CN111140494A - 一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承及其冷却系统 - Google Patents

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浦松
何桂红
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Abstract

一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承及其冷却系统，属于熔体齿轮泵滑动轴承设计领域。在现有的熔体齿轮泵滑动轴承中铺设冷油管路，并根据需要在冷油管路上开设进油口、出油口；所述的冷油管路延伸到熔体齿轮泵滑动轴承各处实心部位。所述冷却油站通过设有温控阀的管路与熔体齿轮泵滑动轴承的进油口相连，熔体齿轮泵滑动轴承的出油口通过设有温控阀管路与冷却油站相连；所述的熔体齿轮泵设有温度传感器，温度传感器与温控阀相连。

Description

一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承及其冷却系统
技术领域
本发明属于熔体齿轮泵滑动轴承设计领域，具体涉及一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承及其冷却系统。
背景技术
熔体齿轮泵是石油化工行业的重要设备，尤其是大型熔体齿轮泵，其具有高温高粘度聚合物熔体的输送、增压、稳压、计量功能，可以保持熔体精确稳定地输送，广泛应用于塑料、树脂、橡胶、化纤制品的挤出成型。
熔体齿轮泵滑动轴承是熔体齿轮泵的关键部件，其工作原理是：以输送物料作为自身润滑介质的动压滑动轴承。在实际应用过程中，由于其处于高温环境，自身不具备散热结构及现有本体散热结构效果不理想，导致工作过程中温度过高，使滑动轴承寿命缩短，甚至出现高温胶合失效、输送物料高温碳化现象，使熔体齿轮泵可靠性下降，不能长期稳定运行。
目前国内运行大型熔体齿轮泵滑动轴承采用无冷却结构设计和自身冷却结构两种设计结构类型，自身冷却结构采用滑动轴承内部与泵体部件间增设：固液相变储热结构、热耦合结构和热管散热结构达到滑动轴承温度热量导出，但因其自身散热结构冷却能力有限，在小型机组生产特定物料条件下，可以达到冷却效果。但是，大型熔体齿轮泵输送低熔融指数物料及超低熔融指数物料时，受到熔融物料粘度大、转子与滑动轴承接触面线速度高的影响，熔体齿轮泵滑动轴承因滑动摩擦产生的热量无法有效导出，轴承温度急剧升高，使物料碳化并丧失润滑功能，导致转子与滑动轴承出现胶合失效，甚至转子断裂、机组停机。
本发明通过在滑动轴承内部设计换热流道，熔体齿轮泵外部增设油站，通过电气控制系统组成冷却系统，实现滑动轴承强制、连续温度控制功能，此发明实际应用中，效果良好。
发明内容
本发明旨在提供一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承及冷却系统，方案中滑动轴承是一种具有冷却结构的新型滑动轴承，通过外置冷却系统对其进行冷却，控制滑动轴承温度至工作温度范围，保障熔体齿轮泵稳定运行。
本发明的技术方案：
一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承，在现有的熔体齿轮泵滑动轴承中铺设冷油管路，并根据需要在冷油管路上开设进油口、出油口；所述的冷油管路延伸到熔体齿轮泵滑动轴承各处实心部位。
所述的冷油管路在熔体齿轮泵滑动轴承的排布方式为连续的“几”字型、“S”型。此设计结构具有以下优点：
1)保证冷却系统冷却效果，冷油管路设计方案在保证滑动轴承强度的条件下，最大化冷却管路体积，增加换热面积，使冷油管路体积达到滑动轴承体积的20％以上。
2)保证滑动轴承冷却的均匀性，此结构使冷油管路均匀分布在滑动轴承体内，实现均匀冷却。
一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承冷却系统，冷却系统包括冷却油站、温控系统、油品加热系统、油品冷却系统；所述的温控系统包括温度传感器、温控阀、温度控制器，所述的油品加热系统包括加热器，所述的油品冷却系统包括冷却器；冷却油进入熔体齿轮泵滑动轴承前，通过温度控制器、温度传感器、温控阀、加热器、冷却器进行油温控制，实现熔体齿轮泵滑动轴承温度连续、可控。
