CN113775651A - 一种用水润滑轴承的闸门泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及闸门泵领域，具体公开了一种用水润滑轴承的闸门泵,包括本体，本体内设置有水润滑轴承，水润滑轴承包括轴承壳以及轴承内衬，轴承内衬的内表面设置有导水槽，轴承内衬的内孔间隙配合连接有转子轴，转子轴的侧壁设置有凹槽，凹槽呈螺旋状，凹槽包括与转子轴的外部连接的接口以及与设置在转子轴的内部的腔体，接口与腔体的内部连接，腔体的侧壁向转子轴的两端延伸，腔体的底壁为弧形，腔体的底壁向转子轴的轴心凸起，凹槽内设置有挡板，本发明转子轴高速剪切力的作用下在轴承内衬和转子轴之间产生一层润滑水膜，润滑水膜不仅使水润滑轴承的冷却效果更好，也降低了水润滑轴承与转子轴之间的摩擦系数，节省了泵的动力消耗，提高了功效比。
Description
技术领域
本发明涉及闸门泵技术领域，尤其涉及一种用水润滑轴承的闸门泵。
背景技术
一体化泵闸是一种将泵站和闸站一体式布置的泵闸。一体化泵闸由水闸、闸门泵、拍门、传感器配置和全套控制体系等构成，闸门既是挡水结构又是水泵支承的基础，水泵布置在闸门上，不建固定的泵室，使闸门和泵站合二为一，大大提高河道排洪及水体交换能力，避免了占地面积大，建设周期长等问题困扰。传统闸门泵使用油润滑轴承对其密封性有要求的主要原因及缺点如下：1、传统闸门泵在使用油润滑轴承的情况下，为防止因水泵抽送的液体进入轴承室使轴承无法正常使用，通常采用一端用机械密封，一端用液压气动用O型橡胶密封圈的方式来阻止抽送液体进入轴承室；同时，为阻止润滑油进入到机械密封处需在两者之间增加一个旋转轴唇形密封圈来起到油封的效果。因为担心泄露和进水等问题，水泵必须设计复杂的密封结构和相应的密封元件来保证轴承的正常使用，不仅增加了制造成本，也增加了客户的使用和维修成本。2、由于油润滑轴承在水泵运行过程中存在不同程度的泄露现象，而在轴承更换过程中因需对相应部件进行清洗，则必然会对环境造成不同程度的污染。3、在水泵运行过程中，油润滑轴承一旦发生大量润滑油泄漏，由于摩擦生热，轴承极易与轴咬合死，发生水泵无法正常运行等恶性事故，从而大大降低了水泵的使用安全性。4、油润滑轴承需要消耗大量的润滑油及铜、锡等有色金属，且油的粘度、摩擦系数较高，增加了泵的动力消耗，降低了功效比。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的传统闸门泵使用油润滑轴承缺点多的问题，而提出的一种用水润滑轴承的闸门泵。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用水润滑轴承的闸门泵，包括本体，所述本体内设置有水润滑轴承，所述水润滑轴承包括轴承壳以及轴承内衬，所述轴承内衬的内表面设置有导水槽，所述轴承内衬的内孔间隙配合连接有转子轴，所述转子轴的侧壁设置有凹槽，所述凹槽呈螺旋状，所述凹槽包括与所述转子轴的外部连接的接口以及与设置在所述转子轴的内部的腔体，所述接口与所述腔体的内部连接，所述腔体的侧壁向所述转子轴的两端延伸，所述腔体的底壁为弧形，所述腔体的底壁向所述转子轴的轴心凸起，所述凹槽内设置有挡板。
优选的，所述挡板的数量有多个，多个所述挡板沿所述凹槽的螺旋线方向均匀设置。
优选的，所述挡板在所述凹槽绕所述转子轴的轴线旋转一圈的行程内均匀设置有四个。
优选的，所述凹槽的槽口处设置有倒角。
优选的，所述本体的一端设置有进口导叶内圈，所述本体的另一端设置有出口导叶内圈，所述本体的两端均设置有导流锥，所述进口导叶体内圈、轴承壳和导流锥形成用一端双头螺柱连接的开放式结构，所述出口导叶体内圈、轴承壳和导流锥形成用一端双头螺柱连接的开放式结构。
优选的，所述轴承壳的内孔与所述轴承内衬的外孔过盈配合连接。
优选的，所述轴承壳以及转子轴的材料为金属，所述轴承内衬的材料为高分子材料。
优选的，所述轴承壳以及转子轴的材料为铝、或者铜或者不锈钢，所述轴承内衬的材料为橡胶、聚氨酯或酚醛树脂。
优选的，所述轴承壳上以及所述转子轴的端部设置有锌块。
优选的，所述轴承内衬和转子轴之间具有润滑水膜。
本发明的有益效果是：
1、本发明转子轴高速剪切力的作用下，抽送液体由于泵压效应，会在轴承内衬和转子轴之间产生一层润滑水膜，润滑水膜不仅使水润滑轴承的冷却效果更好，也降低了水润滑轴承与转子轴之间的摩擦系数，节省了泵的动力消耗，提高了功效比。
