CN116181681A - 一种用于船用随动水泵的低阻传动部件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，属于流体机械技术领域，该用于船用随动水泵的低阻传动部件包括转动组件，所述转动组件包括固定套和与固定套内侧同轴转动连接的传动轴。由于磁性组件包括设置在固定套上的第一磁性部和设置在传动轴上的第二磁性部，第一磁性和第二磁性部相互作用以抵消传动轴受到的轴向载荷，因此，磁性组件代替止推轴承平衡传动轴受到的轴向力，避免采用止推轴承带来的较大机械摩擦力，随动水泵电机开启取水时，不需要电机克服摩擦做功，进而提升了机械效率；同时当随动水泵取水而电机不开启时，由于磁性组件配合传动轴实现低阻力传动，水流过水泵，叶轮带动传动轴随转，使得进水阻力变小，进而提升了取水效率。

Description

一种用于船用随动水泵的低阻传动部件

技术领域

本申请涉及流体机械技术领域，特别涉及一种用于船用随动水泵的低阻传动部件。

背景技术

目前水泵在能源和化工领域得到了广泛应用，水泵的工作一般依靠电机或者汽轮机提供动力，主要起到输送流体的作用。其主要能量转换方式为电能—电机转子机械能—水泵叶轮机械能—流体动能。能源和化工领域常用的水泵主要由电机或者汽轮机提供动力，驱动流体流动。电机与叶轮之间一般依靠联轴器或一体式轴传递扭矩，旋转部件与静止部件之间依靠机械密封保证液体介质不泄露。

相关技术中，船用冷却水系统在船体之外设置随动取水装置，依靠船舶航行时取水装置与水流之间的相对运动提供冷却水流动的驱动压头，冷却水随动要求系统内的各部件阻力系数足够低，否则无法满足随动的要求。

但是，随动系统内部水泵电机开启时，由于叶轮前后存在较大的压差，对轴产生较大的轴向力需要止推轴承来平衡，而止推轴承会因为机械摩擦带来较大的摩擦力，需要电机做功克服，导致机械效率低；而当随动系统内部水泵电机不开启，叶轮随转时因轴与机械轴承、止推轴承之间产生较大摩擦阻力，使得随动产生的驱动力不足以克服轴的阻力，无法实现系统随动功能，导致进水阻力大，取水效率低。

发明内容

本申请实施例提供一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，以解决相关技术中船用随动水泵的传动部件使用止推轴承平衡轴向力造成需要克服机械摩擦力做功而导致机械效率低以及传动部件随动阻力大而导致取水效率低的问题。

本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，包括：

转动组件，所述转动组件包括固定套和与固定套内侧同轴转动连接的传动轴；

磁性组件，所述磁性组件包括设置在固定套上的第一磁性部和设置在传动轴上的第二磁性部，所述第一磁性部和第二磁性部相互作用以抵消传动轴受到的轴向载荷。

一些实施例中，所述第二磁性部位于第一磁性部的内侧，所述第一磁性部与第二磁性部相互吸引，所述第一磁性部与第二磁性部之间呈间隔设置。

一些实施例中，所述第一磁性部包括多个第一磁性环，所述第二磁性部包括多个第二磁性环，多个所述第一磁性环和第二磁性环均沿传动轴的轴向贴合排列分布，且所述第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向均与所述传动轴的轴向一致，所述第一磁性环和第二磁性环的南北极呈相反布置。

一些实施例中，所述第二磁性部位于第一磁性部的一侧，所述第一磁性部与第二磁性部之间呈间隔设置。

一些实施例中，所述第一磁性部包括多个第一磁性环，所述第二磁性部包括多个第二磁性环，多个所述第一磁性环和第二磁性环沿传动轴的轴向交替间隔排列分布，且所述第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向均与所述传动轴的轴向一致。

一些实施例中，所述传动轴的一端设置有磁性联轴器，所述传动轴的另一端设置有叶轮。

一些实施例中，所述固定套靠近磁性联轴器的一端设置有用于轴向限位传动轴的止推块，所述叶轮靠近固定套的一侧开设有环形限位槽，所述固定套靠近叶轮的一端延伸至环形限位槽的内部。

