专利名称：用于压缩机组的工作流体循环系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于压缩机组的工作流体循环系统，其中该压缩机组具有至少一个由齿轮箱驱动的压缩机，从而使工作流体从压缩机到齿轮箱循环流经轴密封。本发明尤其涉及一种这样的工作流体循环系统，即其中采用防回流压缩机，以避免容放在齿轮箱中的齿轮油穿过所述轴密封进入压缩机。
背景技术：
现有技术的压缩机组采用一级或多级压缩，例如通过离心压缩机形成的压缩，其中该压缩机通过延伸穿过压缩级和齿轮箱之间轴密封的轴从邻近的齿轮箱驱动。该轴密封可以是迷宫式密封，这种密封设计成允许轴转动，同时至少防止由压缩机压缩的工作流体的损耗。
轴密封本身可以设计成能容纳一定的工作流体，以及容许压缩机的损失。这可以通过非接触零摩擦气体密封来完成。结果，齿轮箱内的齿轮油不会沿从齿轮箱到压缩级的方向经轴密封回流，而污染工作流体。
可以理解，流入齿轮箱内的工作流体必须排出或循环返回到压缩级或各压缩级。当压缩机组用在致冷系统中时，只能使工作流体循环，没有其他选择，因为特定的致冷剂是有毒的或可能破坏环境。可能的致冷剂损失也可以使致冷系统的性能下降。例如，用在混合气体致冷剂系统中的致冷剂成分将由于经轴密封等造成的损失而变化。典型的混合气体致冷剂由氮气、氩气、四氟化碳、五溴乙烷和全氟甲基醚(perfluoropropl methyl ether)，且这些成分将由于其性质不同而以不等的量损失。而且，这种致冷剂价格昂贵，致冷剂的任何损失都会造成工作成本的恶化。
现有技术提供了使工作流体流经轴密封返回到压缩机的低压入口一侧的压缩机组的实例。该实例可以在美国专利US6018962中找到。在该专利中，压缩机组装在气密封壳内。流入齿轮箱的致冷剂与齿轮油混合，且致冷剂和齿轮油的混合物汇集在齿轮箱的油槽内。混合物流经除雾元件，而在压缩机的低压侧形成吸力作用下，使齿轮油与混合物分离。吸力还使致冷剂从除雾元件返回到压缩机的低压侧。
在美国专利US4213307中，压缩机组的齿轮箱通向聚结过滤器。聚结过滤器将致冷剂与齿轮油分离。在齿轮油与致冷剂分离后，由喷射泵将齿轮油泵送回齿轮箱的油槽中。从聚结过滤器抽出的致冷剂返回到压缩机的低压侧。使用独立的油泵将油泵送到齿轮箱中的轴承处，并供应加压的油作为喷射泵的起动流体。
在所有的现有装置中固有的问题是出现瞬时低压时，或在压缩机组起动或停车期间，齿轮箱中的压力可能高于从齿轮箱驱动的压缩机的压力。通常，在运行过程中，压缩机中的压力高于齿轮箱内的压力。当出现这种压力逆转时，齿轮油会回流，即，齿轮油被迫通过轴密封从齿轮箱到达压缩机，污染被压缩的致冷剂或其他工作流体。
而且，上述现有技术的压缩机组，是一个集成系统，不太适用于大型压缩机设备或机组，其中压缩机组的分离部件，即马达、齿轮箱和压缩机具有分离的外壳，部件在现场分别安装。
如下讨论的，本发明提供了一种用于使工作流体循环流经压缩机组的轴密封的系统，其中该系统特别设计成能防止齿轮油回流到压缩机。而且，本发明的系统的任何应用仅需要对组成压缩机组的部件作很小的改动。
发明内容
本发明提供了一种用于压缩机组的工作流体循环系统。该压缩机组具有至少一个从齿轮箱驱动的压缩机。该系统起作用使工作流体蒸气流经轴密封从压缩机到齿轮箱循环。
