一种基于热管冷却的高温热水循环泵悬架体的制作方法
【专利摘要】本发明属于高温热水循环泵领域的一种基于热管冷却的高温热水循环泵悬架体，包括悬架体、泵主轴、轴套、导轴承、若干第一热管、空腔和第二热管；所述悬架体设有第一法兰盘，所述第一热管的一端穿过所述第一法兰盘的外围均匀布置，增强了悬架体散热量，降低悬架体温度；所述空腔设置在所述第一法兰盘右侧壁厚处，空腔成环形，其中充满惰性气体，该设置可以使得空腔周围金属均匀线胀，避免产生热应力集中的现象；所述空腔设置在所述第一法兰盘右侧壁厚处，增强悬架体的散热；本发明保证热水循环泵的长期稳定地运行，避免外部冷却水量不足及冷却管路堵塞等潜在问题，同时在一定程度上节约水资源，节约生产成本，提高输送介质的最高温度。
【专利说明】
一种基于热管冷却的高温热水循环泵悬架体
技术领域
[0001] 本发明涉及输送高温介质的栗，具体涉及一种基于热管冷却的高温热水循环栗悬 架体。
【背景技术】
[0002] 在冶金、电站、化工、余热余能等领域中需要使用水栗用于系统中管路或封闭回路 中的热水循环。
[0003] 普通热水循环栗没有冷却装置，其轴承无法承受高温介质而损坏，常规栗输送高 温液体时轴承系统无法长期稳定的运行，因此热水循环栗具有很好的应用前景。
[0004] 目前使用较多的是在栗后盖增加水冷式回路，降低栗盖的温度，由于输送介质温 度较高，常规热水循环栗需要额外增加复杂的冷却回路来确保轴承的长期稳定运行，例如 输送207°C的高温热水的某型号热水循环栗，所用冷却水的流量约为每小时1.5吨。该结构 通常比较复杂，在外部冷却水量不足及冷却管路堵塞等潜在问题，进而导致轴承在高温下 运行，造成事故。
[0005] 热管是由管壳和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发生热量传递的一种高效传热元 件。目前还没有将热管利用在高温热水循环栗悬架体上的报道，本发明提供一种基于热管 冷却的高温热水循环栗悬架体，能很好的解决上述问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的为了克服现有技术的不足，提供一种基于热管冷却的高温热水循环 栗悬架体，在使用水冷式回路的同时，通过在悬架体上安装热管以及设置空腔结构，保证热 水循环栗的长期稳定地运行，避免外部冷却水量不足及冷却管路堵塞等潜在问题，同时在 一定程度上节约水资源，节约生产成本，提高输送介质的最高温度。
[0007] 本发明的技术方案是:一种基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，包括悬架体、 栗主轴、轴套、导轴承和若干第一热管；
[0008] 所述悬架体的轴向中心位置设置通孔，所述栗主轴穿过悬架体内的通孔，与悬架 体间隙配合，悬架体的两端分别设有第一法兰盘和第二法兰盘，所述栗主轴上装有轴套，轴 套和悬架体形成的空腔内安装所述导轴承；
[0009] 所述第一热管的一端穿过所述第一法兰盘的外围均匀布置。
[0010] 上述方案中，还包括空腔;所述空腔设置在所述第一法兰盘右侧壁厚处;所述空腔 沿所述悬架体周向形成环形;所述空腔设有进气阀门和出气阀门，所述空腔内部充满惰性 气体。
[0011] 进一步的，所述空腔各顶点为过渡圆角。
[0012] 上述方案中，还包括若干排第二热管；所述空腔设置在所述第一法兰盘右侧壁厚 处，所述第二热管的一端与悬架体上的盲孔间隙配合。
[0013]进一步的，所述第二热管与盲孔之间填充有传热铜粉。
[0014]上述方案中，所述第一热管的数量为8根，8根第一热管均匀布置在所述第一法兰 盘的外围。
[0015] 上述方案中，所述第二热管的数量为4排，每排的数量为6根。
[0016] 上述方案中，所述惰性气体为氩气。
[0017] 上述方案中，所述进气阀门和出气阀门均为单向阀。
[0018] 上述方案中，所述第一法兰盘周向布置第一法兰通孔，所述第二法兰盘周向布置 第二法兰通孔，所述第一法兰盘与栗盖通过第一法兰通孔相连，所述第二法兰盘与轴承箱 通过第二法兰通孔相连。
