CN107690746B - 轴承隔离器 - Google Patents

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Abstract

轴承隔离装置用于一件设备中，所述设备包括可旋转的轴和所述轴延伸穿过的壳体。所述装置包括：用于固定到所述壳体的静止部件(4)和用于固定到所述轴的旋转部件(1)。曲折流体路径(19，20，21)在所述静止部件和旋转部件之间延伸，多个导电细丝在所述静止部件和旋转部件之间延伸使得电流能在所述部件之间通过。一个或多个导电构件将所述转子电连接至所述轴。

Description

轴承隔离器
技术领域
本发明涉及轴承隔离器，更具体地涉及用于旋转机械的电荷耗散装置。本发明特别涉及用于将静电荷导向地面的导电的曲径式密封轴承保护器。
背景技术
作为节能目标的结果，在电动机行业内越来越多地使用变频驱动器(VFDs)已经导致了旋转机械的轴内的杂散电压积累的显著增加。
VFDs通过将交流(AC)电压转换成直流(DC)电压，然后转回成变频的脉冲宽度调制的AC电压来调节电机的速度。相对于时间的电压变化在电机定子和转子之间引起电容形式，这反过来在旋转轴上引起电压。一旦这个轴电压建立，它将通过阻抗最小的路径转移至地面，在没有接地保护的情况下该路径名义上是通过轴承。
当足够大的电流通过轴承时，它会在滚珠轴承和滚珠座圈之间产生电弧。在正常工作的轴承中，浮在润滑物质的“液体膜”上的滚珠轴承具有微间隙。一旦电压的建立克服了这个润滑物的介电能力，它将跨越这个微间隙，在外部座圈上引起放电加工(EDM)效应，因此损坏轴承，轴承将最终需要更换。
已经提出了各种缓解轴电压建立的方法，包括使用屏蔽电缆、接地轴、绝缘轴承、绝缘油脂和在电机中安装法拉第屏蔽。轴接地方法可能会使用与轴接触的刷子或衬套。刷子是成串细丝的集群，衬套是固体的块部件。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于一件设备中的轴承隔离装置，所述设备包括可旋转的轴和所述轴延伸穿过的壳体，所述装置包括：
用于固定到所述壳体的静止部件；
用于固定到所述轴的旋转部件；
在所述静止部件和旋转部件之间径向和轴向延伸的曲折流体路径；
在所述静止部件和旋转部件之间延伸的多个导电细丝，使得电流能在所述部件之间通过；以及
将所述转子电连接至所述轴的一个或多个导电构件。
优选地，所述导电细丝位于所述静止部件和旋转部件的一个中，使得在组装时所述细丝接触所述静止部件和旋转部件的另一个。
优选地，所述导电细丝从所述部件的一个中的孔向所述部件的另一个轴向延伸。优选地，所述部件的另一个具有与所述导电细丝接触的轴向延伸的接触尖端。
优选地，所述导电细丝位于所述静止部件中，且所述接触尖端设置在所述旋转部件上。
所述导电细丝可以由任何合适的材料制成，优选地，它们由导电碳制成。
优选地，所述细丝在位于固定孔中的刷子中被捆扎在一起。这样的布置允许成本有效的装配并且使部件损失或损害的可能性最小化。
优选地，所述一个或多个导电构件包括一个或多个导电O形环。
所述装置可以具有位于所述旋转部件和静止部件之间的导电动态O形环。
所述装置可以包括在所述旋转部件和轴之间的石墨密封元件以提供导电路径。
所述装置可以还包括环形密封构件，所述环形密封构件具有与所述静止部件和旋转部件接触的第一位置以及与所述静止部件和/或所述旋转部件接触的第二位置。
优选地，所述密封装置使用导电油脂进行组装，从而促进电流传导。
优选地，所述旋转部件和静止部件的一个具有沉降尖端，在所述装置的组装期间，所述沉降尖端指示这些部件的正确的相对轴向定位。
附图说明
附图如下：
图1是根据本发明的接地轴承隔离器的纵截面；
图2是图1的装置的局部放大图，详细描述了设计的接地方面；
图3是沿不同的径向平面看图1的装置的局部放大图；以及
图4是静止部件的正视图。
具体实施方式
现在参考附图仅以举例的方式描述本发明。
参考附图的图1至3，示出了接地曲径式密封轴承保护器的静止部件4，其位于绕着轴5的中心且压入配合到壳体2中。静止的O形环3有助于将静止部件装配到壳体2和轴5限定的孔中。轴承保护器的旋转部件1通过导电旋转O形环7相对于轴5固定。在静止部件和旋转部件之间形成曲折的或复杂的路径，这个路径包括在这些部件之间的间隙19、20和21。同样在流动路径中的是动态的O形环6，当轴5静止时，动态的O形环6将轴承室和大气完全地阻隔。在轴5的旋转期间，O形环6升起，允许轴承室吸气和排气。
静止部件4和旋转部件1通过使用一个或多个导电刷组件电连接。该组件或每个组件包括导电细丝8，导电细丝8被固定在例如钻孔10的封闭孔中。孔10中的固定可以通过导电粘合剂(以9示出)进行。
导电细丝8由一段碳线提供，其一端可以通过漏斗进入孔10中。一旦插入，线被切断以留下从孔10轴向突出的合适长度的细丝。
旋转部件1设置有与导电细丝8接触的轴向延伸的接触尖端15。
静止部件4设置有轴向延伸的沉降尖端14，在装置组装期间，沉降尖端14将旋转部件和静止部件相对于彼此轴向且精确地定位，保持旋转部件和静止部件之间的复杂的路径。在操作期间，沉降尖端14的末端磨损，从而在尖端14和旋转部件1之间产生间隙。该间隙的产生消除了通过尖端的任何电流传导，使得它完全通过刷组件发生。
旋转部件1设置有环形的倾斜突起11，在组装期间，环形的倾斜突起11通过与设置在静止部件4上的相对的环形的倾斜突起13接触而形成过盈配合。
设置在旋转部件1上的径向朝外的环形凹槽12通过允许水/流体在凹槽12中汇集并通过图4示出的排出口16排出帮助消除水/流体进入。
更具体地参考图4，其中示出了静止部件1的静环和孔17(在图2中称为钻孔10)在面凹槽18中的定位的正视图，在孔17的每一个中设置有包括刷细丝8的刷组件。四个这样的孔17围绕面凹槽18周向地并等间隔地布置。
上述轴承隔离器的部件可以由任何合适的材料制成。例如，旋转部件1可以由不锈钢制成，旋转部件4由磷青铜制成。

