CN111852893A - 一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构 - Google Patents

一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构 Download PDF

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Abstract

一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，包括长轴，长轴由上半轴、永磁体、下半轴通过热装配连接而成，下半轴为空心轴；上半轴的一部分、永磁体全部和下半轴的一部分作为电机转子，下半轴中部支撑在空气轴承上，下半轴上部支撑在深沟球轴承上，上半轴用两个宽边相对的角接触球轴承支撑；本发明能有效减小轴在高速旋转时的变形，结构简单，增强轴系稳定性，减小变形；空气轴承起到支撑作用的同时，还能增加系统阻尼，减小轴振动幅度，同时散冷片和壁齿式密封套还能减小液氮的泄露，使泵机组性能大大提升。

Description

一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构
技术领域
本发明属于低温液氮泵技术领域，具体涉及一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构。
背景技术
低温液氮泵散冷片的主流装配方法采用中心组合法，就是将散热片与轴套分开加工，实际装配中采用焊接的方法，装配定位精度低，装配困难，套筒和散冷片的结合部位在低温下易出现裂纹，无法保证密封性；散冷片和外保护套间间隙较大，不利于密封；同时，普通的低温液氮泵转速低，体积大，单位时间内所输送的液氮少，必须开发高速电机带动的液氮泵，但是运行速度提高，很小的不平衡量就会引起较大的振动，加上低温液氮泵是立式长轴，所以，轴系系统的稳定性成为技术难题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，增强轴系稳定性，减小变形。
一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，包括长轴，长轴由上半轴21、永磁体22、下半轴5通过热装配连接而成，下半轴5为空心轴；上半轴21的一部分、永磁体22全部和下半轴5的一部分作为电机转子，同时，下半轴5的一部分还作为永磁体22的保护套；
下半轴5下部连接叶轮3和诱导轮2；下半轴5中部支撑在空气轴承8上，空气轴承8上部和壁齿式密封套10连接，壁齿式密封套10上部为密封件11，密封件11上部为第一螺母12和深沟球轴承13，壁齿式密封套10、密封件11、第一螺母12和深沟球轴承13依次连接在下半轴5上，第一螺母12用于限制深沟球轴承13的轴向位移，密封件11、第一螺母12、深沟球轴承13都被包围在电机外壳14的下半部分；
电机外壳14上半部分里设有电机组件，电机组件包括电机定子15、电机线圈16、永磁体22、上半轴21，上半轴21用两个宽边相对的角接触球轴承18支撑，两角接触球轴承18安装在在上轴承座17里，上轴承座17和电机外壳14连接，角接触球轴承18上面通过第二螺母19限制角接触球轴承18的轴向位移。
所述的空气轴承8包括波箔24和顶箔25，波箔24和顶箔25一端插在空气轴承轴承座23的槽中。
所述的空气轴承8和壁齿式密封套10用螺栓连接为一体。
所述的下半轴5下半部分包裹在散冷片4中，散冷片4外部设有外隔热套筒6，外隔热套筒6的上方设有隔热套筒上法兰7，外隔热套筒6、隔热套筒上法兰7、电机与隔热组件连接板9通过螺栓连接，并通过螺栓连接到电机外壳14上。
所述的散冷片4和外隔热套筒6为一体化制造。
所述的上半轴21顶部外侧设有上端盖20，上端盖20保证电机的密封，通过螺栓和上轴承座17连接。
本发明的有益效果：本发明能有效减小轴在高速旋转时的变形，结构简单，增强轴系稳定性，减小变形；空气轴承起到支撑作用的同时，还能增加系统阻尼，减小轴振动幅度，同时散冷片和壁齿式密封套还能减小液氮的泄露，使泵机组性能大大提升。
附图说明
图1为本发明实施例的总装剖视图。
图2为本发明空气轴承8和壁齿式密封套10的装配图。
图3为本发明空气轴承8的波箔24、顶箔25与空气轴承座23的装配图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，包括长轴，长轴由上半轴21、永磁体22、下半轴5通过热装配连接而成，下半轴5为空心轴；上半轴21的一部分、永磁体22全部和下半轴5的一部分作为电机转子，同时，下半轴5的一部分还作为永磁体22的保护套；
