轴承组件、压缩机及空调机组

技术领域

本发明涉及支撑设备技术领域，特别是一种轴承组件、压缩机及空调机组。

背景技术

离心式冷水机组目前已经被广泛应用于工业、商业、居住等建筑群，其可靠性得到市场广泛认可。轴承是机械零件中的易磨损物件，其更换维修工作较为不便，在压缩机运行过程中避免或减少轴承的磨损，不仅有效提升压缩机的寿命，而且还能减小机械损失，提高机械效率。通常离心式冷水机组的压缩机采用油润滑轴承或气悬浮轴承，在制冷行业中刚刚兴起的气悬浮轴承分为动压气悬浮与静压气悬浮，前者相比后者较为成熟且已大量投入市场，而静压气悬浮在行业内也成为竞争焦点。

其中，采用油润滑轴承的压缩机，高清洁度的润滑油通过高位油箱进入压缩机各轴承，在轴承中形成动压油膜支撑转子。当机组处于正常停机或故障停机状态时，机组发出停机信号后，油箱油泵延时关闭继续为轴承提供润滑油，直至压缩机完全停止转动；在异常断电或油泵故障停机时，虽然油泵停止工作但高位油箱内剩余的润滑油仍可起到减少轴承摩擦的作用，对轴承具有一定的保护作用。

目前相关专利文献大量提及了静压气悬浮轴承悬浮的方案，冷凝器、蒸发器取液供液方案，冷凝器、压缩机取气供气方案，或者采用辅助系统，利用冷媒泵和电加热对轴承所取气体加压升温，在储气罐中进行储存，当发生突然停机或者故障时，其仅仅利用储气罐内的气体向压缩机供气而保证轴承的可靠性，但是随着储气罐内的气体逐渐减小，轴承处的气压越来越小，存在轴承供气压力不足而造成轴承损坏的问题，也即现有技术中并没有解决在采用气悬浮轴承的压缩机的冷媒循环系统停机或供气系统出现故障时如何继续保障轴承供气压力可靠的问题。

发明内容

为了解决现有技术中压缩机所在的冷媒换热循环停机或出现故障时无法保证轴承供气压力可靠的技术问题，而提供一种保证对轴承可靠供气以保证轴承可靠性的轴承组件、压缩机及空调机组。