2、当本发明的闸门泵部分设置在水内时，转子轴开始转动，螺旋状的凹槽能够起到储存水的效果，并在转子轴转动后，将凹槽内的水快速通过接口进入轴承内衬和转子轴之间的间隙内并形成润滑水膜。腔体的侧壁向所述转子轴的两端延伸，一方面保证转子轴的表面强度，另一方面增加了凹槽内的储水体积。腔体的底壁为弧形，所述腔体的底壁向所述转子轴的轴心凸起，一方面增加了凹槽内的储水体积，另一方面水容易在凸起处聚集，便于转子轴转动后水快速移动至轴承内衬和转子轴之间的间隙内并形成润滑水膜。
附图说明
图1为本发明提出的一种用水润滑轴承的闸门泵的剖视图；
图2为图1所示的一种用水润滑轴承的闸门泵中A处的局部放大图；
图3为图1所示的一种用水润滑轴承的闸门泵中水润滑轴承的剖视图；
图4为图1所示的一种用水润滑轴承的闸门泵中转子轴的立体图；
图5为图4所示的转子轴的正视图；
图6为图5中B处的剖视图；
图7为图6中C处的局部放大图。
图中：1本体、2导流锥、3出口导叶体内圈、4进口导叶体内圈、5轴承壳、6轴承内衬、7润滑水膜、8导水槽、9转子轴、91凹槽、911接口、912腔体、9121侧壁、9122底壁、10挡板。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1-7，一种用水润滑轴承的闸门泵，包括本体1，所述本体1内设置有水润滑轴承，所述水润滑轴承包括轴承壳5以及轴承内衬6，具体的，所述轴承壳5的内孔与所述轴承内衬6的外孔过盈配合连接，所述轴承内衬6的内表面设置有导水槽8，所述轴承内衬6的内孔间隙配合连接有转子轴9。所述轴承内衬6和转子轴9之间具有润滑水膜7。
具体的，所述本体1的一端设置有进口导叶内圈，所述本体1的另一端设置有出口导叶内圈，所述本体1的两端均设置有导流锥2，所述进口导叶体内圈4、轴承壳5和导流锥2形成用一端双头螺柱连接的开放式结构，所述出口导叶体内圈3、轴承壳5和导流锥2形成用一端双头螺柱连接的开放式结构。在本实施方式中，如图1所示，图1中右端为闸门泵的进水端，转子轴9高速剪切力的作用下，抽送液体由于泵压效应，会在轴承内衬6和转子轴9之间产生一层润滑水膜7，润滑水膜7不仅使水润滑轴承的冷却效果更好，也降低了水润滑轴承与转子轴9之间的摩擦系数，节省了泵的动力消耗，提高了功效比。
进一步的，所述转子轴9的侧壁9121设置有凹槽91，所述凹槽91呈螺旋状，所述凹槽91包括与所述转子轴9的外部连接的接口911以及与设置在所述转子轴9的内部的腔体912，所述接口911与所述腔体912的内部连接，所述腔体912的侧壁9121向所述转子轴9的两端延伸，所述腔体912的底壁9122为弧形，所述腔体912的底壁9122向所述转子轴9的轴心凸起，所述凹槽91内设置有挡板10。在生产实践的过程中发现，在形成润滑水膜7的间隙较少时可能会因进水太少润滑不充分，造成水润滑轴承与转子轴9抱死，使转子轴9断裂以及水润滑轴承变形等。尤其是本发明的闸门泵部分设置在水内的情况，此时转子轴的底端具有水，转子轴的顶端进水少，现有技术中闸门泵工作阻力极大。本实施方式中，转子轴9只要开始转动，螺旋状的凹槽91能够起到储存水的效果，并在转子轴9转动后，将凹槽91内的水快速通过接口911进入轴承内衬6和转子轴9之间的间隙内并形成润滑水膜7。腔体912的侧壁9121向所述转子轴9的两端延伸，一方面保证转子轴9的表面强度，另一方面增加了凹槽91内的储水体积。腔体912的底壁9122为弧形，所述腔体912的底壁9122向所述转子轴9的轴心凸起，一方面增加了凹槽91内的储水体积，另一方面水容易在凸起处聚集，便于转子轴9转动后水快速移动至轴承内衬6和转子轴9之间的间隙内并形成润滑水膜7。
在一个优选的实施方式中，所述挡板10的数量有多个，多个所述挡板10沿所述凹槽91的螺旋线方向均匀设置。
在一个优选的实施方式中，所述挡板10在所述凹槽91绕所述转子轴9的轴线旋转一圈的行程内均匀设置有四个。挡板10的设置使得凹槽91内的腔体912的数量有多个，防止凹槽91内水的流失，提高凹槽91的储水效果。
在一个优选的实施方式中，所述凹槽91的槽口处设置有倒角。
需要说明的是，所述轴承壳5以及转子轴9的材料为金属，所述轴承内衬6的材料为高分子材料。
在一个优选的实施方式中，所述轴承壳5以及转子轴9的材料为铝、或者铜或者不锈钢，所述轴承内衬6的材料为橡胶、聚氨酯或酚醛树脂。
