CN207261254U - 一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统 - Google Patents

Abstract

一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统，包括轴承传热结构，风冷结构；所述的轴承传热结构包括轴承箱，在轴承箱外表面设置有散热片，在轴承箱内设置有若干个环向凹槽，凹槽中设置有筋板，形成环向通道；在轴承箱底部设置有若干个通孔，形成径向通道；所述的风冷结构包括上风叶，下风叶，所述的上风叶和下风叶设置成扭曲状，通过调节螺母和螺钉固定在轴上，与固定壁形成通道。本实用新型能提升风叶的气动性能，降低风叶的能耗，同时控制空气的流动路径，从而达到提升风冷效果和高效冷却的目的。

Description

一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统

技术领域

本实用新型涉及泵领域，尤其涉及一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统。

背景技术

熔盐泵是输送高温熔盐的主要动力设备，由于熔盐泵输送的是高温介质，其运行条件极为苛刻。在高温条件下输送介质通过热传递和热辐射方式使泵的各部件都处于一种高温状态下，对于一些关键结构和部件长期处于高温条件下运行会使其运行性能受到影响，因此需要采用有效的冷却手段对这些关键部件进行冷却处理。由于泵的轴承箱和电机位于底板以上，所以泵安装底板以上部分需要控制温度，由于轴承冷却失效会降低泵的使用寿命和安全性能，所以轴承结构的冷却尤其关键。目前国内外对于轴承的风冷只是处于简单的实现功能阶段，对于其冷却效果仍然是不可控制的，现有的带有风冷结构的熔盐泵的产品中风叶的几何特征都比较简单，不符合空气带动流动特性，使风冷的效果差及耗能大等弊端。

经检索，《江苏大学学报》(自然科学版),2005,(02):149-152，《熔盐泵轴承冷却及润滑系统的分析》一文中将传统冷却模型和风冷模型效果进行了比较，肯定了该风冷结构的效果，但其没有基于该结构对冷却效果进行进一步的提升做出研究。

专利号：CN201661521U,2010-12-01，新型风冷结构高温熔盐泵，该专利中涉及的风冷结构从理论上是可以实现轴承冷却功能，在实际应用中空气流动路径和效果无法控制，对于风叶的性能没有充分考虑。

发明内容

本实用新型目的是提供一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统，解决了以上技术问题。

为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本实用新型所采用的技术方案是：一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统，包括轴承传热结构，风冷结构；所述的轴承传热结构包括轴承箱，在轴承箱外表面设置有散热片，在轴承箱内设置有若干个环向凹槽，凹槽中设置有筋板，形成环向通道；在轴承箱底部设置有若干通孔，形成径向通道；所述的风冷结构包括上风叶，下风叶，所述的上风叶和下风叶设置成扭曲状，通过调节螺母和螺钉固定在轴上，与固定壁形成通道。

优选的：所述的上风叶和下风叶通过冲压形成。

优选的：所述的环向通道与径向通道相通，使轴承箱形成中空环绕形式。

本实用新型的有益效果；一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统，与传统结构相比：设置有扭曲形的上风叶、下风叶，提升风叶的气动性能，降低风叶的能耗，同时控制空气的流动路径，从而达到提升风冷效果和高效冷却的目的；上风叶、下风叶与固定壁形成通道，实现了空气流动路径可控，进一步提升风冷的效果，另外还设置有中空环绕形的轴承箱，使润滑油充分接触轴承，提高传递热量的效率，更好的控制轴承温度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型上风叶结构示意图；

图3为本实用新型下风叶结构示意图；

图4为本实用新型轴承箱立体剖视图；

图5为本实用新型风冷空气流动路径示意图；

图6为本实用新型风冷空气流动原理示意图；

在图中：1.轴承传热机构；2.风冷机构；3.轴；4.上风叶；5.轴承箱；6.轴承；7.下风叶；8.筋板；9.凹槽；10.散热片；11.通孔；12.进入上风叶的空气路径；13.通过散热片后径向流出的空气路径；14.径向进入下风叶的空气路径；15.通过散热片后进入下风叶的空气路径；16.下风叶流出空气的路径；17.上风叶出口边；18.上风叶进口边；19.下风叶进口边；20.下风叶出口边。

具体实施方式

为了使本实用新型的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明；

在附图中：一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统，包括轴承传热结构1，风冷结构2；所述的轴承传热结构1包括轴承箱5，在轴承箱5外表面设置散热片10，在轴承箱5内设置若干个环向凹槽9，凹槽9中设置有筋板8，形成环向通道；在轴承箱5底部设置有若干通孔11，形成径向通道；所述的风冷结构2包括上风叶4，下风叶7，所述的上风叶4和下风叶7设置成扭曲状，通过调节螺母和螺钉固定在轴3上，与固定壁形成通道；所述的上风叶4和下风叶7通过冲压形成；所述的环向通道与径向通道相通，使轴承箱5形成中空环绕形式。