一种轴承组件，包括：

轴承，所述轴承上设置有进气口；

缓冲罐，所述缓冲罐上设置有第一供气口、第二供气口和排气口，所述排气口与所述进气口连通；

活塞，所述活塞可移动地设置于所述缓冲罐内，且所述活塞与所述缓冲罐的内壁密封配合；

第一供气结构，所述第一供气结构与所述第一供气口连通；

第二供气结构，所述第二供气结构与所述第二供气口连通；

所述活塞具有使所述第一供气口与所述排气口连通且所述第二供气口与所述排气口断开的第一状态和所述第二供气口与所述排气口连通的第二状态。

所述轴承组件还包括排气罐，所述缓冲罐上设置有连通口，所述缓冲罐通过所述连通口与所述排气罐连通；

当所述活塞处于所述第一状态时，所述活塞位于所述连通口和所述第二供气口之间；

当所述活塞处于所述第二状态时，至少部分所述连通口位于所述活塞和所述第二供气口之间。

所述排气罐包括排气壳体，所述排气壳体设置于所述缓冲罐的外壁上，且所述连通口设置于所述缓冲罐的外壁上。

所述排气壳体的形状为环形，且所述排气壳体环绕于所述缓冲罐上，所述连通口的数量为多个，且所有所述连通口均匀分布于所述排气壳体环绕的所述缓冲罐的侧壁上。

所有所述连通口的分布区域的宽度L1大于所述活塞的厚度L2。

在所述活塞的厚度方向上，所述连通口的尺寸大于所述活塞的厚度。

所述第二供气结构包括储液罐和加热机构，所述储液罐上设置有进液口和出气口，所述出气口与所述第二供气口连通，所述加热机构设置于所述储液罐内。

所述轴承组件还包括冷凝器，所述冷凝器具有出液口，所述出液口与所述进液口连通。

所述轴承组件还包括冷媒泵，所述冷凝器上设置有排气口，所述排气口通过所述冷媒泵与所述第一供气口连通，所述冷凝器和所述冷媒泵构成所述第一供气结构。

所述冷媒泵和所述加热机构采用不同的电源供电。

所述排气口处设置有第一压力检测机构，所述活塞和所述第二供气口之间设置有第二压力检测机构，所述第一压力检测机构和所述第二压力检测机构与所述加热机构电连接。

所述第二供气口处设置有通断机构，所述通断机构与所述第一压力检测机构和所述第二压力检测机构电连接。

所述缓冲罐具有顶板和底板，所述活塞能够在所述顶板和所述底板之间进行移动，所述第一供气口设置于所述顶板上，所述第二供气口设置于所述底板上。

所述轴承组件还包括复位机构，所述复位机构设置于所述底板和所述活塞之间，且所述复位机构能够使所述活塞向所述第一状态切换。

一种压缩机，包括上述的轴承组件。

一种空调机组，包括上述的轴承组件。

本发明提供的轴承组件、压缩机及空调机组，在缓冲罐内设置活塞，并且使活塞能够在缓冲罐内自由移动，并且在活塞的两侧分别利用第一供气结构和第二供气结构提供冷媒，在轴承组件所在的压缩机或者空调机组正常工作时，第一供气结构能够正常为轴承供给压力气体，此时第一供气结构提供的冷媒通过第一供气口进入缓冲罐内，由排气口排出至轴承的同时还会对活塞进行挤压，活塞被迫移动直至活塞的两侧压力相同，此时第二供气结构停止工作，而当轴承组件所在的压缩机或空调机组故障停机时，第一供气口输入的冷媒压力逐渐减小，活塞则会移动来保证排气口的排气压力，同时第二供气结构开始工作，并带动活塞切换至第二状态，此时第二供气结构实现对轴承组件进行供气，保证轴承组件在出现突然停机或故障时的供气压力可靠，有效的避免了现有技术中储气罐的压力会随着时间的推移逐渐减小而无法保证轴承的供气压力的问题，也能够避免现有技术中电加热从启动到满足供气的时间段内轴承处无法可靠供气的问题，保证轴承的供气压力可靠，提高轴承组件的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的轴承组件的缓冲罐及排气壳体的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轴承组件的缓冲罐及排气壳体的仰视图；

