一种导热电机轴的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种导热电机轴，包括：主体轴段；一端与主体轴段连接的导热轴段，其内开设有第一密封腔室，所述第一密封腔室内部注有相变工质；与导热轴段另一端连接的散热轴段，其内开设有与第一密封腔室相连通的第二密封腔室；以及安装在第一密封腔室和第二密封腔室内的回流管。本发明的导热电机轴可及时将电机轴工作时产生的热量进行传导，并实现快速散热，确保了电机能够长时间稳定地工作，延长了电机轴的使用寿命；散热冷凝后的相变液体经回流可实现多次、反复导热和散热，极大提高了电机轴的工作效率。
【专利说明】一种导热电机轴
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机械零部件制造【技术领域】，尤其涉及一种导热电机轴。
【背景技术】
[0002] 轴作为一种机械零件，广泛应用于机械加工和制造等【技术领域】。现有的大功率电 动机轴一般由高强度的合金钢或碳素钢等制成，在工作时存在因高速转动出现发热的问 题，而轴本身的材料属性及其细长的结构不利于热量导出，从而影响电机长时间稳定工作， 时间久了也会影响电机轴的使用寿命。就电机轴工作时因发热而进行散热处理有效技术措 施，目前还不是太理想。
【发明内容】
[0003] 为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种导热电机轴，其可及时将 电机轴工作时产生的热量进行传导，并实现快速散热，确保了电机能够长时间稳定地工作， 延长了电机轴的使用寿命；散热冷凝后的相变液体经回流可实现多次、反复导热和散热，极 大提高了电机轴的工作效率。
[0004] 为实现本发明的上述目的，本发明的导热电机轴包括：主体轴段；一端与主体轴 段连接的导热轴段，其内开设有第一密封腔室，所述第一密封腔室内部注有相变工质；与导 热轴段另一端连接的散热轴段，其内开设有与第一密封腔室相连通的第二密封腔室；以及 安装在第一密封腔室和第二密封腔室内的回流管。
[0005] 进一步，所述导热轴段与所述散热轴段之间设有连接部，所述连接部内开设有第 三密封腔室；其中所述第一密封腔室和所述第二密封腔室通过所述第三密封腔室实现连 通。
[0006] 优选地，所述散热轴段包括：散热盘；安装在散热盘上的散热片。
[0007] 尤其是，所述散热片在所述散热盘上呈平行式设置或者呈发散式设置。
[0008] 优选地，所述回流管的一个开口端设置在所述第一密封腔室内，另一个开口端设 置在所述第二密封腔室的外边缘处，以便冷凝的液体在离心力和冲击力的作用下通过回流 管流回第一密封腔室内，并喷散在导热轴段和主体轴段连接处的发热面上。
[0009] 进一步，本发明的导热电机轴还包括：开设在所述主体轴段和所述导热轴段连接 处的开口槽，或者安装在所述主体轴段和所述导热轴段之间的若干导热块，其上设有通孔。 开口槽与导热块均可增加主体轴段和导热轴段连接处的发热段增发面积，利于传导热量。 [0010] 优选地，本发明所述的相变工质为蒸汽和/或氨蒸汽。
[0011] 优选地，本发明所述的连接为焊接或一体连接。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0013] 1)本发明导热电机轴通过在主体轴段上连接导热轴段和散热轴段，并分别在导热 轴段内和散热轴段内开设第一密封腔室和第二密封腔室，使得注入在第一密封腔室内的相 变工质在受热后由液态变为气态，及时、连续地将产生的热量传送至散热轴段进行散热，同 时整个散热过程采用了相变原理，使得电机轴具有极高的导热能力和散热能力；
[0014] 2)本发明通过在第一密封腔室和第二密封腔室内安装回流管，将回流管的两个开 口端分别设置于第一密封腔室内和第二密封腔室的外边缘处，冷凝的液体在离心力和冲击 力的作用下经回流管流回第一密封腔室内，并喷散在导热轴段和主体轴段连接处的发热面 上，多次反复，循环利用，极大提高了电机轴的工作效率；
[0015] 3)本发明在散热轴段的散热盘上安装有若干散热片，增大的表面积可起到很好的 散热效果；在主体轴段和导热轴段之间开设开口槽或者安装若干设有通孔的导热块，增大 的表面积和安装的多孔导热块能够起到高效的导热作用；
[0016] 4)本发明导热电机轴的导热、散热设计原理先进，产品便于使用，具有极高的市场 应用价值。
[0017] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本发明导热电机轴的结构示意图。
[0019] 附图标记说明：1-主体轴段；2-导热轴段；21-第一密封腔室；3-散热轴段； 31-第二密封腔室；311-外边缘；32-散热盘；33-散热片；4-回流管；5-相变工质；6-连接 部；61-第三密封腔室。
【具体实施方式】
[0020] 如图1所示，本发明导热电机轴包括：主体轴段1 ; 一端与主体轴段1连接的导热 轴段2,导热轴段2内部开设有第一密封腔室21，将第一密封腔室21内部抽真空后注入相 变工质5,相变工质5可优选为蒸汽和/或氨蒸汽；与导热轴段2另一端连接有散热轴段3， 散热轴段3内部开设有与第一密封腔室21相连通的第二密封腔室31 ;以及安装在第一密 封腔室21和第二密封腔室31内的回流管4。
[0021] 具体地，第一密封腔室21和第二密封腔室31可以直接连通，或者在导热轴段2与 散热轴段3之间设置连接部6,在连接部6内部开设第三密封腔室61，两端分别与第一密封 腔室21和第二密封腔室31连接，即第一密封腔室21和第二密封腔室31通过第三密封腔 室61实现连通。散热轴段3包括：散热盘32,在散热盘32上安装有可随电机轴一起转动 散热片33,散热片33可通过焊接或一体连接的方式与散热盘32连接，散热片33在散热盘 32上的呈现方式可有多样，比如呈平行式设置（图中未示出）或者呈发散式设置。
