專利名稱：借助超低粘度的揮發(fā)性流體來潤滑滾動件軸承的方法及軸承組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及利用超低粘度揮發(fā)性流體(ULVVF)作為滾動件軸承的潤滑劑，尤其是涉及一種制冷壓縮機。在現(xiàn)有技術中舉例來說，液化制冷劑從冷凝器供給到軸承中的軸承空間內。進入到軸承空間內的制冷劑處于飽和狀態(tài)，并被噴在軸承圈和滾動件上。在該過程中，液化制冷劑的壓力下降，因而一些制冷劑會蒸發(fā)。剩余的液化制冷劑處于飽和狀態(tài)。因此，盡管ULVVF具有低沸點、低粘度，但是研究發(fā)現(xiàn)它們仍不能產生潤滑膜。

背景技術：
但可以發(fā)現(xiàn)，由于上述低粘度和低壓力粘度系數(shù)，ULVVF潤滑膜和油基潤滑膜相比非常薄。在現(xiàn)有技術中的另一個問題就是經常在軸承內部用作為潤滑劑的制冷劑等ULVVF會產生火花或沸騰。這是由于壓力下降或摩擦熱等能量增加所引起的。在這些條件下，由于壓力降低和能量增加，上述軸承將以間歇的方式干轉。而且，產生的火花或沸騰會在軸承的滾動接觸部的入口和出口處導致氣穴現(xiàn)象。因這些現(xiàn)象，會在端部上產生高接觸剪應力，從而導致軸承壽命降低。


發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是提供一種通過ULVVF來潤滑軸承的方法，而不具有這些缺點。該目的是這樣實現(xiàn)的，即通過一種利用超低粘度揮發(fā)性流體(ULVVF)對滾動件軸承進行潤滑的方法，包括下列步驟 將液化流體注入到軸承中， 通過液化流體潤滑軸承圈和滾動件之間的滾動接觸， 為液化流體設置流動約束，以便于保持至少一部分流體壓力，且高于在軸承中由流體蒸發(fā)溫度所形成的蒸發(fā)壓力(低溫冷卻)。
在潤滑劑流動路徑上設置約束的步驟使?jié)櫥瑒┑南鄬毫υ黾?。這種壓力增加可足以防止作為潤滑劑注入到軸承中的液化ULVVF的蒸發(fā)。因此，可以延長ULVVF的液化狀態(tài)，改進潤滑劑的有益效果，并避免干轉現(xiàn)象。
根據(jù)實施上述方法的優(yōu)選方式，包括下列步驟 設置一個軸承腔， 在軸承腔內容納軸承， 向軸承腔內注入液化流體， 使液化流體流經上述軸承， 利用流動約束來限定軸承腔。
上述軸承腔被限定為一個可以容納一或多個滾動件軸承的腔室或區(qū)域。該軸承腔應該和上述軸承空間相區(qū)分，是滾動件軸承的軸承圈之間形成的區(qū)域，設置著滾動件和可能的護架。
流動約束在設置之前可以采用幾種形式。根據(jù)第一種可能，上述滾動件軸承自身可以用作為流動約束。或者，在軸承的流體流動出口側面設置一個護罩或密封件，利用這種護罩或密封件作為流動約束。
本發(fā)明進一步包括下列步驟 在上述軸承腔容納另一個軸承， 在兩個軸承之間形成的軸承腔內注入液化流體， 使液化流體流經上述軸承， 在兩個軸承處利用流動約束限定上述軸承腔。
尤其是，在制冷循環(huán)中，本發(fā)明可用于潤滑制冷壓縮機中的滾動件軸承，其中制冷劑流被壓縮，并在冷凝器中液化，同時溫度增加，隨后上述制冷劑流的主要部分在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，溫度下降，包括下列步驟 以液化的形式從冷凝器中獲取壓力為冷凝器出口壓力的制冷劑流的輔助部分， 將上述制冷劑流的液化輔助部分的壓力增加到高于上述冷凝器出口壓力的增壓， 將制冷劑流的上述增壓也會輔助部供給到上述軸承中，用以潤滑， 利用流動約束限定上述軸承腔。
將上述制冷劑流的液化輔助部分的壓力增加，從而使液化制冷劑低溫冷卻，因而可以獲得下列優(yōu)點。首先，相比現(xiàn)有技術已經克服了較大的溫差，可以延遲軸承中液化潤滑劑的沸騰或產生火花。因此可以在軸承內長時間地保持著大量液化潤滑劑。而且，低溫冷卻步驟增加了制冷劑的粘性，因而潤滑劑膜的厚度也增加。此外，由于可以避免氣穴現(xiàn)象，所以很容易地將低溫冷卻制冷劑泵出。
利用流動約束元件將上述軸承的軸承空間劃界，就可以長時間地供給加壓制冷劑并保持這種壓力，從而足以獲得合適的潤滑效果。
