本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)螺桿式壓縮機(jī)，其采用軸承和阻尼液對旋轉(zhuǎn)螺桿進(jìn)行定位和阻尼，更具體而言，涉及用于精確定位旋轉(zhuǎn)螺桿的徑向和軸向軸承以及阻尼與抗摩軸承平行的振動的擠壓油膜阻尼器。

背景技術(shù)：

旋轉(zhuǎn)螺桿式壓縮機(jī)用于壓縮各種各樣的氣體。這些壓縮機(jī)用于工業(yè)制冷和空氣調(diào)節(jié)。它們還用于空氣壓縮以及用于壓縮諸如天然氣等氣體。在這些情況下，螺桿式壓縮機(jī)可以位于遠(yuǎn)程位置，并且需要以最低的服務(wù)長時間運(yùn)行數(shù)周或數(shù)月。這些壓縮機(jī)還用于壓縮各種各樣的氣體用于其他工業(yè)應(yīng)用。

螺桿式壓縮機(jī)可以利用平行軸線上的兩個轉(zhuǎn)子，稱作雙螺桿設(shè)計，或者可以是單螺桿壓縮機(jī)或單螺桿設(shè)計。雙螺桿設(shè)計采用兩個匹配的螺旋轉(zhuǎn)子，一起轉(zhuǎn)向的公轉(zhuǎn)子和母轉(zhuǎn)子。單螺桿設(shè)計采用通常與閘轉(zhuǎn)子嚙合的單個旋轉(zhuǎn)螺旋轉(zhuǎn)子。在注油螺桿式壓縮機(jī)類型中，螺桿式壓縮機(jī)通過注油工作，注油密封轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子和汽缸之間的間隙。潤滑劑還幫助冷卻壓縮機(jī)。與制冷劑或氣體接觸的潤滑劑可以吸收當(dāng)所使用的潤滑劑容易與被壓縮的制冷劑或氣體混合時的制冷劑或氣體，這種情況較為普遍。

大型螺桿式壓縮機(jī)經(jīng)歷了過度振動的問題，特別是當(dāng)在高驅(qū)動力(超過3000馬力)以及高排放壓力下驅(qū)動時。這個問題是由接近臨界速度的轉(zhuǎn)子激勵引起的。通過使用將轉(zhuǎn)子定位在支撐殼體內(nèi)的徑向和軸向(推力)軸承抵抗施加到轉(zhuǎn)子上的力?，F(xiàn)有軸承設(shè)計可能無法提供足夠的阻尼以避免轉(zhuǎn)子激勵。這些徑向和軸向軸承通常包括兩種基本類型：流體動力軸承和抗摩軸承。流體動力軸承或油膜式軸承包括套筒軸承或軸頸軸承。這些軸承不提供精確的轉(zhuǎn)子定位并引起較高的摩擦功耗，這導(dǎo)致限制工作的較高溫度。這些因素隨著壓縮機(jī)尺寸的增大而加劇，限制了其在較大壓縮機(jī)中的有用性。這些軸承還需要全時油泵來將潤滑劑供應(yīng)到軸承?？鼓S承，諸如滾珠軸承、圓柱滾子式軸承或圓錐滾子型軸承克服了這些問題。它們令人滿意地提供精確的轉(zhuǎn)子定位。然而，抗摩軸承不利地提供比流體動力軸承小很多的相對阻尼系數(shù)。在轉(zhuǎn)子相對于殼體發(fā)生振動運(yùn)動的情況下，抗摩軸承為運(yùn)動提供非常小的相對阻尼。阻尼是抵抗轉(zhuǎn)子的相對運(yùn)動的支撐或阻尼元件中產(chǎn)生的力。抗力的大小與運(yùn)動速度成正比。因此，隨著螺桿式壓縮機(jī)尺寸的增加，以及阻尼力的增加，抗摩軸承對阻尼震動變得不太有效。這些振動可以通過由波瓣通過頻率處的能量或其諧波之一激發(fā)的臨界頻率處的共振來放大。這不僅可以導(dǎo)致對公轉(zhuǎn)子和母轉(zhuǎn)子的損害，還導(dǎo)致轉(zhuǎn)子猛然與殼體接觸以及將負(fù)載施加到推力軸承上時損害轉(zhuǎn)子殼體，這些均導(dǎo)致對壓縮機(jī)的損害。

