本公开涉及轴承技术领域，尤其涉及一种具有环形进气腔的轴承座装配结构及压缩机。
背景技术：
离心式压缩机是一种利用高速叶轮旋转产生离心力来进行气体压缩的压缩机。目前，离心式压缩机主要采用油润滑轴承与电磁轴承两种轴承对转子进行支撑。其中，油润滑轴承需要配套额外的供油系统，导致离心式压缩机结构复杂。而且油与转子之间发生摩擦，会导致能量损失。此外，润滑油还有可能泄漏到冷媒中，造成冷媒的污染。电磁轴承对控制的要求较高，抗系统冲击能力较差，此外还需要额外的断电保护系统。
静压气体轴承是一种利用气体压力来进行转子支撑的轴承，属于无油轴承。这种轴承的结构简单，气体与转子之间的摩擦较小，也不需要复杂的控制系统。静压气体轴承采用外部供气，其气体压力易于调节，且能够在压缩机启停阶段持续供气，避免了转子与轴承之间由于启停阶段供气不足所造成的转子与轴承的接触摩擦，提高了系统稳定性。
技术实现要素：
经发明人研究发现，采用外部供气的静压气体轴承的承载力及其刚度影响其工作性能的优劣，而在相关技术中尚缺乏合适的轴承座结构来提升静压气体轴承的承载力和刚度。
有鉴于此，本公开实施例提供一种轴承座装配结构及压缩机，能够提升气体轴承的承载力和刚度。
在本公开的一个方面，提供一种轴承座装配结构，包括：
轴承座，内部设有供气通道；和
气体轴承，设置在所述轴承座上，用于支撑转子；
其中，在所述轴承座与所述气体轴承之间设有环形进气腔，所述环形进气腔与所述供气通道连通。
在一些实施例中，所述轴承座包括轴承安装孔，所述气体轴承位于所述轴承安装孔内，所述环形进气腔包括：第一环形凹槽，设置在所述轴承安装孔的孔壁上。
在一些实施例中，所述环形进气腔还包括：进气孔组，设置在所述气体轴承的周向外壁，且与所述第一环形凹槽连通。
在一些实施例中，所述进气孔组在所述周向外壁一侧的孔口的至少部分与所述第一环形凹槽正对。
在一些实施例中，所述进气孔组包括多个进气孔，沿所述气体轴承的周向分布。
在一些实施例中，所述多个进气孔沿所述气体轴承的周向均匀分布。
在一些实施例中，所述环形进气腔还包括：第二环形凹槽，设置在所述气体轴承的周向外壁，且与所述第一环形凹槽连通。
在一些实施例中，所述第二环形凹槽在所述周向外壁一侧的槽口的至少部分与所述第一环形凹槽正对。
在一些实施例中，所述轴承座包括轴承安装孔，所述气体轴承位于所述轴承安装孔内，所述环形进气腔包括：第二环形凹槽，设置在所述气体轴承的周向外壁。
在一些实施例中，在所述轴承座与所述气体轴承之间还设有密封结构，所述密封结构位于在所述环形进气腔的至少一侧。
在一些实施例中，所述密封结构包括：密封圈和设置在所述气体轴承上的第三环形凹槽，所述密封圈设在所述第三环形凹槽内。
在一些实施例中，所述轴承座包括轴承安装孔，所述气体轴承位于所述轴承安装孔内，所述密封结构包括多个所述第三环形凹槽，多个所述第三环形凹槽沿所述气体轴承的轴向布置。
在一些实施例中，所述气体轴承的周向外壁还设有第四环形凹槽，沿所述气体轴承的轴向分布在相邻的所述第三环形凹槽之间。
在本公开的另一个方面，提供一种压缩机，包括：
壳体；
转子；和
前述的轴承座装配结构，设置在所述壳体内部。
在一些实施例中，所述轴承座装配结构的轴承座内部设置的供气通道与所述壳体外部的气源可操作地连通。
在一些实施例中，所述压缩机为离心式压缩机。
因此，根据本公开实施例，通过在气体轴承与轴承座之间设置环形进气腔，并使环形进气腔与轴承座内部的供气通道连通，可以使来自供气通道的工作气体在环形进气腔聚集而提升自身压力，并且通过环形进气腔使工作气体在气体轴承的周向上更加均匀，从而提升气体轴承的刚度、承载力和工作稳定性，进而有效地改善气体轴承的工作性能。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1是根据本公开轴承座装配结构的一些实施例的结构示意图；
图2(a)和图2(b)分别是根据本公开轴承座装配结构的一些实施例中的气体轴承的截面示意图和外部结构示意图；
图3是根据本公开轴承座装配结构的另一些实施例的结构示意图；
