CN110067779A - 一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，包括主轴、弹性支撑装置、轴承座、O型圈、减震轴套、弹性挡圈和圆柱滚子轴承；圆柱滚子轴承套设在主轴的前端部，且圆柱滚子轴承嵌入设在减震轴套内，在圆柱滚子轴承的外圈右端设有弹性挡圈，在减震轴套的外壁上套接设有轴承座，且轴承座与减震轴套之间设有间隙，在减震轴套的外壁上设有注油槽和两个凹槽，且凹槽设于注油槽两侧，在凹槽内套接设有O型圈；在轴承座的外壁上设有弹性支撑装置。本发明通过在中空区域内形成挤压油膜，就有了阻尼效应；从而使得临界转速的影响可以被忽略的，这就允许主轴在全转速范围内运行，且不会造成任何影响。

Description

一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器

技术领域

本发明属于离心蒸气压缩机技术领域，具体涉及一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器。

背景技术

随着国内外节能环保要求的进一步提升，高效能量回收设备的合理应用已成为目前的发展趋势，而机械蒸汽再压缩（简称：MVR）系统是一个新型节能的能量回收再利用系统，目前广泛应用于污水处理、食品饮料、医药化工等各领域。在MVR系统中，核心设备就是离心蒸汽压缩机。

MVR是蒸发系统的核心节能技术，利用其自身产生的二次蒸汽经离心蒸汽压缩机压缩，蒸汽的温度、压力提高，热焓值增加，然后为蒸发系统换热器供热，从而减少对外界能源的需求。离心蒸汽压缩机根据温升的不同而型式多样，有罗茨风机、离心压缩机、单螺杆压缩机等；温升小于8度的蒸发系统所用的压缩机，最适合的型式为低温升离心蒸汽压缩机。

随着对MVR压缩机性能需求的增加，低温升离心蒸汽压缩机需要具备更高的转速，但是转速越高，滚动轴承的转子系统的振动问题就越难解决。这类低温升离心蒸气压缩机的转速范围多数介于3000~3600r/min，轴系设计也多为柔性轴，即第一临界转速低于压缩机工作转速。而传统的滚动轴承的转子系统设计必须使压缩机工作转速显著高于第一临界转速，这样才可确保在运行过程中，压缩机振幅不受临界速度的影响，如此的分离度要求限定了压缩机可允许的运行速度范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，在高压油通道注入高压油（0.6~0.7MPa），从而使中空区域内充满高压油液，由于挤压效应，中空区域内将产生一定的压力，形成挤压油膜，就有了阻尼效应；从而使得临界转速的影响可以被忽略的，这就允许主轴在全转速范围内运行，且不会造成任何影响。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：本发明的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，包括主轴和固定基座，所述主轴水平放置，其创新点在于：还包括弹性支撑装置、轴承座、O型圈、减震轴套、弹性挡圈和圆柱滚子轴承；所述圆柱滚子轴承套接设在所述主轴的前端部，且其内圈右端与所述主轴的台阶紧靠；而所述圆柱滚子轴承嵌入设在所述减震轴套内，在所述圆柱滚子轴承的外圈右端还设有弹性挡圈，所述弹性挡圈套接设在所述减震轴套内，且嵌入设置；所述减震轴套的外壁上还套接设有一轴承座，且所述轴承座的内壁与所述减震轴套的外壁之间设有一定间隙，而所述轴承座与所述固定基座固定连接；在所述减震轴套的外壁上沿圆周方向分别开设有一注油槽和两个凹槽，所述注油槽和凹槽均为环形，且所述凹槽分别设于所述注油槽左右两侧，在所述减震轴套的两个凹槽内还分别套接设有O型圈，且所述O型圈的上端与所述轴承座的内壁密封贴合；在所述轴承座的外壁上还固定连接有一用于使减震轴套和主轴同心的弹性支撑装置，所述弹性支撑装置通过轴承座与减震轴套连接。

