CN102865251A - 一种内壁面带有沟槽结构的热水循环泵悬架体 - Google Patents

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本发明涉及一种内壁面带有沟槽结构的热水循环泵悬架体，由悬架体、轴套，泵主轴、导轴承、环形散热片组成，其中悬架体内壁面加工结构尺寸相同的矩形沟槽，加强悬架体和泵主轴形成的环形间隙内流体的传热，有效的将高温介质的热量传递给周围环境，悬架体外壁面周围安装环形散热片，将高温介质传输给悬架体的热量传输到周围空气中，阻止泵体内高温流体的热量通过悬架体传到后面的机械密封和轴承。热水循环泵在工作时，悬架体将温度较高的叶轮运行区域与机械密封及轴承工作区域分隔开，这样高温介质传递给机械密封的热量就不足以对密封寿命产生影响，而悬架体前端所安装的导轴承具有自润滑功能，输送介质通过泵主轴上开设的沟槽对导轴承进行润滑。本发明可以用于对现有的热水循环泵进行改造，从而实现热水循环泵的空冷。

Description

一种内壁面带有沟槽结构的热水循环泵悬架体
技术领域
本发明涉及应用于冶金、电力、石化、余热余能利用系统中的管路或封闭回路中，输送高温液体介质的循环泵中的悬架体结构。
背景技术
在冶金、电站、化工、余热余能等领域中会需要使用水泵用于系统中管路或封闭回路中的热水循环。
普通循环泵没有冷却装置，其机械密封和轴承将无法承受高温介质而损坏，普通循环泵根本无法满足输送高温液体系统的使用条件，因此热水循环泵有了很好的应用前景。
目前使用较多的是采用水冷式热水循环泵，该泵利用冷却水的循环来隔离输送介质的温度，避免机械密封和轴承受到高温的影响，使得循环泵能保持稳定运行，但这种结构也存在外部冷却水量不足及冷却管路堵塞等潜在问题，进而导致机械密封和轴承在高温下运行，造成端面磨损，产生泄漏问题。除此之外，作为转子支撑的悬架体内装有轴承，同样存在上述的冷却问题。
发明内容
本发明的目的是为了保证热水循环泵在不采用外界冷却水的工况下长期稳定地运行，避免采用复杂的水冷式结构，同时能够节约用水，避免由于冷却水不足或者管道堵塞而造成的泵运行事故。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：包括悬架体，轴套、泵主轴、导轴承，环形散热片；所述悬架体将温度较高的泵运行区域与机械密封及轴承的工作区域隔开，悬架体的轴向中心位置设置通孔，通孔的内壁沿轴向加工沟槽，沟槽贯穿整个悬架体，泵主轴穿过悬架体内的通孔，与悬架体间隙配合，悬架体的两端均设有法兰盘，法兰盘周向布置4个连接用的通孔，悬架体上左端的法兰与泵盖相连，悬架体上右端的法兰与轴承箱相连；泵主轴上装有轴套，轴套和悬架体形成的空腔内安装导轴承，泵主轴上安装轴套的那段沿着轴向开设两条矩形的沟槽，两条沟槽一直加工到轴肩处，两条沟槽在主轴上的夹角为180o，同时在轴套的右端加工2个通孔，分别与泵主轴上的两条沟槽相通。
悬架体内壁沿轴向均匀布置结构尺寸相同的沟槽，悬架体的外径为Do，泵主轴直径为D，沟槽的深度为0.1*（Do-D）,其宽度为0.2*（Do-D），在热水循环泵运行时候，悬架体静止，泵主轴高速旋转，其中间的环形间隙内部将形成泰勒库艾特流动，在悬架体内壁设置一定数量的沟槽，沟槽内部也会行成较强烈的漩涡流动，该流动能够起到增强传热的作用，能将环形间隙内的流体热量快速地传递到周围环境中，环形散热片安装在悬架体的外壁面上，环形散热片的外径为2倍的悬架体的外径Do，厚度为0.1倍的悬架体的外径Do该环形散热片能够加强悬架体与周围空气的对流换热效果，通过内壁面沟槽和外壁面安装的环形散热片使得悬架体1起到阻止热量传输到后面机械密封和轴承上的作用。泵主轴左边部分安装了导轴承，为了解决导轴承的润滑问题，泵主轴左部分沿着轴向开设两条矩形的沟槽，两条沟槽在主轴上的夹角为180o，沟槽的深度为该处泵轴径的0.1倍，宽度为该处泵轴径的0.2倍，同时在轴套的右端加工通孔与泵主轴上的沟槽相通，通孔的直径为0.2倍的轴径，经过叶轮的高压液体通过泵后盖板的间隙流向导轴承，然后通过轴套和主轴上开设的沟槽流到压力较低的泵进口，完成了一个闭合的循环回路。悬架体中间穿过泵的主轴，该轴穿过悬架体部分比普通热水循环泵的轴要长，这样进一步增加了悬架体的散热面积，悬架体左边部分直接与热水循环泵的泵盖相连，右边部分连接轴承箱和机械密封座。
热水循环泵在工作时，悬架体将温度较高的泵运行区域与机械密封及轴承工作区域有效的隔开，这样高温介质沿着轴向通过悬架体传递给机械密封的热量就不足以对密封的运行产生影响，而悬架体前端所安装的导轴承具有自润滑功能，可通过泵体内部的热介质实现自润滑。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中泵主轴左半部分的剖面图，用于描述主轴上开设的沟槽结构。
图3为本发明中悬架体内壁沟槽结构的示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式是通过导轴承将本发明涉及的内壁面带有沟槽结构的悬架体与热水循环泵泵主轴相连，悬架体左边通过螺栓与泵盖相连，右边与热水循环泵的机械密封座及轴承箱连接。
如图1，本发明包括：悬架体1，轴套2、泵主轴3、导轴承4，环形散热片5。悬架体1 将温度较高的泵运行区域与机械密封及轴承的的工作区域隔开。悬架体1的轴向设置通孔，通孔的内壁沿轴向加工沟槽，沟槽的深度0.1*（Do-D）,其宽度为0.2*（Do-D），沟槽贯穿整个悬架体，泵主轴3穿过悬架体1内的通孔，与悬架体1间隙配合，悬架体1的两端均设有法兰盘，法兰盘周向布置4个连接用的通孔，悬架体1上左端的法兰与泵盖相连，悬架体1上左端的法兰与轴承箱相连。泵主轴3上装有轴套2，轴套2和悬架体1形成的空腔内安装导轴承4，泵主轴3上安装轴套2的那段沿着轴向开设两条矩形的沟槽，两条沟槽一直加工到轴肩处，两条沟槽在主轴上的夹角为180o，沟槽的深度为该处泵轴径的0.1倍，宽度为该处泵轴径的0.2倍，同时在轴套2的右端加工2个通孔，分别与泵主轴3上的两条沟槽相通，通孔的直径为0.2倍的轴径。在悬架体1的外壁面上安装平行于悬架体两端法兰的环形散热片5，其外径为2倍的悬架体的外径Do，厚度为0.1倍的悬架体的外径Do，环形散热片5的个数为3个。
如图2所示，高温介质通过热水循环泵传输时，经过叶轮的少量高压液体将通过泵后盖板的间隙流向导轴承，然后通过主轴上开设的沟槽，流到压力较低的泵进口，完成了一个闭合的循环回路，实现了对导轴承的润滑，图2中对称布置的两条沟槽为润滑导轴承4用的沟槽，图中第三个沟槽为固定叶轮的键槽。
悬架体1内壁开设有结构尺寸相同的沟槽，悬架体1和泵主轴3组成的环形间隙内会行成泰勒-库艾特流动，当泵主轴高速旋转时候，内壁面沟槽内会形成漩涡流动，这能够起到加强传热过程作用，降低通过高温介质通过悬架体1传输到机械密封和轴承的热量，悬架体1外壁面周围安装了环形散热片5，高温介质通过悬架体1传输的大部分热量可以通过环形散热片5与外界环境进行热交换，泵主轴3穿过悬架体部分比普通热水循环泵的轴要长，这样进一步增加了悬架体1的散热面积，增加了热流体流过的区域面积，增强了散热的功能。
悬架体1将有效的阻止高温介质的热量传输到机械密封和轴承的工作区域，悬架体内壁面设置的沟槽结构能够快速的将高温介质的热量向周围环境传输，从而保证了机械密封和轴承的长时间稳定运行，实现热水循环泵长期稳定的运行。