根据本发明，该工作流体循环系统包括至少一个聚结过滤器，以将齿轮油形成的油雾与工作流体蒸气分离。循环导管的一端连接于压缩机组的低压入口。循环导管的另一端与该至少一个聚结过滤器流体连通，以将工作流体蒸气返回到压缩机组中。设有两个交替流动路径以将油雾和工作流体蒸气从压缩机组导通到该至少一个聚结过滤器。该两个交替流动路径之一由与该齿轮箱流体连通的防回流压缩机构成，从而使防回流压缩机的运行将齿轮箱中的压力降低到压缩机内的压力之下。该两个交替流动路径的另一个由也与齿轮箱流体连通的导管构成。在该导管中设有一阀，以防止在防回流压缩机工作期间油雾和工作流体流入齿轮箱。控制器启动防回流压缩机，以确保齿轮箱内的压力低于压缩机内的压力，从而避免使齿轮油通过轴密封从齿轮箱中驱动进入压缩机中。
该压缩机组还可以设有与齿轮箱相连的油槽，从而可以将油雾和工作流体蒸气汇集在它的顶部空间区域。两个交替流动路径连接于该油槽，以便接收来自于油槽的顶部空间区域的油雾和工作流体蒸气。在该至少一个聚结过滤器和油槽之间连接有一个回油泵，以将齿轮油返回到该油槽中。
从上述可以理解，使用防回流压缩机避免了在起动和停车以及其他瞬时低压期间可能发生的齿轮油通过轴密封的回流。而且，因为本发明的循环系统可以应用于现有的压缩机组，该压缩机组无需改进就可以利用本发明。在这点上，可以使用一个或多个聚结过滤器，以防止任何油循环返回到压缩机，因为不同于某些现有设计，该过滤器不必包括在压缩机组本身中。
本发明适用于多级压缩机组，一方面，对于其每一压缩机来说，通过对上述工作流体循环系统的复制可以循环工作流体。在这种机组中，第二压缩机与第一压缩机串联连接，从而使工作流体初始在第一压缩机中压缩，然后在第二压缩机中进一步压缩。该压缩机组具有通向第一和第二压缩机的第一和第二低压入口，和与之相关的第一和第二齿轮箱。
根据本发明这一方面的循环系统具有循环导管，该循环导管是与第一压缩机的低压入口相连的第一循环导管。构成第二循环导管的循环导管连接于第二压缩机的低压入口。该至少一个聚结过滤器是与第一循环导管的另一端流体连通的至少一个第一聚结过滤器。至少一个第二聚结过滤器与第二循环导管的另一端流体连通。两个交替流动路径的第一流动路径与第一齿轮箱流体连通，以将油雾和工作流体蒸气导通到该至少一个第一聚结过滤器。该两个交替流动路径中的第二流动路径与第二齿轮箱流体连通，以将油雾和工作流体蒸气导通到该至少一个第二聚结过滤器。控制器启动两个交替流动路径中的第一和第二流动路径的防回流压缩机，以保证第一和第二齿轮箱内的压力分别低于第一和第二压缩机中的压力。
多级单元的压缩机组还具有与第一和第二齿轮箱相连的第一和第二油槽，从而可以将油雾和工作流体蒸气汇集在第一和第二油槽的顶部空间区域。该两个交替流动路径中的第一和第二流动路径与第一和第二油槽相连，以分别接收来自于第一和第二油槽的顶部空间区域的油雾和工作流体蒸气。在该至少一个第一聚结过滤器和第一油槽之间连接有第一回油泵，用于将齿轮油返回到第一油槽中。在该至少一个第二聚结过滤器和第一油槽之间连接有第二回油泵，用于将齿轮油返回到第一油槽中。
另一方面本发明可以通过组合元件而以更简单的方式用于多级压缩机组。例如，在多级压缩机组中，工作流体通过压缩机的低压入口进入第一压缩机，其中该第一入口构成压缩机组的系统入口。该循环导管的一端与该系统入口相连。该两个交替流动路径的第一流动路径与第一齿轮箱流体连通，以将油雾和工作流体蒸气导通到该至少一个聚结过滤器。该两个交替流动路径中的第二流动路径与第二齿轮箱流体连通，也将油雾和工作流体蒸气导通到该至少一个聚结过滤器。控制器启动两个交替流动路径中的第一和第二流动路径的每个防回流压缩机，以保证齿轮箱内的压力分别低于第一和第二压缩机内的压力。
