利用吸附剂技术的压缩机脱水的制作方法

利用吸附剂技术的压缩机脱水的制作方法
【专利摘要】提供了利用吸附剂技术从压缩机去除水分的方法。将结合了吸附剂技术的脱水装置设置在包含吸湿性流体的系统中。通过使吸湿性流体经过吸附剂技术的处理，将水分从吸湿性流体中去除。该系统包括密封装置以及用于加热、通风和空气调节(HVAC)系统和制冷装置的整体部件。
【专利说明】利用吸附剂技术的压缩机脱水
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年6月14日提交的美国申请N0.13/523，427的优先权以及2011年6月17日提交的美国临时申请N0.61/498，168的权益。上述申请的全部公开内容通过引用方式结合于此。
【技术领域】
[0003]本公开涉及压缩机，并且更具体地，涉及利用吸附剂技术的压缩机脱水。
【背景技术】
[0004]这部分中的描述仅仅提供与本公开相关的背景信息，且可能不构成现有技术。
[0005]诸如压缩机、泵、发动机、或膨胀器之类的多种装置可以用来转移系统中的流体。某些压缩机(比如涡旋式压缩机)可以与外部气体和空气密封。一种示例性的密封是压缩机的气密密封或半气密密封。然而，一旦被密封，维修或养护的选择自由就受到限制。在某些方面，可以对装置进行预处理以便于合适的操作。在气密地密封装置之前的一种示例性预处理包括:在较长的时间段内烘干压缩机，随后进行抽空以去除残留的水分，因为这种残留的水分可能导致酸形成和/或导致压缩机使用的润滑剂和制冷系统老化。干燥过程需要大量的时间和能量，需要昂贵的物资和养护，从而占据了成品压缩机的成本中不可忽略的一部分。然而，为了缓解水分对气密密封压缩机的最终操作的影响以及允许终端用户处的时间有效性下降和制冷负荷，繁琐的干燥过程和财务负担是可以容忍的。
[0006]尽管在预干燥处理方面做出了努力，但残留的水分仍可能存在于压缩机内的内部部件中以及润滑剂中，并且，考虑到一些润滑剂系统可能是吸湿性的，存在的水分可能对于润滑剂具有亲和性。由此，处理润滑剂和/或制冷剂的压缩机的密封环境对维持干燥系统提出了挑战。

【发明内容】

[0007]从这里提供的描述中，其他应用领域将变得显而易见。应理解的是，说明书和具体的示例仅仅是用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
[0008]在多个方面中，本发明的教导提供了去除密封系统中的水分的方法。在某些变型中，密封系统是压缩机。吸湿性流体被引入密封系统中。该吸湿性流体与位于密封系统的内部的脱水装置接触以便从密封系统去除一部分水分。
[0009]在某些方面中，去除包括压缩机的密封系统中的水分的方法包括:首先将流体引入到包括该压缩机的密封系统中。然后，流体与位于密封系统中的压缩机的内部或者设置在该压缩机附近的脱水装置接触，以便从密封系统去除一部分水分。
[0010]在另外的方面中，本发明的教导提供了从能够使流体循环的涡旋式压缩机中去除水分的方法。可渗透容器形式的脱水装置设置在压缩机中，该脱水装置包括多个脱水部件。在将流体引入压缩机中后，可渗透容器接触流体，并且通过将水分保留在脱水部件中而去除包含在流体中的至少一部分水分。
[0011]在其他方面中，本发明的教导提供了形成压缩机的方法。将脱水装置设置在密封的压缩机的内部。脱水装置能够从在压缩机内循环的吸湿性流体去除至少一部分水分。
[0012]在另外的方面中，本发明的教导提供了形成用于涡旋式压缩机的部件的方法。由聚合物基体和吸附剂材料形成的复合材料成形为用于涡旋式压缩机的整体的一部分。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]这里描述的附图仅仅用于说明的目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。
[0014]图1是根据本发明教导的各种实施方式的涡旋机的截面图；
[0015]图2是根据本发明教导的各种实施方式的油池的局部视图；
[0016]图3示出了根据本发明教导的各种实施方式的脱水装置；
[0017]图4A-图4B示出了根据本发明教导的各种实施方式的复合材料的各种形状；
[0018]图5示出了根据本发明教导的各种实施方式的配重罩；
[0019]图6A-图6B示出了根据本发明教导的各种实施方式的活性包(active package)和示例性安装结构；以及