一些实施例中，所述固定套的两端均设置有滑动轴承，所述滑动轴承包括与传动轴外侧固定连接的轴套以及与固定套内侧固定连接并与轴套外侧滑动连接的滑套。

一些实施例中，所述固定套和传动轴之间填充有润滑介质。

一些实施例中，所述固定套由多个环套沿传动轴的轴向拼接而成。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，由于转动组件包括固定套和与固定套内侧同轴转动连接的传动轴，磁性组件包括设置在固定套上的第一磁性部和设置在传动轴上的第二磁性部，第一磁性和第二磁性部相互作用以抵消传动轴受到的轴向载荷，因此，磁性组件代替止推轴承平衡传动轴受到的轴向力，避免了采用止推轴承带来的较大机械摩擦力，随动水泵电机开启取水时，不需要电机克服摩擦做功，进而提升了机械效率；同时当随动水泵取水而电机不开启时，由于磁性组件配合传动轴实现低阻力传动，水流过水泵，叶轮带动传动轴随转，使得进水阻力变小，进而提升了取水效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例的固定套的结构剖视图；

图3为本申请实施例的传动轴的结构示意图；

图4为本申请实施例的磁性组件的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、固定套；2、传动轴；3、磁性组件；31、第一磁性部；32、第二磁性部；4、磁性联轴器；41、外磁转子；42、隔离套；43、内磁转子；5、叶轮；6、止推块；7、环形限位槽；8、滑动轴承；81、滑套；82、轴套。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其能解决相关技术中船用随动水泵的传动部件使用止推轴承平衡轴向力造成需要克服机械摩擦力做功而导致机械效率低以及传动部件随动阻力大而导致取水效率低的问题。

参见图1至图4所示，本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，包括：

转动组件，转动组件包括固定套1和与固定套1内侧同轴转动连接的传动轴2；

磁性组件3，磁性组件3包括设置在固定套1上的第一磁性部31和设置在传动轴2上的第二磁性部32，第一磁性部31和第二磁性部32相互作用以抵消传动轴2受到的轴向载荷。

本申请实施例的用于船用随动水泵的低阻传动部件的转动组件设置了固定套1和与固定套1内侧同轴转动连接的传动轴2，磁性组件3包括设置在固定套1上的第一磁性部31和设置在传动轴2上的第二磁性部32，第一磁性部31和第二磁性部32相互作用以抵消传动轴2受到的轴向载荷。在实际使用过程中，固定套1固定安装在水泵壳体的内部，传动轴2安装在水泵电机的输出端，传动轴2上固定安装用于将水从水泵入口引向水泵出口的叶轮5，传动轴2在实际使用的过程中存在两种驱动模式：

第一种是随动工况下依靠外部取水装置提供的驱动压头使水流过泵体，叶轮5及传动轴2随转，电机无需开启，传动轴2转动时，第一磁性部31的磁力作用在第二磁性部32上，进而对传动轴2的轴向位置进行束缚，平衡传动轴2受到的轴向力，第一磁性部31固定在固定套1上，第二磁性部32固定在传动轴2，第一磁性部31和第二磁性部32不接触，实现传动轴2的低阻力传动，相较于现有的传动轴2通过止推轴承平衡轴向力，采用磁性组件3平衡传动轴2受到的轴向力，避免了机械止推轴承与轴端之间的机械摩擦力，从而大幅降低了水泵随转时的阻力，而叶轮5随转使得进水阻力变小，进而提升了取水效率；

第二种是电机开启工况下，传动轴2在电机的驱动下旋转，传动轴2带动叶轮5转动，叶轮5带动水流流动，磁性组件3代替止推轴承平衡传动轴2受到的轴向力，同时第一磁性和第二磁性部32之间通过磁力相互作用，代替了机械止推轴承，消除了机械止推轴承与轴端之间的机械摩擦力，使得随动水泵电机开启取水时，不需要消耗部分电机做功，提升了电机输出的有用功，进而提升了机械效率。

需要说明的是，随动工况下的外部取水装置为连接在随动水泵入口端并朝向船舶迎流面的取水管，能够利用船舶航行时的动压，使水从随动水泵进水口进入船舶的冷却水系统；当船舶不航行时，利用水泵电动驱动传动轴2和叶轮5转动，使水从随动水泵进水口进入船舶的冷却水系统。