该压缩机组可以设有与第一和第二齿轮箱相连的第一和第二油槽，从而可以将油雾和工作流体蒸气汇集第一和第二油槽的顶部空间区域。该两个交替流动路径的第一和第二流动路径分别连接于第一和第二油槽，以接收来自于第一和第二油槽的顶部空间区域的油雾和工作流体蒸气。在该至少一个聚结过滤器和第一和第二油槽之间连接有回油泵，用于将齿轮油返回到第一和第二油槽中。
或者，第一和第二相分离器连接于第一和第二齿轮箱，以将油雾和工作流体蒸气与齿轮油分离。该压缩机组还有一个连接于第一和第二相分离器的公共油槽，用于从分离器接收齿轮油。该两个交替流动路径中的第一和第二流动路径分别连接于第一和第二相分离器，用于从相分离器接收油雾和工作流体蒸气。在该至少一个聚结过滤器和公共油槽之间连接有回油泵，用于将齿轮油返回到公共油槽中。
在包括在多级压缩机中的应用的本发明的另一方面，可以进一步简化。在本发明的这一方面，循环导管的一端连接于系统入口。该压缩机组设有连接于第一和第二齿轮箱的公共油槽，从而可以将油雾和工作流体蒸气汇集在公共油槽的顶部空间区域。这可以使该两个交替流动路径连接于公共油槽，从而可以接收来自于该顶部空间区域的油雾和工作流体蒸气。在该至少一个聚结过滤器和公共油槽之间连接有回油泵，用于将齿轮油返回到第一和第二油槽中。
在本发明的所有方面，在该至少一个聚结过滤器和导管之间，或在该至少一个第一和第二聚结过滤器的每一个和第一和第二循环导管的每一个之间，可以插置油蒸气吸附收集器和水蒸汽吸附收集器。而且，控制器可以是连接于防回流压缩机的压差开关。在本发明的涉及多级压缩机的一些方面，控制器可以包括分别连接到第一和第二交替流动路径的防回流压缩机上的两个压差开关。两个压差开关定位成对第一齿轮箱和第一压缩机之间或第二齿轮箱和第二压缩机之间的压力差作出反应。
虽然本说明书以清楚地指出申请人看作其发明的主题的权利要求来结束，但应当认为当结合附图时可以更好地理解本发明，其中图1是本发明的工作流体循环系统的示意图；图2是图1所示类型的本发明的工作流体循环系统的示意图，其中该系统应用到压缩机组件的连续压缩机上；图3是本发明的与具有两个压缩机的压缩机组件配合使用的工作流体循环系统的示意图；图4是图3中所示工作流体循环系统的另一实施例的示意图；以及图5是图3中所示工作流体循环系统的又一实施例的示意图。
为了避免重复解释附图中的元件，相同的附图标记用于表示各附图中出现的相同元件，而不更改。而且，在出现两个相同的元件时，附图标记后缀“a”用于指示第一个元件，后缀“b”用于指示第二个元件。
具体实施例方式
参照图1，示出了一种与通过压缩机组2压缩的工作流体的循环有关的工作流体循环系统。压缩机组2设有一个压缩机10，该压缩机可以是具有叶轮压缩工作流体的类型的离心压缩机。在这种压缩机中，叶轮由连接到位于齿轮箱12内的齿轮上的轴驱动。齿轮由齿轮油润滑。在混合气体致冷剂的情况下，适当的齿轮油是聚烯烃。齿轮箱12内的齿轮以及压缩机10的叶轮由电动机驱动。
齿轮油经导管14排流到油槽16中。油槽16具有位于液态齿轮油20上方的顶部空间区域18。可浸没的油泵21将油经返回路径22泵返回送回齿轮箱12。为了简化，没有示出返回路径22的已知特征。然而，本领域的技术人员应当知道，返回路径22可包括油冷却器和过滤器。齿轮油可以经备用油箱返回到齿轮箱12。此外，适当的已知控制装置也没有示出。
