專利名稱：一種高溫泵的軸承風(fēng)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承冷卻裝置，特指一種應(yīng)用在高溫介質(zhì)輸送等特殊行業(yè) 中的高溫泵軸承風(fēng)冷卻裝置。
背景技術(shù)：
高溫泵輸送的介質(zhì)溫度一般在200°C~460°C以上，高溫條件下泵軸承的冷 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)是目前國(guó)內(nèi)外高溫泵設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的難題。目前的高溫泵軸承冷卻 主要采用水冷卻方式，在泵軸和支承軸承的外部,設(shè)計(jì)一個(gè)大腔體的水冷卻室， 冷卻腔外壁和軸間采用較小的間隙，由軸散發(fā)的熱量，被通過(guò)的大流量的冷卻 水迅速帶走，使向軸承傳遞的熱量盡量減少。水冷卻方式對(duì)軸承和軸的散熱和 冷卻是有效的.通常軸承的更換周期在6個(gè)月以上。楊敏官等曾對(duì)進(jìn)口高溫泵 軸承的油潤(rùn)滑水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了分析，對(duì)升油器結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析，提出了 升油器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)(楊敏官等，熔鹽泵軸承冷卻及潤(rùn)滑系統(tǒng)的分析，江蘇 大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，26(2),149-151)。但是，水冷卻裝置對(duì)水源要求高， 占用空間大，且涉及到的用水量、水流速度與軸承發(fā)熱量之間的關(guān)系目前難以 用公式確定，從而合理的設(shè)計(jì)水冷卻裝置有相當(dāng)大的難度。另外，目前一些高 溫泵中采取脂潤(rùn)滑風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，但軸承冷卻效果均不太理想，有時(shí)甚至出現(xiàn)軸 承內(nèi)環(huán)被迫轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致軸損壞的現(xiàn)象
發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前水冷卻系統(tǒng)占用空間大，風(fēng)冷卻裝置中軸承冷卻效果不理想 這兩個(gè)方面的不足，本發(fā)明提供一種高溫泵軸承的風(fēng)冷卻裝置。高溫泵軸承的風(fēng)冷卻裝置，設(shè)有側(cè)面與外界聯(lián)通的電機(jī)支座，軸承箱，其
特征在于罩筒位于電機(jī)支座內(nèi)，固定在葉輪室頂板上，罩筒的上端敞開(kāi)，與 電機(jī)支座內(nèi)部空間聯(lián)通，間接與外界空氣聯(lián)通，壓緊圈與主軸配合，位于罩筒 內(nèi)，壓緊圈下部為密封圈，嵌入在帶脅片的上壓蓋內(nèi)，上壓蓋的側(cè)壁上焊接了 脅片，上壓蓋的下部為一圓螺母，圓螺母下部為與主軸之間用鍵聯(lián)接、隨主軸 一起旋轉(zhuǎn)的軸承支座，軸承位于軸承箱內(nèi)，軸承箱側(cè)面有焊接脅片，軸承箱下 部為一葉輪室，葉輪室內(nèi)設(shè)有可隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的離心葉輪，葉輪室頂板上開(kāi) 設(shè)吸氣孔，與罩筒內(nèi)部空間聯(lián)通，吸氣孔的垂直方向位置與離心葉輪進(jìn)口相對(duì) 應(yīng)，葉輪室側(cè)面開(kāi)有排氣孔，排氣孔直接與外界聯(lián)通，葉輪室下部為填充的熱 阻材料，離心葉輪背面設(shè)有背葉片，背葉片與離心葉輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。