擠壓油膜阻尼器是用于提供機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)的粘性阻尼的阻尼設(shè)備。這些擠壓油膜阻尼器與上述的常規(guī)軸承串聯(lián)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械(諸如噴射發(fā)動機(jī))中。這些擠壓油膜阻尼器提供結(jié)構(gòu)分離以降低例如對失衡的噴射發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子的響應(yīng)。然而，如用于噴射發(fā)動機(jī)中的擠壓油膜阻尼器不用于螺桿式壓縮機(jī)中，因為與常規(guī)軸承串聯(lián)放置的擠壓油膜阻尼器不對定位螺桿式壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)子提供所需的精度。這種系統(tǒng)內(nèi)的間隙過大，而不能在工作期間精確支撐螺桿轉(zhuǎn)子。

需要的是用于螺桿式壓縮機(jī)的阻尼機(jī)構(gòu)，該阻尼機(jī)構(gòu)抑制轉(zhuǎn)子振動，從而在殼體內(nèi)相對于配對轉(zhuǎn)子提供精確轉(zhuǎn)子定位的同時限制臨界頻率處的共振效應(yīng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種螺桿式壓縮機(jī)利用徑向和軸向或推力軸承以在徑向和軸向上保持轉(zhuǎn)子的位置，并且還可以利用阻尼液抑制轉(zhuǎn)子的振動。螺桿式壓縮機(jī)中存在許多振動來源。激勵可以來自轉(zhuǎn)子或耦合失衡、軸傾斜、來自排放端口的氣體脈動或作為正常壓縮機(jī)工作一部分的將潤滑劑注入壓縮區(qū)域。阻尼液可方便地以潤滑劑的形式提供，潤滑劑已經(jīng)用于螺桿式壓縮機(jī)中，以在壓縮期間密封轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子和殼體之間的間隙。阻尼機(jī)構(gòu)方便地包括在對轉(zhuǎn)子提供粘性阻尼的擠壓油膜阻尼器中。引入如可以由擠壓油膜阻尼器提供的附加粘性阻尼可以導(dǎo)致壓縮機(jī)振動大幅減小，而不管振動來源如何。

在螺桿式壓縮機(jī)中，擠壓油膜阻尼器與現(xiàn)有的抗摩軸承系統(tǒng)一起使用，并且和現(xiàn)有抗摩軸承平行使用。擠壓油膜阻尼器(sfd)在轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)位于軸承和轉(zhuǎn)子軸之間。因為sfd與現(xiàn)有的抗摩軸承并聯(lián)而非串聯(lián)放置，間隙不累加。sfd用作阻尼器，而現(xiàn)有的抗摩軸承工作以保持轉(zhuǎn)子同軸度。

由于sfd使用已經(jīng)存在于螺桿式壓縮機(jī)中的潤滑劑，必須對潤滑劑進(jìn)行處理以便其適合用作阻尼器。在正常工作時，螺桿式壓縮機(jī)中的潤滑劑在其密封上述的間隙時與制冷劑或其他氣體接觸，并且還從壓縮機(jī)移除熱量。潤滑劑還吸收油分離器中的制冷劑或其它氣體，制冷劑或其它氣體在油分離器中處于排放壓力水平。為了有效地用作阻尼液，潤滑劑必須通過在低于飽和壓力下充分過冷來注入到阻尼器中，以避免在阻尼器中形成氣泡，這可以通過提供潤滑劑冷卻器或潤滑劑增壓器中的至少一者來完成。

用于螺桿式壓縮機(jī)的阻尼震動的系統(tǒng)包括：具有螺旋螺桿的轉(zhuǎn)子，殼體，其中，轉(zhuǎn)子具有安裝在殼體內(nèi)的螺旋螺桿，轉(zhuǎn)子具有帶第一軸向端和第二軸向端的軸；在所述軸的每一端附近位于轉(zhuǎn)子軸上的徑向軸承，徑向軸承在第一預(yù)定間隙范圍內(nèi)將轉(zhuǎn)子精確定位在殼體內(nèi)；平行于徑向軸承的擠壓油膜阻尼器，即緊鄰徑向軸承放置以便徑向軸承位于殼體內(nèi)部并且位于軸的端和擠壓油膜阻尼器之間，擠壓油膜阻尼器的第二預(yù)定間隙范圍大于徑向軸承的第一預(yù)定間隙范圍；安裝在轉(zhuǎn)子的軸上的至少一個推力軸承，該至少一個推力軸承抵消轉(zhuǎn)子上的軸向力；潤滑劑源；從潤滑劑源到擠壓油膜阻尼器的導(dǎo)管；以及潤滑劑源和擠壓油膜阻尼器之間的冷卻器和壓力泵中的至少一者，提供自潤滑劑源的潤滑劑是冷卻的或加壓的，或者既是冷卻又是加壓的，其中提供至擠壓油膜阻尼器的潤滑劑賦予轉(zhuǎn)子粘性阻尼，潤滑劑在擠壓油膜阻尼器內(nèi)在轉(zhuǎn)子軸和擠壓油膜阻尼器的壁之間占據(jù)第二預(yù)定容差范圍。

