CN101158363A - 一种高温泵的轴承风冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种高温泵的轴承风冷却装置，涉及一种轴承冷却装置，通过设置罩筒、胁片、吸气孔、排气孔、离心叶轮和背叶片，离心叶轮进口处负压迫使冷空气进行循环，在罩筒内部形成气流强迫吸入的通道，冷空气受套筒上的胁片作用，受上压盖壁面和轴承箱侧面胁片的作用，与轴承箱侧壁及焊接胁片间的传热得到强化，最终空气由叶轮室排出，结束循环过程，通过在叶轮室内设置背叶片，有效地将自下部传来的残余热量带走，多种传热途径有效地解决了高温泵轴承的冷却问题。

Description

一种高温泵的轴承风冷却装置

技术领域

本发明涉及一种轴承冷却装置，特指一种应用在高温介质输送等特殊行业中的高温泵轴承风冷却装置。

背景技术

高温泵输送的介质温度一般在200℃～460℃以上，高温条件下泵轴承的冷却系统设计是目前国内外高温泵设计和运行中的难题。目前的高温泵轴承冷却主要采用水冷却方式，在泵轴和支承轴承的外部，设计一个大腔体的水冷却室，冷却腔外壁和轴间采用较小的间隙，由轴散发的热量，被通过的大流量的冷却水迅速带走，使向轴承传递的热量尽量减少。水冷却方式对轴承和轴的散热和冷却是有效的。通常轴承的更换周期在6个月以上。杨敏官等曾对进口高温泵轴承的油润滑水冷却系统进行了分析，对升油器结构参数进行了分析，提出了升油器的最优结构参数(杨敏官等，熔盐泵轴承冷却及润滑系统的分析，江苏大学学报(自然科学版)，2005，26(2)，149-151)。但是，水冷却装置对水源要求高，占用空间大，且涉及到的用水量、水流速度与轴承发热量之间的关系目前难以用公式确定，从而合理的设计水冷却装置有相当大的难度。另外，目前一些高温泵中采取脂润滑风冷却结构，但轴承冷却效果均不太理想，有时甚至出现轴承内环被迫转动，导致轴损坏的现象。

发明内容

为了克服目前水冷却系统占用空间大，风冷却装置中轴承冷却效果不理想这两个方面的不足，本发明提供一种高温泵轴承的风冷却装置。

高温泵轴承的风冷却装置，设有侧面与外界联通的电机支座，轴承箱，其特征在于：罩筒位于电机支座内，固定在叶轮室顶板上，罩筒的上端敞开，与电机支座内部空间联通，间接与外界空气联通，压紧圈与主轴配合，位于罩筒内，压紧圈下部为密封圈，嵌入在带胁片的上压盖内，上压盖的侧壁上焊接了胁片，上压盖的下部为一圆螺母，圆螺母下部为与主轴之间用键联接、随主轴一起旋转的轴承支座，轴承位于轴承箱内，轴承箱侧面有焊接胁片，轴承箱下部为一叶轮室，叶轮室内设有可随主轴一起旋转的离心叶轮，叶轮室顶板上开设吸气孔，与罩筒内部空间联通，吸气孔的垂直方向位置与离心叶轮进口相对应，叶轮室侧面开有排气孔，排气孔直接与外界联通，叶轮室下部为填充的热阻材料，离心叶轮背面设有背叶片，背叶片与离心叶轮同步转动。

利用流动与传热原理，充分利用流动的空气与金属壁面之间的对流与热传导特性，强迫冷空气自电机支座侧面进入罩筒内并形成加速，经由上压盖侧面的胁片，轴承箱侧壁下胁片，冷空气带走一部分轴承箱的热量，随后空气经过吸气孔被吸入到离心叶轮内，在离心叶轮周围的叶轮室内，一部分空气经过排气孔被排出叶轮室，完成了整个热交换过程，而另一部分空气与离心叶轮下部的背叶片相互作用，继续在背叶片下部的空间内形成强迫对流，带走一部分自下部传来的热量。