在压缩机组2中，设置轴密封26以对用于从齿轮箱12驱动压缩机10的轴提供密封。轴密封26起防止齿轮油进入压缩机10而污染被压缩的工作流体的作用。在正常的运行过程中，轴密封26，可以是迷宫式密封，不断地利用工作流体自净化。在此期间，压缩机的排出压力，该压力大于齿轮箱的压力，迫使工作流体蒸气作为清洗气体通过轴密封26流动。因此，工作流体，可以是混合气体致冷剂，被迫不断地穿过轴密封26，进入齿轮箱12。
在齿轮油经齿轮油通道14流至油槽16的过程中，工作流体蒸气将与齿轮油形成的油雾一起汇集在油槽16的顶部空间区域18内。
根据本发明，工作流体蒸气从油槽16的顶部空间区域18循环，且再循环流回到压缩机10。因为油雾和工作流体蒸气汇集在顶部空间区域18内，所以必须在工作流体蒸气返回到压缩机10之前使油雾与工作流体蒸气分离。这通过设置一个或多个聚结过滤器28来实现。聚结过滤器28可以从Parker公司，500 GlaspieSt.，Oxford，MI 48371和Hankinson，Inc.公司，1000 PhiladelphiaSt.，Canonsburg，PA15317得到。已经发现，离开最后的聚结过滤器28的工作流体内的油浓度在十亿分之几的范围内。油汇集在聚结过滤器28的底部。可取的是，所汇集的油直接被重新利用。这样，油返回回路30设有油泵32，以将汇集的油返泵送回到油槽16中。设置止回阀34用于防止油20从油槽16回流。
聚结过滤器28经油槽16的顶部空间区域18与齿轮箱12流体连通。对于这种流体连通，存在着两个交替流动路径。两个交替流动路径之一通过导管36形成，该导管最好具有止回阀38，以在防回流压缩机50(在下文讨论)运行期间防止油的回流，其中该防回流压缩机用作两个交替流动路径的另一个。油蒸气吸附收集器40可以连接于聚结过滤器28，以吸附油蒸气。所使用的吸附剂可以是碳、分子筛或类似物，适合的油蒸气收集器可以从Parker公司和Hankinson，Inc.公司得到。应当指出的是，根据齿轮油的蒸气压力，在某些情况下可以不必包括油蒸气收集器40。在可以存在水蒸汽的系统中，可以设置水蒸汽收集器42除去水。水蒸汽收集器42可以装有吸附剂，比如硅胶、分子筛、氧化铝等。适当的水蒸汽收集器可以从Sporlan Valve公司，206 LangeDr.，Washington，MO63090和Watsco Inc.公司，2665 South BayshoreDr.，Coconut Grove，FL 33133得到。
可以理解的是，对于本领域的技术人员而言，在本发明的适当应用中，可以取消油蒸气吸附收集器40和水蒸汽收集器42。此外，在仅使用一个聚结过滤器28或使用多个聚结过滤器28时，本发明的实施例也是可行的。
过滤之后工作流体通过两相对端连接于压缩机2的水蒸汽收集器42和低压入口46的循环导管44返回。设置充液阀48用于防止工作流体的回流。应当指出的是，过滤之后工作流体在压缩机的入口叶片的上游的位置返回到压缩机10的低压入口46。压缩机10产生的抽吸压力与齿轮箱12内的压力相比足够低，以使工作流体从齿轮箱12、顶部空间区域18、聚结过滤器28、油蒸气吸附收集器40和水蒸汽吸附收集器42流出。
在压缩机组2的启动或停车时，压缩机10的排出压力约等于吸入压力。在这些条件下，油可以经轴密封26回流入压缩机10。为了确保工作流体蒸气总是流经轴密封26，进入齿轮箱12，而没有油沿相反的方向渗漏，防回流压缩机50运行以使齿轮箱12内的压力相对压缩机10的压力降低。这样，避免了齿轮油回流入压缩机10，从而避免污染压缩机10所压缩的工作流体。