利用流動(dòng)與傳熱原理，充分利用流動(dòng)的空氣與金屬壁面之間的對(duì)流與熱傳 導(dǎo)特性，強(qiáng)迫冷空氣自電機(jī)支座側(cè)面進(jìn)入罩筒內(nèi)并形成加速，經(jīng)由上壓蓋側(cè)面 的脅片，軸承箱側(cè)壁下脅片，冷空氣帶走一部分軸承箱的熱量，隨后空氣經(jīng)過(guò) 吸氣孔被吸入到離心葉輪內(nèi)，在離心葉輪周?chē)娜~輪室內(nèi)， 一部分空氣經(jīng)過(guò)排 氣孔被排出葉輪室，完成了整個(gè)熱交換過(guò)程，而另一部分空氣與離心葉輪下部 的背葉片相互作用，繼續(xù)在背葉片下部的空間內(nèi)形成強(qiáng)迫對(duì)流，帶走一部分自 下部傳來(lái)的熱量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于合理、有效地利用了流動(dòng)與傳熱原理，傳熱效率高，可 實(shí)現(xiàn)軸承的有效冷卻；裝置結(jié)構(gòu)緊湊；產(chǎn)生壓差的葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)消耗過(guò)多的 動(dòng)力。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi).葉輪室底板，2.排氣孔，3.葉輪室頂板，4 .吸氣孔，5.油標(biāo)，6.電機(jī) 支座，7.罩筒，8.壓緊圈，9密封圈，IO.帶脅片的上壓蓋，ll.軸承箱，12.脅片， 13.離心葉輪，14.背葉片，15.熱阻材料，16.圓螺母，17.軸承支座，18.葉輪室具體實(shí)施方式
一種高溫泵軸承風(fēng)冷卻裝置，設(shè)有側(cè)面與外界聯(lián)通的電機(jī)支座6，軸承箱 11，其特征在于罩筒7位于電機(jī)支座6內(nèi)，固定在葉輪室頂板3上，罩筒7 的上端敞開(kāi)，與電機(jī)支座6內(nèi)部空間聯(lián)通，間接與外界空氣聯(lián)通，壓緊圈8與 主軸配合，位于罩筒7內(nèi)，壓緊圈8下部為密封圈9，嵌入在帶脅片12的上壓 蓋10內(nèi)，上壓蓋10的側(cè)壁上焊接了脅片12，上壓蓋10的下部為一圓螺母16， 圓螺母16下部為與主軸之間用鍵聯(lián)接、隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的軸承支座17，軸承 位于軸承箱11內(nèi)，軸承箱11側(cè)面有焊接脅片12，軸承箱11下部為一葉輪室 18，葉輪室18內(nèi)設(shè)有可隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的離心葉輪13，葉輪室頂板3上開(kāi)設(shè) 吸氣孔4，與罩筒7內(nèi)部空間聯(lián)通，吸氣孔4的垂直方向位置與離心葉輪13 進(jìn)口相對(duì)應(yīng)，葉輪室18側(cè)面開(kāi)有排氣孔2，排氣孔2直接與外界聯(lián)通，葉輪室 18下部為填充的熱阻材料15，離心葉輪13背面設(shè)有背葉片14，背葉片14與 離心葉輪13同步轉(zhuǎn)動(dòng)。利用流體力學(xué)和傳熱學(xué)原理，由于所輸送介質(zhì)的高溫，旋轉(zhuǎn)主軸的溫度同 步提升，熱量通過(guò)與主軸接觸的部件進(jìn)行傳遞，軸承的溫度也會(huì)間接升高。熱 阻材料15的存在使得下部熱量難以通過(guò)非旋轉(zhuǎn)部件向上傳遞。軸與軸承內(nèi)環(huán) 并未直接接觸，中間留有間隙，但與軸之間用鍵聯(lián)接的軸承支座17與軸同步 轉(zhuǎn)動(dòng)，軸上的熱量主要傳遞到軸承支座17上。隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的離心葉輪13