[0020]图7是制冷系统的简化示例性示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下的说明本质上仅仅是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或使用。应理解的是，在整个附图中，相应的参考标号指示相似或相应的部件和特征。
[0022]本发明的教导涉及使用吸附剂技术以促进诸如压缩机之类的密封装置中的持续长期脱水的水分控制。一个示例性的压缩机是图1中所示的涡旋式压缩机10。尽管涡旋式压缩机10用作本公开中的主要示例，但应该理解的是，这些教导能够应用于其他类型的压缩机(例如，往复式压缩机)。另外，本公开的原理也适用于其他机械或机电装置，这些装置包括发动机、泵、以及与加热、通风和空气调节(HVAC)系统及制冷系统相关的装置。为了清楚起见，首先对涡旋式压缩机10进行说明，随后对用来提供水分控制的材料和技术进行详细说明。
[0023]涡旋机
[0024]参照图1，涡旋机10包括外壳12、压缩机部段14、以及马达驱动部段16。外壳12有助于以一般的方式或气密的方式密封装置，使得装置不透气。如这里使用的，术语“气密密封”包括以任何方式密封外壳，这些方式包括:利用焊接来封闭外壳(通常称为全气密密封)或利用紧固件和/或密封圈或垫圈来封闭外壳(通常称为半气密密封)。如所示的，外壳12可以总体上为圆筒形。外壳12包括焊接在其上端的罩18以及焊接在其下端的基座20。罩18可以包括制冷剂排放配件22，该制冷剂排放配件22中可以具有排放阀(未示出)。夕卜壳12还包括用以建立抽吸腔室63的抽吸入口配件66。基座20可以包括与其一体形成的多个安装支脚21。外壳12可以进一步包括横向延伸的隔板24，该隔板可以在罩18焊接至外壳12的相同位置处围绕其周边进行焊接。
[0025]压缩机部段14可以包括压缩机构25、非绕动涡旋构件26、绕动涡旋构件28、以及轴承壳体30。非绕动涡旋构件26可以包括端板32，该端板32具有从其延伸的螺旋状涡卷36。非绕动涡旋构件26可以固定至轴承壳体30并且可以包括多个凸起40，所述多个凸起通过多个螺栓42将非绕动涡旋构件26附接至轴承壳体30。
[0026]绕动涡旋构件28可以包括端板50以及从端板50竖立延伸的螺旋状涡卷52。螺旋状涡卷52可以与非绕动涡旋构件26的螺旋状涡卷36啮合，以形成可以与排放口 60流体连通的压缩腔室54。排放口 60可以与可以通过隔板24和罩18形成的排放腔室62连通。
[0027]马达驱动部段16可以包括驱动构件以驱动压缩机构，所述驱动构件比如为联接至绕动涡旋构件28的曲柄轴68。曲柄轴68可以可旋转地轴颈连接在轴承壳体30内的轴承72中并且可以包括偏心轴部74。偏心轴部74可以通过驱动衬套和轴承组件76联接至绕动涡旋构件28。曲柄轴68可以在其下端处由马达驱动部段16支撑，从而曲柄轴68的下端包括同心的轴部78。
[0028]曲柄轴68的下端可以包括同心孔80，该同心孔与从其向上延伸到曲柄轴68的顶部的径向倾斜孔82连通。润滑剂护圈84可以设置在孔80内，以将位于油池85中或外壳下端(例如，在基座20内)的流体通过孔80、82泵送到压缩机部段14或涡旋机10的需要润滑的其他部分。润滑剂护圈84可以是共同拥有的美国专利N0.7，179，069中公开的类型，该专利的公开内容通过引用方式结合于此。参照图2，油池85用作流体收集区域并且还可以包括一个或多个附接点87，在所述附接点处固定本发明教导的脱水装置150 (如图3至图6B的某些变型中所示)，将在下文详细描述。
[0029]回到图1，上部和下部配重物86、88可以附接至曲柄轴68和/或转子100。此外，还可以设置配重罩90来减小由于下部配重物88与设置在外壳12中的润滑剂相接触而引起的做功损耗。配重罩90可以是共同所有的美国专利N0.5，064, 356和N0.7，413，423中公开的类型，上述专利的公开内容通过引用方式结合于此。如图5中最佳示出的，罩90包括上部120和下部122，所述上部总体上形成为杯状且具有总体上呈圆形的周边，所述下部总体上为杯状且具有总体上呈辐射状的周边。罩90限定内部空容积124以及中央开口 132。
[0030]回到图1，马达驱动部段16可以进一步包括马达组件92和下部轴承支撑构件94。马达组件92可以固定地安装在外壳12中，且可以包括定子96、绕组98、和转子100。定子96可以压配合在外壳2中，而转子100可以压配合在曲柄轴68上。当马达组件92通电时，定子96、绕组98和转子100可以一起工作以驱动曲柄轴68，从而使得绕动涡旋构件28相对于非绕动涡旋构件26绕动。