[0019] 本发明的有益效果是:与现有技术相比，本发明中在悬架体上安装有第一热管、空 腔和第二热管，高温介质通过叶轮旋转通至出口，高温介质的热量通过这些部件逐步传至 悬架体末端，其中悬架体左端布置第一热管，增强了悬架体散热量，降低悬架体温度;其次 在第一法兰盘右侧壁厚处设置一个空腔，空腔成环形，内部充满惰性气体，该结构可以使得 空腔周围金属均匀线胀，避免产生热应力集中的现象;最后悬架体的中部布置四排热管，每 排六个，进一步增强悬架体的散热。本发明可以对现有的高温热水循环栗的结构进行改造， 从而实现高温热水循环栗安全、可靠的运行。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明一实施例的剖视图。
[0021] 图中，1、悬架体;2、第一热管；3、空腔;4、进气阀门；5、第二热管；6、栗主轴；7、轴 套;8、导轴承;9、盲孔；10、第一法兰通孔；11、第二法兰通孔；12、出气阀门；13、第一法兰盘； 14、第二法兰盘。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0023] 如图1所示为本发明所述基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体的一种实施方 式，在该实施方式中，所述基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，包括悬架体1、栗主轴6、 轴套7、导轴承8、若干第一热管2、空腔3和若干第二热管5。
[0024] 所述悬架体1的轴向中心位置设置通孔，所述栗主轴6穿过悬架体1内的通孔，与悬 架体1间隙配合，悬架体1的两端分别设有第一法兰盘13和第二法兰盘14,所述第一法兰盘 13周向布置第一法兰通孔10,所述第二法兰盘14周向布置第二法兰通孔11，所述第一法兰 盘13与栗盖通过第一法兰通孔10相连，所述第二法兰盘14与轴承箱通过第二法兰通孔11相 连。所述栗主轴6上装有轴套7,轴套7和悬架体1形成的空腔内安装所述导轴承8。
[0025] 所述第一热管2的数量可以根据悬架体1的规格来选定，本实施例中，所述第一热 管2的数量为8根，8根第一热管2均匀布置在所述第一法兰盘13的外围;所述第一热管2的一 端穿过所述第一法兰盘13的外围均匀布置，另一端与栗盖上的盲孔间隙陪配合。热管具有 极高的传热效率，将悬架体1与栗盖连接部位的第一法兰盘13近似看成环型肋片，悬架体1 的第一法兰盘13与栗盖的接触面积为Αι，栗盖温度tfl，悬架体1的第一法兰盘13与空气接 触面积为知，空气温度tfQ，肋基温度twQ，悬架体1与空气的表面传热系数为ho，肋片效率为η， 导热系数为λ，肋片的厚度为δ，由传热学的公另
了热管之后，h〇变大，从而导致twQ的减小，有了降温效果。
[0026]所述空腔3设置在所述第一法兰盘13右侧壁厚处;所述空腔3沿所述悬架体1周向 形成环形;所述空腔3设有两个单向阀，所述单向阀分别为进气阀门4和出气阀门12,所述空 腔3内部充满惰性气体，气体的压力为1个大气压；当悬架体1温度升高，悬架体1会发生线 胀，空腔3的存在使得周围金属可以均匀线胀，避免了由于线胀不均而产生过大的热应力。 所述空腔3各顶点为过渡圆角，避免热量集中和应力集中。
[0027]所述第二热管5设置在悬架体1的中部，优选的，所述第二热管5的数量为4排，每排 的数量为6根;所述第二热管5的一端与悬架体1上的盲孔9间隙配合;利用热管的极高传热 效率，加强悬架体1与外部气体的对流换热，从而散热，降低壁面温度。所述第二热管5与盲 孔9之间填充有传热铜粉，经一步增强传热的效果。
[0028] 本发明高温介质通过热水循环栗传输时，栗盖承受很大热量，这时利用热管的特 性，吸收栗盖上承受的热量，从左端到右端，把热量排出，效果明显。本实施例中，可以把悬 架体1与栗盖连接部位近似看成环型肋片，悬架体1上的空腔3内部充满惰性气体，如悬架体 1的第一法兰盘13与栗盖的接触面积为0.0405m 2，栗盖温度207°C，悬架体1的第一法兰盘13 与空气接触面积为〇. 〇6m2，空气温度30°C，肋基温度"〇，悬架体1与空气的表面传热系数为 12.4w/(m2*k)，肋片效率为0.88，悬架体导热系数为25.9w/(m 2*k)，肋片的厚度为0.018m，选 用管径8mm，功率P为36W的热管，热管的总传热系数α为18.8w/(m 2*k)，由传热学公式
代入数据Φ = 114 · 598w，twQ = 205°C，加上热管之
后，由 得twQ' = 145.44°C，可见加上热管之后，温度显著降 低。
