CN204755379U - 一种水泵用轴承自冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水泵用轴承自冷却系统。包括泵壳（13）和设置在泵壳（13）内的轴承装置，所述泵壳（13）和轴承装置之间设置有和轴承密封配合的换热壳体（6），并在泵壳（13）和所述外热壳体（6）之间形成冷却水腔；所述换热壳体（6）和轴之间形成的空间内容置润滑油（4），冷却水腔内容置有冷却水（5）。本实用新型提出了一种水泵用轴承自冷却系统，不仅解决了水泵运行时轴承冷却的问题，还合理的利用了水资源，节约了能源。

Description

一种水泵用轴承自冷却系统

技术领域

本实用新型属于泵技术领域，特别涉及一种水泵用轴承自冷却系统。

背景技术

水泵是以水作为工作介质进行能量转换的一种机械。作为一种机械其连续运转时机械构件之间摩擦必然会产生大量的热量，特别是轴承部位产生的热量最多，这些热量会造成轴承温度升高，使轴承润滑状态恶化，导致轴承提前失效，使用寿命降低，因此对轴承系统冷却具有重要意义。

如何解决高温下的轴承使用寿命问题，从泵的水力和结构设计方面本已经很难解决。因为要牺牲泵的水力特性来达到延长轴承使用寿命是不可取的，且泵的结构设计方面也已趋于完善，只有优化轴承及其润滑冷却系统并对其现有结构方面进行改进。

考虑到水泵现有的轴承润滑冷却方式，包括脂润滑风冷却、脂润滑水冷却、油润滑风冷却及油润滑水冷却。其中油润滑水冷却相比其他润滑冷却方式具有散热性能强、传热效率高、密封问题易解决的特点，故现阶段采用油润滑水冷却方式较多。此外，现有水泵大多数未考虑轴承冷却，只是通过间歇性的停机来对轴承进行冷却，而对含有轴承冷却装置的水泵多用轴四周环绕螺旋水管的方式进行冷却，虽能起到一定冷却作用，但由于油的导热性能差无法解决轴承局部温度过高的问题。本实用新型直接改变轴承箱内的结构，轴承外侧加设铜质衬套良好地解决了这一问题。

现有的轴承冷却装置冷却水多来自于外界，需要另外加设输水设备来使冷却水构成循环。这样会导致水泵管路更为复杂，不能实现一体化。对于输送清水的泵来讲，采用本实用新型所述自冷却水循环方式，不仅简化了整个冷却系统的构成，而且还调节了泵出口水流量，节约了用水。此外，现有的水泵也有从出口引水对电机进行冷却的一种自冷却方式存在，参照本实用新型，可以同时对电机、轴承用此方式进行冷却。

实用新型内容

为了在不影响水泵运行的情况下，解决轴承冷却的问题，本实用新型提出了一种水泵用轴承自冷却系统，不仅解决了水泵运行时轴承冷却的问题，还合理的利用了水资源，节约了能源。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：包括泵壳（13）和设置在泵壳（13）内的轴承装置，所述泵壳（13）和轴承装置之间设置有和轴承密封配合的换热壳体（6），并在泵壳（13）和所述外热壳体（6）之间形成冷却水腔；

所述换热壳体（6）和轴之间形成的空间内容置润滑油（4），冷却水腔内容置有冷却水（5）。

所述泵壳（13）上开设有和所述冷却水腔连通的引水管路（2）和回水管路（7），所述引水管路（2）的另一端与泵叶轮出口处连通，所述回水管路（7）和泵进口处连通。

所述壳体（6）上部内壁设和引水管路（2）连通的喷淋装置（3），并在引水管路（2）上设置流量调节阀（1）。

所述回水管路（7）上设置有截止阀一（8）、截止阀二（10），并在两截止阀之间设置过滤装置（9），所述冷却水设置在所述换热壳体（6）下部和泵壳（13）形成的冷却水腔内。

所述引水管路（2）及回水管路（7）和泵壳（13）连接的部分处分别开有外螺纹，并使用密封垫配合密封螺母一（11）拧紧保持密封。

所述换热壳体（6）中部和冷却水腔接触的部为无缝波纹状管，并在其上下部分分别开设连通进油管（14）、出油管（15）的管孔。

所述换热壳体（6）两端圆管处被切分成双Ω形，并开设有螺栓孔，和轴承之间加设密封垫并通过上下压板紧固式安装。

所述进油管（14）、出油管（15）采用焊接方法与无缝波纹状管管孔连接；进油管入口、出油管出口均内开螺纹，并使用密封垫配合螺杆拧紧保持密封。

一种水泵用轴承自冷却系统的安装方法，按照以下步骤进行：

1）先将回水管路（7）穿过轴承箱下盖板密封紧固，将回水管路（7）与泵进口相连接，且管路上设置过滤装置（9）及双截止阀一（8）、截止阀二（10）；

2）先将过盈配合的轴与轴承穿过换热壳体（6）确认安放位置无误后紧固，将换热壳体（6）下圆柱表面处贴紧一层密封圈后整体连带轴安放在轴承箱下盖板上，后在换热壳体（6）与泵壳（13）之间加一定量水；