具体实施时，本实用新型采用轴承箱内的润滑油冷却方式，轴承箱5内部中空，润滑油包围轴承6，使润滑油充分与轴承6接触，有效提高润滑油传递轴承6产生的热量的效率，更好地控制轴承6的温度。上风叶4和下风叶7采用钢板冲压成扭曲风叶形式，不仅能提升风叶的气动性能，降低风叶部分的能耗，控制空气的流动路径，而且冲压工艺简单，加工成本低，部件重量得到减轻，一体化部件强度相对较高，达到了提升风冷效果和高效冷却的目的。通过上风叶4和下风叶7的轮廓和固定壁形成通道，可以实现空气流动路径可控，合理的流动路径有利于提升风冷的效果。

附图1中，轴承6产生的热量通过轴承箱5内的润滑油导热到轴承箱5上，热量通过散热片10向外部传递；然后在上风叶4和下风叶7的作用下加速热量的传递。实现热量的快速传递，同时实现较小的能耗。

附图2，附图3中，上风叶4和下风叶7通过调节螺母和固定螺钉和轴3相连，上风叶4和下风叶7通过钢板冲压工艺制造，将风叶设计成扭曲形，更加符合气动力学。

附图4中，轴承箱5设置为筋板支撑形式，润滑油可以通过环向通道和径向通道在轴承箱5内高效循环，提升轴承6的散热效率。

附图5中，通过轴承传热系统1和风冷结构2的配合，空气可按照如图的路径流动。

图6中，w ₁为风叶进口边相对速度，v ₁为进口边绝对速度，u ₁₌ ωR ₁为进口边圆周速度，w ₂为出口边相对速度，v ₂为出口边绝对速度，v _m为出口处轴向速度，u ₂₌ ωR ₂为出口边圆周速度，β ₁为进口边安放角（理论上为90°），β ₂为出口边安放角，R ₁为断面进口边半径，R ₂为断面出口边半径。

根据能量守恒，则有：

其中，p ₁为进口压力，p ₂为出口压力，v _u2为出口绝对速度圆周分量，v ₂ ²=v _m ²+ v _u2 ²。

，可得v _u2＞2u ₂

其中，进出口都为开放条件，则p ₁=p ₂，有v _u2＞2u ₂，有速度三角形分析可知β ₂＞90°，β ₂＞π-arctan(v _m/ u ₂)= π-arctan(v _m/ωR ₂)。

同时，β ₁= arctan(v ₁/ωR ₁)。

根据该流程对上下风叶的各断面进行计算，得到进出口边不同位置的安放角，从而获得扭曲叶片的几何参数。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统，包括轴承传热结构（1），风冷结构（2）；其特征在于：所述的轴承传热结构（1）包括轴承箱（5），在轴承箱外表面设置散热片（10），在轴承箱（5）内设置若干个环向凹槽（9），凹槽（9）中设置有筋板（8），形成环向通道；在轴承箱（5）底部设置有若干个通孔（11），形成径向通道；所述的风冷结构（2）包括上风叶（4），下风叶（7），所述的上风叶（4）和下风叶（7）设置成扭曲状，通过调节螺母和螺钉固定在轴（3）上，与固定壁形成通道。

2.根据权利要求1所述的一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统，其特征在于：所述的上风叶（4）和下风叶（7）通过冲压形成。

3.根据权利要求1所述的一种高效熔盐泵轴承风冷系统，其特征在于：所述的环向通道与径向通道相通，使轴承箱（5）形成中空环绕形式。

4.根据权利要求1所述的一种高效熔盐泵轴承风冷系统，其特征在于：所述的上风叶（4）和下风叶（7）的进口边和出口边不同位置的安放角、扭曲叶片的几何参数，通过以下公式获得：根据能量守恒，则有：

其中，p ₁为进口压力，p ₂为出口压力，v _u2为出口绝对速度圆周分量，v ₂ ²=v _m ²+ v _u2 ²；

可得v _u2 ＞2u ₂

其中，进出口都为开放条件，则p ₁=p ₂，有v _u2＞2u ₂，有速度三角形分析可知β ₂＞90°，β ₂＞π-arctan(v _m/ u ₂)= π-arctan(v _m/ωR ₂)，

同时，β ₁= arctan(v ₁/ωR ₁)。