[實用新型]一種軸承自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020698725.X
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN201916367U
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊斌;阮琳;陳彪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號: F16C37/00
• 分類號: F16C37/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種軸承的冷卻裝置，特別涉及一種軸承的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置。

背景技術(shù)

軸承是機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵部件，其運行的可靠性對設(shè)備的安全運行具有重要的影響，然而軸承的冷卻又是軸承可靠運行的一個重要環(huán)節(jié)。軸承在運行過程中由于摩擦的存在將會產(chǎn)生熱量，為了保證軸承運行在設(shè)計的溫度范圍內(nèi)，需要通過恰當(dāng)?shù)睦鋮s方式將這部分熱量帶走。當(dāng)前軸承的冷卻方式有：自然空氣冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷、水冷、循環(huán)潤滑油冷卻、熱管冷卻等。

自然空氣冷卻方式是將軸承運行所產(chǎn)生的熱量傳遞給軸承座，再通過軸承座將熱量散發(fā)到周圍的空氣中。該冷卻方式結(jié)構(gòu)簡單，無需輔助裝置，可靠性高。然而自然空氣冷卻方式的冷卻效率較低，只能應(yīng)用于一些散熱需求較低軸承中。

強(qiáng)迫風(fēng)冷、水冷、循環(huán)潤滑油冷卻是通過強(qiáng)制對流的方式將軸承運行產(chǎn)生的熱量傳遞給冷卻介質(zhì)，其冷卻效率高，冷卻能力強(qiáng)。然而在這三種冷卻方式中冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動均需要外力驅(qū)動，增加相應(yīng)的循環(huán)設(shè)備，冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增大了故障的可能性。專利02214918.X“煤氣加壓風(fēng)機(jī)軸承冷卻裝置“和200910213949.9“立窯軸承冷卻系統(tǒng)”分別提出了風(fēng)冷和水冷的冷卻系統(tǒng)。

熱管冷卻是將熱管的蒸發(fā)段與軸承或潤滑油接觸，吸收軸承的熱量，熱管內(nèi)的冷卻介質(zhì)在吸收熱量蒸發(fā)，然后汽態(tài)的冷卻介質(zhì)進(jìn)入熱管的冷凝段，汽態(tài)的冷卻介質(zhì)釋放熱量后冷凝為液態(tài)再流回到蒸發(fā)段，如此通過冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動實現(xiàn)軸承的冷卻。由于熱管的帶熱能力有限，并且在軸承的布置結(jié)構(gòu)上受到限制，難以在散熱需求高的軸承中得到應(yīng)用，如201010136393.0“一種滑動軸承冷卻結(jié)構(gòu)”。

自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)是冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收熱量汽化，氣態(tài)的冷卻介質(zhì)經(jīng)過集氣管上升進(jìn)入到冷凝器，在冷凝器內(nèi)釋放熱量后氣態(tài)的冷卻介質(zhì)冷凝為液體，液態(tài)介質(zhì)在重力的作用下經(jīng)過回液管流入蒸發(fā)器中，通過該自動循環(huán)的過程實現(xiàn)熱量的傳遞。該技術(shù)結(jié)構(gòu)布置靈活，傳熱效率高，循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。對于散熱需求較高的軸承，自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)其冷卻效果。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種軸承的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，本實用新型通過蒸發(fā)冷卻介質(zhì)相變的方式將軸承的熱量傳遞給二次冷卻空氣或冷卻水。本實用新型中蒸發(fā)器和冷凝器通過管道相連，結(jié)構(gòu)簡單，布置靈活，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)自循環(huán)流動，冷卻效率高，為軸承運行在允許的溫度范圍內(nèi)提供保障。

本實用新型的軸承自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置由四部分構(gòu)成：蒸發(fā)器、集氣管、冷凝器和回液管。

本實用新型中蒸發(fā)器的出氣口通過集氣管與冷凝器的進(jìn)氣口相連，冷凝器的出液口通過回液管與蒸發(fā)器的進(jìn)液口相連接。蒸發(fā)器、集氣管、冷凝器和回液管構(gòu)成密封腔體。

本實用新型的傳熱循環(huán)過程是：在由蒸發(fā)器、集氣管、冷凝器和回液管構(gòu)成的密封腔體中注入蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收由軸承傳遞給蒸發(fā)器的熱量而汽化，氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)經(jīng)蒸發(fā)器的出氣口通過集氣管進(jìn)入冷凝器，氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在冷凝器內(nèi)將熱量傳遞給二次冷卻空氣或冷卻水而冷凝為液態(tài)，液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)經(jīng)冷凝器的出液口通過回液管進(jìn)入蒸發(fā)器。蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收軸承的熱量而汽化，在冷凝器內(nèi)將熱量釋放給二次冷卻空氣或冷卻水而冷凝，即通過蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的汽化和冷凝實現(xiàn)將軸承的熱量傳遞給二次冷卻空氣或冷卻水。

本實用新型中熱量的傳遞是通過蒸發(fā)冷卻介質(zhì)相變過程的自循環(huán)流動實現(xiàn)的，無須任何外力的驅(qū)動，介質(zhì)循環(huán)的動力來源于蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)和冷凝過程中的密度差，即液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收熱量汽化，氣態(tài)的介質(zhì)密度小而上升，并進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)釋放熱量而冷凝為液態(tài)，液態(tài)的在重力的作用下經(jīng)回液管流入蒸發(fā)器。為了保證蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的自循環(huán)流動，本實用新型中冷凝器的位置高于蒸發(fā)器；蒸發(fā)器的出氣口位于蒸發(fā)器的頂部，進(jìn)液口位于蒸發(fā)器的底部；冷凝器的進(jìn)氣口高于出液口。

本實用新型中蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收軸承的熱量，因此蒸發(fā)器的外壁設(shè)計為與軸承或軸承座緊密接觸，如貼合。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：10蒸發(fā)器、20集氣管、30冷凝器、40回液管、50軸承、60軸；

圖2是本實用新型換熱循環(huán)流動示意圖，圖中：10蒸發(fā)器、20集氣管、30冷凝器、40回液管；

圖3是蒸發(fā)器10的結(jié)構(gòu)圖，圖中：11蒸發(fā)器進(jìn)液口、12蒸發(fā)器出氣口；

圖4是水冷冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：31冷凝器的進(jìn)氣口、32冷凝器的出液口；