图4(a)和图4(b)分别是根据本公开轴承座装配结构的另一些实施例中的气体轴承的截面示意图和外部结构示意图；
图5是根据本公开轴承座装配结构的一些实施例中的轴承座的结构示意图；
图6是图5中AA截面的示意图。
应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
如图1所示，是根据本公开轴承座装配结构的一些实施例的结构示意图。参考图1，在一些实施例中，轴承座装配结构包括：轴承座20和气体轴承30。轴承座20内部设有供气通道21，该供气通道21可与设置轴承座装配结构的设备外部或者内部的气源连通。气体轴承30可设置在所述轴承座20上，用于支撑转子10。在图1中，气体轴承30为径向气体轴承，其可安装在轴承座20的径向内侧，通过静压气体在径向上支撑转子10。在另一些实施例中，气体轴承30为推力气体轴承，其可安装在轴承座20的轴向左侧或右侧，通过静压气体在轴向上支撑转子10。
参考图1，在所述轴承座20与所述气体轴承30之间可设置环形进气腔40，所述环形进气腔40与所述供气通道21连通。通过在气体轴承30与轴承座20之间设置环形进气腔40，并使环形进气腔40与轴承座20内部的供气通道21连通，可以使来自供气通道21的工作气体在环形进气腔40聚集而提升工作气体自身的压力，实现增压的效果，以提升气体轴承30的刚度和承载力。并且，环形进气腔40还使得工作气体在气体轴承30的周向上更加均匀，从而提升气体轴承30的工作稳定性。这样，本实施例有效地改善了气体轴承的工作性能。
在图1中，对于转子10来说，可通过一级和二级的气体轴承30和轴承座20对其进行支撑。轴承座20内的进气通道21可根据轴承座的形状进行设置，例如在位于左侧(一级)的轴承座20可包括沿竖向(与转子10的轴线垂直)和横向(与转子10的轴线平行)设置且相互连通的进气通道21。又例如在位于右侧(二级)的轴承座20可包括沿横向、竖向和斜向(与转子10的轴线呈锐角或钝角)设置且相互连通的进气通道21。
在图1中的二级轴承座还可参考图5和图6所示，在一些实施例中，轴承座20可包括轴承安装孔23。该轴承安装孔23可形成于轴承座20内沿转子10的轴线方向的中空结构。气体轴承30位于所述轴承安装孔23内，以实现对转子10的径向支撑作用。在该轴承座23上还可以设置多个连通轴承安装孔23和轴承座外侧的气流流道22，该气流流道靠近轴承安装孔23的一端位于二级的气体轴承30的右侧，而另一端位于轴承座20的左侧，这样气体轴承30右侧的气体能够经由气流流道22流动到轴承座20的左侧区域。例如，在轴承座20的左侧区域与压缩机的吸气装置连通，在吸气装置的作用下轴承座20右侧的高压级的气体经气流流道22流动到轴承座20的左侧，并被吸气装置回收。
参考图1，在一些实施例中，环形进气腔40包括：第一环形凹槽41，设置在所述轴承安装孔23的孔壁上。由于第一环形凹槽41既与轴承座20内的进气通道21连通，又靠近气体轴承30的周向外壁，使得进入到第一环形凹槽41的工作气体可在气体轴承30的周向外壁聚集而实现增压。工作气体的压力在第一环形凹槽41内可形成对气体轴承30整个圆周上的均匀分布，改善气体轴承30工作的稳定性。
参考图1、图2(a)和图2(b)，在一些实施例中，环形进气腔40还包括进气孔组42。进气孔组42设置在所述气体轴承30的周向外壁，且与所述第一环形凹槽41连通。进气孔组42能够引导通过第一环形凹槽41聚集增压后的工作气体进入气体轴承30内，以形成静压。
为了使进气孔组42能够更好的引导工作气体，可将进气孔组42在所述周向外壁一侧的孔口的至少部分与所述第一环形凹槽41正对。优选使进气孔组42中位于气体轴承30的周向外壁一侧的所有孔口均正对第一环形凹槽41，以便使工作气体在进入气体轴承30的过程更加顺畅。
