CN112196909B - 一种风冷型筒式联轴器 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种新型风冷型筒式联轴器，主要用于高温环境下两段轴的连接和不同轴部件之间的热阻断，使整个高温转子系统更加高效稳定的工作。本发明的原理是在联轴器结构上设有类叶片和通气流道，在主轴带动下，联轴器上的叶片高速旋转使得冷空气进入联轴器的内部，实现在联轴器内部冷空气的高速流通，对联轴器结构内部进行风冷散热，实现联轴器位置处的热阻断，并阻止热量向电机方向传递，保证泵的电机模组和控制监测模组在较低的温度环境下工作。本发明结构简单，易安装，易拆卸，且可保证高温转子系统的长期可靠运行。

Description

一种风冷型筒式联轴器
技术领域
本发明属于转子系统设计领域，主要是用于高温环境下两段轴的连接，是一种新型风冷型筒式联轴器。
背景技术
联轴器是指联接两轴或轴与回转件，使之传递扭矩以实现两轴或轴与回转件的共同旋转，在正常运行时使两个回转件保持联结不脱开的机械零件。当传动轴较长且轴的一端处于高温环境时，由于金属材料的高传热率，使得整个轴系统处于高温状态，轴的机械强度随着温度的升高而下降，尤其对于长轴结构，机械强度安全系数大大降低，例如高温熔盐泵中的轴长大于10m，且熔盐罐中的环境温度大于300℃，这种高温极限工况对传动轴的力学性能要求极高。本文明提供一种风冷型筒式结构联轴器，用来联接不同机构中的两根轴，实现在联轴器位置的热阻断，并降低轴的温度，也阻止热量向电机方向传递。本发明通过特殊的联轴器对主轴进行热阻断，保证主轴的力学性能满足技术要求，也保证靠近电机的轴承系统和电子设备长期稳定运行。
发明内容
本发明的目的是长轴或轴与回转件之间的热阻断，发明了一种风冷型筒式结构联轴器，使整个高温转子系统更加高效稳定的工作。本发明通过对联轴器结构进行设计，原理是在联轴器结构上设有叶片和通气流道，在主轴带动下，联轴器上的叶片高速旋转使得冷空气进入联轴器的内部，实现在联轴器内部冷空气的高速流通，对联轴器结构内部进行风冷散热，实现联轴器位置处的热阻断，并阻止热量向电机方向传递，保证靠近电机的轴承系统和电子设备长期稳定运行。
本发明是一种风冷型筒式联轴器，该筒式联轴器包括风冷筒体结构、前盖板结构和后盖板结构三部分组成，通过螺栓连接的方式将前盖板结构和后盖板结构固定安装在风冷筒体结构上，前盖板结构将主轴轴向固定，后盖板结构将主轴二轴向固定，前盖板结构和后盖板结构的套筒结构嵌入风冷筒体结构内部，主轴与前盖板结构之间通过销一切向固定，主轴与后盖板结构之间通过销二切向固定；其中风冷筒体结构内设有通风流道，在风冷筒体结构的外圆柱面周向分布三角形凹槽，在筒体结构的主体上三角形凹槽边缘焊接风翅叶片，其中三角形凹槽和风翅叶片的朝向与主轴的转向相同，三角形凹槽与通风流道通过通孔一进行连通，三角形凹槽和通孔一在风冷筒体结构外圆柱面周向均匀分布，通孔二与通孔一同轴线，通孔二连通通风流道和风冷筒体结构的内腔；冷空气的流动方向为从风翅叶片和三角形凹槽进入通孔一，再进入通风流道最后流出，或通风流道的冷空气通过通孔二进入风冷筒体结构(1)的内腔最后流出；
所述的风冷型筒式联轴器，前盖板结构和后盖板结构为对称结构，为圆台阶梯型套筒结构，前盖板结构上设有通风流道二，后盖板结构上设有通风流道三，通风流道二和通风流道三与通风流道连通，通风流道内冷空气从通风流道二和通风流道三流出，在其套筒结构外圆柱面设有凹槽一，且均匀分布，凹槽一的安装布置与通孔二对应，保证冷空气从通孔二进入凹槽一中，在前盖板结构端面设有通孔三，凹槽一与通孔三连通，冷空气经过凹槽一最后从通孔三流出；在后盖板结构上的通风流道三、凹槽二和通孔四布置方式与前盖板结构上的通风流道二、凹槽一和通孔三相同；
所述的风冷型筒式联轴器，主轴和主轴二之间设有隔热垫，通风流道、三角形凹槽、通孔二和通孔一在风冷筒体结构外圆柱面周向均匀分布，且为连通形式；
风翅叶片与所在位置的切线之间夹角为45°～90°，风翅叶片叶片长度为冷筒体结构半径的0.2～0.5倍，三角形凹槽的两槽面夹角为45°～80°，三角形凹槽的径向深度为冷筒体结构半径的0.15～0.3倍；