[0029] 悬架体1上的空腔3内部充满惰性气体为氩气，气体的压力为1个大气压。当悬架体 温度升高，空腔3周围的金属将发生线胀，由于空腔3的存在，使得周围金属可以均匀线胀， 避免了由于线胀不均而产生过大的热应力。
[0030] 热量沿着空腔3外围的壁面传至悬架体1中部，悬架体1中间位置布置的第二热管5 加强了壁面与外侧气体的对流换热和散热，从而进一步降低悬架体的温度。
[0031] 悬架体1上的这些改进设计可以有效的阻止高热量传递到轴承等不能承受高温的 部件。在悬架体上安装热管进行冷却输送100度-150度的高温介质时，无需使用外部冷却， 通过上述悬架体可以保证整栗的稳定运行;在输送200度左右的高温介质时，通过改进后的 悬架体和冷却回路的联合作用，确保栗正常稳定运行的前提下，可以减少约30%的冷水用 量;在同等程度冷水输入量的情况下，通过悬架体的改进设计，可以提高栗送高温介质的最 高温度。
[0032] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不 背离本发明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 或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，包括悬架体（I)、栗主轴 (6)、轴套(7)、导轴承(8)和若干第一热管(2); 所述悬架体(1)的轴向中心位置设置通孔，所述栗主轴(6)穿过悬架体（1)内的通孔，与 悬架体（1)间隙配合，悬架体（1)的两端分别设有第一法兰盘（13)和第二法兰盘（14)，所述 栗主轴(6)上装有轴套(7)，轴套(7)和悬架体(1)形成的空腔内安装所述导轴承(8); 所述第一热管(2)的一端穿过所述第一法兰盘(13)的外围均匀布置。2. 根据权利要求1所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，还包括 空腔(3);所述空腔(3)设置在所述第一法兰盘（13)右侧壁厚处;所述空腔(3)沿所述悬架体 (I) 周向形成环形;所述空腔(3)设有进气阀门（4)和出气阀门（12)，所述空腔（3)内部充满 惰性气体。3. 根据权利要求2所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，所述空 腔(3)各顶点为过渡圆角。4. 根据权利要求1或3所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，还 包括若干排第二热管(5);所述第二热管(5)设置在悬架体（1)的中部，所述第二热管(5)的 一端与悬架体(1)上的盲孔(9)间隙配合。5. 根据权利要求4所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，所述第 二热管(5)与盲孔(9)之间填充有传热铜粉。6. 根据权利要求1所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，所述第 一热管(2)的数量为8根，8根第一热管(2)均勾布置在所述第一法兰盘(13)的外围。7. 根据权利要求4所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，所述第 二热管(5)的数量为4排，每排的数量为6根。8. 根据权利要求2所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，所述惰 性气体为氩气。9. 根据权利要求2所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，所述进 气阀门（4)和出气阀门（12)均为单向阀。10. 根据权利要求1所述的基于热管冷却的高温热水循环栗悬架体，其特征在于，所述 第一法兰盘（13)周向布置第一法兰通孔（10 )，所述第二法兰盘（14)周向布置第二法兰通孔 (II) ，所述第一法兰盘（13)与栗盖通过第一法兰通孔（10)相连，所述第二法兰盘（14)与轴 承箱通过第二法兰通孔(11)相连。
【文档编号】F04D29/00GK105889114SQ201610225364
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】刘栋, 马昆煜, 王颖泽, 李盼, 汤承
【申请人】江苏大学