擠壓油膜阻尼器包括阻尼器主體，包含在阻尼器主體內(nèi)的油/潤滑膜，以及阻尼器軸承，油/潤滑膜提供壓縮器主殼體和阻尼器主體之間的阻尼，阻尼器軸承將旋轉(zhuǎn)軸的徑向振動的運(yùn)動轉(zhuǎn)移到非旋轉(zhuǎn)阻尼器主體。

該布置的優(yōu)點在于，通過sfd中的油/潤滑膜的動作來阻尼轉(zhuǎn)子的振動，其中旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的振動通過阻尼器軸承轉(zhuǎn)移到非旋轉(zhuǎn)阻尼器。當(dāng)即使在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動和振動時潤滑劑通過阻尼器油膜的緊密間隙從該空間的一側(cè)擠壓進(jìn)該空間的另一側(cè)時，在轉(zhuǎn)子軸和擠壓油膜阻尼器的壁之間占據(jù)第二預(yù)定容差范圍的空間的潤滑劑將抑制轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子軸的任何振動。因為擠壓油膜阻尼器的第二預(yù)定容差范圍大于徑向軸承的第一預(yù)定容差范圍，即使振動變得十分嚴(yán)重以通過轉(zhuǎn)子傳輸無阻尼時的振動并將其傳輸至沒有明顯阻尼時的徑向軸承，sfd的壁和轉(zhuǎn)子之間仍存在潤滑劑膜，以便振動被阻尼并且不在臨界激勵(共振)頻率下沿著轉(zhuǎn)子傳送。

本發(fā)明的另一個優(yōu)點是潤滑劑既可作為冷卻的潤滑劑也可作為加壓的潤滑劑提供至sfd，以便最小化或消除由溶解在潤滑劑中的任何氣體形成的氣泡。潤滑劑中存在氣泡可以是有害的，因為來自振動轉(zhuǎn)子的任何力可以形成或產(chǎn)生氣泡并降低作為阻尼機(jī)構(gòu)的潤滑劑的有效性。

本發(fā)明的另一個優(yōu)點是sfd的粘性阻尼貢獻(xiàn)與軸的振動速度成正比，所以當(dāng)軸的振動幅度增大時，sfd的粘性阻尼效果也增大。增加對轉(zhuǎn)子的彈簧/質(zhì)量系統(tǒng)及其軸承和支架的阻尼顯著降低了轉(zhuǎn)子的共振響應(yīng)，并減少與系統(tǒng)中共振頻率的激勵相關(guān)聯(lián)的任何振動。sfd的粘性阻尼幫助阻尼橫向固有頻率。雖然sfd可以對所有螺桿式壓縮機(jī)有效，但是它們對于阻尼大型壓縮機(jī)(即，具有355mm及更大的轉(zhuǎn)子直徑)的固有頻率是最有效的，在大型壓縮機(jī)中，通過其他方式阻尼共振是很困難的。

具有抗摩軸承的大型螺桿式壓縮機(jī)中sfd的進(jìn)一步優(yōu)點是對工作壓力增大的這種壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍的顯著改進(jìn)。另外，和抗摩軸承一起使用的sfd提供之前僅和流體動力軸承相關(guān)聯(lián)的阻尼優(yōu)點，同時還提供放心服務(wù)和改進(jìn)的容差和間隙范圍。

應(yīng)用螺桿式壓縮機(jī)中sfd的進(jìn)一步優(yōu)點是在可變速度應(yīng)用中實現(xiàn)的?，F(xiàn)今應(yīng)用許多螺桿式壓縮機(jī)，其中變速驅(qū)動作為容量控制的手段。然而，在大范圍內(nèi)改變速度意味著轉(zhuǎn)速、波瓣通過和波瓣通過的諧波的激勵頻率將在廣泛的依賴速度的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行電勢激發(fā)。sfd降低轉(zhuǎn)子在任意頻率處對該激勵的反應(yīng)，該激勵反應(yīng)可能接近多個轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的一個轉(zhuǎn)子或多個轉(zhuǎn)子的任何臨界振動模式，以便轉(zhuǎn)子工作可以更不依賴于速度。這減少了這些速度及對應(yīng)頻率下的轉(zhuǎn)子振動，否則，振動必須通過跳過出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)子振動的工作速度和相應(yīng)頻率來避免。