[0031]支撑构件94可以附接至外壳12并且可以附接有下部轴承95。下部轴承95可以可旋转地支撑曲柄轴68。为此，支撑构件94和/或下部轴承95可以与轴承壳体30 —起工作以限定曲柄轴68绕其旋转的竖直轴线102。下部轴承95还可以包括止推垫片97，以通过沿着竖直轴线102提供竖直方向上的支撑而轴向地支撑曲柄轴68。此外，止推垫片97可以用来抑制曲柄轴68在总体上朝向基座20的向下方向上的竖直运动。以前述的方式，支撑构件94和/或下部轴承95也可以与轴承壳体30 —起协作以限定定子96与转子100之间的马达气隙104。
[0032]支撑构件94可以以任何合适的方式附接至外壳12。例如，支撑构件94可以以类似于共同所有的美国专利N0.5，267，844中描述的方式以立桩的形式附接至外壳，上述专利的公开内容通过引用方式结合于此。替代地或附加地，支撑构件94可以利用焊接接头或多个紧固件(未示出)附接至外壳12。
[0033]材料和方法
[0034]在一个方面中，本发明的教导提供了利用吸附剂技术从吸湿性流体去除至少一部分残留水分的方法。一般地，吸湿性流体包括从周围环境吸引并吸收或吸附水分的流体。这里详述的残留水分或来自周围环境的水分包括水、水蒸气、极性成分、酸、以及存在于压缩机的工作流体中或来自于该工作流体的水分。吸湿性流体中的残留水分会使得吸湿性流体具有的水分含量超过未改性或处理的吸湿性流体的起始水分含量。据信，起始吸湿性流体的性质可能在暴露于周围环境中的水分后改变，因为在吸收或吸附水分后，水分子悬浮在吸湿性流体的分子之间。在选择的环境中，水分的吸收或吸附被最小化，以防止对起始吸湿性流体的粘性、混溶性、热稳定性、以及其他物理和/或化学特性的影响。
[0035]被引入到涡旋式压缩机10中的示例性流体包括润滑剂和制冷剂。在本发明的教导中，利用不同的技术来引入流体，这些技术包括“填充”涡旋式压缩机10，如随后将详述的。制冷剂包括但不限于:通常被分类为卤烃(包括:碳氟化合物、氢氟碳化合物、氢氯氟碳化合物、以及氢氟烯烃)的制冷剂；分类为碳氢化合物的制冷剂；天然制冷剂(比如二氧化碳和氨)；以及上述制冷剂的组合。润滑剂通过示例性的方式包括:被分类为环烷制冷油、烷基苯、聚乙烯乙二醇(polyalkene glycol)、聚烃基乙二醇、多元醇酯(Ρ0Ε)、双酯、二聚体酯(dimer ester)、芳香酯、单聚体酯、聚α烯烃、矿物油、以及各种其他合成油和混合油的润滑剂；及其上述润滑剂的组合。吸湿性流体的示例包括多元醇酯(Ρ0Ε)、双酯、二聚体酯、芳香酯、单聚体酯、聚烃基乙二醇、聚乙烯乙二醇。其他合适的吸湿性合成油在《化学以及燃料和油的技术》(Chemistry and Technology of Fuels and Oils)第 17 卷第 4 期第 198-200页(1981 年)中的 A.1.Echin 等人的“Hygroscopicity of Synthetic Oils (合成油的吸湿性)”中进行了详述，其整体内容通过引用方式结合于此。
[0036]如上所述的，气密密封或以其他方式密封的环境中的残留水分或不期望的水分可能降低装置的寿命和/或性能。例如，在涡旋式压缩机10中，认为润滑剂中的残留水分累积会降低系统中的润滑性，同时增加酸含量以及可能增加装置的部件的表面老化。因为涡旋式压缩机10能够在某些变型中气密地密封，这种设计的涡旋式压缩机10中的水分将可能在涡旋式压缩机10的寿命期间都留存。
[0037]参照图3-图6B，提供了在本发明的在涡旋式压缩机10的寿命期间去除水分的方法中使用的各种示例性脱水装置150。在此详述的方法和装置去除吸湿性流体中的至少一部分残留水分。水分的去除可以量化为以一百万分之一计的水浓度的减少，或者可替代地，量化为重量百分比的减少。例如，对于多元醇酯油，在前述脱水处理之前，在填充时的示例性起始水分含量大致为百万分之350。在某些方面，本发明教导的方法将水分含量降低至接近吸湿性流体的初始水分含量的值，该初始水分含量小于或等于大约百万分之350 (ppm),可选地小于或等于大约300ppm，可选地小于或等于大约200ppm。因此，在某些方面，具有相同成分但在类似压缩机(缺少本发明的脱水装置150)中处理的类似吸湿性流体具有的水分含量明显大于根据本发明的教导进行处理以减小水分含量的吸湿性流体的水分含量。在某些实施方式中，与根据本发明的方法进行处理之前的吸湿性流体中的先前水分含量相比，在利用根据本发明的方法处理吸湿性流体之后，水分含量减小了大于或等于约5%至小于或等于约99%，且包括其间的所有子范围。[0038]在某些方面中，脱水装置150由聚合物复合材料制成，这种材料包含在聚合物基质中的分子筛材料。