防回流压缩机50可以通过已知的压差开关52进行控制。压差开关52通过连接器54连接于防回流压缩机50。可取的是，该压差开关设定为当齿轮箱12内的压力接近压缩机10内的压力时启动防回流压缩机50。可取的是，压差开关可以设定为保持齿轮箱12内的压力比压缩机10的压力低5-15psig。从而将吸力作用施加到齿轮箱12上，以从顶部空间区域18和齿轮箱12抽吸工作流体蒸气和油雾，到达过滤器28的聚结过滤器。这通常在启动和停车阶段发生。此外，其他的低压瞬时状态也可以启动防回流压缩机。
应当理解的是，可以使用其他已知的压力控制器，它们具有比压差开关52更大的控制能力。然而，由于获得这些控制器的成本原因，它们不是优选的。
在图示的实施例中，油槽16提供了相分离空间，而可以使工作流体蒸气和油雾与液态齿轮油分离。正如下文所述，为此目的其他使用分离的相分离器的实施例也是可行的。虽然未示出，但也可以使用适当尺寸的齿轮箱12，以提供相分离空间，另外在齿轮油液体与工作流体蒸气和齿轮油雾之间实施相分离。然而，这不是优选的，因为这种可行的实施例可能涉及压缩机制造商对齿轮箱的改进。
参照图2，示出压缩机组件3具有通过导管56串联连接的第一和第二压缩机10a和10b，从而使工作流体首先在第一压缩机10a中压缩，然后在第二压缩机10b中进一步压缩。每一压缩机10a和10b分别设有低压入口46a和46b。压缩机10a和10b由连接于齿轮箱12a和12b中的齿轮的轴驱动。在这方面，由于在每一压缩机10a和10b中所需压缩的相应压力范围，以已知的方式，压缩机10a和10b的设计可能互不相同。然而，压缩机10a和10b可以相同。
在运行过程中，工作流体蒸气分别从每一压缩机10a和10b经其轴密封26a和26b流至其相关的齿轮箱12a和12b中，并以蒸气的形式汇集。为了使工作流体循环，两个分别具有与工作流体循环系统1相同设计和功能的工作流体循环系统1A和1B分别应用到第一和第二压缩机10a和10b上，作为第一和第二组部件。在这点上，两个交替流动路径中的第一流动路径由具有止回阀38a的导管36a和防回流压缩机50a构成，而两个交替流动路径中的第二流动路径由具有止回阀38b的导管36b和防回流压缩机50b构成。该两个交替流动路径分别将汇集在油槽16a和16b的顶部空间区域18a和18b中的油雾和工作流体蒸气导通到聚结过滤器28a和28b。第一和第二油返回路径30a和30b将分离出的齿轮油导通返回到油槽16a和16b。
参照图3，示出了一种工作流体循环系统4，该系统设计成用于与上述的图2中所示的实施例相关的压缩机组3配合使用。工作流体循环系统4使用共同的部件，以避免以图2所示方式示出的每一压缩机的工作流体循环系统的完全重复。
如图所示，工作流体循环系统4使用一端连接于低压入口46a的一个循环导管44，该低压入口与构成第一压缩级的压缩机10a相关联。低压入口46a起压缩机组3的系统入口的作用。一套一个或多个串联连接的聚结过滤器28与油蒸气吸附收集器40和水蒸汽吸附收集器42，连接于循环导管44的另一端。工作流体蒸气和油雾与油槽16a和16b所提供的相分离空间内的齿轮油分离，且汇集在其顶部空间区域18a和18b内。
分离的油雾和工作流体蒸气通过在接头65处连接的两个导管62和64由交替流动路径中的第一和第二流动路径(如上所述)导通到一聚结过滤器28，该聚结过滤器构成一套聚结过滤器28与油蒸气吸附收集器40和水蒸汽吸附收集器42的一部分。