另一個優(yōu)點在于sfd可以允許螺桿式壓縮機(jī)的最大排放壓力和/或輸入功率增加。對于螺桿式壓縮機(jī)而言，除了振動以外的許多其它特征限制控制排放壓力和功率，包括但不限于容納最大工作壓力、軸承壽命、驅(qū)動軸強(qiáng)度和轉(zhuǎn)子撓度。在振動變成限制因素的情況下，對于大型壓縮機(jī)而言，即轉(zhuǎn)子直徑為355mm的壓縮機(jī)而言，可能的是在沒有激勵轉(zhuǎn)子固有頻率(可能在沒有阻尼時在較高壓力下出現(xiàn))的情況下，與沒有阻尼時所實現(xiàn)的水平相比，排放壓力和功率輸出可以增加多達(dá)100％。增加排放壓力可以依賴其他因素，并且將隨轉(zhuǎn)子直徑的改變而改變。根據(jù)這些因素，排放壓力通?？梢栽?-50％，10-25％或5-15％的范圍增加。

通過以下對優(yōu)選實施例的多個詳細(xì)說明并結(jié)合附圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將顯而易見，附圖通過示例的方式說明本發(fā)明的原理。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中螺桿式壓縮機(jī)組件的截面圖。

圖2描繪了如可以包括在圖1的螺桿式壓縮機(jī)組件中的雙螺桿壓縮機(jī)的部分截面圖。

圖3是與滾子軸承串聯(lián)放置的擠壓油膜阻尼器的立體局部橫截面視圖，演示了sfd的工作原理。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的去除了轉(zhuǎn)子的、與圓柱滾子軸承平行放置在螺桿式壓縮機(jī)殼體內(nèi)的擠壓油膜阻尼器的端視圖。

圖5是示出了當(dāng)阻尼器對潤滑劑擠壓通過sfd的緊密間隙時產(chǎn)生的振動做出反應(yīng)時擠壓油膜阻尼器中潤滑劑的位移效應(yīng)，其在軸運(yùn)動迫使油/潤滑劑從阻尼器的一側(cè)到另一側(cè)時引起粘性阻尼。

圖6描繪了擠壓油膜阻尼器通過在最鄰近本發(fā)明的轉(zhuǎn)子本體的直徑處應(yīng)用sfd而在公轉(zhuǎn)子和母轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的等效阻尼效應(yīng)。

圖7是本發(fā)明的擠壓油膜阻尼器概念相對于轉(zhuǎn)子軸的橫截面視圖。

圖8是圖7的擠壓油膜阻尼器概念的局部橫截面視圖。

圖9是安裝在與徑向滾子軸承相鄰的螺桿式壓縮機(jī)殼體中的圖7的擠壓油膜阻尼器概念的橫截面視圖。

圖10描繪了安裝在圖2的螺桿式壓縮機(jī)中的一組四個擠壓油膜阻尼器的一個位置的橫截面視圖。

圖11是描繪了與螺桿式壓縮機(jī)的潤滑劑連接的示意圖，包括擠壓油膜阻尼器連接以及用于升高供應(yīng)至擠壓油膜阻尼器的潤滑劑的壓力的泵p。

圖12是描繪擠壓油膜阻尼器連接的螺桿式壓縮機(jī)的端視圖。

圖13描繪了包括在潤滑劑被供應(yīng)至擠壓油膜阻尼器之前對其進(jìn)行冷卻的潤滑劑冷卻器的擠壓油膜阻尼器電路。

圖14描繪了包括在潤滑劑被供應(yīng)至擠壓油膜阻尼器之前對其進(jìn)行冷卻的潤滑劑冷卻器以及升高潤滑劑壓力的潤滑劑泵的擠壓油膜阻尼器電路。

圖15是描述了在約克#13潤滑劑和r-134a制冷劑的系統(tǒng)中在不同的制冷吸收水平下溫度和壓力對氣泡形成的效應(yīng)的曲線圖。

圖16圖示了其中阻尼器軸承是滾珠軸承式推力軸承的擠壓油膜阻尼器。

圖17圖示了安裝在螺桿式壓縮機(jī)中使用預(yù)加載角接觸推力軸承作為阻尼器軸承的擠壓油膜阻尼器。

具體實施方式

圖1描繪了截面圖中示出的現(xiàn)有技術(shù)螺桿式壓縮機(jī)組件2。該組件包括螺桿式壓縮機(jī)10、驅(qū)動螺桿式壓縮機(jī)10的電機(jī)20以及油分離器30。來自壓縮機(jī)10的經(jīng)壓縮的制冷劑和潤滑劑經(jīng)過導(dǎo)管22從螺桿式壓縮機(jī)10的排放端口12排放到將壓縮的制冷劑氣體與潤滑劑分離的油分離器30中，當(dāng)潤滑劑38合并并且允許沉降而再循環(huán)到壓縮器10時，壓縮的制冷劑氣體通過分離器排放端口36排放。