本發(fā)明進一步涉及一種制冷壓縮機的軸承組件，該軸承組件包括殼體，至少一個容納在上述殼體中用來支撐壓縮機軸的軸承，上述軸承又包括至少兩個環(huán)件，以及至少一系列和上述環(huán)件滾動接觸的滾動件，上述環(huán)件限定了軸承空間，還包括液化制冷劑供給機構，將液化制冷劑流供給到上述軸承空間。根據(jù)本發(fā)明，設置著至少一個流動約束元件，將上述軸承空間劃界。
上述流動約束元件可以由多種方式實施。根據(jù)第一種可能，流動約束元件是一種和一個環(huán)件相連的密封件，并朝向其他環(huán)件延伸。上述密封件可以和其他環(huán)件滑動配合。而且，上述密封件可以在制冷劑流的增壓液化輔助部分的作用下產生彈性變形。通過選擇合適的密封件彈性，可以在軸承空間內保持一定的壓力。
或者，流動約束元件可以是一種和一個環(huán)件相連的護罩，并朝向其他環(huán)件延伸。護罩和相對環(huán)件之間的間隙可以提供節(jié)流作用，從而在軸承空間內產生特定的壓力。
根據(jù)另一個實施例，可以在一個共用殼體內安裝至少兩個軸承，用以支撐一個共用軸，上述軸承、殼體以及軸圍成一個腔，在兩端由流動約束劃界，液化制冷劑供給機構在上述腔內發(fā)散(emanating)。
附圖簡述 下面，參考附圖中所示的實施例來進一步敘述本發(fā)明。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的制冷裝置的實施例。
圖2示出了另一個實施例。
優(yōu)選實施例詳述 圖1所示的制冷裝置包括壓縮機，由標記1表示。上述壓縮機1包括電機2和被示意性示出的壓縮機機構3。電機2包括定子和轉子(具體未示出)，轉子通過軸承組件4，4’支撐。
而且，上述制冷裝置包括冷凝器5，可經由管線6供給加壓氣態(tài)制冷劑。在冷凝器5內，上述加壓氣態(tài)制冷劑在釋放溫度時被液化。
通過具有減壓閥8、9和節(jié)流器(economizer)10的管線7，上述制冷劑被供給蒸發(fā)器11。在蒸發(fā)器11內，上述液化制冷劑被蒸發(fā)，并從周圍環(huán)境中吸熱。氣態(tài)制冷劑隨后經由管線12返回到壓縮機機構3中。
通過已知的方式，液化制冷劑壓力被第一減壓閥8減壓，并隨后經由節(jié)流器將液化制冷劑供給第二減壓閥9?？蓪⑷魏螝鈶B(tài)制冷劑從節(jié)流器10經由管線13供給壓縮機機構3。
根據(jù)本發(fā)明，液化制冷劑的輔助支流從冷凝器5經由輔助管線14供給到軸承4的軸承表面，因此就可以延遲或防止沸騰或產生火花。因此參考圖2所述，將會獲得更好的潤滑效果。
如圖2所示，液化制冷劑經由噴嘴14注入到軸承組件4’的兩個軸承16、17之間的軸承腔15內。每一個上述軸承16、17均包括外圈18、形成軸承空間24的內圈19和一系列容納在上述軸承空間24內的滾珠20。外圈18容納在電機殼體21內，內圈19支撐著電機軸22。每一外圈18均承載著柔性或硬質密封件23。
注入到軸承16、17、電機殼體21和軸22之間形成的軸承腔15內的上述流體的壓力增大，可以延遲或防止上述流體蒸發(fā)，以便于可以確保通過上述制冷劑流體對滾動件23和內外圈18、19進行合適的潤滑。
可以選擇上述密封件23，以便于防止上述軸承腔15內的流體壓力迅速增加。為此，上述密封件可以是硬質的，柔性的或半硬質的。而且，上述一系列滾珠23自身也可以和可能的護架(未示出)起到流動約束的作用，以便于在軸承空間15內保持一定的過壓力。
權利要求
1.一種利用超低粘度揮發(fā)性流體(ULVVF)對滾動件軸承(16、17)潤滑的方法，包括下列步驟
將液化流體注入到軸承(16、17)中，
通過液化流體潤滑上述環(huán)(18、19)和軸承(16、17)的滾動件(20)之間的滾動接觸，
為液化流體設置流動約束(23)，以便于保持至少一部分流體壓力，其高于在軸承溫度中(低溫冷卻)由流體蒸發(fā)所形成的蒸發(fā)壓力。
2.如權利要求1所述的方法，包括下列步驟
設置一個軸承腔(15)，
在軸承腔(15)內容納軸承(16、17)，
向軸承腔(15)內注入液化流體，
使液化流體流經上述軸承(16、17)，
利用流動約束件(23)來限定軸承腔(15)。