第一和第二防回流压缩机50a和50b通过压差开关52a和52b进行控制，以防止齿轮箱12a和12b内的过压积累而将齿轮油以上述方式驱动到压缩机10a和10b内。因为第二压缩机10b在比第一压缩机10a高的压力下运行，所以与第二压缩机10b相关联的齿轮箱12b内的压力将高于与第一压缩机10a相关联的齿轮箱12a的压力。为了平衡该压力，通过位于如导管36b内的节流阀66的装置提供减压，以将导管36b内的压力与导管36a内的压力平衡。应当指出的是，其他的节流装置也是可行的，例如，多道不同尺寸的管路控制流体。
附加效率是通过使用一个油返回回路30实现的，该油返回回路具有一个泵32，以将从聚结过滤器28循环的齿轮油泵送回第一和第二油槽16a和16b。因此，设置两个油返回导管67和68。为了将油泵送到第一和第二油槽16a和16b，必须形成过压。所以，设置节流阀70和72，以将压力降低到足以使齿轮油同时返回到第一和第二油槽16a和16b。
参照图4，提供了一种工作流体循环系统5，该系统设计成与具有第一和第二压缩机10a和10b的两级压缩机组件6配合使用。在压缩机组6中通过使用连接于第一和第二压缩机10a和10b的齿轮箱12a和12b的公共油槽74实现进一步的效率。
待循环的油雾和工作流体蒸气借助于通过设于齿轮箱12a和12b与公共油槽74之间的第一和第二相分离器76和78形成的第一和第二相分离空间与液态齿轮油分离。所分离的液态齿轮油通过从相分离器76和78引出的油路80和82被引入公共油槽74中。压力控制阀84设于油路80中，以防止在第二压缩机10b中产生的高压将油从公共油槽74中驱动返回到第一相分离器76中。
两个交替流动路径中的第一和第二流动路径经导管36a和防回流压缩机50a与第一相分离器76的连接，以及经导管36b和防回流压缩机50b与第二相分离器78的连接，形成与齿轮箱12a和12b的流体连通。如同前述实施例中，使用一套聚结过滤器28等，其中在前述实施例中，如果需要，一个或多个聚结过滤器28与油蒸气吸附收集器40和水蒸汽吸附收集器42串联连接，且连接于两个交替流动路径中的第一和第二流动路径，从而将油雾、油和水与工作流体蒸气分离。这种一套的连接可以通过连接于第一防回流压缩机50a的导管86和在接头88处连接第二导管36b和第二防回流压缩机50b的导管36a完成。然后导管90连通于接头88和串联的聚结过滤器28中的第一个。节流阀92设于第二导管36b中，通过降低导管36b内的压力，防止压缩机10b内产生的高压将油雾和工作流体驱动到导管88内。
参照图5，一种更简化的工作流体循环系统7与使用公共油槽74的压缩机组6配合使用。齿轮油、油雾和工作流体蒸气经在接头94处连接的第一和第二导管14a和14b排流至公共油槽74。导管96使接头94连接于公共油槽74的顶部空间区域18。为了防止齿轮油等被压缩机10a的高压驱动进入通向齿轮箱12a的第二导管14a中，在导管14a内设置节流阀98。另一方案是取消节流阀98，从而使齿轮箱12b保持与齿轮箱12a相同的压力。
使该实施例区别于其他具有采用多级压缩的压缩机组的实施例的特征，是使用一套由防回流压缩机50和导管36形成的两个交替流动路径。
公共油槽74提供相分离空间，以将油雾和工作流体蒸气与齿轮油液分离。使用公共油槽74也可以使防回流压缩机50降低两齿轮箱12a和12b内的压力，从而确保齿轮箱12a和12b与相应的压缩机10a和10b之间保持正确的压差。
防回流压缩机50由压差开关52a和52b控制，该压差开关由压缩机10a和齿轮箱12a之间或压缩机10b和齿轮箱12b之间存在的压力差启动，该压差将驱动齿轮油经轴密封26a和26b进入压缩机10a和10b。