圖2是圖1的螺桿式壓縮機(jī)10的局部截面圖，描繪了雙螺桿壓縮機(jī)。雖然在圖2中描繪了雙螺桿壓縮機(jī)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到螺桿式壓縮機(jī)10也可以是單螺桿壓縮機(jī)或三螺桿壓縮機(jī)。這些壓縮機(jī)設(shè)計受制于振動，所以本發(fā)明的振動阻尼器適合于這些螺桿式壓縮機(jī)配置中的任一種。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)附圖顯而易見并且意識到，為了使螺桿式壓縮機(jī)有效，零件之間的配合是至關(guān)重要的，并且容差是緊密的。任何超過容差的震動都能引起對轉(zhuǎn)子的螺桿部分、一個或多個軸承和/或壓縮機(jī)殼體的損害，任意一者都會導(dǎo)致壓縮機(jī)停機(jī)。

在圖2所示的橫截面視圖中，兩個螺桿轉(zhuǎn)子40,42通過徑向軸承52,48,46支撐在其軸的兩端。徑向軸承可以是任意類型的抗摩軸承，諸如圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承或滾珠軸承。另外，抗摩軸承可以代替潤滑劑膜式軸承，反之亦然。抗摩軸承有利地提供優(yōu)于流體動力軸承和油膜式軸承的某些優(yōu)點：其提供更精確的轉(zhuǎn)子定位，這對螺桿式壓縮機(jī)而言是重要的考慮因素。另外，由于抗摩軸承損失少于摩擦功耗的功率，所以它們更加有效。當(dāng)存在供油中斷或損失時，抗摩軸承比流體動力軸承壽命更長，通常不需要使用全時潤滑劑泵來提供潤滑劑，并且能夠在較高溫度下比套筒式流體動力軸承更有效地工作?？鼓S承和流體動力軸承相比具有較低相對阻尼系數(shù)的缺點，這在振動成為問題時是個缺點，有時出現(xiàn)在螺桿式壓縮機(jī)中。圖2中還示出了導(dǎo)管50，從油分離器提供潤滑劑從而當(dāng)潤滑劑在工作期間被壓縮時潤滑和密封轉(zhuǎn)子之間的間隙。還描繪了與轉(zhuǎn)子的軸或螺桿相關(guān)聯(lián)以抵抗軸向力的推力軸承44。如前所述，推力軸承可以是流體動力軸承或抗摩軸承。

在螺桿式壓縮機(jī)中，本發(fā)明采用與軸軸承平行的阻尼設(shè)備來提供對螺桿式壓縮機(jī)振動的阻尼，以避免對螺桿式壓縮機(jī)的損害。阻尼設(shè)備和任意軸軸承一起使用，但是優(yōu)選與抗摩軸承一起使用，因為阻尼設(shè)備提供比沒有阻尼器的抗摩軸承中固有的好得多的阻尼能力，同時保持由抗摩軸承提供的軸對準(zhǔn)精度。為了理解與此處使用的軸軸承平行的阻尼裝置的區(qū)別，參考圖3，其描繪了阻尼裝置，擠壓油膜阻尼器(sfd)與軸軸承，諸如圖3a的截面圖中描述的滾珠軸承串聯(lián)安裝?？梢钥闯?，螺桿式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子或軸300安裝在抗摩軸承，諸如滾珠軸承302內(nèi)。滾珠軸承繼而安裝在sfd304中。sfd304包括軸頸306，外殼308以及送到外部殼體308和軸頸306之間的空間的潤滑劑。防轉(zhuǎn)銷312將軸承軸頸306鎖定至外殼308以防止軸頸306相對于外殼308相對轉(zhuǎn)動。潤滑劑通過圖3b和圖3c中的潤滑劑入口310送入將潤滑劑膜保持在其內(nèi)的空間中。當(dāng)軸300和軸承302旋轉(zhuǎn)時，軸承將任何振動的徑向運(yùn)動從旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)移到軸頸306。軸頸306的徑向運(yùn)動是潤滑劑在外殼308和軸頸306之間的空間內(nèi)被擠壓。圖3c的密封件314幫助將潤滑劑保持在此空間內(nèi)。潤滑劑將起作用來抑制軸300的任何超量振動；然而，軸300、滾珠軸承302、軸/軸承組合和sfd之間的容差或間隙疊加，即，累積。因此，螺桿軸300的位置可以不僅通過軸300和滾珠軸承302之間的間隙改變，而且可以另外通過軸/滾珠軸承組件和sfd之間的間隙或容差改變。該疊加在螺桿式壓縮機(jī)中是不希望的，因為其增加了軸在受到振動時能夠移動的徑向距離。雖然這可以降低軸承損害的可能，但是劇烈振動下的該運(yùn)動仍會導(dǎo)致對轉(zhuǎn)子的損害。雖然以上描繪和描述了徑向軸承工作和設(shè)計，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到由于螺桿300的螺旋設(shè)計，由類似串聯(lián)布置對推力軸承造成的容差疊加也可以在軸向位移時導(dǎo)致對螺桿的損害。