图3为本发明实施例提供的轴承组件的缓冲罐及排气壳体的剖视图；

图4为本发明实施例提供的轴承组件所在的空调机组的结构示意图；

图5为图4的A处局部示意图；

图6为本发明实施例提供的轴承组件所在的空调机组的另一结构示意图；

图中：

11、进气口；2、缓冲罐；21、第一供气口；22、第二供气口；23、排气口；3、活塞；41、储液罐；42、加热机构；43、通断机构；5、冷凝器；6、冷媒泵；24、连通口；7、排气壳体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语"上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有技术中空调系统包括构成冷媒换热循环的压缩机、冷凝器和蒸发器，其中压缩机采用气悬浮轴承支撑，空调系统还包括储气罐以及通过冷媒泵从冷凝器处获取气态冷媒的第一供气支路和从冷凝器处获取液态冷媒并进行加热的第二供气支路，第一供气支路和第二供气支路均通过储气罐与压缩机的轴承连接，当空调系统突然停机或者故障时，第一供气支路上的冷媒泵也会停止工作，此时仅能够依靠储气罐内存储的冷媒为压缩机进行供气，同时第二供气支路才开始加热，也就是说，在空调系统停机之后的一段时间内，第二供气支路无法对轴承进行可靠供气，仅能够储气罐内的冷媒进行供给，随着时间的流动，储气罐内的冷媒越来越少，其所能够提供的压力也越来越低，使得轴承无法得到可靠支撑，轴承的可靠性及空调系统的稳定性均无法得到保证。为此，本申请提供了一种如图1至图6所示的轴承组件，包括：轴承，所述轴承上设置有进气口11；缓冲罐2，所述缓冲罐2上设置有第一供气口21、第二供气口22和排气口23，所述排气口23与所述进气口11连通；活塞3，所述活塞3可移动地设置于所述缓冲罐2内，且所述活塞3与所述缓冲罐2的内壁密封配合；第一供气结构，所述第一供气结构与所述第一供气口21连通；第二供气结构，所述第二供气结构与所述第二供气口22连通；所述活塞3具有使所述第一供气口21与所述排气口23连通且所述第二供气口22与所述排气口23断开的第一状态和所述第二供气口22与所述排气口23连通的第二状态。在缓冲罐2内设置活塞3，并且使活塞3能够在缓冲罐2内自由移动，并且在活塞3的两侧分别利用第一供气结构和第二供气结构提供冷媒，在轴承组件所在的压缩机或者空调机组正常工作时，第一供气结构能够正常为轴承供给压力气体，此时第一供气结构提供的冷媒通过第一供气口21进入缓冲罐2内，由排气口23排出至轴承的同时还会对活塞3进行挤压，活塞3被迫移动直至活塞3的两侧压力相同，此时第二供气结构停止工作，而当轴承组件所在的压缩机或空调机组故障停机时，第一供气口21输入的冷媒压力逐渐减小，活塞3则会移动来保证排气口23的排气压力，同时第二供气结构开始工作，并带动活塞3切换至第二状态，此时第二供气结构实现对轴承组件进行供气，保证轴承组件在出现突然停机或故障时的供气压力可靠，有效的避免了现有技术中储气罐的压力会随着时间的推移逐渐减小而无法保证轴承的供气压力的问题，也能够避免现有技术中电加热从启动到满足供气的时间段内轴承处无法可靠供气的问题，保证轴承的供气压力可靠，提高轴承组件的可靠性。

其中活塞3具有向压面和背压面，其中向压面和缓冲罐2的内壁共同围成容积可变的受压腔，第一供气口21与受压腔连通，背压面与缓冲罐2的内壁共同围成容积可变的背压腔，第二供气口22与背压腔连通；在第一供气结构能够通过第一供气口21向受压腔内送入气态冷媒时，此时受压腔会随着气态冷媒的进入而压力增加、容积增加，同时所述第二供气口22处设置有通断机构43，通断机构43控制第二供气口22与第二供气结构之间断开，背压腔内产生的压力不会从第二供气口22排出，背压腔会被活塞3挤压而容积减小、压力增加，直至受压腔和背压腔的压力相等，此时活塞3停止运动，保证排气口23排出压力稳定。而当第一供气结构停止供给气态冷媒时，受压腔内的压力及气态冷媒量逐渐减小，而背压腔内的压力能够推动活塞3进行移动，从而保证受压腔内的压力不变，同时第二供气口22与第二供气结构连通，在第二供气结构内开始产生气态冷媒到第二供气结构提供的气态冷媒的压力满足要求时，活塞3也恰好移动到一定位置而切换至第二状态时，第二供气结构内足量且压力满足要求的气态冷媒直接通过第二供气口22、排气口23送至轴承处进行支撑，有效的避免了现有技术中储气罐的压力会随着时间的推移逐渐减小而无法保证轴承的供气压力的问题，也能够避免现有技术中电加热从启动到满足供气的时间段内轴承处无法可靠供气的问题，保证轴承的供气压力可靠，提高轴承组件的可靠性。

其中，所述第二供气结构包括储液罐41和加热机构42，所述储液罐41上设置有进液口和出气口，所述出气口与所述第二供气口22连通，所述加热机构42设置于所述储液罐41内。第二供气结构能够利用加热机构42对储液罐41内的液态冷媒进行加热，其产生的气态冷媒先通过第二供气口22送入缓冲罐2的背压腔内，直到活塞3切换至第二状态，第二供气结构提供的气态冷媒才能够送至轴承处进行供气，保证轴承的供气压力可靠，提高轴承组件的可靠性。