虽然已经参照优选实施例描述了本发明，但可以作出多种变化、添加和省略，而不会脱离本发明的主旨和范围。
权利要求
1.一种用于压缩机组件的工作流体循环系统，其中该压缩机组件具有至少一个从齿轮箱驱动的压缩机，以使工作流体蒸气从压缩机直到齿轮箱循环流经轴密封，所述工作流体循环系统包括至少一个聚结过滤器，用于将所述齿轮油构成的油雾与工作流体蒸气分离；循环导管，其一端连接于所述压缩机组件的低压入口，而其另一端与所述至少一个聚结过滤器流体连通，从而将所述工作流体蒸气返回到所述压缩机组件；两个交替流动路径，用于将所述油雾和所述工作流体蒸气从所述压缩机组件导通至所述至少一个聚结过滤器，所述两个交替流动路径之一由与所述齿轮箱流体连通的防回流压缩机和也与所述齿轮箱流体连通的导管形成，从而所述防回流压缩机的运行使所述齿轮箱内的压力降低到所述压缩机的压力之下，且所述导管具有阀，以防止所述油雾和所述工作流体在所述防回流压缩机工作期间流至所述齿轮箱；控制器，用于致动所述防回流压缩机，以确保齿轮箱内的压力小于压缩机的压力，从而防止将齿轮油从齿轮箱经所述轴密封驱动进入该压缩机中。
2.如权利要求1所述的工作流体循环系统，其特征在于所述压缩机包括第一压缩机；第二压缩机与所述第一压缩机串联连接，从而使工作流体起初在第一压缩机中压缩，然后在第二压缩机中进一步压缩；所述低压入口和所述齿轮箱分别是第一低压入口和第一齿轮箱；所述循环导管包括连接于所述第一压缩机的低压入口的第一循环导管；第二循环导管连接于所述第二压缩机的第二低压入口；所述至少一个聚结过滤器是至少一个与所述低压循环导管的另一端流体连通的第一聚结过滤器；至少一个第二聚结过滤器与所述第二循环导管的所述另一端流体连通；所述两个交替流动路径是与所述第一齿轮箱流体连通而将所述油雾和所述工作流体蒸气导通到所述至少一个第一聚结过滤器的所述两个交替流动路径的第一流动路径；所述两个交替流动路径的第二流动路径与所述第二齿轮箱流体连通而将所述油雾和所述工作流体蒸气导通到所述至少一个第二聚结过滤器；以及所述控制器致动所述两个交替流动路径的所述第一和第二流动路径的每一所述防回流压缩机，以确保第一和第二齿轮箱内的压力分别小于第一和第二压缩机内的压力。
3.如权利要求1所述的工作流体循环系统，其特征在于所述压缩机包括第一压缩机；第二压缩机与所述第一压缩机串联连接，从而使工作流体初始在第一压缩机中压缩，然后在第二压缩机中进一步压缩；所述工作流体经其低压入口进入第一压缩机中，该低压入口构成所述压缩机组件的系统入口；所述循环导管的所述一端连接于所述系统入口；所述两个交替流动路径是与所述第一齿轮箱流体连通而将所述油雾和所述工作流体蒸气导通到所述至少一个聚结过滤器的所述两个交替流动路径的第一流动路径；所述两个交替流动路径的第二流动路径与所述第二齿轮箱流体连通而将所述油雾和所述工作流体蒸气也导通到所述至少一个聚结过滤器；以及所述控制器致动所述两个交替流动路径的所述第一和第二流动路径的每一防回流压缩机，以确保所述齿轮箱内的压力小于第一和第二压缩机内的压力。
4.如权利要求1所述的工作流体循环系统，其特征在于所述压缩机组件还具有连接于所述齿轮箱的油槽，从而使所述油雾和工作流体蒸气汇集在其顶部空间区域内；所述两个交替流动路径连接于所述油槽，从而接收来自于其所述顶部空间区域的所述油雾和所述工作流体蒸气；以及回油泵连接在所述至少一个聚结过滤器和所述油槽之间，以将所述齿轮油返回到所述油槽。