分子筛是沸石类型的材料，具有3至4埃的受控微孔尺寸，这随之防止较大的分子被吸收/吸附，因为系统制冷剂通常在该阈值以上。例如，R22-常见的HCFC-具有4.79埃的有效分子直径，而R134a、R32、和R143a_常见的HFC-各自具有5.24埃、4.43埃、和5.14埃的分子直径。用作制冷剂的氦时在吸收/吸附阈值以下，从而使得系统较低效，因为其有效分子直径为0.49埃。水可以容易地被吸收/吸附到沸石类型的分子筛中，因为一般认为水具有1.93埃的直径。吸附剂系统将从系统内抽吸自由水分，并且还将包含在润滑剂内的水分抽吸到分子筛中，约束住水分子并且基本上防止水分子逃逸。在多个方面中，与吸湿性流体的亲水性相比，复合物材料具有更高的亲水性，从而将残留水分从吸湿性流体永久性地去除，因此消除了由于残留水分的保留而引起吸湿性流体的潜在变化。
[0039]在某些方面中，本发明教导的方法能够提供长期的水分去除，这可能持续十年或更长的时间，从而允许在装置气密地密封之后去除水分。例如，本发明的技术的长期水分去除能力可能持续大于或等于约六个月的时期，可选地大于或等于一年，可选地大于或等于两年，可选地大于或等于三年，可选地大于或等于五年，可选地大于或等于八年，并且在某些方面，可选地大于或等于十年，且包含所有子范围。类似地，如有时用来描述如压缩机的某些装置的寿命那样，长期水分去除可以在数千个工时的时间段内量化。因此，本发明的技术的长期水分去除能力可持续大于或等于约1000工时的时间，可选地大于或等于约2000工时，可选地大于或等于约3000工时，可选地大于或等于约5000工时，可选地大于或等于约7000工时，可选地大于或等于约10000工时。根据本发明教导的某些方面，在发生残留水分含量的初始急剧下降之后，在长期的水分去除过程中发生水平微微减小的水分去除。这是因为吸附剂材料保留初始存在于系统中的水分，随后保留后来在系统中生成的残留水分。这还与整体式部件自身的可渗透特性和设计相关。
[0040]长期水分去除是有益的，因为水分去除不仅仅在气密密封之前的烘干过程期间进行。相反地，通过本发明的技术提供的水分去除在用吸湿性流体装填容器之后持续进行，并且在装置的操作期间持续进行，尤其是在该装置是气密密封装置的情况下，包括有效流体移动操作模式、待机操作模式、和/或停机或非运行状态。在某些实施方式中，从脱水装置150的水分去除是气密密封装置内的第一次水分去除(即，气密密封装置在进行气密密封之前没有被烘干或以其他方式干燥)。在这种实施方式中，可以除去烘干炉及其养护的成本，因为初始干燥是在用流体填充装置之后实现的。根据本发明技术的初始干燥和持续进行的长期干燥解决了控制气密密封装置中的水分的问题并且减少了与气密密封之后的有限维修机会和养护选择相关的问题。
[0041]复合材料包括能与吸附剂材料兼容的合适聚合物(例如，聚合物基质)。示例性的聚合物包括聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚醚醚酮、聚酯、聚氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂、乙缩醛二乙醇树脂等及其组合。合适的热塑性塑料进一步包括被广义地分类为非晶体或半晶体的那些热塑性塑料。如下面将描述的，在某些实施方式中，合适的聚合物包括具有足够的物理特性以形成涡旋式压缩机10的整体部件或工作部件的那些聚合物。在某些方面中，工作部件是压缩机10的非结构性(例如,非机械性)部分。例如,整体工作部件可以是抽吸挡板、抽吸消音器、引导丝、配重罩90、以及在图1中示出的其他部分，这些示例为非限制性的。类似地，在某些方面中，材料还必须具有对系统的润滑剂和制冷剂的充分化学耐受性，这使得非晶体材料对于气密的涡旋式压缩机而言不是最佳的。
[0042]复合材料中的吸附剂材料包括沸石，比如钙沸石、钠沸石、钾沸石及其组合，因为这些材料具有极好的亲水性和保水性。合适的吸附剂材料还包括铝硅酸盐，包括铝硅酸盐、铝硅酸钙、铝硅酸钠及其组合。在各种实施方式中，吸附剂材料的颗粒尺寸针对与聚合物基质的兼容性和/或针对由复合材料形成的部件的参数来选择。吸附剂材料作为单一组分来提供，或者不同材料和/或尺寸的吸附剂的混合物可以结合到聚合物基质中。
[0043]在各种实施方式中，复合材料包括重量大于或等于约5%至小于或等于约85%的吸附剂材料，且包含全部子范围。在各种实施方式中，通过增加或减少吸附剂材料在复合材料中的重量百分比来控制吸湿性流体与复合材料的相对亲水性。并且，还能够管控吸附剂材料在聚合物基质中的分布，以提供分布在脱水装置150中的成梯度的吸附剂材料或以离散区域分布的吸附剂材料。要理解的是，复合材料可以是实心的，或者其可以包括在吸附剂与复合物基质之间的空隙或空间，以提供接触表面或用于从吸湿性流体去除水分的流动路径。