在图2(b)中，进气孔组42可包括多个进气孔(例如5个或更多)，沿所述气体轴承30的周向分布。这样可使工作气体能够从气体轴承30周向上多个位置进入，提升工作气体的进入效率和均匀性。相应的，优选使多个进气孔沿所述气体轴承30的周向均匀分布，从而进一步的提升工作气体进入气体轴承30的均匀性，改善气体轴承30的工作稳定性。
除了在气体轴承30上设置进气孔组，还可以设置其它辅助工作气体增压和均匀进入气体轴承30的结构。如图3所示，是根据本公开轴承座装配结构的另一些实施例的结构示意图。参考图3，在一些实施例中，环形进气腔40还包括第二环形凹槽43。第二环形凹槽43设置在所述气体轴承30的周向外壁，且与所述第一环形凹槽41连通。第二环形凹槽43和第一环形凹槽41可以共同聚集来自进气通道21的工作气体，并在周向上更加均匀的引导工作气体进入气体轴承30，从而提高气体轴承的刚度、承载力和工作稳定性，进而有效地改善气体轴承的工作性能。
为了使第二环形凹槽43能够更好的引导工作气体，可将第二环形凹槽43在所述周向外壁一侧的槽口的至少部分与所述第一环形凹槽41正对。优选使第二环形凹槽43整体均正对第一环形凹槽41，以便使工作气体在进入气体轴承30的过程更加顺畅。
参考图3、图4(a)和图4(b)，在一些实施例中，第二环形凹槽43的宽度可与第一环形凹槽41的宽度相同，而在另一些实施例中，第二环形凹槽43的宽度与第一环形凹槽41的宽度也可以不相同。另外，在一些实施例中，气体轴承30位于所述轴承安装孔23内，环形进气腔23可包括第二环形凹槽43，并使进气通道21的出口与第二环形凹槽43连通。而轴承安装孔23内设置的第一环形凹槽41可省略，这样也能够通过第二环形凹槽43达到聚集和均匀引导工作气体的作用，并能够简化轴承座20的加工。
在一些实施例中，在所述轴承座20与所述气体轴承30之间还可设置密封结构，所述密封结构位于在所述环形进气腔40的至少一侧。密封结构可防止工作气体在进入气体轴承30的过程发生泄漏，从而提工作气体的效能和气体轴承的工作稳定性。
参考图2(a)、图2(b)、图4(a)和图4(b)，在一些实施例中，密封结构包括：密封圈(图中未示出)和设置在所述气体轴承30上的第三环形凹槽32，所述密封圈设在所述第三环形凹槽32内。密封圈可压紧在气体轴承30的表面与轴承座20之间，将环形进气腔40与气体轴承30和轴承座20的外部隔开，形成气密效果。
在一些实施例中，气体轴承为径向气体轴承，密封圈可设置在气体轴承的径向外侧。在另一些实施例中，气体轴承为推力气体轴承，密封圈可设置在气体轴承的轴向上靠近轴承座的一侧。
参考图4(b)，在一些实施例中，轴承座20包括轴承安装孔23，所述气体轴承30位于所述轴承安装孔23内，所述密封结构包括多个所述第三环形凹槽32，多个所述第三环形凹槽沿所述气体轴承30的轴向布置。在每个第三环形凹槽32中均可设置密封圈。优选在环形进气腔40的轴向上两侧均设置第三环形凹槽和密封圈，以增加密封效果，简化或省去轴承座和气体轴承之外的密封结构的设置。
为了使密封圈的装配更加便利，还可以在所述气体轴承30的周向外壁设置第四环形凹槽33。该第四环形凹槽33可沿所述气体轴承30的轴向分布在各个相邻的第三环形凹槽32之间。例如在图4(b)中，在第二环形凹槽43的两侧分别设有两个第三环形凹槽32，并这两个相互邻近的第三环形凹槽32之间设置第四环形凹槽33。该第四环形凹槽33可被加工的更宽，其深度可与第三环形凹槽32相同、更浅或更深，只要其能够在套设密封圈时方便密封圈经过即可。
本公开的上述轴承座装配结构的各实施例可适用于各类需要装配气体轴承的设备，例如压缩机。相应的，本公开实施例还提供了一种压缩机，包括：壳体、转子10和前述任一种轴承座装配结构的实施例。轴承座装配结构设置在所述壳体内部。这里的压缩机可以为离心式压缩机。在另一些实施例中，也可以为其它包括转子的压缩机，例如螺杆压缩机、滑片压缩机等。为了简化壳体内部的供气结构，可使轴承座装配结构的轴承座20内部设置的供气通道21与所述壳体外部的气源可操作地连通。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。