3.如權利要求2所述的方法，包括利用軸承(16、17)作為流動約束的步驟。
4.如權利要求2或3所述的方法，包括下列步驟
在軸承(16、17)的流體出口一側設置護罩(23)或密封件，并且
利用所述護罩(23)或者密封件作為流動約束件。
5.如權利要求2、3或4所述的方法，包括下列步驟
在上述軸承腔(15)內容納另一個軸承(16、17)，
在兩個軸承(16、17)之間形成的軸承腔(15)內注入液化流體，
使液化流體流經上述軸承(16、17)，
在兩個軸承處利用流動約束件(23)限定上述軸承腔(15)。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法，該方法對用在制冷循環(huán)中的制冷壓縮機的滾動件軸承組件(4、4’、16、17)進行潤滑，其特征在于，制冷劑流被壓縮并在冷凝器(5)中液化，同時溫度增加，隨后所述制冷劑流的主要部分在蒸發(fā)器(11)中蒸發(fā)，同時溫度下降，包括下列步驟
以液化的形式從冷凝器中獲取在冷凝器出口壓力下的制冷劑流的輔助部分，
將所述制冷劑流的液化輔助部分的壓力增加到高于上述冷凝器出口壓力的增壓，
將制冷劑流的所述增壓液化輔助部分供給到所述軸承組件(4、4’、16、17)中，用以潤滑，
其中上述軸承組件(4、4’)包括軸承腔(15)，所述軸承腔(15)由流動約束元件(23)所界定，包括將制冷劑流的液化輔助部分供給到上述軸承腔(15)中的步驟。
8.用于根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法的軸承組件，包括殼體、至少一個容納在所述殼體中的軸承，所述軸承包括軸承空間(24)，流動約束元件(23)界定上述軸承空間。
9.如權利要求8所述的組件，其特征在于，上述流動約束元件包括與一個環(huán)(18)相連的密封件(13)，并朝向其他環(huán)(19)延伸。
10.如權利要求9所述的組件，其特征在于，上述密封件(13)和其他環(huán)(19)滑動配合。
11.如權利要求9或10所述的組件，其特征在于，上述密封件(13)可以在制冷劑流的增壓液化輔助部分的作用下產生彈性變形。
12.如權利要求8所述的組件，其特征在于，上述流動約束元件是與一個環(huán)(18)相連的護罩(23)，并朝向其他環(huán)(19)延伸。
13.如權利要求8-12中任一項所述的組件(4′)，包括至少兩個安裝在一個共用殼體(21)內的至少兩個軸承(16、17)，用以支撐一個共用軸(22)，所述軸承(16、17)、殼體(21)以及軸(22)圍成一個腔(15)，在兩端由流動約束件(23)界定，液化制冷劑供給機構(14)在上述腔(15)內發(fā)散。
14.如權利要求8-13中任一項所述的制冷壓縮機的軸承組件(4、4’)，所述組件包括殼體(21)、至少一個容納在所述殼體(21)中用來支撐壓縮機軸(22)的軸承(16、17)，所述軸承(16、17)包括至少兩個環(huán)件(18、19)，以及至少一系列與所述環(huán)件(18、19)滾動接觸的滾動件(20)，所述環(huán)件(18、19)限定了軸承空間(24)，還包括液化制冷劑供給機構(14)，將液化制冷劑流供給到上述限定在環(huán)件(18、19)之間的軸承空間(15)內，其特征在于，設置至少一個流動約束元件(23)，其界定上述軸承空間(24)。
全文摘要
一種利用超低粘度揮發(fā)性流體(ULVVF)對滾動件軸承(16、17)潤滑的方法，包括下列步驟將液化流體注入到軸承(16、17)中，通過液化流體潤滑上述環(huán)(18、19)和軸承(16、17)的滾動件(20)之間的滾動接觸，為液化流體設置流動約束(23)，以便于保持至少一部分流體壓力，且高于在軸承中由流體蒸發(fā)溫度所形成的蒸發(fā)壓力(低溫冷卻)。
文檔編號F16N15/00GK101184952SQ200680018837
公開日2008年5月21日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權日2005年5月31日
發(fā)明者吉列爾莫·E·莫拉萊斯·埃斯佩耶爾, 漢斯·瓦林, 約蘭·林德斯滕 申請人:Skf股份公司