[0044]复合材料可以通过常规的处理技术形成，比如注塑成型、压缩成型、挤出成型等等，这些都作为非限制性示例。此外，本领域技术人员会意识到可以采用的额外的添加剂，包括但不限于:染料、各种稳定剂、塑化剂、蜡、抗氧化剂等等。
[0045]在某些实施方式中，脱水装置150设置在涡旋式压缩机10内部的位置处或者设置在密封制冷系统内靠近或接近涡旋式压缩机10的位置处。通常，涉及压缩制冷循环的密封系统包括封闭或气密密封系统中的压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，包含制冷剂(在某些区域中包含制冷剂和润滑油)的流体在该密封系统中循环。通过示例方式，图7示出了包括压缩机区域200的示例性的简化密封系统(例如，制冷回路)。密封制冷系统的压缩机区域200包括压缩机200以及与压缩机202流体连通的油分离器206。第一流体管道204提供压缩机202与油分离器206之间的流体连通。油分离器206用来在制冷剂离开压缩机202之后去除与制冷剂(吸湿性流体)相结合的任何残留油。如图7中所示，第二管道208示出为回收来自油分离器206的油并且将回收的油重新引入到压缩机202中。然而，也可以构想其他的配置，比如来自油分离器206的排放物可以全部从系统去除。
[0046]第三管道210提供油分离器206与冷凝器220之间的流体连通。因此，第三管道210用来将制冷剂传输至冷凝器220。密封系统还包括用于处理制冷剂的膨胀阀222和蒸发器224。制冷剂经由第四管道226从蒸发器224返回到压缩机202。在某些实施方式中，脱水装置150放置在便于与吸湿性流体接触的位置处。这个位置位于压缩机区域200内，该压缩机区域可以在压缩机202自身内部，或者可替代地，在靠近压缩机202的位置处，例如，在第一管道204中或油分离器206内。
[0047]再次参照图1至图3，理想地，脱水装置150位于涡旋式压缩机10内便于与吸湿性流体接触的位置处。涡旋式压缩机10总体上示出为包括油分离器27、冷凝器、以及蒸发器的密封系统的一部分。还示出了通向油分离器27的流体管道23和油分离器返回管道29。用吸湿性流体填充气密密封系统，吸湿性流体随后与位于气密密封系统的内部108的脱水装置150接触，以去除一部分水分。填充包括将制冷剂和/或油成分引入到涡旋式压缩机10中。填充(包括再次填充)可能在涡旋式压缩机10产生之后、在气密密封之后、在将涡旋式压缩机10结合到更大的系统中之后、在测试或部分验证之后、在维修之后、或者在涡旋式压缩机10的寿命的任何其他时间点发生，上述情况为非限制性示例。使吸湿性流体与脱水装置150接触可能与用吸湿性流体填充涡旋式压缩机10同时地发生。
[0048]特别地，如图2所示，用于脱水装置150的一般附接点87位于壁108上且靠近涡旋式压缩机10的油池85，在此处脱水装置150与循环吸湿性流体89接触。这将脱水装置150布置在压缩机的停机期间存在绝大部分的吸湿性流体的位置处。此外，这种布置有利于当吸湿性流体在开机模式(或有效流体移动)、停机模式和/或待机模式期间流动或者转移时，将大量的吸湿性流体暴露于脱水装置。如上所述，在替代性实施方式中(尽管未示出)，脱水装置可以设置在压缩机附近，但位于压缩机外部，例如，在流体管道23或油分离器27中，在此处脱水装置能够接触密封系统中的吸湿性流体。
[0049]回到图3，在一个实施方式中，脱水装置150示出为内部具有多个脱水部件154的可渗透性容器152。在用吸湿性流体填充涡旋式压缩机10之后，容纳多个脱水部件154的可渗透性容器152接触吸湿性流体并且通过将水分保留在脱水部件154中来保留或去除包含在吸湿性流图中的至少一部分水分。
[0050]在所述容器为双面式以形成独立包袋的实施方式中，可渗透性容器152利用系索156 (以虚线示出)附接在涡旋式压缩机10中，或者可渗透性容器152包括另外的紧固件，比如磁体、钩子、铆钉等等(未示出)。在其他实施方式中，通过将脱水部件154固定在涡旋式压缩机10的内壁108与在脱水部件154周围固定至内壁108的网片之间而形成可渗透性容器152。在某些实施方式中，可渗透性容器152是网袋或网包。网袋或网包形式的可渗透性容器152可以扎紧到附接至压缩机10的一部分的支架上。可替代地，网袋或网包形式的可渗透性容器152包括可以提供对压缩机10的一部分的附接的磁体。在又一变型中，网袋或网包形式的可渗透性容器152被磁化以提供对压缩机10的一个或多个区域的附接。