在一个优选的实施方式中，所述轴承壳5上以及所述转子轴9的端部设置有锌块。
本实施方式中，图1中右端为闸门泵的进水端，转子轴9高速剪切力的作用下，抽送液体由于泵压效应，会在轴承内衬6和转子轴9之间产生一层润滑水膜7，润滑水膜7不仅使水润滑轴承的冷却效果更好，也降低了水润滑轴承与转子轴9之间的摩擦系数，节省了泵的动力消耗，提高了功效比。当本发明的闸门泵部分设置在水内时，转子轴9开始转动，螺旋状的凹槽91能够起到储存水的效果，并在转子轴9转动后，将凹槽91内的水快速通过接口911进入轴承内衬6和转子轴9之间的间隙内并形成润滑水膜7。腔体912的侧壁9121向所述转子轴9的两端延伸，一方面保证转子轴9的表面强度，另一方面增加了凹槽91内的储水体积。腔体912的底壁9122为弧形，所述腔体912的底壁9122向所述转子轴9的轴心凸起，一方面增加了凹槽91内的储水体积，另一方面水容易在凸起处聚集，便于转子轴9转动后水快速移动至轴承内衬6和转子轴9之间的间隙内并形成润滑水膜7。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，包括本体(1)，所述本体(1)内设置有水润滑轴承，所述水润滑轴承包括轴承壳(5)以及轴承内衬(6)，所述轴承内衬(6)的内表面设置有导水槽(8)，所述轴承内衬(6)的内孔间隙配合连接有转子轴(9)，所述转子轴(9)的侧壁(9121)设置有凹槽(91)，所述凹槽(91)呈螺旋状，所述凹槽(91)包括与所述转子轴(9)的外部连接的接口(911)以及与设置在所述转子轴(9)的内部的腔体(912)，所述接口(911)与所述腔体(912)的内部连接，所述腔体(912)的侧壁(9121)向所述转子轴(9)的两端延伸，所述腔体(912)的底壁(9122)为弧形，所述腔体(912)的底壁(9122)向所述转子轴(9)的轴心凸起，所述凹槽(91)内设置有挡板(10)。
2.根据权利要求1所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述挡板(10)的数量有多个，多个所述挡板(10)沿所述凹槽(91)的螺旋线方向均匀设置。
3.根据权利要求2所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述挡板(10)在所述凹槽(91)绕所述转子轴(9)的轴线旋转一圈的行程内均匀设置有四个。
4.根据权利要求1所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述凹槽(91)的槽口处设置有倒角。
5.根据权利要求1所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述本体(1)的一端设置有进口导叶内圈，所述本体(1)的另一端设置有出口导叶内圈，所述本体(1)的两端均设置有导流锥(2)，所述进口导叶体内圈(4)、轴承壳(5)和导流锥(2)形成用一端双头螺柱连接的开放式结构，所述出口导叶体内圈(3)、轴承壳(5)和导流锥(2)形成用一端双头螺柱连接的开放式结构。
6.根据权利要求1所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述轴承壳(5)的内孔与所述轴承内衬(6)的外孔过盈配合连接。
7.根据权利要求1所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述轴承壳(5)以及转子轴(9)的材料为金属，所述轴承内衬(6)的材料为高分子材料。
8.根据权利要求7所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述轴承壳(5)以及转子轴(9)的材料为铝、或者铜或者不锈钢，所述轴承内衬(6)的材料为橡胶、聚氨酯或酚醛树脂。
9.根据权利要求7或8中任意一项所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述轴承壳(5)上以及所述转子轴(9)的端部设置有锌块。
10.根据权利要求1所述的一种用水润滑轴承的闸门泵，其特征在于，所述轴承内衬(6)和转子轴(9)之间具有润滑水膜(7)。
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