Claims (18)

1.一种用于一件设备中的轴承隔离装置，所述设备包括可旋转的轴和所述轴延伸穿过的壳体，所述装置包括：
用于固定到所述壳体的静止部件；
用于固定到所述轴的旋转部件；
在所述静止部件和旋转部件之间径向和轴向延伸的曲折流体路径；
在所述静止部件和旋转部件之间从所述静止部件和旋转部件的一个中的孔向所述静止部件和旋转部件的另一个轴向延伸的多个导电细丝，所述静止部件和旋转部件的另一个包括与所述多个导电细丝接触的轴向延伸的接触尖端，允许电流在所述静止部件和旋转部件之间通过；以及
将所述旋转部件电连接至所述一件设备的可旋转的轴的一个或多个导电构件。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个导电细丝位于所述静止部件和旋转部件的一个中，使得在组装时所述多个导电细丝接触所述静止部件和旋转部件的另一个。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个导电细丝位于所述静止部件中，且所述接触尖端设置在所述旋转部件上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述多个导电细丝主要由导电碳制成。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述多个导电细丝在位于固定孔中的刷子中被捆扎在一起。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述一个或多个导电构件包括一个或多个导电O形环。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述装置具有位于所述旋转部件和静止部件之间的导电动态O形环。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述装置包括在所述旋转部件和轴之间的石墨密封元件以提供导电路径。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述装置包括环形密封构件，所述环形密封构件具有与所述静止部件和旋转部件接触的第一位置以及与所述静止部件和/或所述旋转部件接触的第二位置。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述装置使用导电油脂进行组装，从而促进电流传导。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述旋转部件和静止部件的一个具有与所述旋转部件和静止部件的另一个接触的沉降尖端，在所述装置的组装期间，所述沉降尖端用于提供所述静止部件和旋转部件的正确的相对轴向定位。
12.一种用于一件设备中的轴承隔离装置，所述设备包括可旋转的轴和所述轴延伸穿过的壳体，所述装置包括：
用于固定到所述壳体的静止部件；
用于固定到所述轴的旋转部件；
在所述静止部件和旋转部件之间径向和轴向延伸的曲折流体路径；
在所述静止部件和旋转部件之间轴向延伸的多个导电细丝，所述静止部件和旋转部件的一个包括与所述多个导电细丝接触的轴向延伸的接触尖端，允许电流在所述静止部件和旋转部件之间通过；以及
将所述旋转部件电连接至所述一件设备的可旋转的轴的一个或多个导电构件。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述多个导电细丝位于所述静止部件和旋转部件的一个中，使得在组装时所述多个导电细丝接触所述静止部件和旋转部件的另一个。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述多个导电细丝位于所述静止部件中，且所述接触尖端设置在所述旋转部件上。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述多个导电细丝主要由导电碳制成。
16.根据权利要求12所述的装置，其中，所述多个导电细丝在位于固定孔中的刷子中被捆扎在一起。
17.根据权利要求12所述的装置，其中，所述一个或多个导电构件包括一个或多个导电O形环。
18.根据权利要求12所述的装置，其中，所述旋转部件和静止部件的一个具有与所述旋转部件和静止部件的另一个接触的沉降尖端，在所述装置的组装期间，所述沉降尖端用于提供所述静止部件和旋转部件的正确的相对轴向定位。
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