CN201916367U - 一种轴承自循环蒸发冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种轴承自循环蒸发冷却装置，包括蒸发器(10)、集气管(20)、冷凝器(30)和回液管(40)，轴承与蒸发器紧密接触，轴承在运行过程中产生的热量传递至蒸发器(10)，蒸发器(10)中的蒸发冷却液态介质吸收该热量而汽化，气态的蒸发冷却介质经集气管(20)进入冷凝器(30)中，气态的蒸发冷却介质将热量传递给二次冷却空气或冷却水而冷凝为液态，液态的蒸发冷却介质在重力的作用下经回液管(40)流回蒸发器(10)。本实用新型结构简单，布置灵活，蒸发冷却介质自循环流动，冷却效率高，可为轴承运行在允许的温度范围内提供保障。

Description

一种轴承自循环蒸发冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴承的冷却装置，特别涉及一种轴承的自循环蒸发冷却装置。

背景技术

轴承是机械设备的关键部件，其运行的可靠性对设备的安全运行具有重要的影响，然而轴承的冷却又是轴承可靠运行的一个重要环节。轴承在运行过程中由于摩擦的存在将会产生热量，为了保证轴承运行在设计的温度范围内，需要通过恰当的冷却方式将这部分热量带走。当前轴承的冷却方式有：自然空气冷却、强迫风冷、水冷、循环润滑油冷却、热管冷却等。

自然空气冷却方式是将轴承运行所产生的热量传递给轴承座，再通过轴承座将热量散发到周围的空气中。该冷却方式结构简单，无需辅助装置，可靠性高。然而自然空气冷却方式的冷却效率较低，只能应用于一些散热需求较低轴承中。

强迫风冷、水冷、循环润滑油冷却是通过强制对流的方式将轴承运行产生的热量传递给冷却介质，其冷却效率高，冷却能力强。然而在这三种冷却方式中冷却介质的循环流动均需要外力驱动，增加相应的循环设备，冷却系统的结构复杂，增大了故障的可能性。专利02214918.X“煤气加压风机轴承冷却装置“和200910213949.9“立窑轴承冷却系统”分别提出了风冷和水冷的冷却系统。

热管冷却是将热管的蒸发段与轴承或润滑油接触，吸收轴承的热量，热管内的冷却介质在吸收热量蒸发，然后汽态的冷却介质进入热管的冷凝段，汽态的冷却介质释放热量后冷凝为液态再流回到蒸发段，如此通过冷却介质的循环流动实现轴承的冷却。由于热管的带热能力有限，并且在轴承的布置结构上受到限制，难以在散热需求高的轴承中得到应用，如201010136393.0“一种滑动轴承冷却结构”。

自循环蒸发冷却技术是冷却介质在蒸发器内吸收热量汽化，气态的冷却介质经过集气管上升进入到冷凝器，在冷凝器内释放热量后气态的冷却介质冷凝为液体，液态介质在重力的作用下经过回液管流入蒸发器中，通过该自动循环的过程实现热量的传递。该技术结构布置灵活，传热效率高，循环系统结构简单，可靠性高。对于散热需求较高的轴承，自循环蒸发冷却技术能够实现其冷却效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提出一种轴承的自循环蒸发冷却装置，本实用新型通过蒸发冷却介质相变的方式将轴承的热量传递给二次冷却空气或冷却水。本实用新型中蒸发器和冷凝器通过管道相连，结构简单，布置灵活，蒸发冷却介质自循环流动，冷却效率高，为轴承运行在允许的温度范围内提供保障。

本实用新型的轴承自循环蒸发冷却装置由四部分构成：蒸发器、集气管、冷凝器和回液管。

本实用新型中蒸发器的出气口通过集气管与冷凝器的进气口相连，冷凝器的出液口通过回液管与蒸发器的进液口相连接。蒸发器、集气管、冷凝器和回液管构成密封腔体。

本实用新型的传热循环过程是：在由蒸发器、集气管、冷凝器和回液管构成的密封腔体中注入蒸发冷却介质，液态的蒸发冷却介质在蒸发器中吸收由轴承传递给蒸发器的热量而汽化，气态的蒸发冷却介质经蒸发器的出气口通过集气管进入冷凝器，气态的蒸发冷却介质在冷凝器内将热量传递给二次冷却空气或冷却水而冷凝为液态，液态的蒸发冷却介质经冷凝器的出液口通过回液管进入蒸发器。蒸发冷却介质在蒸发器内吸收轴承的热量而汽化，在冷凝器内将热量释放给二次冷却空气或冷却水而冷凝，即通过蒸发冷却介质的汽化和冷凝实现将轴承的热量传递给二次冷却空气或冷却水。

