[发明专利]具有推力平衡负载的单螺杆式压缩机及相关方法

说明书

一种高吸入压力推力负载平衡组件，构造成与单螺杆式压缩机一起使用，所述高吸入压力推力负载平衡组件包括密封挡板，该密封挡板与单螺杆式压缩机的主转子驱动轴键连接，以便可与其一起旋转。密封挡板构造成使用用于润滑压缩机的机械轴密封的加压油产生力或者负载，以抵消在主转子驱动轴旋转期间产生的主转子驱动轴的轴向力。

技术领域

本发明总体上涉及单螺杆式压缩机，并且在至少一个方面涉及在产生或者使用高吸入压力的环境或者应用中使用的这种压缩机。在另一方面，本发明涉及在高吸入压力应用或者环境中使用和/或操作单螺杆式压缩机的方法。

背景技术

压缩机(例如，旋转螺杆式气体压缩机)被用于例如压缩系统(例如，制冷系统)中以压缩制冷剂气体，诸如氟利昂(或者其他R-12、R-13B1、R-22、R-502和R-503制冷剂)、氨、天然气等。一种类型的旋转式气体压缩机具有壳体，其中轴由电机驱动以驱动其上具有螺旋凹槽的单个主转子，并且该凹槽与在转子的相对侧上的一对闸门转子或者星形转子啮合以限定气体压缩室。壳体设置有两个气体吸入口(靠近每个闸门转子)和两个气体排放口(靠近每个闸门转子)。两个双滑阀组件设置在壳体上(靠近每个闸门转子)，并且每个滑阀组件包括吸入滑阀(也称为“容量滑阀”)和排放滑阀(也称为“容积滑阀”)，分别用于控制相关联的吸入口和相关联的排放口。

第4,610,612号、第4,610,613号和第4,704,069号美国专利(均转让给与本申请相同的受让人)公开了一种以上描述的类型的双滑阀旋转式气体压缩机。这些专利中的每一个的教导和公开内容通过引用整体并入本文。通常采用电动机或者发动机来驱动旋转式压缩机中的转子，并且压缩机的加载和卸载是通过对控制气体进出压缩室的滑阀进行定位来实现的。

然而，已经发现，对于目前的单螺杆式压缩机，特别是当吸入压力显著增加以使压缩机在高吸入压力应用或者环境(例如，大于或等于300psi)下操作时，主轴上的轴向负载也增加。这种在主轴上施加高轴向负载的一个结果或者后果是轴承寿命降低(即，由于轴承上的负载增加)，并且在一些情况下，显著降低。单螺杆式压缩机必须被关闭并且被取出，以更换或者修理损坏的轴承。

尽管可以添加轴承，从而进一步将负载分布在更多部件上，或者制造具有更高的耐受负载的特殊轴承，但是轴承仍将最终磨损。

因此，希望提供一种改进的单螺杆式压缩机，其能够在高吸入压力环境中长时间操作，而不需要更换或者修理由于这种高吸入压力以及其产生的主轴高轴向负载而导致磨损或者损坏的轴承。

发明内容

根据本发明的至少一个方面，提供了一种构造成与单螺杆式压缩机一起使用的高吸入压力推力负载平衡组件。高吸入压力推力负载平衡组件包括密封挡板，所述密封挡板与所述单螺杆式压缩机的主转子驱动轴键连接，以便可与所述主转子驱动轴一起旋转。所述密封挡板构造成利用用于润滑压缩机的机械轴密封件的加压油产生力或者负载，以抵消在所述主转子驱动轴旋转期间产生的所述主转子驱动轴的轴向力。

根据本发明的至少另一方面，提供了一种具有高吸入压力负载平衡组件的单螺杆式压缩机。单螺杆式压缩机包括：壳体；主转子，其固定在所述壳体内并且由主转子驱动轴围绕主转子驱动轴轴线可旋转地驱动。主转子可操作地与多个闸门转子接合，所述闸门转子也固定在所述壳体内。高吸入压力负载平衡组件包括密封挡板，所述密封挡板与所述主转子驱动轴键连接，以便可与所述主转子驱动轴一起旋转。所述密封挡板构造成产生力或者负载，以抵消在所述主转子的旋转期间产生的所述主转子驱动轴的轴向力。有利地，所述高吸入压力负载平衡组件构造成有助于在高输入或吸入压力条件(即，大于或等于300psi)下在压缩机操作期间防止一个或多个轴颈轴承上的过度负载。