CN102022384A - 矿潜泵的一种硬质合金滑动轴承引水冷却润滑系统 - Google Patents

Abstract

矿潜泵的一种硬质合金滑动轴承引水冷却润滑系统，其主要由一组硬质合金滑动轴承、一个带轴承盒的泵盖、一个半开式小叶轮和一个引水系统组成，引水系统由一个浮在水面上的漂浮物与引水管组成，引水管穿过滤网，把水面上的水引入泵盖轴承盒，冷却润滑硬质合金滑动轴承。在滑动轴承上方增加的一个半开式小叶轮，可以防止高硬度杂质进入轴承。本发明的有益效果是提高了硬质合金滑动轴承的寿命，从而提高了采用硬质合金滑动轴承的多级矿潜泵等机械产品的使用寿命。

Description

矿潜泵的一种硬质合金滑动轴承引水冷却润滑系统

所属技术领域

本发明是矿潜泵的一种硬质合金滑动轴承引水冷却润滑系统，尤其是在煤矿使用的多级矿潜泵利用固液两相流作为润滑液体的硬质合金滑动轴承的引水冷却润滑系统，属于滑动轴承的润滑冷却领域。

背景技术

在煤矿等矿井中大量使用多级矿潜泵，其旋转轴主要依靠潜水电机内的两组滚动轴承支承，由于潜水电机是完全密封的，所以这两组滚动轴承与泵送的固液两相流不接触，其使用寿命是很长的。但是多级矿潜泵叶轮部分的旋转轴是悬臂在潜水电机之外，在固液两相流中运转的，为了提高旋转轴的临界转速和刚性，往往在旋转轴的另一端再装一组径向滑动轴承，如图1所示，这组径向滑动轴承是以含有很多泥沙的固液两相流作为润滑液体的，因此其使用寿命很短。发明专利“硬质合金三组合径向滑动轴承”(申请号201010297834.5)虽然采用了硬质合金材料并采用三组合结构提高了使用寿命，但因为矿井中有很多比硬质合金还硬的砂子，因此其使用寿命仍然不能满足用户的需求。虽然把轴承和优质润滑液密封起来的技术也是一个有效措施，但含有泥沙的固液两相流会很快破坏各种密封进入轴承内部，因此其使用寿命也有限。虽然用高压清水润滑冷却并阻止固液两相流进入轴承的技术也是一个有效措施，但在矿井内要配备高压清水实在是不容易办到的事情。

发明内容

为了提高多级矿潜泵上这组径向滑动轴承的寿命，本发明提供一种创新设计的用于多级矿潜泵的硬质合金径向滑动轴承的引水冷却润滑系统。

本发明的技术方案是：

矿潜泵的一种硬质合金滑动轴承引水冷却润滑系统，其主要由一组硬质合金滑动轴承、一个带轴承盒的泵盖、一个半开式小叶轮和一个引水系统组成，其主要创新是：引水系统由一个浮在水面上的漂浮物与引水管组成，引水管穿过滤网，把水面上的水引入泵盖轴承盒，冷却润滑硬质合金滑动轴承。其附加创新是：引水系统的漂浮物可以是引水管吸水端的夹紧体，也可以是一个悬浮在水面上的滤水池。还有一个附加创新是：一个半开式小叶轮安装在硬质合金滑动轴承的上方，其叶片是径向放射性的，即叶片的进出口安放角都是90度，这个半开式小叶轮与泵轴同步旋转，无论泵轴是正常工作时的正向旋转还是停机后的短暂反向旋转，这个半开式小叶轮都是把滑动轴承内的冷却润滑液体抽上来打出去。

矿潜泵一般安装在矿井内的一个泵坑内，泵坑不大但一般比几个水泵还要大一些，矿井内的积水流入泵坑再被矿潜泵打到别处去。流入泵坑的液体含有很多高硬度的石英砂等杂质，但高硬度的杂质往往比重也比较大，因此比较容易沉到泵坑的下部和底部。当矿潜泵工作时，泵坑内的液体被水泵高速吸入的时候，泵坑下部和底部的高硬度杂质也会随液流进入水泵，以往的滑动轴承直接用水泵吸入的液体进行润滑，因此高硬度杂质就会进入滑动轴承并破坏滑动轴承。而本发明通过引水系统，把泵坑水面的液体引入滑动轴承冷却润滑，虽然泵坑水面的液体还是污水，但其中悬浮的杂质比重比较小，多数是煤粉等硬度比较小的物质，因此硬度高于煤粉的硬质合金滑动轴承使用寿命可以大大提高，从而提高矿潜泵的寿命。

把泵坑水面的液体引入滑动轴承再排出滑动轴承的动力利用了水泵工作状态下，首级叶轮进口的压力小于泵坑水面压力的科学原理，又在滑动轴承的上方增加了一个半开式小叶轮，更增加了把泵坑水面的液体引入滑动轴承再排出滑动轴承的动力。小叶轮的叶片是径向放射性的，即叶片的进、出口安放角都是90度，当水泵正常工作时，这个半开式小叶轮可以加速把滑动轴承内的冷却润滑液体抽上来打出去。当水泵停机后的短暂时间内，管路内的液体会倒流回来，这时首级叶轮进口的压力会大于泵坑水面压力，这个半开式小叶轮可以阻挡回流进入轴承，继续把滑动轴承内的冷却润滑液体抽上来打出去，因为放射性叶片的叶轮无论正转还是反转，其抽吸液体的能力是相同的。

为了使引入轴承的液体含杂质更少一些，还可以把漂浮物做成一个滤水池，引水管从滤水池内引水，那么滑动轴承的寿命可以更加延长了。这个滤水池主要功能是防止杂物堵住进水口和进一步利用重力原理将高硬度杂质分离出来。它不需要把污水变清水，所以制作很简单。

