一种循环机制造技术

本公开提供一种循环机，包括轴、涡轮机部分、压气机部分和风机部分、止推结构和平衡件，涡轮机部分、压气机部分和风机部分共用轴，止推结构和平衡件均套设于轴上；止推结构设置于涡轮机部分与压气机部分之间的位置，平衡件设置于风机部分与压气机部分之间的位置，且平衡件的朝向风机部分的一侧能够引入气体而形成压力P1，平衡件的朝向压气机部分的一侧能够引入气体而形成压力P2，P2≠P1。根据本公开能够减小转子系统轴向气动载荷，降低止推轴承的承载力，易于气动止推轴承的结构实现，提高气动轴承的可靠性，降低了气动止推轴承的实现难度，利于气动轴承的可靠性设计。利于气动轴承的可靠性设计。利于气动轴承的可靠性设计。

【技术实现步骤摘要】
一种循环机


[0001]本公开涉及空气循环机
，具体涉及一种循环机。

技术介绍

[0002]采用空气为工质的压缩空气循环制冷系统，采用透平式压缩机和膨胀机，分别实现压缩和膨胀过程，同时系统还需要风机用以实现对流换热。气体膨胀输出功，而气体压缩和风机送风需要消耗功，若将气体膨胀功用以气体压缩和风机送风，则可达到节能的目的。
[0003]用于压缩空气制冷系统的空气循环机，其转子系统组件由膨胀叶轮、压缩叶轮和风叶等组成。转子系统的轴向被一对止推气动轴承支承。膨胀叶轮、压缩叶轮和风叶三者之间的轴向不平衡气动力需要分布到止推气动轴承上。从而实现止推气动轴承力抵消转子系统轴向气动力。
[0004]由于现有技术中的空气循环机存在轴向气动载荷较大、导致止推轴承的承载力过大而影响轴承的可靠性等技术问题，因此本公开研究设计出一种循环机。
[0005]公开内容
[0006]因此，本公开要解决的技术问题在于克服现有技术中的空气循环机存在轴向气动载荷较大、导致止推轴承的承载力过大而影响轴承的可靠性的气动轴向力的缺陷，从而提供一种循环机。
[0007]为了解决上述问题，本公开提供一种循环机，包括轴、涡轮机部分、压气机部分和风机部分、止推结构和平衡件，所述涡轮机部分、压气机部分和风机部分共用所述轴，所述止推结构和所述平衡件均套设于所述轴上；
[0008]所述止推结构设置于所述涡轮机部分与所述压气机部分之间的位置，所述平衡件设置于所述风机部分与所述压气机部分之间的位置，且所述平衡件的朝向所述风机部分的一侧能够引入气体而形成压力P1，所述平衡件的朝向所述压气机部分的一侧能够引入气体而形成压力P2，P2≠P1。
[0009]在一些实施方式中，所述平衡件的朝向所述风机部分的一侧能够引入所述风机部分中的气体而形成压力P1，所述平衡件的朝向所述压气机部分的一侧能够引入所述涡轮机部分中的气体而形成压力P2，且P2>P1。
[0010]在一些实施方式中，所述涡轮机部分包括膨胀壳体，所述膨胀壳体的内部具有膨胀腔室，所述循环机还包括连通通道和第一腔室，所述第一腔室形成在所述平衡件的朝向所述压气机部分的一侧，以对所述平衡件产生压力P2，所述连通通道一端能够从所述膨胀腔室中引入气体、另一端能够将其导入至所述第一腔室中。
[0011]在一些实施方式中，所述连通通道包括第一气路、连接管路和第二气路，所述第一气路设置在所述膨胀壳体上且与所述膨胀腔室连通，所述风机部分还包括风机座，所述第二气路开设在所述风机座上，所述连接管路位于所述膨胀壳体和所述风机座的外部，且所述连接管路的一端能够与所述第一气路连通以从所述第一气路中引入气体，另一端能够与所述第二气路连通以将气体输送至所述第二气路中，所述第二气路的另一端与所述第一腔
室连通。