圖4描述了與抗摩軸承平行布置的本發(fā)明的阻尼設(shè)備，沒有描述壓縮機(jī)螺桿以更好地說明本發(fā)明。在圖4中，抗摩徑向軸承，例如所示出的圓柱滾子軸承444，平行于sfd404放置，即與其軸向相鄰。所描繪的sfd404的阻尼器軸承軸頸406是可見的。sfd404的內(nèi)徑略大于圓柱滾子軸承444的內(nèi)徑以方便組裝和拆卸。圖4中未示出的轉(zhuǎn)子軸和sfd404之間的間隙略大于轉(zhuǎn)子軸和圓柱軸承444之間的間隙。在sfd404中提供潤滑劑以抑制軸的振動，其確保在轉(zhuǎn)子軸在滾子軸承內(nèi)相對滾子軸承444振動的多數(shù)劇烈振動情況下，保持轉(zhuǎn)子殼體和軸頸406之間的潤滑劑薄膜以提供對這些振動的阻尼，以便防止對軸承之間的轉(zhuǎn)子的損害，因為螺桿式壓縮機(jī)的殼體與其它轉(zhuǎn)子或螺桿之間的間隙通過振動來減小或消除。阻尼將振動(即周期徑向螺桿運(yùn)動)造成的間隙損失最小化。sfd404產(chǎn)生的阻尼也降低與作用在軸承上或針對軸承起作用的振動相關(guān)聯(lián)的力的大小，這些振動可以其他方式引起軸承損害。例如，如果sfd404具有0.010英寸(10密爾)的間隙，則軸承444具有0.005英寸(5密爾)的間隙，則sfd404的公差比軸承444的公差大5密爾。因此，在劇烈振動的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸振動時，在油/潤滑劑膜占據(jù)的sfd中仍存在徑向的最小0.0025英寸(2.5密爾)的間隙，油/潤滑劑膜提供抑制軸所經(jīng)歷的任何振動的阻尼。即使螺桿式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸移動到該間隙內(nèi)時，軸頸中的潤滑劑防止轉(zhuǎn)子軸移動通過整個2.5密爾間隙，同時阻尼螺桿的周期運(yùn)動，即振動，降低其對軸承444以及相鄰的殼體或螺桿的效應(yīng)。這允許轉(zhuǎn)子以更小的絕對位移運(yùn)行。這些示例性數(shù)字并非限制性的，因為所提供的間隙將隨著壓縮機(jī)中轉(zhuǎn)子的尺寸而變化。因此，在此情況下，sfd與轉(zhuǎn)子的間隙比徑向軸承與轉(zhuǎn)子的間隙大50％。然而，間隙應(yīng)當(dāng)在防止對軸承損害的同時足以抑制轉(zhuǎn)子的周期振動，sfd可以具有比徑向軸承大5％到50％的間隙，只要在不損害軸承的情況下實現(xiàn)阻尼轉(zhuǎn)子的周期振動。sfd的阻尼效應(yīng)允許轉(zhuǎn)子上的間隙容差做得更小。減小的間隙容差繼而意味著螺紋間更少的氣體泄露，導(dǎo)致更少的泄露返回吸入側(cè)。該結(jié)果具有更高的性能和效率。sfd可以導(dǎo)致隔熱效率增加高達(dá)5％。