本发明的优点在于合理、有效地利用了流动与传热原理，传热效率高，可实现轴承的有效冷却；装置结构紧凑；产生压差的叶轮的转动不会消耗过多的动力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中1.叶轮室底板，2.排气孔，3.叶轮室顶板，4.吸气孔，5.油标，6.电机支座，7.罩筒，8.压紧圈，9密封圈，10.带胁片的上压盖，11.轴承箱，12.胁片，13.离心叶轮，14.背叶片，15.热阻材料，16.圆螺母，17.轴承支座，18.叶轮室

具体实施方式

一种高温泵轴承风冷却装置，设有侧面与外界联通的电机支座6，轴承箱11，其特征在于：罩筒7位于电机支座6内，固定在叶轮室顶板3上，罩筒7的上端敞开，与电机支座6内部空间联通，间接与外界空气联通，压紧圈8与主轴配合，位于罩筒7内，压紧圈8下部为密封圈9，嵌入在带胁片12的上压盖10内，上压盖10的侧壁上焊接了胁片12，上压盖10的下部为一圆螺母16，圆螺母16下部为与主轴之间用键联接、随主轴一起旋转的轴承支座17，轴承位于轴承箱11内，轴承箱11侧面有焊接胁片12，轴承箱11下部为一叶轮室18，叶轮室18内设有可随主轴一起旋转的离心叶轮13，叶轮室顶板3上开设吸气孔4，与罩筒7内部空间联通，吸气孔4的垂直方向位置与离心叶轮13进口相对应，叶轮室18侧面开有排气孔2，排气孔2直接与外界联通，叶轮室18下部为填充的热阻材料15，离心叶轮13背面设有背叶片14，背叶片14与离心叶轮13同步转动。

利用流体力学和传热学原理，由于所输送介质的高温，旋转主轴的温度同步提升，热量通过与主轴接触的部件进行传递，轴承的温度也会间接升高。热阻材料15的存在使得下部热量难以通过非旋转部件向上传递。轴与轴承内环并未直接接触，中间留有间隙，但与轴之间用键联接的轴承支座17与轴同步转动，轴上的热量主要传递到轴承支座17上。随主轴一起旋转的离心叶轮13转动后，叶轮13进口处产生负压，从而有将上侧空气吸入的趋势，而上侧空气由叶轮室18上表面吸气孔4被吸入，而电机支座6内的冷空气在压差作用下将不断进入罩筒7，带胁片12的上压盖10的设置，一方面减小了自电机支座侧面流入罩筒7的空气所经过的过流通道的面积，对气流有加速作用，另一方面，带胁片12的上压盖10与主轴同步转动，对其周围的空气形成搅拌，增强了气流与胁片、气流与轴承箱上部之间的热交换，然后空气通过轴承箱外侧胁片12时进行进一步热交换，而后被吸入离心叶轮13，在离心力作用下被甩出叶轮室18侧面的排气孔。离心叶轮13下部同步转动的背叶片14同样对周围的气流进行作用，其周围的空气对流将不断带走传至热阻材料15上部的残余热量。压紧圈8和密封圈9的设置使进入罩筒7内的空气中的粉尘不能进入轴承箱内部。

Claims (1)

1.高温泵轴承的风冷却装置，设有侧面与外界联通的电机支座，轴承箱，其特征在于：罩筒(7)位于电机支座(6)内，固定在叶轮室顶板(3)上，罩筒(7)的上端敞开，与电机支座(6)内部空间联通，间接与外界空气联通，压紧圈(8)与主轴配合，位于罩筒(7)内，压紧圈(8)下部为密封圈(9)，嵌入在带胁片的上压盖(10)内，上压盖(10)的侧壁上焊接了胁片，上压盖(10)的下部为一圆螺母(16)，圆螺母(16)下部为与主轴之间用键联接、随主轴一起旋转的轴承支座(17)，轴承位于轴承箱(11)内，轴承箱(11)侧面有焊接胁片(12)，轴承箱(11)下部为一叶轮室(18)，叶轮室(18)内设有可随主轴一起旋转的离心叶轮(13)，叶轮室顶板(3)上开设吸气孔(4)，与罩筒(7)内部空间联通，吸气孔(4)的垂直方向位置与离心叶轮(13)进口相对应，叶轮室侧面开有排气孔，排气孔直接与外界联通，叶轮室(18)下部为填充的热阻材料(15)，离心叶轮(13)背面设有背叶片(14)，背叶片(14)与离心叶轮(13)同步转动。