[发明专利]借助超低粘度的挥发性流体来润滑滚动件轴承的方法及轴承组件

说明书

技术领域

本发明通常涉及利用超低粘度挥发性流体(ULVVF)作为滚动件轴承的润滑剂，尤其是涉及一种制冷压缩机。在现有技术中举例来说，液化制冷剂从冷凝器供给到轴承中的轴承空间内。进入到轴承空间内的制冷剂处于饱和状态，并被喷在轴承圈和滚动件上。在该过程中，液化制冷剂的压力下降，因而一些制冷剂会蒸发。剩余的液化制冷剂处于饱和状态。因此，尽管ULVVF具有低沸点、低粘度，但是研究发现它们仍不能产生润滑膜。

背景技术

但可以发现，由于上述低粘度和低压力粘度系数，ULVVF润滑膜和油基润滑膜相比非常薄。在现有技术中的另一个问题就是经常在轴承内部用作为润滑剂的制冷剂等ULVVF会产生火花或沸腾。这是由于压力下降或摩擦热等能量增加所引起的。在这些条件下，由于压力降低和能量增加，上述轴承将以间歇的方式干转。而且，产生的火花或沸腾会在轴承的滚动接触部的入口和出口处导致气穴现象。因这些现象，会在端部上产生高接触剪应力，从而导致轴承寿命降低。

发明内容

本发明的目的就是提供一种通过ULVVF来润滑轴承的方法，而不具有这些缺点。该目的是这样实现的，即通过一种利用超低粘度挥发性流体(ULVVF)对滚动件轴承进行润滑的方法，包括下列步骤：

将液化流体注入到轴承中，

通过液化流体润滑轴承圈和滚动件之间的滚动接触，

为液化流体设置流动约束，以便于保持至少一部分流体压力，且高于在轴承中由流体蒸发温度所形成的蒸发压力(低温冷却)。

在润滑剂流动路径上设置约束的步骤使润滑剂的相对压力增加。这种压力增加可足以防止作为润滑剂注入到轴承中的液化ULVVF的蒸发。因此，可以延长ULVVF的液化状态，改进润滑剂的有益效果，并避免干转现象。

根据实施上述方法的优选方式，包括下列步骤：

设置一个轴承腔，

在轴承腔内容纳轴承，

向轴承腔内注入液化流体，

使液化流体流经上述轴承，

利用流动约束来限定轴承腔。

上述轴承腔被限定为一个可以容纳一或多个滚动件轴承的腔室或区域。该轴承腔应该和上述轴承空间相区分，是滚动件轴承的轴承圈之间形成的区域，设置着滚动件和可能的护架。

流动约束在设置之前可以采用几种形式。根据第一种可能，上述滚动件轴承自身可以用作为流动约束。或者，在轴承的流体流动出口侧面设置一个护罩或密封件，利用这种护罩或密封件作为流动约束。

本发明进一步包括下列步骤：

在上述轴承腔容纳另一个轴承，

在两个轴承之间形成的轴承腔内注入液化流体，

使液化流体流经上述轴承，

在两个轴承处利用流动约束限定上述轴承腔。

尤其是，在制冷循环中，本发明可用于润滑制冷压缩机中的滚动件轴承，其中制冷剂流被压缩，并在冷凝器中液化，同时温度增加，随后上述制冷剂流的主要部分在蒸发器中蒸发，温度下降，包括下列步骤：

以液化的形式从冷凝器中获取压力为冷凝器出口压力的制冷剂流的辅助部分，

将上述制冷剂流的液化辅助部分的压力增加到高于上述冷凝器出口压力的增压，

将制冷剂流的上述增压也会辅助部供给到上述轴承中，用以润滑，

利用流动约束限定上述轴承腔。

将上述制冷剂流的液化辅助部分的压力增加，从而使液化制冷剂低温冷却，因而可以获得下列优点。首先，相比现有技术已经克服了较大的温差，可以延迟轴承中液化润滑剂的沸腾或产生火花。因此可以在轴承内长时间地保持着大量液化润滑剂。而且，低温冷却步骤增加了制冷剂的粘性，因而润滑剂膜的厚度也增加。此外，由于可以避免气穴现象，所以很容易地将低温冷却制冷剂泵出。

利用流动约束元件将上述轴承的轴承空间划界，就可以长时间地供给加压制冷剂并保持这种压力，从而足以获得合适的润滑效果。

本发明进一步涉及一种制冷压缩机的轴承组件，该轴承组件包括壳体，至少一个容纳在上述壳体中用来支撑压缩机轴的轴承，上述轴承又包括至少两个环件，以及至少一系列和上述环件滚动接触的滚动件，上述环件限定了轴承空间，还包括液化制冷剂供给机构，将液化制冷剂流供给到上述轴承空间。根据本发明，设置着至少一个流动约束元件，将上述轴承空间划界。

上述流动约束元件可以由多种方式实施。根据第一种可能，流动约束元件是一种和一个环件相连的密封件，并朝向其他环件延伸。上述密封件可以和其他环件滑动配合。而且，上述密封件可以在制冷剂流的增压液化辅助部分的作用下产生弹性变形。通过选择合适的密封件弹性，可以在轴承空间内保持一定的压力。