[发明专利]用于气体轴承支撑的离心压缩机供气系统

说明书

本发明属于制冷技术邻域，涉及一种用于气体轴承支撑的离心压缩机轴承供气系统，包括与冷凝器连接的经济器，经济器的出口分为三路，第一路经济器直接与离心压缩机相连通，第二路通过第二节流阀与蒸发器进入离心压缩机，第三路通过第二单向阀和电子膨胀阀与离心压缩机的壳体相连通；还包括与冷凝器连通的储液器，储液器依次连接第一单向阀、制冷剂液泵、热力膨胀阀和换热器，换热器连接有用于向换热器提供热源的水箱，换热器与离心压缩机相连通。本发明提供给气体轴承的制冷剂蒸汽为过热状态，减少供气系统中含有液体制冷剂的风险，保证气体轴承的稳定可靠运行；并通过不同供气回路的切换和控制，保证离心压缩机稳定可靠的气源供应。

技术领域

本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种用于制冷和热泵系统的气体轴承支撑的离心压缩机轴承供气系统。

背景技术

采用气体轴承作为支撑结构的离心式制冷压缩机具有无油、高速、稳定性好的特点，气体轴承又可以分为静压气体轴承和动压气体轴承，与动压气体轴承相比，静压气体轴承的承载力较大，但需要稳定的气源向气体轴承供气来保证气体轴承的稳定可靠工作。常规的做法可以采用压缩机排出的高压气体作为气源来向轴承供气或者采用外部气源，但由于离心式制冷或热泵机组在工作时大部分时间工作在非额定负荷工况条件下，也即部分负荷工况条件下，部分负荷工况下由于蒸发压力或冷凝压力的变化，导致系统的最大压差会发生变化，此时会导致轴承的供气压力不足。在其他高温工况或低温工况等极端工况条件下也会导致供气压力的变化。供气压力的不足会导致气体轴承承载力减小，进而影响轴承和机器的稳定性和可靠性。采用外部气源会增加系统的复杂性，而且需要消耗多余能耗。因此，为静压气体轴承提供稳定可靠的气源是气体轴承离心压缩机重要的关键技术之一。

但是，在原有技术中，即通过加热制冷剂储罐的供气方案中，通过加热储液罐中的制冷剂液体所产生的制冷剂气体为饱和蒸汽，饱和蒸汽在流过后面的管路、阀门、过滤器等组件和管路时，由于与外部环境的散热，不可避免会产生制冷剂液体，而含有液体的制冷剂气液混合相在向气体轴承供气时可能会导致轴承运行不稳定，所以亟需要提供一种稳定可靠的具有一定过热度的制冷剂气体以解决此问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，对现有的气体轴承支撑的离心压缩机供气系统作进一步的改进，提出了一种用于气体轴承支撑的离心压缩机供气系统，提供了离心压缩机的补气、轴承供气、电机冷却的方法，能够提供具有一定过热度的制冷剂气体，减少供气系统中含有液体制冷剂的风险，保证气体轴承的稳定可靠运行。

本发明的技术方案是：

用于气体轴承支撑的离心压缩机供气系统，包括离心压缩机和冷凝器，离心压缩机的出口与冷凝器进口相连通，离心压缩机内设置气体轴承，所述供气系统还包括：

制冷剂循环路径，所述制冷剂循环路径包括与冷凝器第一出口连接的经济器，所述经济器的出口分为三路，第一路从经济器的上出口直接与离心压缩机的2级压缩机进气口管道相连通，第二路通过第二节流阀与蒸发器的入口相连通，并经蒸发器出口进入离心压缩机的低压级进口，第三路通过第二单向阀和电子膨胀阀与离心压缩机的壳体相连通；

过热供气路径，所述过热供气路径包括与冷凝器第二出口连通的储液器，所述储液器依次连接第一单向阀、制冷剂液泵、热力膨胀阀和换热器，所述换热器连接有用于向换热器提供热源的水箱，所述水箱出口设置有温度传感器和循环水泵；所述换热器的出口处设置有热力膨胀阀的感温包，所述换热器依次通过气体过滤器、稳压阀和电磁阀与所述离心压缩机相连通。

进一步的，所述水箱底部设置有电加热器，所述水箱与换热器形成一个水路循环，所述水箱与换热器之间设置有循环水泵和用于控制出水温度的温度传感器。

进一步的，所述换热器入口一端连接所述热力膨胀阀，出口一端设置有用于测量经过换热器后制冷剂温度的感温包。

进一步的，所述冷凝器第一出口通过第一节流阀与所述经济器的入口相连通。