在一些可选实施例中：参见图1至图4所示，本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，该用于船用随动水泵的低阻传动部件的第二磁性部32位于第一磁性部31的内侧，第一磁性部31与第二磁性部32相互吸引，第一磁性部31与第二磁性部32之间呈间隔设置；

第一磁性部31包括多个第一磁性环，第二磁性部32包括多个第二磁性环，多个第一磁性环和第二磁性环均沿传动轴2的轴向贴合排列分布，且第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向均与传动轴2的轴向一致，第一磁性环和第二磁性环的南北极呈相反布置。

本申请实施例的用于船用冷却水系统的低流阻随动水泵的第二磁性部32位于第一磁性部31的内侧，第一磁性部31与第二磁性部32相互吸引，第一磁性部31与第二磁性部32之间呈间隔设置，第一磁性部31包括多个第一磁性环，第二磁性部32包括多个第二磁性环，多个第一磁性环和第二磁性环均沿传动轴2的轴向贴合排列分布，且第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向均与传动轴2的轴向一致，第一磁性环和第二磁性环的南北极呈相反布置。

在实际使用的过程中，第一磁性环位于第二磁性环的外侧，多个第一磁性环轴向贴合并固定分布在固定套2的内侧，多个第二磁性环轴向贴合并固定分布在传动轴2的外侧，第一磁性环与第二磁性环的之间设置有间隙，同时第一磁性环与第二磁性环的南北极呈相反布置，在传动轴2转动的过程，传动轴2带动第二磁性环转动，固定在固定套2上的第一磁性环吸引传动轴2上第二磁性环，对传动轴2的轴向位置进行束缚，进而平衡传动轴2受到的轴向力，从而代替机械止推轴承，消除了机械止推轴承与轴端之间的机械摩擦力，大幅降低了水泵随转时的阻力。

需要说明的是，可以设置第一环状承载套和第二环状承载套，第一磁性环可以先固定在第一环状承载套的内侧，再将第一环状承载套固定在固定套2的内侧，进而方便安装，第一磁性环也可以直接固定在固定套2的内侧；第二磁性环可以先固定在第二环状承载套的外侧，再将第二环状承载套套设固定在传动轴2上，进而方便安装，第二磁性环也可以直接固定在传动轴2上。

在一些可选实施例中：参见图1至图3所示，本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，该用于船用随动水泵的低阻传动部件的第二磁性部32位于第一磁性部31的一侧，第一磁性部31与第二磁性部32之间呈间隔设置；

第一磁性部31包括多个第一磁性环，第二磁性部32包括多个第二磁性环，多个第一磁性环和第二磁性环沿传动轴2的轴向交替间隔排列分布，且第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向均与传动轴2的轴向一致。

本申请实施例的用于船用冷却水系统的低流阻随动水泵的第二磁性部32位于第一磁性部31的一侧，第一磁性部31与第二磁性部32之间呈间隔设置，第一磁性部31包括多个第一磁性环，第二磁性部32包括多个第二磁性环，多个第一磁性环和第二磁性环沿传动轴2的轴向交替间隔排列分布，且第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向均与传动轴2的轴向一致。

在实际使用的过程中，当多个第一磁性环和第二磁性环沿传动轴2的轴向间隔并交错分布，同时第二磁性位于第一磁性环的左侧时，第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向呈同向布置，在传动轴2转动的过程，传动轴2带动第二磁性环转动，固定在固定套2上的第一磁性环吸引第二磁性环，吸引力方向与传动轴2受到的轴向力的方向相反，进而平衡传动轴2受到的轴向力，从而代替机械止推轴承，消除了机械止推轴承与轴端之间的机械摩擦力，大幅降低了水泵随转时的阻力；

当多个第一磁性环和第二磁性环沿传动轴2的轴向间隔并交错分布，同时第二磁性位于第一磁性环的右侧时，第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向呈相反布置，在传动轴2转动的过程，传动轴2带动第二磁性环转动，固定在固定套2上的第一磁性环排斥第二磁性环，排斥力方向与传动轴2受到的轴向力的方向相反，进而平衡传动轴2受到的轴向力，从而代替机械止推轴承，消除了机械止推轴承与轴端之间的机械摩擦力，大幅降低了水泵随转时的阻力。