[0012]在一些实施方式中，所述循环机还包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件固定连接到所述膨胀壳体上，所述第二连接件固定连接到所述风机座上，所述连接管路的一端固定到所述第一连接件上，所述连接管路的另一端固定连接到所述第二连接件上。
[0013]在一些实施方式中，还包括径向轴承，所述径向轴承设置在所述平衡件的朝向所述压气机部分的一侧，且所述径向轴承与所述平衡件之间夹设所述第一腔室。
[0014]在一些实施方式中，还包括径向轴颈，所述径向轴颈套设在所述径向轴承的径向内周，且所述径向轴颈的轴向一端与所述平衡件抵接，作用于所述平衡件上的轴向气动合力为F4＝π(d
12
‑
d
22
)*(P2
‑
P1)/4，其中d1为所述平衡件的外直径，d2为所述径向轴颈的外直径，并有d1/d2的取值范围为1.27～1.72。
[0015]在一些实施方式中，所述循环机还包括第二腔室，所述第二腔室形成在所述平衡件的朝向所述风机部分的一侧，以对所述平衡件产生压力P1，所述风机部分包括风叶，所述风叶与所述平衡件之间夹设所述第二腔室。
[0016]在一些实施方式中，所述平衡件的径向外周还设置有动密封件。
[0017]在一些实施方式中，所述止推结构包括第一止推轴承、第二止推轴承和止推部，所述第一止推轴承位于所述止推部的轴向一侧、所述第二止推轴承位于所述止推部的轴向另一侧，所述止推部能够与所述第一止推轴承接触而通过所述第一止推轴承抵消第一轴向方向的轴向力，所述止推部还能够与所述第二止推轴承接触而通过所述第二止推轴承抵消第二轴向方向的轴向力。
[0018]在一些实施方式中，所述轴包括相接的第一轴段和第二轴段，所述第一轴段与所述第二轴段的外径不等、而在二者的相接处形成台阶面，所述止推部卡设在所述台阶面的位置。
[0019]在一些实施方式中，所述风机部分包括风叶，所述压气机部分包括压缩叶轮，所述涡轮机部分包括膨胀叶轮，作用于所述风叶上的轴向气动合力为F1，作用于所述压缩叶轮的轴向气动合力为F2，作用于所述膨胀叶轮的轴向气动合力为F3，作用于所述平衡件的轴向气动合力为F4，所述第一止推轴承和所述第二止推轴承共同作用于所述止推部的轴承合力为F5，F1、F2、F3、F4和F5沿着所述轴的轴线的方向，并满足平衡关系式：F1+F3＝F2+F4+F5。
[0020]本公开提供的一种循环机具有如下有益效果：
[0021]1.本公开通过在风机部分和压气机部分之间设置的平衡件，且通过平衡件的朝向风机的一侧引入压力而形成压力P1，平衡件的朝向空压机的一侧引入涡轮机中的压力P2，使得P2和P1形成的压力差作用于平衡件上，能够减小转子系统轴向气动载荷，即减小了作用于气动止推轴承上的载荷，从而降低止推轴承的承载力，易于气动止推轴承的结构实现，提高气动轴承的可靠性，降低了气动止推轴承的实现难度，利于气动轴承的可靠性设计；
[0022]2.本公开还通过将第一止推部卡设于轴的台阶面处，并且将第一止推轴承设置于止推部的轴向一侧、第二止推轴承设置于止推部的轴向另一侧，第一止推轴承能够与止推部接触而抵消第一轴向方向的气动轴向力，第二止推轴承能够与止推部接触而抵消第二轴向方向的气动轴向力，使得轴上由于风机、压缩机以及涡轮机等运动产生的气动轴向力作用于轴，而轴直接通过止推部将其直接传递到第一止推轴承或第二止推轴承上，从而有效
地将膨胀叶轮、压缩叶轮和风叶三者之间的轴向不平衡气动力分布到两个止推气动轴承上，最终有效地通过止推气动轴承力抵消转子系统轴向气动力，解决空气循环机存在轴向气动载荷无法有效地被分布到止推轴承上而导致系统仍然存在不平衡的气动轴向力的问题，实现独立的止推部结构有效地将轴向气动载荷的分布到止推轴承上的效果，并且容易实现装拆维护。
附图说明