下半轴5下部连接叶轮3和诱导轮2，叶轮3和诱导轮2外面设有蜗壳1，工作时叶轮3、诱导轮2和蜗壳1浸在液氮中，用于输送液氮，其旋转动力来自下半轴5；下半轴5下半部分包裹在散冷片4中，散冷片4外部设有外隔热套筒6，外隔热套筒6的上方设有隔热套筒上法兰7，外隔热套筒6、隔热套筒上法兰7、电机与隔热组件连接板9通过螺栓连接，并通过螺栓连接到电机外壳14上；下半轴5中部支撑在空气轴承8上，空气轴承8上部通过螺栓和壁齿式密封套10连接，壁齿式密封套10上部为密封件11，密封件11上部为第一螺母12和深沟球轴承13，壁齿式密封套10、密封件11、第一螺母12和深沟球轴承13依次连接在下半轴5上，第一螺母12用于限制深沟球轴承13的轴向位移，密封件11、第一螺母12、深沟球轴承13都被包围在电机外壳14的下半部分；
电机外壳14上半部分里设有电机组件，电机组件包括电机定子15、电机线圈16、永磁体22、上半轴21，上半轴21用两个宽边相对的角接触球轴承18支撑，两角接触球轴承18安装在在上轴承座17里，上轴承座17和电机外壳14通过螺栓连接，角接触球轴承18上面通过第二螺母19限制角接触球轴承18的轴向位移，上半轴21顶部外侧设有上端盖20，上端盖20保证电机的密封，通过螺栓和上轴承座17连接。
如图2、图3所示，所述的空气轴承8包括波箔24和顶箔25，波箔24和顶箔25一端插在空气轴承轴承座23的槽中。
长轴直接作为电机转子，省去中间传动机构，在电磁力作用下电机转子旋转；长轴的支撑结构：上部由宽边相对的角接触球轴承组成；中部由一个深沟球轴承轴承支撑；下部空气轴承、壁齿式密封套和散冷片组成，空气轴承轴承座和壁齿式密封套用螺栓连接，便于拆装、维护。
电机通电后，电机转子开始旋转，由于电机转子工作在1.2-1.5万转每分的高速转动条件下，所以长轴的振动不可避免。应用本发明后，稳定性大大增强，振动幅度明显减小，泵机组的稳定性得到明显改善，有效解决了低温液氮泵长轴支撑难题。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，包括长轴，其特征在于：长轴由上半轴(21)、永磁体(22)、下半轴(5)通过热装配连接而成，下半轴(5)为空心轴；上半轴(21)的一部分、永磁体(22)全部和下半轴(5)的一部分作为电机转子，同时，下半轴(5)的一部分还作为永磁体(22)的保护套；
下半轴(5)下部连接叶轮(3)和诱导轮(2)；下半轴(5)中部支撑在空气轴承(8)上，空气轴承(8)上部和壁齿式密封套(10)连接，壁齿式密封套(10)上部为密封件(11)，密封件(11)上部为第一螺母(12)和深沟球轴承(13)，壁齿式密封套(10)、密封件(11)、第一螺母(12)和深沟球轴承(13)依次连接在下半轴(5)上，第一螺母(12)用于限制深沟球轴承(13)的轴向位移，密封件(11)、第一螺母(12)、深沟球轴承(13)都被包围在电机外壳(14)的下半部分；
电机外壳(14)上半部分里设有电机组件，电机组件包括电机定子(15)、电机线圈(16)、永磁体(22)、上半轴(21)，上半轴(21)用两个宽边相对的角接触球轴承(18)支撑，两角接触球轴承(18)安装在在上轴承座(17)里，上轴承座(17)和电机外壳(14)连接，角接触球轴承(18)上面通过第二螺母(19)限制角接触球轴承(18)的轴向位移。
2.根据权利要求1所述的一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，其特征在于：所述的空气轴承(8)包括波箔(24)和顶箔(25)，波箔(24)和顶箔(25)一端插在空气轴承轴承座(23)的槽中。
3.根据权利要求1所述的一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，其特征在于：所述的空气轴承(8)和壁齿式密封套(10)用螺栓连接为一体。
4.根据权利要求1所述的一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，其特征在于：所述的下半轴(5)下半部分包裹在散冷片(4)中，散冷片(4)外部设有外隔热套筒(6)，外隔热套筒(6)的上方设有隔热套筒上法兰(7)，外隔热套筒(6)、隔热套筒上法兰(7)、电机与隔热组件连接板(9)通过螺栓连接，并通过螺栓连接到电机外壳(14)上。
5.根据权利要求4所述的一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，其特征在于：所述的散冷片(4)和外隔热套筒(6)为一体化制造。
6.根据权利要求1所述的一种低温液氮泵长轴稳定柔性支撑结构，其特征在于：所述的上半轴(21)顶部外侧设有上端盖(20)，上端盖(20)保证电机的密封，通过螺栓和上轴承座(17)连接。
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