[实用新型]一种动静压气体混合轴承支承的高速离心压缩机

说明书

本实用新型涉及压缩机技术领域的一种动静压气体混合轴承支承的高速离心压缩机，包括壳体、轴承组件，轴承组件包括一对推力气体轴承，推力气体轴承包括轴承座、以轴承座的轴线为准环向均布的若干静压多孔质轴承片，还包括设置在轴承座中的进气通道，还包括以轴承座的轴线为准环向均布的若干动压箔片组件，该进气通道具有进气端以及若干出气端，且该进气通道的若干出气端与若干静压多孔质轴承片一一对应；输出管、二级蜗壳的出气端均旁通有通向两个轴承座的进气通道的通气管路。以解决在大压比工况下因气压过大而致压缩机叶轮的动态轴向力过大、轴承组件容易损坏的问题。

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，具体来说，是高速离心压缩机。

背景技术

离心压缩机是一种透平式压缩机，通过叶轮高速旋转轮给予气体的离心力作用，对其动能进行提升，之后经过扩压器作用气体流速下降，从而提高气体压力。由于离心压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小等优点，目前广泛应用于化工、石油、制冷、污水处理等行业中。随着应用的不断深入细分出适用于不同工况、不同行业的不同类型的离心压缩机。而其中中小型功率的离心压缩机(500kW以下)更趋向于高转速、高效能。对于低压比、大流量的离心压缩机，目前最有效的解决方案是直驱式离心压缩机。直驱式离心压缩机结构上要求传动部件少、转速高，传统的滑动轴承在此条件下就显得能耗过大、线速度低、稳定性不足等问题，因此目前国内外常用的解决方案是用气体轴承替换滑动轴承，其中最常用的是动压气体箔片轴承。

动压气体箔片轴承是利用转子与轴承支承面之间形成的楔形产生的楔形效应，随着转子转速的升高由于气体的粘性周围环境中的气体被拖入楔形中，转速升到一定时楔形中的气体气压增加到支撑起转子。因此动压气体箔片轴承工作在离心压缩机中具有非常低的的能耗，其能耗来源主要是气体摩擦产生的损耗。然而也正因如此，动压气体箔片轴承的承载能力远不如滑动轴承。而对于静压气体轴承承载能力的问题就迎刃而解，静压气体轴承由于其需要外部供气，其承载能力很大程度上决定于出气孔的出气压力。然而，也正因如此静压气体轴承的支承气体在高转速、高线速度下很容易产生动压效应，对转子系统产生自激振动。

目前气体轴承应用于离心压缩机上的主要方案主要是采用动压气体箔片轴承，其工况主要是大流量，低压比。在大压比工况下由于气体压力大，压缩机叶轮产生的动态轴向力较大，推力气体轴承经常容易损坏。静压气体轴承在压缩机领域也有应用，但是由于其稳定性差，容易对转子系统产生自激振动，往往难以应用于高转速、高线速度下。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动静压气体混合轴承支承的高速离心压缩机，以解决在大压比工况下因气压过大而致压缩机叶轮的动态轴向力过大、轴承组件容易损坏的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：一种动静压气体混合轴承支承的高速离心压缩机，包括壳体、轴承组件，还包括通过轴承组件转动设置在壳体内的电机转子，以及安装在壳体内的电机定子，还包括一级压缩叶轮、一级蜗壳、一级冷却器、二级压缩叶轮、二级扩压器、二级蜗壳、二级冷却器、用于输出高压气流的输出管，所述轴承组件包括一对与电机转子同轴设置的推力气体轴承，所述一对推力气体轴承安装在壳体中，所述电机转子外周设置沿其径向外凸的、圆片状的凸缘，所述电机转子的凸缘转动支承两个推力气体轴承，两个推力气体轴承以电机转子的凸缘为准相对布置并分别支承凸缘的两轴端面；

所述推力气体轴承包括如下部分：

回转体结构的、与电机转子同轴设置的轴承座；

以轴承座的轴线为准环向均布且贴装在轴承座轴端侧上的若干静压多孔质轴承片，所述静压多孔质轴承片采用透气的多孔石墨材质制成；

设置在轴承座中的进气通道，该进气通道具有进气端以及若干出气端，且该进气通道的若干出气端与若干静压多孔质轴承片一一对应且贴靠静压多孔质轴承片上与轴承座相接触的配合面；以及

以轴承座的轴线为准环向均布且安装在轴承座轴端侧上的若干动压箔片组件；