[发明专利]带有空气静力学轴承的流体压缩机，带有空气静力学轴承的压缩机的控制系统，和带有空气静力学轴承的压缩机的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有空气静力学轴承的流体压缩机，具有空气静力学轴承的流体压缩机的控制系统以及压缩机的控制方法，此流体压缩机例如可以包括可应用于冷却系统的离心压缩机或线性压缩机和所述的设备的轴承内的加压的结构和各控制系统。

背景技术

离心压缩机长期以来已在工业中使用，例如在汽车工业中使用。与例如往复压缩机、旋转压缩机等的其他压缩机相比，其构思相当简单。然而，由于在正常功能模式期间的高速运行，离心压缩机的轴承系统非常复杂，该高速运行估计在大约30000至200000rpm的旋转。明显地，由于轴承系统的技术困难，离心压缩机在冷却循环中的使用已很稀少。

还关于离心压缩机，它们正常地具有单级或双级构造，但它们可以根据设备的使用而包括多个级，级的量通过安装在由电动马达促动的轴上的转子的个数限定。

根据现有技术，解决用于轴浮置的轴承系统问题的方式之一是使用电磁轴承，该电磁轴承由于获得了在轴承内不具有摩擦的构造而保持轴的浮置。这解决了摩擦问题，但要求专用的电路，且轴承需要提供有加电的线圈以形成电磁场。

其他的解决方法描述了空气静力学轴承的使用，在压缩机运行期间空气静力学轴承被加压以浮置，且因此降低了摩擦且延长设备的使用寿命。在这些解决方法中，例如必需使用泵，使得轴承在其中压缩机开启的时刻(或处于起动模式时)被加压，以避免设备的过早磨损。

在试图解决这些问题的领域中的解决方法之一在文献EP 0 212091中描述，其称为加压轴承，它使用在内燃机的涡轮增压器内。根据此文献的教示，提供了连接在涡轮增压器的热部分和冷部分之间的保存存储器，且此存储器保存了由涡轮增压器加压的空气，以将轴承加压且因此避免轴承在发动机起动和运行期间的磨损。

此解决方法的缺点之一是它要求存储器和管路的组件，这产生了制造和维护的费用。

发明内容

为克服现有技术的问题，本发明的目的是压缩机、系统和各控制方法，其中轴承系统通过事先加压的存储器可通过一对控制阀控制，其目的为：

-实现简化的轴承系统；

-消除当前模型的电磁轴承的整个电力电子控制系统；

-降低产品成本；

-使得其为更具有竞争力的产品；

-使得其为用于大规模制造的更简单的产品；和

-降低压缩机体积。

这些目的通过包括加压室和至少一个流体加压设备的流体压缩机实现，加压室和加压设备在壳体内侧，加压室具有非加压入口和加压出口，加压设备将由非加压入口收集的流体压缩且将其通过加压出口排出，加压设备具有至少一个空气静力学轴承，该空气静力学轴承包括浮置加压区域，压缩机包括流体地可连接到加压出口且连接到浮置加压区域的压缩流体蓄积器，压缩流体蓄积器位于压缩机壳体内侧。

本发明的目的进一步通过压缩机控制系统实现，该控制系统包括控制电路以控制流体压缩机，压缩机包括加压室和至少一个流体加压设备，加压室和加压设备位于壳体内，加压室具有非加压入口和加压出口，加压设备将由非加压入口收集的流体压缩且将其通过加压出口排出，加压设备具有至少一个空气静力学轴承，该空气静力学轴承包括浮置加压区域，系统进一步包括第一控制阀和第二控制阀，它们选择地将整合到壳体内的压缩流体蓄积器与加压出口连接，或将压缩流体蓄积器连接到空气静力学轴承的浮置区域，系统构造为在压缩机运行时将压缩流体蓄积器连接到加压出口和空气静力学轴承的浮置区域，或在压缩机起动前仅连接压缩流体蓄积器和空气静力学轴承的浮置区域。

再根据本发明的教示，目的进一步通过起动压缩机的方法实现，方法包括如下步骤：在起动模式中，在使压缩机的空气静力学轴承浮置所需的时间期间打开来自压缩流体蓄积器的通道；保持第二控制阀关闭直至加压出口的压力高于从压缩流体蓄积器排出的流体的压力；从加压出口处的流体为压缩流体蓄积器再充填。

附图说明

本发明将基于在附图中表示的实施例更详细地描述。附图为：

图1为多级离心压缩机的示意性剖视图，图示了本发明的实施例的一个；

图2为多级离心压缩机的示意性剖视图，图示了本发明的实施例的一个；

图3为根据本发明的另一个实施例的线性压缩机的剖视图。

具体实施方式