优选的，所述圆柱滚子轴承、减震轴套、弹性挡圈、O型圈以及轴承座均与所述主轴同轴心设置。

优选的，所述圆柱滚子轴承的内圈左端由减震轴套定位，且其内圈右端由主轴的台阶定位；在所述减震轴套的内壁左端设有用于对所述圆柱滚子轴承的外圈进行轴向定位的台阶，所述圆柱滚子轴承的外圈通过弹性挡圈固定在所述减震轴套的内壁台阶上。

优选的，所述轴承座的内壁与所述减震轴套的外壁之间的间隙为0.18~0.25mm。

优选的，所述O型圈将所述轴承座的内壁与所述减震轴套的外壁之间的间隙封闭成一密封的中空区域。

优选的，所述弹性支撑装置包括弹簧、导杆、壳体、垫板和液压调节螺钉，所述壳体为一中空腔体，且在其内部偏上位置处水平设有一垫板，所述垫板与所述壳体的内壁密封贴合，在所述垫板中间位置处还竖直贯穿设有一导杆，所述导杆上端通过螺栓与所述垫板上表面连接，所述导杆下端延伸出所述壳体，在所述导杆上还套接设有弹簧，且所述弹簧位于所述壳体内底部和所述垫板下表面之间；在所述壳体的侧壁上还开设有一螺纹孔，所述螺纹孔与壳体内部相通，所述螺纹孔上还螺接有一液压调节螺钉。

优选的，所述轴承座自上而下还竖直开设有一与所述导杆相匹配的贯通孔，且所述贯通孔与所述导杆同轴心设置；所述导杆下端延伸穿过所述轴承座上的贯通孔，并与所述减震轴套固定连接。

优选的，所述弹性支撑装置的壳体底部两侧还开设有螺纹孔，且所述弹性支撑装置通过螺纹孔与所述轴承座螺接。

优选的，所述减震轴套上的两个凹槽相对于所述导杆左右对称设置。

优选的，在所述轴承座的外壁上还竖直开设有一高压油通道，所述高压油通道与所述弹性支撑装置互不干涉，且所述高压油通道的开设方向与所述轴承座的轴向方向垂直；所述高压油通道向所述轴承座的内壁方向延伸，且与所述注油槽连通。

本发明具有以下有益效果：

1）本发明通过在中空区域内形成挤压油膜，从而产生了阻尼效应，使得临界转速的影响可以被忽略的，使得主轴可以在全转速范围内运行，且不会造成任何影响。

2）本发明采用弹性支撑装置，通过调节弹簧压紧力的大小，从而保证在静止状态下，使得减震轴套与主轴同心，且不会对主轴转动造成影响。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中弹性支撑装置的结构示意图。

图3为图1中O型圈部分的结构示意图。

图4为使用挤压油膜阻尼器和使用传统滚动轴承的振幅对比。

其中，1-主轴；2-固定基座；3-弹性支撑装置；4-轴承座；5-O型圈；6-减震轴套；7-弹性挡圈；8-圆柱滚子轴承；9-弹簧；10-导杆；11-壳体；12-垫板；13-液压调节螺钉；14-注油槽；15-凹槽；16-中空区域；17-高压油通道。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，包括主轴1和固定基座2，其中，主轴1水平放置；具体结构如图1所示，还包括弹性支撑装置3、轴承座4、O型圈5、减震轴套6、弹性挡圈7和圆柱滚子轴承8；圆柱滚子轴承8套接设在主轴1的前端部，且其内圈右端与主轴1的台阶紧靠；而圆柱滚子轴承8又嵌入设在减震轴套6内，从而使得圆柱滚子轴承8的内圈左端由减震轴套6定位，而圆柱滚子轴承8的内圈右端由主轴1的台阶定位；在圆柱滚子轴承8的外圈右端还设有弹性挡圈7，该弹性挡圈7套接设在减震轴套6内，且嵌入设置；在减震轴套6的内壁左端设有用于对圆柱滚子轴承8的外圈进行轴向定位的台阶，从而使得圆柱滚子轴承8的外圈通过弹性挡圈7固定在减震轴套6的内壁台阶上；其中，圆柱滚子轴承8、减震轴套6以及弹性挡圈7均与主轴1同轴心设置。