本发明的有益效果是提高了硬质合金滑动轴承的寿命，从而提高了采用硬质合金滑动轴承的多级矿潜泵等机械产品的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有立式多级矿潜泵的简图；

图2是实施本发明的一个方案图，其引水系统的漂浮物只是用来固定引水管吸水端的；

图3是实施本发明的另一个方案图，其引水系统的漂浮物是一个悬浮在水面上的滤水池；

图4是本发明半开式小叶轮的结构简图，其中下图是主视图，上图是仰视图；

图5是引水系统漂浮物作为滤水池的结构简图，其中上图是主视图，下图是A-A剖面俯视图。

图中：1.旋转轴，2.首级叶轮，3.半开式小叶轮，4.小叶轮的叶片，5.首级叶轮进口，6.硬质合金滑动轴承，7.小叶轮的轮毂，8.压紧螺母，9.引水钢管，10.泵盖轴承盒，11.引水软管，12.固定引水管吸水端的漂浮物，13.作为滤水池的漂浮物，14.滤水池锥体，15.滤水池柱栅，16.滤水池大盖子，17.引水软管的吸水口，18.泵坑水面。

具体实施方式

图2所示的一个实施方案，其引水系统的漂浮物12只是用来固定引水软管11的吸水端的，图3所示的另一个实施方案，作为滤水池的漂浮物13不仅用来固定引水软管11的吸水端，而且这个滤水池还是防止杂物堵住引水软管的吸水口17和进一步利用重力原理将高硬度杂质分离出来的装置。

本发明主要由硬质合金滑动轴承6、泵盖轴承盒10、一个半开式小叶轮3和一个引水系统组成，引水系统由引水管路9和11以及漂浮物12或13等组成。滑动轴承6由轴套和轴瓦组成，轴套装在半开式小叶轮3的轮毂7上，与旋转轴1同步旋转，轴瓦装在泵盖轴承盒10内，是不旋转的。当矿潜泵工作时，泵坑内的液体被水泵高速吸入，泵坑下部和底部的高硬度杂质也会随液流进入水泵，但不会进入滑动轴承6，因为首级叶轮进口5处的压力低于引水软管的吸水口17的压力，因此泵坑水面18的水会被吸入引水软管的吸水口17，并经过引水软管11和引水钢管9进入泵盖轴承盒10内，再经过滑动轴承6流到首级叶轮进口，在这个流程中，泵坑水面18的水起到了冷却润滑滑动轴承6的作用还阻止了首级叶轮进口5处的高硬度杂质进入滑动轴承6。因为泵坑水面18的水中基本没有高硬度杂质，所以采用硬质合金材料制作的滑动轴承6的寿命会比不实施本发明的滑动轴承大大提高。

本发明还在滑动轴承6的上方增加了一个半开式小叶轮3，小叶轮的叶片4是径向放射性的，即叶片的进、出口安放角都是90度，如图4所示。当水泵正常工作时，这个半开式小叶轮可以加速把滑动轴承6内的冷却润滑液体抽上来打出去，从而使滑动轴承6具有更加良好的冷却润滑条件。但小叶轮3更大的作用是在水泵停机后的短暂时间内，因为停机后，管路内的液体会倒流回来，这时首级叶轮进口5的压力会大于泵坑水面18的压力，这个半开式小叶轮3可以阻挡回流进入滑动轴承6，继续把滑动轴承6内的冷却润滑液体抽上来打出去，因为放射性叶片的叶轮无论正转还是反转，其抽吸液体的能力是相同的。小叶轮的轮毂7比较长，这是为了传递压紧螺母8对首级叶轮2的压紧力，同时便于安装滑动轴承6的轴套。

图5是引水系统漂浮物作为滤水池的结构简图，这个作为滤水池的漂浮物13是用比重小于污水的非金属材料制作的。锥体14中间的孔是用来固定引水软管11的吸水端。围绕锥体14四周的柱栅15由多个柱体组成，主要起滤水作用即阻止大一些的杂物进入滤水池10，以免堵住引水软管的吸入口17。滤水池顶端的大盖子16的一个作用是防止杂物从上面掉进滤水池10，第二个作用是加大滤水池10的重量，保证引水软管的吸入口7能够淹没在水中，第三个作用是加大滤水池10的浮力，保证滤水池能够漂浮在水面，不会沉入水底。

Claims (3)

1.矿潜泵的一种硬质合金滑动轴承引水冷却润滑系统，其主要由一组硬质合金滑动轴承、一个带轴承盒的泵盖、一个半开式小叶轮和一个引水系统组成，其特征是：引水系统由一个浮在水面上的漂浮物与引水管组成，引水管穿过滤网，把水面上的水引入泵盖轴承盒，冷却润滑硬质合金滑动轴承。

2.根据权利要求1所述矿潜泵的一种硬质合金滑动轴承引水冷却润滑系统，其特征是：引水系统的漂浮物可以是引水管吸水端的夹紧体，也可以是一个悬浮在水面上的滤水池。

3.根据权利要求1所述矿潜泵的一种硬质合金滑动轴承引水冷却润滑系统，其特征是：一个半开式小叶轮安装在硬质合金滑动轴承的上方，其叶片是径向放射性的，即叶片的进、出口安放角都是90度，这个半开式小叶轮与泵轴同步旋转，无论泵轴是正常工作时的正向旋转还是停机后的短暂反向旋转，这个半开式小叶轮都是把滑动轴承内的冷却润滑液体抽上来打出去。

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