本发明熔体齿轮泵滑动轴承具有可靠的冷却结构，当熔体齿轮泵工作时，滑动轴承温度变送器将滑动轴承温度传送至温控系统，温控系统控制加热器及冷却器控制进入滑动轴承冷油油温，实现滑动轴承加热及冷却。整个过程连续可控，可以满足熔体齿轮泵输送多种牌号物料要求。
本发明的有益效果：
(1)滑动轴承冷却降温效果良好，避免滑动轴承高温失效。本发明具有冷却功能的新型滑动轴承是依靠外部冷却油站输送冷却油，通过冷油管路进入滑动轴承自身内部冷却油路，实现滑动轴持续降温，经验证，降温效果良好，达到设计预期。
(2)避免经过滑动轴承的物料高温碳化。熔体齿轮泵滑动轴承以自身输入物料作为润滑介质，冷却结构可以控制滑动轴温度，避免经过滑动轴的物料出现高温碳化。
(3)冷却温度连续可控，可以满足熔体齿轮泵输送多种牌号物料工况要求。熔体齿轮泵输送物料的种类具有多样化，不同种类的物料熔体粘度不同，导致滑动轴承工作温度不同，需要滑动轴承具有不同的冷却温度，通过外置冷却油站及滑动轴承温度控制系统，可以实现滑动轴承温度连续调节控制，以保证滑动轴承具有良好的工作温度状态。
附图说明
图1是本发明的滑动轴承冷却结构图。其中(a)为三维模型图，(b)为示意图。
图2是本发明的滑动轴承内部冷却流道图。
图3是本发明的滑动轴承冷却原理图。
图中：1油箱；2电加热器；3温度变送器；4温度传感器；5温度控制器；6温控阀；7冷却器；8气控阀。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。
滑动轴承冷却结构及流道如下，见图1、图2。如图1滑动轴承内部设计冷高效率换热冷却流道，冷却油通过外置冷却油站输送至滑动轴承，在滑动轴承内部完成热交换，调节滑动轴承温度。
工作原理，见图3。熔体齿轮泵运行时，滑动轴承温度传感器实时反馈滑动轴承温度T至控制系统，油品从冷却油站的油箱1流出，通过A处管路，经过电加热器2，电加热器2通过温控系统判断是否开启，低于设定温度，电加热器2开启加热油品，高于设定温度，电加热器2关闭。经过电加热器2的油品继续前进，当通过温度变送器3和温度传感器4时，系统再次判断油温是否满足设定要求。不满足时，前方油路温控阀6关闭前进油路，油品通过油路C回流至电加热器2继续加热，直至油品温度符合设定要求。油品符合设定温度要求后，通过油路E进入油温油品冷却系统，当油温符合温控系统设定温度时，温度控制器5操作温控阀6及气控阀8，关闭冷却器油路，使油品直接进入滑动轴承进行热交换，当油品温度高于系统设定温度时，温度控制器5操作温控阀6及气控阀门8，开启冷却管路，油品通过冷却器7进行降温后，经过油路F进入滑动轴承进行热交换，实现滑动轴承温度控制功能。完成热交换后的油品经过油路G，在油路D处汇流至电加热器2前端，再次由温控系统进行判断加热或冷却，完成整个油路循环、热交换过程。此方案整个冷却过程连续可控，可以满足熔体齿轮泵输送多种牌号物料要求。

Claims (3)

1.一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承，其特征在于，在现有的熔体齿轮泵滑动轴承中铺设冷油管路，并根据需要在冷油管路上开设进油口、出油口；所述的冷油管路延伸到熔体齿轮泵滑动轴承各处实心部位。
2.根据权利要求1所述的一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承，其特征在于，所述的冷油管路在熔体齿轮泵滑动轴承的排布方式为连续的“几”字型、“S”型。
3.采用权利要求1或2任一所述的一种具有冷却结构的熔体齿轮泵滑动轴承构成的冷却系统，其特征在于，冷却系统包括冷却油站、温控系统、油品加热系统、油品冷却系统；所述的温控系统包括温度传感器、温控阀、温度控制器，所述的油品加热系统包括加热器，所述的油品冷却系统包括冷却器；冷却油进入熔体齿轮泵滑动轴承前，通过温度控制器、温度传感器、温控阀、加热器、冷却器进行油温控制，实现熔体齿轮泵滑动轴承温度连续、可控。
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