轉(zhuǎn)動(dòng)后，葉輪13進(jìn)口處產(chǎn)生負(fù)壓，從而有將上側(cè)空氣吸入的趨勢(shì)，而上側(cè)空 氣由葉輪室18上表面吸氣孔4被吸入，而電機(jī)支座6內(nèi)的冷空氣在壓差作用 下將不斷進(jìn)入罩筒7，帶脅片12的上壓蓋10的設(shè)置， 一方面減小了自電機(jī)支 座側(cè)面流入罩筒7的空氣所經(jīng)過(guò)的過(guò)流通道的面積，對(duì)氣流有加速作用，另一 方面，帶脅片12的上壓蓋10與主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)其周?chē)目諝庑纬蓴嚢瑁?強(qiáng)了氣流與脅片、氣流與軸承箱上部之間的熱交換，然后空氣通過(guò)軸承箱外側(cè) 脅片12時(shí)進(jìn)行進(jìn)一步熱交換，而后被吸入離心葉輪13，在離心力作用下被甩 出葉輪室18側(cè)面的排氣孔。離心葉輪13下部同步轉(zhuǎn)動(dòng)的背葉片14同樣對(duì)周 圍的氣流進(jìn)行作用，其周?chē)目諝鈱?duì)流將不斷帶走傳至熱阻材料15上部的殘 余熱量。壓緊圈8和密封圈9的設(shè)置使進(jìn)入罩筒7內(nèi)的空氣中的粉塵不能進(jìn)入 軸承箱內(nèi)部。
權(quán)利要求
1、高溫泵軸承的風(fēng)冷卻裝置，設(shè)有側(cè)面與外界聯(lián)通的電機(jī)支座，軸承箱，其特征在于罩筒(7)位于電機(jī)支座(6)內(nèi)，固定在葉輪室頂板(3)上，罩筒(7)的上端敞開(kāi)，與電機(jī)支座(6)內(nèi)部空間聯(lián)通，間接與外界空氣聯(lián)通，壓緊圈(8)與主軸配合，位于罩筒(7)內(nèi)，壓緊圈(8)下部為密封圈(9)，嵌入在帶脅片的上壓蓋(10)內(nèi)，上壓蓋(10)的側(cè)壁上焊接了脅片，上壓蓋(10)的下部為一圓螺母(16)，圓螺母(16)下部為與主軸之間用鍵聯(lián)接、隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的軸承支座(17)，軸承位于軸承箱(11)內(nèi)，軸承箱(11)側(cè)面有焊接脅片(12)，軸承箱(11)下部為一葉輪室(18)，葉輪室(18)內(nèi)設(shè)有可隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的離心葉輪(13)，葉輪室頂板(3)上開(kāi)設(shè)吸氣孔(4)，與罩筒(7)內(nèi)部空間聯(lián)通，吸氣孔(4)的垂直方向位置與離心葉輪(13)進(jìn)口相對(duì)應(yīng)，葉輪室側(cè)面開(kāi)有排氣孔，排氣孔直接與外界聯(lián)通，葉輪室(18)下部為填充的熱阻材料(15)，離心葉輪(13)背面設(shè)有背葉片(14)，背葉片(14)與離心葉輪(13)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
一種高溫泵的軸承風(fēng)冷卻裝置，涉及一種軸承冷卻裝置，通過(guò)設(shè)置罩筒、脅片、吸氣孔、排氣孔、離心葉輪和背葉片，離心葉輪進(jìn)口處負(fù)壓迫使冷空氣進(jìn)行循環(huán)，在罩筒內(nèi)部形成氣流強(qiáng)迫吸入的通道，冷空氣受套筒上的脅片作用，受上壓蓋壁面和軸承箱側(cè)面脅片的作用，與軸承箱側(cè)壁及焊接脅片間的傳熱得到強(qiáng)化，最終空氣由葉輪室排出，結(jié)束循環(huán)過(guò)程，通過(guò)在葉輪室內(nèi)設(shè)置背葉片，有效地將自下部傳來(lái)的殘余熱量帶走，多種傳熱途徑有效地解決了高溫泵軸承的冷卻問(wèn)題。
文檔編號(hào)F04D29/58GK101158363SQ200710190069
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者棟 劉, 燦 康, 楊敏官, 波 高 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)