[0051]网孔的开口尺寸选择为保留脱水部件154，并且还允许吸湿性流体流动通过网孔以及还自由地流经脱水部件154之间的空隙，并且在适用的情况下，使吸湿性流体在由脱水部件154限定的空隙内流动。这些尺寸有助于吸湿性流体经过，以便吸附剂材料吸纳残留水分且不会妨碍向涡旋式压缩机10的流体供应。如所示的，在可渗透性容器152中采用了具有不规则形状的多个不同尺寸的脱水部件154。要理解的是，能够在可渗透性容器152中组合不同或相似尺寸的脱水部件154、以及具有变化的亲水性的脱水部件154。
[0052]转到图4A至图4B，示出了用于脱水部件154的各种其他形状。如图4A中所示，脱水部件154是球体160。如图4B中所示，脱水部件154是示出为实心圆柱体165的大致直管162。规则、不规则、中空、实心、多孔、以及半多孔的脱水部件154都在本发明教导的范围内。这些形状可以选择为使复合材料的表面积最大，例如，通过使用中空系统、或通过优化所选的脱水部件154的直径来实现。通过将表面积最大化，吸湿性流体经受的复合材料的脱水作用也最大化。
[0053]转到图5，脱水装置150示出为上面详述的配重罩90。配重罩90是用于压缩机10的示例性整体部件或工作部件。如这里所用的，整体部件包括压缩机10的有助于其在系统中的操作或布置的部分，比如在图1中示出的那些部分。在这种实施方式中，复合材料通过模制(例如，注射成型)形成为配重杯的形状。在这种实施方式中，配重罩90通过传统固定方法、比如使用e型夹91固定至涡旋式压缩机10，。
[0054]转向图6A-图6B，脱水装置150示出为包括孔口 172的盘170，但是可以用任何其他标准几何形状(比如矩形、卵形、三角形)或不规则形状来代替示出的圆柱形形状。孔口172能够用来将脱水装置150附接或固定值涡旋式压缩机10。将聚合物基质和吸附剂材料混合以形成复合材料。复合材料成形为用于涡旋式压缩机10的整体部件。在这种实施方式中，复合材料通过已知的模制技术形成为所选的形状。
[0055]如图6B中所示的，脱水装置150是三角形形状的并且包括磁体173，该磁体作为将脱水装置150固定在涡旋式压缩机10内的附接结构，例如，通过将磁体173固定至外壳
12、基座20、下部轴承支撑件94或压缩机10中的任何其他合适的磁性位置来实现上述固定。还要理解的是，可以用系索156或其他固定部件来将脱水装置150固定在涡旋式压缩机10中，例如，通过将系索156固定至下部轴承支撑构件94来进行。
[0056]参照图4，挤出物形式的有效颗粒的表面积与脱水率相关。在考虑相同质量或体积的多个颗粒的相同颗粒长度的情况下，随着直径变小，有效总体表面积增大。并且，颗粒的直径和长度是重要的。例如，直径为I毫米且长度为I毫米的颗粒相较于直径为2毫米且长度为I毫米的颗粒而言会提供更大的脱水效率。
[0057]还必须注意的是，在挤出过程中，在常规处理期间将会出现一定范围的长度和直径。因此，这里讨论的有效颗粒范围将根据与给定工艺的标准偏差(通常达到直径和长度的+/-20%)而增大或减小。在多个方面中，颗粒的直径从大于或等于约1.5毫米到小于或等于约4毫米。在其他方面，长度从大于或等于约3毫米到小于或等于约6毫米。作为一个非限制性示例，颗粒会具有2.2毫米的直径和3.5毫米的长度。
[0058]转到图6A和图6B，为了优化流体对于脱水装置150的暴露，脱水装置的平面区域与厚度的纵横比是受控的。调整厚度提供了充分薄的脱水装置150，以便通过将脱水装置150的表面积最大化来将水分去除最大化。此外，能够利用脱水装置150的表面积和厚度来优化水分去除率。还可以通过每磅或每千克的脱水部件的颗粒数量来控制脱水效率。
[0059]要理解的是，在本发明教导的范围内，可以使用单个脱水装置150或者将若干个不同或相似的脱水装置150结合到气密密封系统中。通过使吸湿性流体与脱水装置150接触，本发明的教导已经减轻了气密密封系统中之前关于水分去除和防止酸形成方面的限制。脱水装置150的长期效果防止更频繁且成本更高地更换涡旋式压缩机10和/或结合有涡旋式压缩机10的系统。通过选择脱水装置150的材料和布置来优化本发明方法的经济、物流、和化学效益。