在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，该用于船用随动水泵的低阻传动部件的传动轴2的一端设置有磁性联轴器4，传动轴2的另一端设置有叶轮5。

本申请实施例的用于船用随动水泵的低阻传动部件的传动轴2的一端通过磁性联轴器4连接水泵电机，传动轴2的另一端固定安装用于将水从水泵入口引向水泵出口的叶轮5。在实际使用的过程中，磁性联轴器4包括与传动轴2固定连接的内磁转子43以及与水泵电机输出端固定连接的外磁转子41，内磁转子43和外磁转子41之间采用隔离套42分开，隔离套42固定在水泵壳体上并与水泵壳体形成密封，采用磁耦合原理，实现电机输出轴与传动轴2之间不通过直接接触便能进行力与力矩的传递，由于电机转子与水泵转子不直接相连，使用隔离套42将动密封化为静密封，实现了水泵零泄漏密封设计。

需要说明的是，叶轮5和传动轴2键连接并通过螺母锁紧在传动轴2上，内磁转子43和传动轴2键连接并通过螺母锁紧在传动轴2上，外磁转子41和电机输出轴键连接并通过紧定螺钉固定在电机输出轴上，隔离套42和水泵壳体之间通过密封圈密封连接，隔离套42分隔固定套1和电机。

需要说明的是，本申请实施例中磁性联轴器4的外磁转子41可以采用电磁体，内磁转子43可以采用永磁体，在传动轴2带动内磁转子43随动的过程中，由于水泵电机不运转，外磁转子41不通电，因此内磁转子43不会通过外磁转子41带动电机转子转动，从而进一步降低了水泵随转时的阻力，有利于提升随动取水效率。

在一些可选实施例中：参见图1至图2所示，本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，该用于船用随动水泵的低阻传动部件的固定套1靠近磁性联轴器4的一端设置有用于轴向限位传动轴2的止推块6，叶轮5靠近固定套1的一侧开设有环形限位槽7，固定套1靠近叶轮5的一端延伸至环形限位槽7的内部。

本申请实施例的用于船用随动水泵的低阻传动部件的固定套1靠近磁性联轴器4的一端固定安装有用于轴向限位传动轴2的止推块6，叶轮5靠近固定套1的一侧开设有环形限位槽7，固定套1靠近叶轮5的一端延伸至环形限位槽7的内部。在实际使用的过程中，传动轴2的一端通过磁性联轴器4连接水泵电机，同时由于磁性组件3代替了止推轴承，传动轴2在轴向方向是浮动的，磁性联轴器4上的内磁转子43固定安装在传动轴2向，内磁转子43的右侧设置有用于和止推块6接触的光滑面，止推块6通过限制内磁转子43右移极限位置来限制传动轴2的右移极限位置，避免内磁转子43和固定套1接触摩擦，同时由于叶轮5靠近固定套1的一侧开设有环形限位槽7，固定套1靠近叶轮5的一端延伸至环形限位槽7的内部，固定套1通过限制叶轮5的左移极限位置来限制传动轴2的左移极限位置，避免磁性联轴器4上的内磁转子43和隔离套42接触摩擦。

在一些可选实施例中：参见图1至图2所示，本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，该用于船用随动水泵的低阻传动部件的固定套1的两端均设置有滑动轴承8，滑动轴承8包括与传动轴2外侧固定连接的轴套82以及与固定套1内侧固定连接并与轴套82外侧滑动连接的滑套81。

本申请实施例的用于船用随动水泵的低阻传动部件的固定套1的两端均安装有滑动轴承8，滑动轴承8包括与传动轴2外侧固定连接的轴套82以及与固定套1内侧固定连接并与轴套82外侧滑动连接的滑套81。在实际使用的过程中，固定套1的两端的滑动轴承8相互配合用于径向支撑定位传动轴2，需要说明的是，滑动轴承8在轴向方向并未限制传动轴2，传动轴2和轴套82之间套设有避免传动轴2和轴套82摩擦的衬套，轴套82通过传动轴2的轴阶和螺母进行轴向定位，滑套81通过紧定螺钉固定在固定套1的内侧，滑套81和轴套82可以填充润滑介质。