5.如权利要求2所述的工作流体循环系统，其特征在于所述压缩机组件还具有连接于所述第一和第二齿轮箱的第一和第二油槽，从而使所述油雾和工作流体蒸气汇集在其第一和第二顶部空间区域内；所述两个交替流动路径的所述第一和第二流动路径分别连接于所述第一和第二油槽，以接收来自于所述第一和第二顶部空间区域的所述油雾和所述工作流体蒸气；第一回油泵连接在所述至少一个第一聚结过滤器和所述第一油槽之间，以将所述齿轮油返回到所述第一油槽；以及第二回油泵连接在所述至少一个第二聚结过滤器和所述第一油槽之间，将所述齿轮油返回到所述第一油槽。
6.如权利要求3所述的工作流体循环系统，其特征在于所述压缩机组件还具有连接于所述第一和第二齿轮箱的第一和第二油槽，从而使所述油雾和工作流体蒸气汇集在其第一和第二顶部空间区域内；所述两个交替流动路径的所述第一和第二流动路径分别连接于所述第一和第二油槽，以接收来自于所述第一和第二顶部空间区域的所述油雾和所述工作流体蒸气；以及回油泵连接在所述至少一个聚结过滤器和所述第一和第二油槽之间，以将所述齿轮油返回到所述第一和第二油槽。
7.如权利要求3所述的工作流体循环系统，其特征在于第一和第二相分离器连接到所述第一和第二齿轮箱，以将所述油雾和所述工作流体蒸气与所述齿轮油分离；所述压缩机组件还具有连接于所述第一和第二相分离器的公共油槽，以接收来自相分离器的所述齿轮油；所述两个交替流动路径的第一和第二流动路径连接于所述第一和第二相分离器，以接收来自相分离器的所述油雾和所述工作流体蒸气；以及回油泵连接在所述至少一个聚结过滤器和所述公共油槽之间，以将所述齿轮油返回到所述公共油槽。
8.如权利要求1所述的工作流体循环系统，其特征在于所述压缩机包括第一压缩机；第二压缩机与所述第一压缩机串联连接，从而使工作流体初始在第一压缩机中压缩，然后在第二压缩机中进一步压缩；所述工作流体经其低压入口进入第一压缩机中，该低压入口构成所述压缩机组件的系统入口；所述循环导管的所述一端连接于所述系统入口；所述压缩机组件还具有连接于所述第一和第二齿轮箱的公共油槽，从而使所述工作流体蒸气和所述油雾汇集在其顶部空间区域中；所述两个交替流动路径与所述公共油槽连接，从而接收来自于所述顶部空间区域的所述工作流体蒸气和所述油雾；以及回油泵连接在所述至少一个聚结过滤器和所述公共油槽之间，以将所述齿轮油返回到第一和第二油槽。
9.如权利要求1、3或8所述的工作流体循环系统，其特征在于，其还包括设于所述至少一个聚结过滤器和所述循环导管之间的油蒸气吸附收集器和水蒸汽吸附收集器。
10.如权利要求2所述的工作流体循环系统，其特征在于，其还包括设于所述至少一个第一聚结过滤器和所述第一循环导管的所述另一端之间的第一油蒸气吸附收集器和第一水蒸汽吸附收集器，以及设于所述至少一个第二聚结过滤器和所述第二循环导管的所述另一端之间的第二油蒸气吸附收集器和第二水蒸汽吸附收集器。
全文摘要
一种用于压缩机组件的工作流体循环系统，其使一个或多个压缩机中流出的工作流体蒸气穿过轴密封循环到齿轮箱。流动的工作流体通过循环导管循环返回到压缩机组件的低压入口。聚结过滤器用于使油雾与工作流体蒸气分离。如果需要，通过适当的油和水蒸汽收集器，也可以去除油蒸气和水蒸汽。在可能导致齿轮油通过轴密封从齿轮箱回流到压缩机的启动和关闭或出现瞬时低压的时候，使防回流压缩机工作，以确保齿轮箱内的压力小于压缩机内的压力。
文档编号F25B1/10GK1439854SQ03103748
公开日2003年9月3日 申请日期2003年2月18日 优先权日2002年2月19日
发明者A·P·埃文斯, N·T·内诺夫, G·W·亨茨勒, J·J·诺沃比尔斯基, R·L·巴克 申请人:普莱克斯技术有限公司