[0060]总之，在多个方面，本公开提供了去除气密密封系统中的水分的方法。在某些变型中，气密密封系统包括压缩机。该方法可以进一步包括用吸湿性流体填充气密密封系统。然后，吸湿性流体的至少一部分与位于气密密封系统中的压缩机内部的脱水装置接触。脱水装置用来去除气密密封系统中存在的至少一部分水分。在某些方面，该方法可选地进一步包括利用紧固件或其他固定部件将脱水装置附接至压缩机的内部。能够在压缩机内部的邻近吸湿性流体收集区域或邻近吸湿性流体的流动路径的位置处附接脱水装置。在其他可替代的变型中，附接可以在密封系统中靠近或邻近压缩机的区域中进行。可选地，吸湿性流体与脱水装置的接触能够与用吸湿性流体填充气密密封系统同时地发生。
[0061]在某些方面，脱水装置包括在聚合物基质中包含吸附剂材料的复合材料。复合材料具有第一亲水性且流体具有第二亲水性，其中第一亲水性大于第二亲水性。在其他方面，脱水装置包括在聚合物基质中包含吸附剂材料的复合材料。吸附剂材料可以从由钙沸石、钠沸石、钾沸石、铝硅酸盐及其组合构成的组中选择。在某些方面，吸湿性流体包括多元醇酯油。在某些变型中，该方法可以进一步包括将包括包袋和多个脱水部件的脱水装置设置在压缩机内。在将流体引入压缩机中后，包袋接触流体且通过将水分保留在脱水部件中而去除包含在流体中的至少一部分水分。在某些方面中，该方法包括使流体经过限定在脱水装置的包袋中的多个脱水部件之间的空隙。因此，脱水装置能够在从开机状态、停机状态或待机状态中选择的压缩机的运行状态期间去除至少一部分水分。在某些方面，在将包袋形式的脱水装置设置在压缩机中之后，该方法进一步包括气密地密封压缩机。在某些变型中，去除至少一部分水分可以与将流体引入压缩机中同时地发生。
[0062]在其他变型中，提供了用于从能够使吸湿性流体循环的涡旋式压缩机去除水分的方法。该方法可选地包括将包袋形式的包括多个脱水部件的脱水装置设置在涡旋式压缩机中。在用吸湿性流体填充涡旋式压缩机之后，包袋能够通过将水分保留在多个脱水部件中来去除包含在吸湿性流体中的至少一部分水分。就这一点而言，脱水部件具有第一亲水性且吸湿性流体具有第二亲水性，其中第一亲水性大于第二亲水性。在这种方法中，包袋接触吸湿性流体且因此用来去除包含在吸湿性流体中的至少一部分水分。可选地，这种脱水装置能够在从开机状态、停机状态和待机状态中选择的压缩机的运行状态期间去除至少一部分水分。在某些变型中，包袋能够在至少五年的持续期间内去除涡旋式压缩机中的水分。
[0063]在又一方面，提供了形成压缩机的方法。该方法包括在气密密封的压缩机的内部设置脱水装置。脱水装置能够用来从在压缩机内循环的吸湿性流体中去除至少一部分水分。在某些变型中，脱水装置通过形成包含聚合物基质和吸附剂材料的复合材料来产生。在其他变型中，可选地，该方法进一步包括将复合材料成形为用于压缩机的整体部件，其中将该整体部件结合到压缩机中。可选地，这种整体部件能够在从开机状态、停机状态和待机状态中选择的压缩机的运行状态期间去除至少一部分水分。在某些变型中，在将脱水装置设置在压缩机中之后，将压缩机气密地密封。
[0064]在又一些其他实施方式中，提供了形成用于涡旋式压缩机的部件的方法。将包含聚合物基质和吸附剂材料的复合材料成形为用于涡旋式压缩机的整体部件。在多个方面中，该方法可选地包括将整体部件结合到涡旋式压缩机中。可选地，该方法进一步包括气密地密封涡旋式压缩机。在另外多个方面中，该方法可选地包括通过将至少一部分水分保留在吸附剂材料中而在操作期间从涡旋式压缩机去除水分。在某些变型中，去除至少一部分水分与用吸湿性流体填充涡旋式压缩机同时地发生。在其他变型中，整体部件能够在从开机状态、停机状态和待机状态中选择的涡旋式压缩机的运行状态期间去除至少一部分水分。
[0065]从前述的说明中，本领域技术人员能够认识到，本公开的宽泛教导能够以多种形式实施。应该理解的是，本发明教导的前述说明在本质上仅仅是示例性的，因此，不背离被发明教导的主旨的多种变型旨在落入本发明的教导的范围内。这些变型不被认为是偏离了本发明教导的精神和范围。
【权利要求】
1.一种去除包括压缩机的密封系统中的水分的方法，包括: a.将流体引入到包括所述压缩机的所述密封系统中；以及 b.使所述流体与位于所述密封系统中的所述压缩机内部或设置在所述压缩机附近的脱水装置接触，以从所述密封系统中去除一部分水分。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括利用紧固件将所述脱水装置附接至所述压缩机的内部。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括将所述脱水装置附接在所述压缩机内部邻近流体收集区域或邻近用于所述流体的流动路径的位置处。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述流体与所述脱水装置接触与将所述流体引入到所述密封系统中同时地发生。