[0022] 图1中，回流管4的一个开口端设置在第一密封腔室21内，另一个开口端设置在 第二密封腔室31的外边缘311处，当相变工质5在外边缘311处液化冷却后，冷凝液体将 在离心力的冲击作用下经回流管4流回第一密封腔室21内，并喷散在导热轴段2和主体轴 段1连接处的发热面上，这样多次反复，循环利用。当然，回流管4的安装方式不限于此，还 可以在第一密封腔室21、第二密封腔室31和第三密封腔室61内开设一个连通的螺旋槽， 将回流管4放置其内。不管是以哪种方式安装，回流管4是具有一定重量或者固定有配重 件，使得电机轴在水平放置时回流管4不随电机轴一起转动，当电机轴坚直放置时，可通过 使用磁力装置将回流管4固定，使其不随电机轴一起转动。
[0023] 此外，为起到更佳导热效果，在主体轴段1和导热轴段2的连接处开设有开口槽 (图中未示出）或者安装若干设有通孔的导热块（图中未示出），导热块可优选由多孔金属制 成，通过增大的表面积和导热性好的金属材料起到高效的导热作用。
[0024] 考虑到本发明具有导热、散热特性，导热电机轴的所有部件之间的连接关系可通 过焊接来实现，也可以制作成一体式。
[0025] 本发明通过相变工质5的相变导热方式，将电机轴产生的热量以非常小的温差导 出到散热盘32上，再由散热片33散发出去，其具体工作过程为：在电机轴工作中，相变工 质5受热后在第一密封腔室21内蒸发，进入第三密封腔室61，此时第三密封腔室61内部 压力增加，蒸汽在压力差的作用下进入第二密封腔室31，并覆盖整个第二密封腔室31的腔 壁，热量经散热盘32和散热片33散发出去，此时相变工质5蒸汽在第二密封腔室31内壁 冷凝，冷凝的液态相变工质5在离心力的作用下流向外边缘311处，液态相变工质5与静止 的回流管4作用，在冲击压力的作用下回流至第一密封腔室21中并喷散在发热的第一密封 腔室21内壁上，从而完成一个完整的导热、散热及相变工质5回流的过程。流回的液态相 变工质5可重复上述循环，多次、反复使用，极大提高了电机轴的工作效率。
[0026] 本发明导热电机轴通过在主体轴段1上连接导热轴段2和散热轴段3，并分别在导 热轴段2内和散热轴段3内开设第一密封腔室21和第二密封腔室31，使得注入在第一密 封腔室21内的相变工质5在受热后由液态变为气态，及时、连续地将产生的热量传送至散 热轴段3进行散热，同时整个散热过程采用了相变原理，使得电机轴具有极高的导热能力 和散热能力；通过在第一密封腔室21和第二密封腔室31内安装回流管4,将回流管4的两 个开口端分别设置在第一密封腔室21内和第二密封腔室31的外边缘处，冷凝的液体在离 心力和冲击力的作用下经回流管4流回第一密封腔室21内，并喷散在导热轴段2和主体轴 段1连接处的发热面上，多次反复，循环利用，极大提高了电机轴的工作效率；通过在散热 轴段3的散热盘32上安装若干散热片33,增大的表面积可起到很好的散热效果；在主体轴 段1和导热轴段2之间开设开口槽或者安装若干设有通孔的导热块，增大的表面积和安装 的多孔导热块能够起到高效的导热作用；此外，本发明导热电机轴的导热、散热设计原理先 进，产品便于使用，具有极高的市场应用价值。
[0027] 尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本【技术领域】的技术人员可 以根据本发明记载的内容或原理进行修改，因此，凡按照本发明记载的内容或原理进行的 各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种导热电机轴，其特征在于，包括： 主体轴段； 一端与主体轴段连接的导热轴段，其内开设有第一密封腔室，所述第一密封腔室内部 注有相变工质； 与导热轴段另一端连接的散热轴段，其内开设有与第一密封腔室相连通的第二密封腔 室；以及 安装在第一密封腔室和第二密封腔室内的回流管。
2. 根据权利要求1所述的导热电机轴，其特征在于，所述导热轴段与所述散热轴段之 间设有连接部，所述连接部内开设有第三密封腔室；其中 所述第一密封腔室和所述第二密封腔室通过所述第三密封腔室实现连通。
3. 根据权利要求2所述的导热电机轴，其特征在于，所述散热轴段包括： 散热盘； 安装在散热盘上的散热片。
4. 根据权利要求3所述的导热电机轴，其特征在于，所述散热片在所述散热盘上呈平 行式设置或者呈发散式设置。
5. 根据权利要求2所述的导热电机轴，其特征在于，所述回流管的一个开口端设置在 所述第一密封腔室内，另一个开口端设置在所述第二密封腔室的外边缘处。
6. 根据权利要求2所述的导热电机轴，其特征在于，还包括： 开设在所述主体轴段和所述导热轴段连接处的开口槽。
7. 根据权利要求2所述的导热电机轴，其特征在于，还包括： 安装在所述主体轴段和所述导热轴段之间的若干导热块，其上设有通孔。
8. 根据权利要求2所述的导热电机轴，其特征在于，所述相变工质为蒸汽和/或氨蒸 汽。
9. 根据权利要求1?8任一项所述的导热电机轴，其特征在于，所述连接为焊接或一体 连接。
【文档编号】F16C3/02GK104121271SQ201310152991
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2013年4月27日
【发明者】刘晓东, 支国鹏 申请人:国研高能（北京）稳态传热传质技术研究院有限公司