圖5進(jìn)一步圖示了與sfd相互作用的一個轉(zhuǎn)子的軸的概念。圖5是sfd中轉(zhuǎn)子軸的截面圖。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸500旋轉(zhuǎn)時，其可以在垂線繪出的方向上表現(xiàn)出振動，不過振動可以發(fā)生在任意方向。在通常情況下，均勻體積的潤滑劑包圍軸。由于軸旋轉(zhuǎn)而且振動，所以阻尼器間隙中的潤滑劑538從sfd的一側(cè)擠壓到另一側(cè)。潤滑劑緩沖并抑制振動。阻尼是由支撐或阻尼元件產(chǎn)生的反向力，支撐或阻尼元件對抗結(jié)構(gòu)(這里為轉(zhuǎn)子或螺桿)的相對運(yùn)動，阻尼元件提供的抗力的大小與結(jié)構(gòu)(這里為在圖5的箭頭方向上移動的轉(zhuǎn)子或螺桿)的運(yùn)動速度成正比。如在此所使用的，轉(zhuǎn)子、軸或螺桿均指螺桿式壓縮機(jī)中同一旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。

圖6圖示了由sfd604提供的阻尼效應(yīng)。sfd604用作減震器。在圖6中，sfd604用作雙螺桿系統(tǒng)中各個轉(zhuǎn)子640,642的減震器，雙螺桿系統(tǒng)對任意方向上的任何轉(zhuǎn)子振動均產(chǎn)生抗力。sfd604不是諸如如前所述的流體動力軸承的軸承，因為它們不支撐負(fù)載。它們僅對在徑向方向上引起運(yùn)動的振動提供阻尼。將要理解的是，sfd還可以針對推力軸承并行布置以抑制在徑向方向上引起運(yùn)動的振動。

圖7、圖8和圖9進(jìn)一步圖示了sfd概念。圖7公開了sfd的截面圖，圖示了相對于轉(zhuǎn)子軸位置的關(guān)鍵特征。圖7中圖示了潤滑劑供應(yīng)端口754之一，以及位于供應(yīng)端口754任一側(cè)上的擠壓油膜744、阻尼器軸承747、密封件714。圖8也以截面圖圖示了sfd804的實施例，示出了密封件814、潤滑劑供應(yīng)端口854、供應(yīng)端口任一側(cè)上的擠壓油膜油/潤滑劑838,844、阻尼器軸承847和防轉(zhuǎn)銷812。圖9示出了sfd904，涉及徑向滾子軸承934，延伸通過壓縮器殼體956與油分離器排放端口(未示出)和供應(yīng)端口954連通的潤滑劑導(dǎo)管950，轉(zhuǎn)子940之一，將供應(yīng)端口954任一側(cè)上的擠壓油膜潤滑劑938,944提供給sfd904的軸頸的供應(yīng)端口954，以及阻尼器軸承947。

圖10描繪了鄰近螺桿式壓縮機(jī)殼體，諸如圖2中所述的螺桿式壓縮機(jī)殼體的徑向軸承安裝的一組sfd1004。在此實施例中，徑向軸承，諸如滾子軸承1044,1046安裝在轉(zhuǎn)子軸1000的端部和sfd1004之間。

圖11描繪了將潤滑劑流提供到螺桿式壓縮機(jī)1010的布置。供油總管1157提供來自油分離器和油泵1154的油(當(dāng)被提供時)。用于螺桿的潤滑劑流的主入口1151提供用于壓縮機(jī)常規(guī)工作的潤滑劑以密封螺桿之間的空間。油/潤滑劑入口1150提供用于sfd的潤滑劑。油/潤滑劑入口1153提供用于螺桿式壓縮機(jī)中需要潤滑的其它部件的潤滑劑。圖12描繪了螺桿式壓縮機(jī)殼體，從一端示出了油/潤滑劑入口1153和1150。

供應(yīng)至軸承(諸如徑向和推力軸承)的潤滑劑在壓縮機(jī)工作期間將與氣體或制冷劑接觸，并且易混合潤滑劑可以吸收氣體或潤滑劑。在壓縮機(jī)工作期間，溶解在潤滑劑中的氣體或制冷劑可以導(dǎo)致起泡，因為由于送入壓縮機(jī)的潤滑劑壓力下降，氣體或制冷劑形成氣泡。油分離器30將潤滑劑與制冷劑分離并使起泡最小化。當(dāng)然，由于起泡是潤滑劑中所不希望的性質(zhì)，因為潤滑劑起阻尼作用，用作阻尼器，所以起泡在sfd中是不能容忍的。氣泡的存在干擾阻尼功能，因為當(dāng)收到來自即使較小振動的力時氣泡容易破裂。因為，為了有效地用作阻尼器，供應(yīng)至sfd的潤滑劑必須進(jìn)行處理以減少氣泡形成的趨勢。

