将叶轮固定至压缩机轴的系统和方法_2

文档序号:9806878阅读:来源:国知局
例如叶轮202a、202b和202c上的偏转、变形和/或径向移动,以及轴205上的偏转。为了促进减少例如在操作过程中的偏转、变形和/或轴向移动,相对较硬的支撑件210a、210b和210c可被设置为一般在相对于轴向推力的方向上支撑叶轮202a、202b和202c。
[0032]叶轮202a、202b和202c中的每一个分别被相对较硬的支撑件210a、210b和210c单独地支撑。参考图3B,在操作时,当叶轮202a、202b和202c在轴向推力的作用下,相对较硬的支撑件210a、210b和210c在一般相对于轴向推力的方向上被用于对叶轮202a、202b和202c分别地提供支撑。在操作过程中,叶轮202a、202b和202c的前侧207a、207b和207c分别可与相对较硬的支撑件210a、210b和210c啮合。在一些实施例中,由相对较硬的支撑件210a、210b和210c提供的支撑可促进减少由推力引起的叶轮202a、202b和202c的偏转。
[0033]在叶轮202a、202b和202c中的每一个上的推力负载分别被相对较硬的支撑件210a、21b和210c单独地支撑。与叶轮202a、202b和202c相比,相对较硬的支撑件210a、210b和210c具有相对于轴205较短的力矩臂。通过相对较硬的支撑件210a、210b和210c共享负载可因此促进减少轴的偏转的风险。通过相对较硬的支撑件210a、210b和210c共享负载可促进减少来自叶轮202a、202b和202c至轴205上的公差叠加效应。在一些实施例中,相对较硬的支撑件210a、210b和210c可减少来自轴205的大约2/3的负载。在一些实施例中,相对较硬的支撑件210a、210b和210c可被用于支撑在大约总共为10000镑的叶轮负载。
[0034]在传统的设计中,支撑件一般可相对于第一级叶轮安装。在一些环境下,当具有较高密度的制冷剂被使用时,来自支撑件的差不多10000镑的夹紧力被需要从而维持叶轮稳定性。
[0035]在说明书中描绘的实施例可单独固定叶轮,从而在单个叶轮之间分裂夹紧力。这可促进减少在叶轮之间的夹紧力并从远离轴上的一端处转移,例如,差不多一半的夹紧力(在二级压缩机的设计中)或2/3的夹紧力(在三级压缩机的设计中)。夹紧力因此作用于相对较短的力矩臂,从而减少轴偏转的风险。
[0036]应该注意的是,在说明书中公开的实施例可允许叶轮202a、202b和/或202c以比在传统的压缩机中相对较紧的过盈配合安装在轴上。
[0037]参考图3C示出的实施例,第二相对较硬的支撑件210b包括可通过螺纹214螺纹连接至轴205的锁紧螺母。螺纹214需要精确和准确从而使锁紧螺母212的位置可被精确地设置或调节。在示出的实施例中,锁紧螺母的支撑表面和叶轮202b的前侧207b可通过垫圈220被分离。在一些实施例中,如图3C所示,垫圈220可包括安装至轴的键槽或槽的内扣件218以及弯曲设置在锁紧螺母212的外直径处的槽222里的外扣件221。
[0038]回顾参考图3B,其他相对较硬的支撑件210a和210c可被相似地配置为如图3C示出的第二相对较硬的支撑件210b。
[0039]一起参考图3B和3C,锁紧螺母212具有在轴205的轴向上的长度L。在一些实施例中,在操作过程中,相对较硬的支撑件210a、201b和210c的锁紧螺母212的长度L逐渐变大以接替适应从外侧203朝着内侧206的叶轮202a、202b和202c处的更大的负载。
[0040]参考图3B,叶轮202a、202b和202c也可分别在叶轮202a、202b和202c的后侧208a、208b和208c处被相对较软的支撑件230a、230b和230c所支撑。
[0041]与相对较硬的支撑件210a、210b和210c相比,相对较软的支撑件230a、230b和230c被用于在轴向上的后侧208a、208b和208c提供相对更软的支撑。在操作时,相对较软的支撑件230a、230b和230c可,例如,对叶轮202a、202b和202c的热力膨胀/收缩进行补偿。即是,在操作时,相对较软的支撑件230a、230b和230c可在轴向上收缩和/或扩张从而对叶轮202a、202b和202c的热力膨胀/收缩进行补偿。相对较软的支撑件230a、230b和230c可分别对叶轮202a、202b和202c的后侧208a、208b和208c提供支撑从而减少由叶轮202a、202b、202c作用在相对较硬的支撑件210a、210b和210c上的轴向负载。