本发明在减震轴套6的外壁上还套接设有一轴承座4，且减震轴套6不与轴承座4的内壁接触，如图1所示，轴承座4的内壁与减震轴套6的外壁之间设有一定间隙，该间隙大小为0.18~0.25mm；且轴承座4与固定基座2固定连接；其中，轴承座4与主轴1同轴心设置。

本发明在轴承座4的外壁上还固定连接有一用于使减震轴套6和主轴1同心的弹性支撑装置3，该弹性支撑装置3通过轴承座4与减震轴套6连接；具体结构如图1、图2所示，该弹性支撑装置3包括弹簧9、导杆10、壳体11、垫板12和液压调节螺钉13；其中，壳体11为一中空腔体，且在其内部偏上位置处水平设有一垫板12，该垫板12与壳体11的内壁密封贴合，在垫板12的中间位置处还竖直贯穿设有一导杆10，该导杆10的上端通过螺栓与垫板12上表面连接，而导杆10的下端延伸出壳体11，在导杆上还套接设有弹簧9，且该弹簧9位于壳体11内底部和垫板12下表面之间，并分别与壳体11内底部和垫板12下表面接触；在壳体11的侧壁上还开设有一螺纹孔，该螺纹孔与壳体11内部相通，用于液压调节，在螺纹孔上还螺接有一液压调节螺钉13，当液压调节完成后用液压调节螺钉13堵住。

本发明在弹性支撑装置3的壳体11底部两侧还开设有螺纹孔，如图1所示，该弹性支撑装置3通过螺纹孔与轴承座4螺接。

如图1所示，轴承座4自上而下还竖直开设有一与导杆10相匹配的贯通孔，且该贯通孔与导杆10同轴心设置；导杆10的下端延伸穿过轴承座4上的贯通孔，并与减震轴套6固定连接，从而通过调节弹簧压紧力的大小使减震轴套6在静止状态下对中，与主轴1同心。

本发明在减震轴套6的外壁上沿圆周方向分别开设有一注油槽14和两个凹槽15，如图1、图3所示，该注油槽14和凹槽15均为环形，且凹槽15分别设于注油槽14的左右两侧；在减震轴套6的两个凹槽15内还分别套接设有O型圈5，且该O型圈5的上端与轴承座4的内壁密封贴合，从而使得O型圈5将轴承座4的内壁与减震轴套6的外壁之间的间隙封闭成一密封的中空区域16；其中，O型圈5与主轴1同轴心设置，且减震轴套6上的两个凹槽15相对于导杆10左右对称设置。

本发明在轴承座4的外壁上还竖直开设有一高压油通道17，如图1所示，该高压油通道17与弹性支撑装置3互不干涉，且高压油通道17的开设方向与轴承座4的轴向方向垂直；高压油通道17向轴承座4的内壁方向延伸，且与注油槽14连通，便于高压油注入减震轴套6与轴承座4内壁之间的中空区域16内。

本发明的工作原理：首先根据低温升离心蒸汽压缩机负载的大小，选择合适的弹簧组合，使弹簧预制变形量在允许范围内满足力值要求。如图1所示，弹簧9由垫板12压紧定位在导杆10上，弹簧9的压紧力就传递到导杆10上。由于导杆10与减振轴套6相连，通过调节弹簧9压紧力的大小使减振轴套6在静止状态下对中，与主轴1同心。然后在轴承座4上的高压油通道17内注入高压油（0.6~0.7MPa），从而使中空区域16内充满高压油液，由于挤压效应，中空区域16内将产生一定的压力，形成挤压油膜，从而产生了阻尼效应。