所述的风冷型筒式联轴器，通风流道、通风流道二和通风流道三为孔型结构，孔的直径为风冷筒体结构半径的0.2～0.4倍，通孔二和通孔三的孔直径为风冷筒体结构半径的0.05～0.2倍，凹槽一和凹槽二的深度为前盖板结构的套筒结构半径的0.05～0.15倍，通孔一的孔直径为通风流道孔直径的0.5～0.7倍；所述的风冷型筒式联轴器，风冷筒体结构的通孔一和通孔二在套筒的轴向分布3～6列，前盖板结构和后盖板结构的套筒结构壁厚为风冷筒体结构内腔半径的0.25～0.4倍。
通风流道、三角形凹槽、通孔二和通孔一在风冷筒体结构外圆柱面周向均匀分布，数量均为6～12个。
凹槽一、凹槽二均匀分布；数量均为4～8个。
本发明的有益效果如下：
通过对联轴器结构的全新设计，将联轴器设计为一个小型的风机结构，实现在联轴器内部冷空气的高速流通，实现联轴器位置处的热阻断，对主轴进行了降温，并阻止热量向电机方向传递，保证泵的电机模组和控制监测模组在较低的温度环境下工作。
附图说明
图1为本发明的风冷型筒式联轴器结构的剖面示意图；
图2为本发明的风冷型筒式联轴器风冷筒体结构的主视图；
图3为本发明的风冷型筒式联轴器的前盖板结构的剖面示意图；
图4为本发明的风冷型筒式联轴器的前盖板结构的主视图；
附图标记说明：
1.风冷筒体结构，2.前盖板结构，3.后盖板结构，4.主轴，5.主轴二，6.销二，7.销一，11.风翅叶片，12.三角形凹槽，13.通风流道，14.通孔二，15.通风流道三，16.通风流道二，17.通孔三，18通孔四，19.凹槽一，20凹槽二，21.螺纹孔，22.通孔一。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1和图2为本发明的风冷型筒式联轴器的主要原理示意图。图3和图4为本发明的风冷型筒式联轴器的前后盖板结构原理示意图。本发明通过对联轴器结构进行设计，原理是在联轴器结构上设有叶片和通气流道，在主轴带动下，联轴器上的叶片高速旋转使得冷空气进入联轴器的内部，实现在联轴器内部冷空气的高速流通，对联轴器结构内部进行风冷散热，实现联轴器位置处的热阻断，并阻止热量向电机方向传递。
本发明是一种风冷型筒式联轴器，所述的筒式联轴器包括风冷筒体结构1、前盖板结构2和后盖板结构3三部分组成，通过螺栓连接的方式将前盖板结构2和后盖板结构3固定安装在风冷筒体结构1上，前盖板结构2将主轴4轴向固定，后盖板结构3将主轴二5轴向固定，前盖板结构2和后盖板结构3的套筒结构嵌入风冷筒体结构1内部，主轴4与前盖板结构2之间通过销一7切向固定，主轴5与后盖板结构3之间通过销二6切向固定；其中风冷筒体结构1内设有通风流道13，在风冷筒体结构1的外圆柱面周向分布三角形凹槽12，在筒体结构的主体上三角形凹槽12边缘焊接风翅叶片11，其中三角形凹槽12和风翅叶片11的朝向与主轴4的转向相同，三角形凹槽12与通风流道13通过通孔一22进行连通，三角形凹槽12和通孔一22在风冷筒体结构1外圆柱面周向6～12均布，通孔二14与通孔一22同轴线，通孔二14连通通风流道13和风冷筒体结构1的内腔；冷空气的流动方向为从风翅叶片11和三角形凹槽12进入通孔一22，再进入通风流道13最后流出，或通风流道13的冷空气通过通孔二14进入风冷筒体结构1的内腔最后流出；
所述的风冷型筒式联轴器，前盖板结构2和后盖板结构3为对称结构，为圆台阶梯型套筒结构，前盖板结构2上设有通风流道二16，后盖板结构3上设有通风流道三15，通风流道二16和通风流道三15与通风流道13连通，通风流道13内冷空气从通风流道二16和通风流道三15流出，在其套筒结构外圆柱面设有凹槽一19为4～8均布，凹槽一19的安装布置与通孔二14对应，保证冷空气从通孔二14进入凹槽一19中，在前盖板结构2端面设有通孔三17，凹槽一19与通孔三17连通，冷空气经过凹槽一19最后从通孔三17流出；在后盖板结构3上的通风流道三15、凹槽二18和通孔四20布置方式与前盖板结构2上的通风流道二16、凹槽一19和通孔三17相同；
所述的风冷型筒式联轴器，风翅叶片11与所在位置的切线之间夹角为45°～90°，风翅叶片11叶片长度为冷筒体结构1半径的0.2～0.5倍，三角形凹槽12的两槽面夹角为45°～80°，三角形凹槽12的径向深度为冷筒体结构1半径的0.15～0.3倍；
所述的风冷型筒式联轴器，通风流道13、三角形凹槽12、通孔二14和通孔一22在风冷筒体结构1上的分布方式相同，为6～12均布，且为连通形式；所述的风冷型筒式联轴器，通风流道13、通风流道二16和通风流道三15为孔型结构，通孔的直径为风冷筒体结构1半径的0.2～0.4倍，通孔二14和通孔三17的孔直径为风冷筒体结构1半径的0.05～0.2倍，凹槽一19和凹槽二18的深度为前盖板结构3的套筒结构半径的0.05～0.15倍，通孔一22的孔直径为通风流道13孔直径的0.5～0.7倍；