3）然后将水喷淋装置（3）与引水管路（2）连接处套有密封垫并贴紧泵壳（13）内空间上壁，使水喷淋装置（3）与泵壳（13）上盖板连接为一体；

4）后再在换热壳体（6）上圆柱表面附上密封圈，上压连接有水喷淋装置（3）的泵壳（13）上盖板，用紧固件将泵壳（13）、换热壳体（6）统一紧固。

本实用新型的优点在于：

1.流量调节阀的设置可以对冷却水量进行调节，且这种设置方式可以对泵出口流量、压力进行微调，能精确的满足用户使用要求。

2.轴承箱内加设波纹状管的换热壳体能使换热面积增大，增强了水和润滑油之间的换热，提高了热传递效率。

3.整个换热壳体的结构设计，方便了轴承安装、紧固，且易于密封。圆形截面可以使冷却水绕流换热壳体外表面使换热更充分。

4.水喷淋装置可以使水均匀地喷淋在换热壳体表面，使换热更充分。

5.自冷却循环系统的使用，可以使冷却不依靠外界单独加设的水输送设备，使水泵结构更简单且节约能源。

附图说明

图1为本实用新型所述一种水泵用轴承自冷却系统的实施例的水泵结构示意图。

图2为轴承箱内部换热壳体的轴向截面图。

图3为轴承箱内部换热壳体的俯视图。

图4为轴承箱内部换热壳体的前视图。

图5、6为泵壳接自冷却系统循环水管的密封方案示意图。

图中：

1—流量调节阀，2—引水管路，3—水喷淋装置，4—润滑油，5—冷却水，6—换热壳体，7—回水管路，8—截止阀一，9—过滤装置，10—截止阀二，11—密封螺母一，12—密封螺母二，13—泵壳，14—进油管，15—出油管，16—小螺栓，17—大螺栓。

具体实施方式

一种水泵用轴承自冷却系统，包括泵壳13，用于冷却的水喷淋装置3、泵轴承箱内部换热壳体6。所述水喷淋装置3贴于泵壳13内壁布置，并与所述自冷却循环水管中的引水管路2相连接；所述泵轴承箱内部换热壳体6上下分别与进油孔、出油孔用管路相连接，换热壳体6中为润滑油4，外部与轴承箱中间为冷却水5。所述自冷却循环水管包括引水管路2及回水管路7，所述引水管路2与所述水喷淋装置4和水泵叶轮出口处相连，所述回水管路7与轴承箱内部和水泵进口相连；所述泵壳13采用上下压盖式结构，用螺栓紧固。

水喷淋装置3内部呈半圆形薄空间，开孔均匀分布在水喷淋装置3下表面，喷到换热壳体6的水绕壳体外壁流下，使润滑油4与水之间的换热充分且均匀。因从水泵引出的水具有一定压力，完全符合水喷淋装置3对水压的需求。

所述泵轴承箱内部换热壳体6其造型上总体为圆筒式结构，材料为导热率较高的铜，换热壳体6中部为无缝波纹状管从而增大换热面积加强壳体两侧液体的换热，换热壳体6上下开有两管孔，用于连接进油管14、出油管15，所述泵轴承箱内部换热壳体6两端圆管处被切分成双Ω形，并开有螺栓孔，安装方法上，前后开口处为上下压板螺栓紧固式安装，因为铜质换热壳体易产生形变，轴承易于安装，再用上下两Ω形压板夹紧密封垫配合螺栓紧固即可保持密封，与轴承配合方式为过盈配合。因为泵轴、轴承等部位运转产生的冲击载荷完全由泵壳13承担，内部换热壳体6几乎不承担冲击载荷，从加强换热的角度来说换热壳体6的厚度不宜过厚，但考虑到换热壳体6外与泵壳13之间为密闭空间，具有一定压力，换热壳体6要承担此压力，因此其厚度又不宜过薄，选用适宜厚度这样既可保证换热壳体6对油的密封性又能保证其换热能力。

自冷却循环水管的引水管路2进口与泵叶轮出口相连，出口与所述水喷淋装置3相连，引水管路2上设置流量调节阀1，这种设置方式可以对泵出口流量、压力进行微调，能精确的满足用户使用要求。回水管路7上设置可拆卸过滤装置9及截止阀一8、截止阀二10，因回水会掺杂水锈等杂质，这种设置方式允许对过滤装置9进行拆卸，清洗以及更换。整个自冷却循环水系统为闭式系统，水喷淋装置3喷出的水通过压力作用，又将轴承箱底部的水压回到水泵入口，构成循环。