通过与使用传统滚动轴承的振幅进行对比，如图4所示，本发明使用挤压油膜阻尼器具有以下有益效果：

1）本发明通过在中空区域16内形成挤压油膜，从而产生了阻尼效应，使得临界转速的影响可以被忽略的，使得主轴1可以在全转速范围内运行，且不会造成任何影响。

2）本发明采用弹性支撑装置3，通过调节弹簧9压紧力的大小，从而保证在静止状态下，使得减震轴套6与主轴1同心，且不会对主轴1转动造成影响。

上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (10)

1.一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，包括主轴和固定基座，所述主轴水平放置，其特征在于：还包括弹性支撑装置、轴承座、O型圈、减震轴套、弹性挡圈和圆柱滚子轴承；所述圆柱滚子轴承套接设在所述主轴的前端部，且其内圈右端与所述主轴的台阶紧靠；而所述圆柱滚子轴承嵌入设在所述减震轴套内，在所述圆柱滚子轴承的外圈右端还设有弹性挡圈，所述弹性挡圈套接设在所述减震轴套内，且嵌入设置；所述减震轴套的外壁上还套接设有一轴承座，且所述轴承座的内壁与所述减震轴套的外壁之间设有一定间隙，而所述轴承座与所述固定基座固定连接；在所述减震轴套的外壁上沿圆周方向分别开设有一注油槽和两个凹槽，所述注油槽和凹槽均为环形，且所述凹槽分别设于所述注油槽左右两侧，在所述减震轴套的两个凹槽内还分别套接设有O型圈，且所述O型圈的上端与所述轴承座的内壁密封贴合；在所述轴承座的外壁上还固定连接有一用于使减震轴套和主轴同心的弹性支撑装置，所述弹性支撑装置通过轴承座与减震轴套连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：所述圆柱滚子轴承、减震轴套、弹性挡圈、O型圈以及轴承座均与所述主轴同轴心设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：所述圆柱滚子轴承的内圈左端由减震轴套定位，且其内圈右端由主轴的台阶定位；在所述减震轴套的内壁左端设有用于对所述圆柱滚子轴承的外圈进行轴向定位的台阶，所述圆柱滚子轴承的外圈通过弹性挡圈固定在所述减震轴套的内壁台阶上。

4.根据权利要求1所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：所述轴承座的内壁与所述减震轴套的外壁之间的间隙为0.18~0.25mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：所述O型圈将所述轴承座的内壁与所述减震轴套的外壁之间的间隙封闭成一密封的中空区域。

6.根据权利要求1所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：所述弹性支撑装置包括弹簧、导杆、壳体、垫板和液压调节螺钉，所述壳体为一中空腔体，且在其内部偏上位置处水平设有一垫板，所述垫板与所述壳体的内壁密封贴合，在所述垫板中间位置处还竖直贯穿设有一导杆，所述导杆上端通过螺栓与所述垫板上表面连接，所述导杆下端延伸出所述壳体，在所述导杆上还套接设有弹簧，且所述弹簧位于所述壳体内底部和所述垫板下表面之间；在所述壳体的侧壁上还开设有一螺纹孔，所述螺纹孔与壳体内部相通，所述螺纹孔上还螺接有一液压调节螺钉。

7.根据权利要求6所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：所述轴承座自上而下还竖直开设有一与所述导杆相匹配的贯通孔，且所述贯通孔与所述导杆同轴心设置；所述导杆下端延伸穿过所述轴承座上的贯通孔，并与所述减震轴套固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：所述弹性支撑装置的壳体底部两侧还开设有螺纹孔，且所述弹性支撑装置通过螺纹孔与所述轴承座螺接。

9.根据权利要求6所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：所述减震轴套上的两个凹槽相对于所述导杆左右对称设置。

10.根据权利要求1所述的一种用于低温升离心蒸气压缩机的挤压油膜阻尼器，其特征在于：在所述轴承座的外壁上还竖直开设有一高压油通道，所述高压油通道与所述弹性支撑装置互不干涉，且所述高压油通道的开设方向与所述轴承座的轴向方向垂直；所述高压油通道向所述轴承座的内壁方向延伸，且与所述注油槽连通。