所述轴承系统密闭地通过大气侧的轴密封件和收集罐的工艺气体加载与大气密闭地密封封闭，其中通过将被工艺气体污染的润滑流体导回到收集罐中，能够将从其中抽出的工艺气体导回到过程中。通过维持收集罐中的超压，有利地，阻止湿气从大气渗入到收集罐中，由此确保润滑流体用于润滑轴承并且用于封锁大气侧的轴密封件和/或过程侧的轴密封件的功能。此外，加载有超压的轴承密封壳体适合于在涡轮压缩机紧急运行时确保足够的润滑。