[0023]图1是本公开的空气循环机的立体结构图；
[0024]图2是本公开的空气循环机的正视内部剖视图；
[0025]图2a是图2中A部分的局部放大图；
[0026]图2b是图2中B部分的局部放大图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环机，其特征在于：包括：轴(0701)、涡轮机部分(100)、压气机部分(200)和风机部分(300)、止推结构(400)和平衡件(0709)，所述涡轮机部分(100)、压气机部分(200)和风机部分(300)共用所述轴(0701)，所述止推结构(400)和所述平衡件(0709)均套设于所述轴(0701)上；所述止推结构(400)设置于所述涡轮机部分(100)与所述压气机部分(200)之间的位置，所述平衡件(0709)设置于所述风机部分(300)与所述压气机部分(200)之间的位置，且所述平衡件(0709)的朝向所述风机部分(300)的一侧能够引入气体而形成压力P2，所述平衡件(0709)的朝向所述压气机部分(200)的一侧能够引入气体而形成压力P1，P1≠P2。2.根据权利要求1所述的循环机，其特征在于：所述平衡件(0709)的朝向所述风机部分(300)的一侧能够引入所述风机部分(300)中的气体而形成压力P1，所述平衡件(0709)的朝向所述压气机部分(200)的一侧能够引入所述涡轮机部分(100)中的气体而形成压力P2，且P2>P1。3.根据权利要求2所述的循环机，其特征在于：所述涡轮机部分(100)包括膨胀壳体(01)，所述膨胀壳体(01)的内部具有膨胀腔室(011)，所述循环机还包括连通通道和第一腔室(0502)，所述第一腔室(0502)形成在所述平衡件(0709)的朝向所述压气机部分(200)的一侧，以对所述平衡件(0709)产生压力P2，所述连通通道一端能够从所述膨胀腔室(011)中引入气体、另一端能够将其导入至所述第一腔室(0502)中。4.根据权利要求3所述的循环机，其特征在于：所述连通通道包括第一气路(0101)、连接管路(03)和第二气路(0501)，所述第一气路(0101)设置在所述膨胀壳体(01)上且与所述膨胀腔室(011)连通，所述风机部分(300)还包括风机座(05)，所述第二气路(0501)开设在所述风机座(05)上，所述连接管路(03)位于所述膨胀壳体(01)和所述风机座(05)的外部，且所述连接管路(03)的一端能够与所述第一气路(0101)连通以从所述第一气路(0101)中引入气体，另一端能够与所述第二气路(0501)连通以将气体输送至所述第二气路(0501)中，所述第二气路(0501)的另一端与所述第一腔室(0502)连通。5.根据权利要求4所述的循环机，其特征在于：所述循环机还包括第一连接件(02)和第二连接件(04)，所述第一连接件(02)固定连接到所述膨胀壳体(01)上，所述第二连接件(04)固定连接到所述风机座(05)上，所述连接管路(03)的一端固定到所述第一连接件(02)上，所述连接管路(03)的另一端固定连接到所述第二连接件(04)上。6.根据权利要求3所述的循环机，其特征在于：还包括径向轴承(0715)，所述径向轴承(0715)设置在所述平衡件(0709)的朝向所述压气机部分(200)的一侧，且所述第一腔室(0502)被夹设在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建平，符渡，沈军，陈云飞，于艳翠，刘茂龙，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：