进一步地，所述轴承组件还包括冷凝器5，所述冷凝器5具有出液口，所述出液口与所述进液口连通。冷凝器5处于轴承组件所在的空调机组的冷媒换热循环中，冷凝器5的内部会随着冷媒换热循环的工作而在其底部积存一定的液态冷媒，此时冷凝器5能够将液态冷媒通过出液口、进液口送至储液罐41内，为第二供气结构提供气态冷媒进行准备。同时冷凝器5的上部存在气态冷媒，在轴承组件正常工作时，所述轴承组件还包括冷媒泵6，所述冷凝器5上设置有排气口23，所述排气口23通过所述冷媒泵6与所述第一供气口21连通，所述冷凝器5和所述冷媒泵6构成所述第一供气结构。冷媒泵6能够将冷凝器5内的气态冷媒通过排气口23泵送至第一供气口21，最终通过排气口23送至轴承处，实现轴承的可靠支撑。

由于在轴承组件所在的空调机组的突然停机或出现故障时，第二供气结构需要保持对轴承供气，当空调机组的突然停机或出现故障时，冷媒泵6作为空调机组的部件也会停机，因此，所述冷媒泵6和所述加热机构42采用不同的电源供电。保证冷媒泵6在停止工作时，加热机构42通过额外电源供电而保持对储液罐41内的液态冷媒进行加热，从而保证第二供气结构的供气可靠，轴承工作可靠。

其中，所述排气口23处设置有第一压力检测机构，所述活塞3和所述第二供气口22之间设置有第二压力检测机构，所述第一压力检测机构和所述第二压力检测机构与所述加热机构42电连接。第一压力检测机构用于检测供给至轴承的气态冷媒的压力P5，而第二压力检测机构则能够检测缓冲罐2的背压腔内的压力P6，当P5≥P6时，表明此时的缓冲罐2能够为轴承正常供气，轴承可以正常工作。当P5＜P6时，表明此时缓冲罐2无法为轴承正常供气，活塞3开始移动来保证P5和P6，同时所述通断机构43与所述第一压力检测机构和所述第二压力检测机构电连接，通断机构43切换至连通状态，加热机构42开始工作，使得储液罐41内开始产生气态冷媒，在活塞3移动的时间段内，加热机构42能够使储液罐41内产生足够压力及足够量的气态冷媒，活塞3切换至第二状态时，储液罐41内的气态冷媒能够为轴承供气支撑，保证轴承的可靠性。

具体的，轴承组件还包括位于冷媒泵6和第一供气口21之间的单向阀、位于出液口和进液口之间的第一电磁阀，通断机构43为第二电磁阀；

在轴承组件所在的空调机组正常开启时，活塞3处于图4中虚线处，此时P5＝P6，第一电磁阀开启一段时间，冷凝器5内冷媒液体在重力作用下流入储液罐41。冷媒泵6提前开启，通过冷媒泵6储气罐流路向压缩机轴承供气，P5＞P6，活塞3下移至P5＝P6；

空调机组正常停机后：此时P5＞P6，冷媒泵6延时关闭，持续供气至压缩机完全停止，活塞3逐渐上移至初始位置，同时第一电磁阀关闭，避免冷凝器5泄压；

而当空调机组故障停机、异常断电停机、冷媒泵6故障停机时：此时虽然P5＞P6，但是P5逐渐减小，活塞3开始逐渐移动，此时打开第二电磁阀，同时打开电加热器，P5逐渐减小，当P5＜P6时，活塞3逐渐上升，缓冲罐2中的受压腔内气态冷媒被压至轴承处，保证在储液罐41中的加热机构42还没来得及加热出具有足够的压力和流量的气态冷媒时，由活塞3的移动补充压差来给压缩机轴承供气，当活塞3移动到虚线位置后，储液罐41中具有足够的压力和流量的气态冷媒，通过第二电磁阀、第二供气口22、背压腔、连通口、排气罐及排气口23来给轴承供气，从而满足轴承的可靠支撑。

