一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水泵技术领域，尤其是涉及一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴。
【背景技术】
[0002] 在冶金、电站、化工、余热余能等领域中会需要使用水泵用于系统中管路或封闭回 路中的热水循环。
[0003] 普通的热水循环泵没有对泵轴实施冷却，这导致泵轴将热流体的热量由叶轮处向 后传导至机械密封和轴承上，增加了机械密封和轴承的工作温度，易发生端面磨损，使得循 环泵不能保持稳定运行；此外，在高温下，泵轴材料的机械性能会下降，减少了泵轴的使用 寿命。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了对热水循环泵泵轴进行降温，从而降低泵轴传导到机械密封 及轴承的温度，避免由于高温导致的泵运行事故。
[0005] 为达到上述目的，本发明的采用以下技术方案：一种利用热管冷却的热水循环泵 泵轴，其特征在于：所述泵轴为分段泵轴，所述分段泵轴分为两段，由套筒联轴器连接；所 述泵轴内设有同轴盲孔，所述同轴盲孔中插有热管，热管的蒸发端插在泵轴近叶轮端的同 轴盲孔内，热管的冷凝端插在泵轴另一端的同轴盲孔内。
[0006] 热管具有极高的传热效率，是由管壳、吸液芯即管芯和传递热能的工作液体即工 质等组成一个高真空封闭系统，凭借封闭系统内的工作介质反复发生相变而进行热量传递 的一种高效传热元件，其工作原理是：当冷凝端的温度低于蒸发段的温度时，蒸发端的冷凝 液由于压力较低，吸热后很容易汽化成蒸汽，并在微小压差的作用下流向热管的冷凝段；在 冷凝端释放出热量后又冷凝为液体，在吸液芯的毛细力作用下重新回到蒸发段；如此反复 循环，达到传热的目的；由于该过程是相变传热，热管内部热阻很小，所以能以较小的温差 获得较大的传热率。
[0007] 将泵轴抽象成一个等截面圆柱体，视为一维稳态导热问题，泵轴与 叶轮配合端视为热源，稳定输入热量；视热量仅沿轴向向后传播，热流量为 #，截面面积为i，泵轴长度为5，其导热系数为x，泵轴热源端截面温度为|^，泵轴末端 端面温度为〖2,泵轴与机械密封配合处截面温度为，此截面与热源截面相距距离为I。
[0008] 由傅里叶定律可知
【主权项】
1. 一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴，其特征在于：所述泵轴为分段泵轴，所述分 段泵轴分为两段，由套筒联轴器连接；所述泵轴内设有同轴盲孔，所述同轴盲孔中插有热 管，热管的蒸发端插在泵轴近叶轮端的同轴盲孔内，热管的冷凝端插在泵轴另一端的同轴 盲孔内。
2. 如权利要求1所述的一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴，其特征在于：所述热管 与同轴盲孔为间隙配合，泵轴内的同轴盲孔内壁与热管之间填充有传热铜粉，泵轴的热量 可以通过传热铜粉传递到热管的表面；传热铜粉使热管与同轴盲孔内壁之间形成了一种柔 性连接，一方面削弱了在泵运行中，同轴盲孔内壁面的震动对热管的影响，另一方面大大降 低了同轴盲孔的制造精度，便于其加工制造。
3. 如权利要求1所述的一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴，其特征在于：所述泵轴 内的同轴盲孔在其开口处与所述热管之间安放有密封环，密封环可以避免传热铜粉的外 泄。
4. 如权利要求1所述的一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴，其特征在于：所述泵轴 在热管冷凝端处固定有散热风扇，散热风扇对泵轴在热管冷凝端处的热量进行传导，并与 空气形成强制对流，达到散热目的。
5. 如权利要求2所述的一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴，其特征在于：所述同轴 盲孔与所述热管间隙为1mm。
6. 如权利要求4所述的一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴，其特征在于：所述冷却 风扇采用轻质铝片制成，铝传热效果更好，更轻。
7. 如权利要求1所述的一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴，其特征在于：所述热管 采用钛合金制成，所述热管的工作温度很高，满足了热水循环泵输送不同温度介质的要求。
【专利摘要】本发明提供了一种利用热管冷却的热水循环泵泵轴，属于水泵技术领域。主要包括泵轴、热管、套筒联轴器、散热风扇，其特征在于泵轴为分段泵轴，分为两段，由套筒联轴器连接。两段泵轴内均开有同轴盲孔，热管的蒸发端插在近叶轮端泵轴的同轴盲孔内，热管的冷凝端插在另一泵轴的同轴盲孔内，泵轴在热管冷凝端处装有用于导热散热的散热风扇。传统的热水循环泵泵轴没有使用冷却装置，本发明在不影响泵体结构的情况下，对泵轴进行降温冷却，带走泵轴及泵轴周围零件的热量，增加了泵运行的可靠性，同时具有传热效率高，易加工制造的特点。
【IPC分类】F04D7-06, F04D29-58, F04D29-043
【公开号】CN104879315
【申请号】CN201510229186
【发明人】刘栋, 汤承, 晁长青, 王颖泽
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月8日