[0042]参考图3C,用于叶轮202b的相对较软的支撑件230b的更多细节被示出。应该理解的是,相对较软的支撑件230a和230c可相同地配置。在示出的实施例中,相对较软的实施例230b可包括一个或多个补偿元件232、弹簧元件234 (比如但不局限于,如贝氏弹簧垫圈的锥形垫圈等),间隔元件236和保持元件238。
[0043]当叶轮202b被安装在轴205上时,叶轮202b可通过轴向设定/调整在轴205上的相对较硬的支撑件210b进行调整。
[0044]在一些实施例中,在操作过程中,弹簧元件234可被预加载从而促进保持叶轮202b的稳定性。在一些实施例中,预加载的力大约为700镑。在操作过程中,可被配置的弹簧元件234的负载/压缩曲线可使使弹簧元件的负载不会有较大的变化。这可允许相对较硬的支撑件210b具有较大的移动范围从而促进调节叶轮的轴向位置。在一些实施例中,与传统的设计相比,包括设置在叶轮前侧的弹簧元件,根据在此的实施例,弹簧元件的预加载的力可为传统设计中预载力的1/3。
[0045]补偿元件232位于叶轮202b的后侧208b和弹簧元件234之间。在叶轮的安装过程中,考虑到在操作过程中弹簧元件234的公差叠加和压缩,补偿元件232 (例如,补偿元件232的厚度)可被配置和/或改变从而促进调整叶轮202b。
[0046]间隔元件236具有厚度T。厚度T可为一定的尺寸从而使弹簧元件234不会引起间隔元件236的较大的偏转。间隔元件236也可与保持元件238啮合(例如,通过接收保持元件238在槽中)从而使间隔元件236可至少在轴向上被保持在轴205上。间隔元件236也可用于轴向限制保持元件238,以便例如在操作过程中避免保持元件238的离心膨胀。
[0047]相对较软的支撑件230a、230b和230c可在轴向上被支撑。参考图3B,示出的实施例的轴205具有一个或多个肩部250。肩部250可直接在轴向上被用于支撑相对较软的支撑件(例如,相对较软的支撑件230a、230c)。在一些实施例中,如在具有相对较软的支撑件230b的情况下,轴205可不具有类似肩部的结构并可用以提供相对较软支撑件的轴向支撑。与图3C中的保持元件238相似的保持元件可被用于保持间隔元件从而提供轴向支撑。应当理解的是,间隔元件234可通过其他使用的保持方法或设备被保持在轴250上。
[0048]在此公开的将叶轮固定至压缩机的固定装置的实施例中,一般包括两种类型的支撑件:相对较硬的支撑件(例如,图3B和3C中相对较硬的支撑件210a、210b和210c)和相对较软的支撑件(图3B和3C中的相对较软的支撑件230a、230b和230c)。在操作时,叶轮可在从内侧到外侧的轴向上受到轴向推力负荷的作用。叶轮可被在内侧的相对较硬的支撑件所支撑从而减少例如由轴向推力负荷引导的偏转/变形。叶轮可被在外侧的相对较软的支撑件所支撑。在具有多个叶轮的多级压缩机的作用下,每个叶轮可被两种类型的支撑件单独地支撑。
[0049]在操作时,在每个叶轮上的负载(例如,推力负载)可通过相对较硬的支撑件被减轻,从而减少每个叶轮上的偏转以及公差叠加效应。相对较软的支撑件可促进例如对热力膨胀的补偿和/或促进减少轴上的偏转。
[0050]应当理解的是,叶轮可通过过盈配合安装在轴上。过盈配合可以平衡,例如,在适当的期望和/或必要的情况下通过尽可能的操作范围内保持过盈配合以及在相对较冷的环境温度下进行运输或储存的过程中,在适当的期望和/或必要的情况下避免过多的叶轮压力。在一些具有三级压缩机的暖通空调系统中,在操作过程中,在第二和第三级叶轮温度增加的同时,第一级叶轮的温度减少。在第二和第三级的叶轮中,第一叶轮的过盈配合可大约为0-0.002英寸以及第二叶轮的过盈配合大约为0.001-0.003英寸。通过使用在此描绘的实施例,过盈配合可比在传统的压缩机中的过盈配
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