作为一种实施方式，所述轴承组件还包括排气罐，所述缓冲罐2上设置有连通口24，所述缓冲罐2通过所述连通口24与所述排气罐连通；当所述活塞3处于所述第一状态时，所述活塞3位于所述连通口24和所述第二供气口22之间，活塞3将第二供气口22与连通口24相对隔离，此时连通口24仅能够与第一供气口21连通；当所述活塞3处于所述第二状态时，至少部分所述连通口24位于所述活塞3和所述第二供气口22之间，由于有部分连通口24处于活塞3和第二供气口22之间，使得连通口24可以与第二供气口22连通，从而第二供气结构能够通过第二供气口22、连通口24、排气罐和排气口23为轴承供气，保证轴承的支撑可靠。

所述排气罐包括排气壳体7，所述排气壳体7设置于所述缓冲罐2的外壁上，且所述连通口24设置于所述缓冲罐2的外壁上。此时仅需要在缓冲罐2的外壁上设置连通口24，然后将排气壳体7罩设在连通口24处即可。如图1所示，所述排气壳体7的形状为环形，且所述排气壳体7环绕于所述缓冲罐2上，所述连通口24的数量为多个，且所有所述连通口24均匀分布于所述排气壳体7环绕的所述缓冲罐2的侧壁上。通过设置多个连通口24，增加排气壳体7与缓冲罐2(受压腔)的连通面积，保证排气口23的排气压力。此时缓冲罐2及排气壳体7的截面为T形，排气壳体7构成T形的凸出部分。可选的，所述缓冲罐2具有顶板和底板，所述活塞3能够在所述顶板和所述底板之间进行移动，顶板的直径大于底板的直径，从而使得顶板构成T形的顶部，而底板构成T形的底部，所述第一供气口21设置于所述顶板上，所述第二供气口22设置于所述底板上。

为了方便活塞3切换至第二状态，所有所述连通口24的分布区域的宽度L1大于所述活塞3的厚度L2。当活塞3处于第一状态时，此时仅需要活塞3的背压面低于所有所述连通口24的分布区域的最下方的位置，即可实现第二供气口22与连通口24的封闭；此时第一供气口21能够保持与连通口24的连通；而当第一供气口21无法为受压腔内供气时，活塞3会逐渐向上移动，并且当活塞3的背压面高于所有所述连通口24的分布区域的最下方的位置时，第二供气口22即可与连通口24连通，并且最终活塞3抵接在缓冲腔的顶面，活塞3也无法将所有的连通口24进行遮蔽，从而保证第二供气口22与连通口24之间的可靠连通。

作为另一种实施方式，在所述活塞3的厚度方向上，所述连通口24的尺寸大于所述活塞3的厚度。当活塞3的背压面低于连通口24的最低点时，即可实现第二供气口22与连通口24的封闭；此时第一供气口21能够保持与连通口24的连通；而当第一供气口21无法为受压腔内供气时，活塞3会逐渐向上移动，并且当活塞3的背压面高于所述连通口24最低点时，第二供气口22即可与连通口24连通，并且最终活塞3抵接在缓冲腔的顶面，活塞3也无法将所有的连通口24进行遮蔽，从而保证第二供气口22与连通口24之间的可靠连通。

为了进一步的保证活塞3的移动可靠以及能够在第一供气口21停止供气时保证排气口23的供气压力，如图6所示，所述轴承组件还包括复位机构，所述复位机构设置于所述底板和所述活塞3之间，且所述复位机构能够使所述活塞3向所述第一状态切换。当第一供气口21供气时，活塞3被迫移动，此时复位机构被同步压缩而积蓄能力，当第一供气口21停止供气时，复位机构开始释放压力而带动活塞3进行移动，保证活塞3的移动可靠。其中复位机构可以为弹簧。

一种压缩机，包括上述的轴承组件。

一种空调机组，包括上述的轴承组件。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。