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱水装置包括复合材料，所述复合材料包括在聚合物基质中的吸附剂材料，其中所述复合材料具有第一亲水性且所述流体具有第二亲水性，其中所述第一亲水性大于所述第二亲水性。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱水装置包括复合材料，所述复合材料包括在聚合物基质中的吸附剂材料，其中所述吸附剂材料从由钙沸石、钠沸石、钾沸石、铝硅酸盐及其组合构成的组中选择。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述流体包括多元醇酯油。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括将包括包袋和多个脱水部件的脱水装置设置在所述压缩机内，使得在将所述流体引入到包括所述压缩机的所述密封系统中之后，所述包袋接触所述流体并且通过将水分保留在所述脱水部件中而去除包含在所述流体中的至少一部分水分。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括将所述包袋安装在所述压缩机内部的部件上。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括使所述流体经过限定在所述脱水装置的所述包袋中的所述多个脱水部件之间的空隙。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述脱水装置能够在从开机状态、停机状态或待机状态中选择的所述压缩机的运行状态期间去除至少一部分水分。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括在将所述包袋设置在所述压缩机中之后，气密地密封所述压缩机。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，去除至少一部分水分与将所述流体引入到包括所述压缩机的所述密封系统中同时地发生。
14.一种形成压缩机的方法,包括: 将脱水装置设置在所述压缩机的内部，其中所述脱水装置能够从在所述压缩机内循环的流体中去除至少一部分水分。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括通过形成包含聚合物基质和吸附剂材料的复合材料来形成所述脱水装置。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述复合材料成形为用于所述压缩机的整体部件以及将所述整体部件结合到所述压缩机中。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述整体部件能够在从开机状态、停机状态和待机状态中选择的所述压 缩机的运行状态期间去除至少一部分水分。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括通过将至少一部分水分保留在所述脱水装置的所述吸附剂材料中而在运行期间从所述压缩机中去除水分，其中所述脱水装置具有第一亲水性且所述流体具有第二亲水性，其中所述第一亲水性大于所述第二亲水性。
19.一种形成用于涡旋式压缩机的部件的方法，包括: 将包含聚合物基质和吸附剂材料的复合材料成形为用于所述涡旋式压缩机的整体部件，所述整体部件能够从在所述涡旋式压缩机中被处理的吸湿性流体中去除水分。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述整体部件结合到所述涡旋式压缩机中。
21.根据权利要求19所述的方法，还包括气密地密封所述涡旋式压缩机。
22.根据权利要求19所述的方法，还包括通过将至少一部分水分保留在所述吸附剂材料中而从所述涡旋式压缩机中去除水分。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述整体部件能够在从开机状态、停机状态和待机状态中选择的所述涡旋式 压缩机的运行状态期间去除至少一部分水分。
【文档编号】F04C29/00GK103608590SQ201280029841
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年6月17日
【发明者】马修·J·海德克 申请人:艾默生环境优化技术有限公司