在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，该用于船用随动水泵的低阻传动部件的固定套1和传动轴2之间填充有润滑介质。

本申请实施例的用于船用随动水泵的低阻传动部件的固定套1和传动轴2之间填充有润滑介质，在实际使用的过程中，由于固定套1位于水泵壳体内并浸泡与水中，固定套1和叶轮5之间并未密封处理，水可以浸入固定套1和传动轴2之间形成水润滑，水作为润滑介质，配合滑动轴承8对传动轴2提供径向支撑定位，水润滑降低了滑动轴承8的滑套81和轴套82之间的干摩擦力，有利于降低了水泵随转时的阻力。

在一些可选实施例中：参见图1至图2所示，本申请实施例提供了一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，该用于船用随动水泵的低阻传动部件的固定套1由多个环套沿传动轴2的轴向拼接而成。

本申请实施例的用于船用随动水泵的低阻传动部件的固定套1由多个环套沿传动轴2的轴向拼接而成，在实际使用的过程中，固定套1为方便安装滑动轴承8以及方便安装至传动轴2上，固定套1可以采用多段环套拼接并通过螺纹、紧固螺钉等方式固定连接，同时固定套1由多个环套组成，方便生产制造，同时多个环套之间形成的间隙，方便水浸入间隙，在固定套1和传动轴2之间形成水润滑。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于，包括：

转动组件，所述转动组件包括固定套(1)和与固定套(1)内侧同轴转动连接的传动轴(2)；

磁性组件(3)，所述磁性组件(3)包括设置在固定套(1)上的第一磁性部(31)和设置在传动轴(2)上的第二磁性部(32)，所述第一磁性部(31)和第二磁性部(32)相互作用以抵消传动轴(2)受到的轴向载荷。

2.如权利要求1所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述第二磁性部(32)位于第一磁性部(31)的内侧，所述第一磁性部(31)与第二磁性部(32)相互吸引，所述第一磁性部(31)与第二磁性部(32)之间呈间隔设置。

3.如权利要求2所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述第一磁性部(31)包括多个第一磁性环，所述第二磁性部(32)包括多个第二磁性环，多个所述第一磁性环和第二磁性环均沿传动轴(2)的轴向贴合排列分布，且所述第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向均与所述传动轴(2)的轴向一致，所述第一磁性环和第二磁性环的南北极呈相反布置。

4.如权利要求1所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述第二磁性部(32)位于第一磁性部(31)的一侧，所述第一磁性部(31)与第二磁性部(32)之间呈间隔设置。

5.如权利要求4所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述第一磁性部(31)包括多个第一磁性环，所述第二磁性部(32)包括多个第二磁性环，多个所述第一磁性环和第二磁性环沿传动轴(2)的轴向交替间隔排列分布，且所述第一磁性环和第二磁性环的南北极朝向均与所述传动轴(2)的轴向一致。

6.如权利要求1所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述传动轴(2)的一端设置有磁性联轴器(4)，所述传动轴(2)的另一端设置有叶轮(5)。

7.如权利要求6所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述固定套(1)靠近磁性联轴器(4)的一端设置有用于轴向限位传动轴(2)的止推块(6)，所述叶轮(5)靠近固定套(1)的一侧开设有环形限位槽(7)，所述固定套(1)靠近叶轮(5)的一端延伸至环形限位槽(7)的内部。

8.如权利要求1所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述固定套(1)的两端均设置有滑动轴承(8)，所述滑动轴承(8)包括与传动轴(2)外侧固定连接的轴套(82)以及与固定套(1)内侧固定连接并与轴套(82)外侧滑动连接的滑套(81)。

9.如权利要求1所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述固定套(1)和传动轴(2)之间填充有润滑介质。

10.如权利要求1所述的一种用于船用随动水泵的低阻传动部件，其特征在于：

所述固定套(1)由多个环套沿传动轴(2)的轴向拼接而成。

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