所述的风冷型筒式联轴器，风冷筒体结构1的通孔一22和通孔二14在套筒的轴向分布3～6列，前盖板结构2和后盖板结构3的套筒结构壁厚为风冷筒体结构1内腔半径的0.25～0.4倍；所述的风冷型筒式联轴器主轴4和主轴二5之间设有隔热垫。

Claims (5)

1.一种风冷型筒式联轴器，其特征在于，所述的筒式联轴器包括风冷筒体结构(1)、前盖板结构(2)和后盖板结构(3)三部分组成，通过螺栓连接的方式将前盖板结构(2)和后盖板结构(3)固定安装在风冷筒体结构(1)上，前盖板结构(2)将主轴(4)轴向固定，后盖板结构(3)将主轴二(5)轴向固定，前盖板结构(2)和后盖板结构(3)的套筒结构嵌入风冷筒体结构(1)内部，主轴(4)与前盖板结构(2)之间通过销一(7)切向固定，主轴(4)与后盖板结构(3)之间通过销二(6)切向固定；其中风冷筒体结构(1)内设有通风流道(13)，在风冷筒体结构(1)的外圆柱面周向分布三角形凹槽(12)，在筒体结构的主体上三角形凹槽(12)边缘焊接风翅叶片(11)，其中三角形凹槽(12)和风翅叶片(11)的朝向与主轴(4)的转向相同，三角形凹槽(12)与通风流道(13)通过通孔一(22)进行连通，三角形凹槽(12)和通孔一(22)在风冷筒体结构(1)外圆柱面周向均匀分布，通孔二(14)与通孔一(22)同轴线，通孔二(14)连通通风流道(13)和风冷筒体结构(1)的内腔；冷空气的流动方向为从风翅叶片(11)和三角形凹槽(12)进入通孔一(22)，再进入通风流道(13)最后流出，或通风流道(13)的冷空气通过通孔二(14)进入风冷筒体结构(1)的内腔最后流出；
所述的风冷型筒式联轴器，前盖板结构(2)和后盖板结构(3)为对称结构，为圆台阶梯型套筒结构，前盖板结构(2)上设有通风流道二(16)，后盖板结构(3)上设有通风流道三(15)，通风流道二(16)和通风流道三(15)与通风流道(13)连通，通风流道(13)内冷空气从通风流道二(16)和通风流道三(15)流出，在其套筒结构外圆柱面设有数个凹槽一(19)且均匀分布，凹槽一(19)的安装布置与通孔二(14)对应，保证冷空气从通孔二(14)进入凹槽一(19)中，在前盖板结构(2)端面设有通孔三(17)，凹槽一(19)与通孔三(17)连通，冷空气经过凹槽一(19)最后从通孔三(17)流出；在后盖板结构(3)上的通风流道三(15)、凹槽二和通孔四(18)布置方式与前盖板结构(2)上的通风流道二(16)、凹槽一(19)和通孔三(17)相同；
所述的风冷型筒式联轴器，风翅叶片(11)与所在位置的切线之间夹角为45°～90°，风翅叶片(11)叶片长度为风 冷筒体结构(1)半径的0.2～0.5倍，三角形凹槽(12)的两槽面夹角为45°～80°，三角形凹槽(12)的径向深度为风 冷筒体结构(1)半径的0.15～0.3倍；
所述的风冷型筒式联轴器，通风流道(13)、三角形凹槽(12)、通孔二(14)和通孔一(22)在风冷筒体结构(1)外圆柱面周向均匀分布，且为连通形式。
2.如权利要求1所述的风冷型筒式联轴器，其特征在于：通风流道(13)、通风流道二(16)和通风流道三(15)为孔型结构，孔的直径为风冷筒体结构(1)半径的0.2～0.4倍，通孔二(14)和通孔三(17)的孔直径为风冷筒体结构(1)半径的0.05～0.2倍，凹槽一(19) 和凹槽二的深度为前盖板结构(3)的套筒结构半径的0.05～0.15倍，通孔一(22)的孔直径为通风流道(13)孔直径的0.5～0.7倍。
3.如权利要求1所述的风冷型筒式联轴器，其特征在于：风冷筒体结构(1)的通孔一(22)和通孔二(14)在套筒的轴向分布3～6列，前盖板结构(2)和后盖板结构(3)的套筒结构壁厚为风冷筒体结构(1)内腔半径的0.25～0.4倍。
4.如权利要求1所述的风冷型筒式联轴器，其特征在于：通风流道(13)、三角形凹槽(12)、通孔二(14)和通孔一(22)在风冷筒体结构(1)外圆柱面周向均匀分布，数量均为6～12个。
5.如权利要求1所述的风冷型筒式联轴器，其特征在于：凹槽一(19)、凹槽二均匀分布；数量均为4～8个。
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