本实用新型中热量的传递是通过蒸发冷却介质相变过程的自循环流动实现的，无须任何外力的驱动，介质循环的动力来源于蒸发冷却介质在蒸发和冷凝过程中的密度差，即液态的蒸发冷却介质在蒸发器中吸收热量汽化，气态的介质密度小而上升，并进入冷凝器，在冷凝器中气态的蒸发冷却介质释放热量而冷凝为液态，液态的在重力的作用下经回液管流入蒸发器。为了保证蒸发冷却介质的自循环流动，本实用新型中冷凝器的位置高于蒸发器；蒸发器的出气口位于蒸发器的顶部，进液口位于蒸发器的底部；冷凝器的进气口高于出液口。

本实用新型中蒸发冷却介质在蒸发器中吸收轴承的热量，因此蒸发器的外壁设计为与轴承或轴承座紧密接触，如贴合。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，图中：10蒸发器、20集气管、30冷凝器、40回液管、50轴承、60轴；

图2是本实用新型换热循环流动示意图，图中：10蒸发器、20集气管、30冷凝器、40回液管；

图3是蒸发器10的结构图，图中：11蒸发器进液口、12蒸发器出气口；

图4是水冷冷凝器的结构示意图，图中：31冷凝器的进气口、32冷凝器的出液口；

图5是空冷冷凝器的结构示意图，图中：31冷凝器的进气口、32冷凝器的出液口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型轴承蒸发冷却装置主要包括蒸发器10、集气管20、冷凝器30和回液管40。蒸发器10的出气口通过集气管20与冷凝器30的进气口相连，冷凝器30的出液口通过回液管40与蒸发器30的进液口相连接。蒸发器10、集气管20、冷凝器30和回液管40构成密封腔体。蒸发器10的外壁与轴承50紧密贴合，轴承50在运行过程中所产生的热量通过传导的方式传递至蒸发器10，蒸发器10内的液态蒸发冷却介质吸收该热量而气化。气态的蒸发冷却介质在密度差的作用下，经蒸发器10的出气口12通过集气管20，由冷凝器10的进气口31进入冷凝器30。气态的蒸发冷却介质在冷凝器30内将热量传递给二次冷却空气或冷却水而冷凝为液态，液态的蒸发冷却介质在重力的作用下，经冷凝器30的出液口32通过回液管40，由蒸发器10的进液口11进入蒸发器10。

本实用新型的自循环蒸发冷却的热量传递过程如图2所示，液态的蒸发冷却介质在蒸发器10中吸收热量而汽化，气态的介质经集气管20进入冷凝器30，在冷凝器30中气态的介质释放热量而冷凝为液态，液态的介质沿回液管40流回蒸发器10。整个循环过程无须外力驱动，依靠换热过程的密度差进行流动。

图3为蒸发器10的结构示意图。蒸发器10的顶部设置出气口12，蒸发器10的底部设置进液口11。蒸发器10的外形根据轴承的安装结构而定，可以是环形、半圆形、长方形或正方形。多个蒸发器10可以经过多根或一根集气管并联到一个冷凝器30上。

图4和图5分别为水冷冷凝器和空冷冷凝器的结构示意图。冷凝器30设置有进气口31和出液口32。进气口31高于出液口32。

Claims (3)

1.一种轴承自循环蒸发冷却装置，其特征是所述的蒸发冷却装置包括蒸发器(10)、集气管(20)、冷凝器(30)和回液管(40)；蒸发器(10)的出气口通过集气管(20)与冷凝器(30)的进气口(31)相连接，冷凝器(30)的出液口(32)通过回液管(40)与蒸发器(10)的进液口(11)相连接；蒸发器(10)、集气管(20)、冷凝器(30)和回液管(40)构成密封腔体；蒸发器(10)的外壁与轴承(50)紧密接触。

2.根据权利要求1所述的轴承自循环蒸发冷却装置，其特征是所述的冷凝器(30)的位置高于蒸发器(10)；所述的蒸发器的出气口(12)位于蒸发器(10)的顶部，进液口(11)位于蒸发器(10)的底部；冷凝器的进气口(31)高于出液口(32)。

3.根据权利要求1所述的轴承自循环蒸发冷却装置，其特征是所述的蒸发器(10)的外形为环形、半圆形、长方形或正方形；多个蒸发器(10)通过集气管(20)并联到一个冷凝器(30)上。

Images