現(xiàn)在參考圖13-圖15。圖15是對潤滑劑和制冷劑的一個組合而言溫度和壓力對氣泡形成的效應(yīng)的圖表。圖15中描繪了其行為的潤滑劑/制冷劑組合是聚酯油，諸如約克(frick)#13潤滑劑，其與氫氟碳化合物(hfc)制冷劑，諸如r-134a制冷劑一起使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到可以使用其他潤滑劑/制冷劑組合。圖15的圖表是潤滑劑和制冷劑關(guān)系的典型，其他組合以相似的方式表現(xiàn)。如圖表所指出的，升高潤滑劑的壓力會減少氣泡的形成，因為增加的壓力允許潤滑劑在溶液中保留較高濃度的制冷劑。并且，降低潤滑劑制冷劑組合的溫度也減少氣泡的形成。這是因為隨著溫度降低，潤滑劑能夠在溶液中保留較高百分比的被吸收制冷劑。在兩種情況下，潤滑劑/制冷劑混合物在低于起泡點溫度或增加的低于起泡點壓力的壓力下過冷，起泡點溫度或壓力在此定義為對于在特定百分比的所吸收的制冷劑下的潤滑劑/制冷劑組合而言將形成氣泡的溫度和壓力，只要制冷劑留在溶液中，如在低于起泡點溫度或高于起泡點壓力時，氣泡形成被抑制。過冷和/或加壓潤滑劑/冷凍劑組合物可以供應(yīng)至其可能在再次到達(dá)混合物的起泡點(開始形成氣泡的點)之前經(jīng)歷額外壓力下降或加熱的sfd。因此，為了通過軸桿式壓縮機(jī)中的sfd提供粘性阻尼，需要在將潤滑劑供應(yīng)至sfd之前對其進(jìn)行處理。

如上所述，潤滑劑可以從油分離器30提供給sfd，允許sfd使用系統(tǒng)已經(jīng)獲得的用于壓縮機(jī)工作的油。然而，一個替代選擇是為sfd提供專用的潤滑劑供應(yīng)，這要求將sfd密封至可能的最大程度，并使?jié)櫥瑒┰诿芊獾南到y(tǒng)中再循環(huán)。然而，即使被密封，加壓的制冷劑氣體仍能夠滲入到密封的系統(tǒng)內(nèi)。

不管用于將潤滑劑提供給sfd的系統(tǒng)如何，必須處理潤滑劑。現(xiàn)在參考圖13，潤滑劑冷卻器1370在潤滑劑可以提供給sfd供應(yīng)端口之前插入到導(dǎo)管50中。潤滑劑中的制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)流通時形成氣泡。潤滑劑冷卻器1370位于潤滑劑源1372和sfd供應(yīng)端口1354之間的導(dǎo)管路線50中。在將制冷劑提供給sfd1304之前，潤滑劑冷卻器1370將低于起泡點溫度的制冷劑溫度降低至足以將在潤滑劑中形成的氣泡最小化或消除的溫度。圖13還描繪了過濾供應(yīng)至sfd的潤滑劑的過濾器1374，過濾器去除任何可能累積在潤滑劑中的灰塵、金屬屑或其他碎片。

圖14類似于圖13，除了其進(jìn)一步包括潤滑劑泵1480，潤滑劑泵充分地增加潤滑劑的壓力以便減少或阻止氣泡形成。優(yōu)選地設(shè)置潤滑劑冷卻器1470和潤滑劑泵1480兩者，以在將潤滑劑提供給sfd之前處理潤滑劑。這為可能通過螺桿式壓縮機(jī)工作而在轉(zhuǎn)子軸內(nèi)引發(fā)的粘性阻尼震動提供了更有效的阻尼液。

圖16圖示了可以與螺桿式壓縮器一起使用以阻尼推力軸承附近的徑向振動的擠壓油膜阻尼器1690，推力軸承用作阻尼器軸承以將軸徑向運(yùn)動轉(zhuǎn)移到sfd。圖17描繪了如圖10中所描繪的另外包括擠壓油膜阻尼器1690的轉(zhuǎn)子，擠壓油膜阻尼器1690和推力軸承52組裝在一起用于阻尼推力軸承處的徑向激勵。

雖然已參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以做出各種改變并可以用等同物代替其元件。此外，在不脫離本發(fā)明本質(zhì)范圍的情況下，可以按本發(fā)明的教導(dǎo)做出許多修改以適應(yīng)特定的情況或材料。因此，表示本發(fā)明不限于公開為實施本發(fā)明的最佳實施方式的特定實施例，但是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的全部實施例。