Claims (5)

1. 一种内壁面带有沟槽结构的热水循环泵悬架体，其特征在于，包括悬架体（1），轴套（2）、泵主轴（3）、导轴承（4），环形散热片（5）；所述悬架体（1）将温度较高的泵运行区域与机械密封及轴承的工作区域隔开，悬架体（1）的轴向中心位置设置通孔，通孔的内壁沿轴向加工沟槽，沟槽贯穿整个悬架体，泵主轴（3）穿过悬架体（1）内的通孔，与悬架体（1）间隙配合，悬架体（1）的两端均设有法兰盘，法兰盘周向布置4个连接用的通孔，悬架体（1）上左端的法兰与泵盖相连，悬架体（1）上右端的法兰与轴承箱相连；泵主轴（3）上装有轴套（2），轴套（2）和悬架体（1）形成的空腔内安装导轴承（4），泵主轴（3）上安装轴套（2）的那段沿着轴向开设两条矩形的沟槽，两条沟槽一直加工到轴肩处，两条沟槽在主轴上的夹角为180o，同时在轴套（2）的右端加工2个通孔，分别与泵主轴（3）上的两条沟槽相通。
2.根据权利要求1所述的一种内壁面带有沟槽结构的热水循环泵悬架体，其特征在于，在所述悬架体（1）的外壁面上安装平行于悬架体两端法兰的环形散热片（5），其外径为2倍的悬架体1的外径Do，厚度为0.1倍的悬架体（1）的外径Do，环形散热片（5）的个数为3个。
3.根据权利要求1或2所述的一种内壁面带有沟槽结构的热水循环泵悬架体，其特征在于，所述悬架体(1)上通孔内壁的沟槽深度为0.1*（Do-D）,宽度为0.2*（Do-D），Do为悬架体(1)的外径，D为泵主轴（2）的直径。
4.根据权利要求1或2所述的一种内壁面带有沟槽结构的热水循环泵悬架体，其特征在于，所述泵主轴（3）上的两条沟槽的深度为该处泵轴径的0.1倍，宽度为该处泵轴径的0.2倍。
5.根据权利要求1或2所述的一种内壁面带有沟槽结构的热水循环泵悬架体，其特征在于，所述轴套（2）上的2个通孔通孔的直径为泵主轴（3）轴径的0.2倍。
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