水泵在工作时换热壳体6中为满充油状态，换热壳体6外部与轴承箱中间为半充水状态。

该实用新型所述轴承自冷却系统，包括轴承箱内部换热壳体6，及泵壳13的设计关键在于闭式空间的密封性，所以采用如下方案保持其密封：

在安装时所述泵壳13与泵轴承箱内部换热壳体6压紧部位中间加设Ω形密封圈，再用螺栓紧固以防止泄漏。

所述进油管14、出油管15采用焊接方法与无缝波纹状管管孔连接。进油管14入口、出油管15出口均内开螺纹，并使用密封垫配合螺杆拧紧保持密封。

所述引水管路2及回水管路7在伸入泵壳13处分别开有外螺纹，并使用密封垫配合密封螺母一（11）拧紧保持密封。

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

图1为本实用新型所述一种水泵用轴承自冷却系统的实施例的水泵结构示意图，包括用于冷却的水喷淋装置3、泵轴承箱内部换热壳体6、自冷却循环水管和泵壳13。本水泵加工之初蜗壳处留有管孔，管孔可开内螺纹与引水管路2连接，引水管路2上设置流量调节阀1。基于该实用新型的水泵结构的影响，各部件安装具有一定顺序。

1.首先在未安装换热壳体6前，先将回水管路7（如图4）穿过轴承箱下盖板用密封螺母二（12）配合密封垫拧紧防止泄漏，将回水管路7与水泵进口相连接，且管路上设置过滤装置9及截止阀一8、截止阀二10。

2.其次换热壳体6安装方法上，先将过盈配合的轴与轴承穿过换热壳体6确认安放位置无误后拧紧小螺栓16（位置如图3所示），将换热壳体6下圆柱表面处贴紧一层Ω形密封圈后整体连带轴安放在轴承箱下盖板上，后在换热壳体6与泵壳13之间加一定量水。

3.然后将水喷淋装置3与引水管路2连接处套有密封垫并贴紧泵壳内空间上壁，引水管路2开有外螺纹方便用密封螺母一（11）压紧密封垫进行密封，由此水喷淋装置3与泵壳13上盖板连接为一体，具体密封方案如图5所示。

4.后再在换热壳体6上圆柱表面附上Ω形密封圈，上压连接有水喷淋装置3的轴承箱上盖板，用大螺栓17将轴承箱、换热壳体6统一紧固。

5.将换热壳体6出油孔封住，将内部加满油，盖紧进油孔盖。

6.最后将引水管路2与水泵蜗壳用管段连接起来，管路设置流量调节阀1。

上述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种水泵用轴承自冷却系统，其特征在于，包括泵壳（13）和设置在泵壳（13）内的轴承装置，所述泵壳（13）和轴承装置之间设置有和轴承密封配合的换热壳体（6），并在泵壳（13）和所述外热壳体（6）之间形成冷却水腔；

所述换热壳体（6）和轴之间形成的空间内容置润滑油（4），冷却水腔内容置有冷却水（5）。

2.根据权利要求1所述的一种水泵用轴承自冷却系统，其特征在于，所述泵壳（13）上开设有和所述冷却水腔连通的引水管路（2）和回水管路（7），所述引水管路（2）的另一端与泵叶轮出口处连通，所述回水管路（7）和泵进口处连通。

3.根据权利要求2所述的一种水泵用轴承自冷却系统，其特征在于，所述壳体（6）上部内壁设和引水管路（2）连通的喷淋装置（3），并在引水管路（2）上设置流量调节阀（1）。

4.根据权利要求2所述的一种水泵用轴承自冷却系统，其特征在于，所述回水管路（7）上设置有截止阀（8）、（10），并在两截止阀之间设置过滤装置（9），所述冷却水设置在所述换热壳体（6）下部和泵壳（13）形成的冷却水腔内。

5.根据权利要求2所述的一种水泵用轴承自冷却系统，其特征在于，所述引水管路（2）及回水管路（7）和泵壳（13）连接的部分处分别开有外螺纹，并使用密封垫配合密封螺母一（11）拧紧保持密封。

6.根据权利要求1所述的一种水泵用轴承自冷却系统，其特征在于，所述换热壳体（6）中部和冷却水腔接触的部位为无缝波纹状管，并在其上下部分分别开设连通进油管（14）、出油管（15）的管孔。

7.根据权利要求1所述的一种水泵用轴承自冷却系统，其特征在于，所述换热壳体（6）两端圆管处被切分成双Ω形，并开设有螺栓孔，和轴承之间加设密封垫并通过上下压板紧固式安装。

8.根据权利要求6所述的一种水泵用轴承自冷却系统，其特征在于，所述进油管（14）、出油管（15）采用焊接方法与无缝波纹状管管孔连接；进油管入口、出油管出口均内开螺纹，并使用密封垫配合螺杆拧紧保持密封。