轴承冷却装置及空气预热器的制作方法

本发明涉及轴承冷却技术领域，特别是涉及一种轴承冷却装置及空气预热器。

背景技术

空气预热器用于对空气进行加热升温，其通过轴的高速旋转驱动风流动。而作为轴的支撑固定装置——导向轴承在与高速转动的轴承接触时，会导致润滑油迅速升温，严重危险轴承的使用寿命，因而就需要对轴承箱内的润滑油进行冷却降温处理。传统的处理方式为：通过油泵将轴承箱内的润滑油抽出，并送入冷油器中进行水冷冷却，之后再把降温之后的低温润滑油送回轴承箱内循环使用。而该传统冷却方式存在如下不足：由于对润滑油降温的设备依赖于冷油器，而冷油器内部的密封圈长期使用之后容易出现磨损破裂，导致冷却水泄漏混入润滑油内一同流入轴承箱中，对轴承的使用寿命和可靠性造成威胁；此外，油泵、冷油器等辅助设备的使用，导致需要定期进行维保，使得轴承冷却维护成本过高，经济性较差。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种轴承冷却装置，能够实现对润滑油的快速、有效降温，工作可靠性高，且结构简单，使用及后期维保成本低；空气预热器通过装配该轴承冷却装置，不仅能够迅速降低轴承箱内润滑油的油温，确保工作安全可靠，同时还能简化产品结构，减少使用及后期维保成本，提升运行经济性。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种轴承冷却装置，包括：

转轴；

轴承箱，所述轴承箱套装于所述转轴上，且所述轴承箱内预设有润滑介质；及

冷却组件，所述冷却组件包括套装于所述轴承箱的外箱壁上并开设有间隔设置的进液口和出液口的冷却箱、一端与所述进液口接通的冷却介质输入管、以及一端与所述出液口接通的冷却介质输出管，所述冷却介质输入管的另一端和所述冷却介质输出管的另一端均用于与冷却介质供给装置连通；所述轴承箱的外箱壁与所述冷却箱的内箱壁之间配合形成冷却介质流通通道。

上述轴承冷却装置采用一体式的水冷结构实现对轴承箱内润滑油进行温降。具体地，在轴承箱的外箱壁上密封固定冷却箱，此时轴承箱的内箱壁与冷却箱的外箱壁之间形成的空腔构成冷却介质流通通道；之后在冷却箱的箱壁上开设进液口和出液口，紧接着将冷却介质输入管的一端与进液口接通，另一端与冷却介质供给装置连通，再将冷却介质输出管的一端与出液口接通，另一端与冷却介质供给装置连通。基于此，当转轴长期工作因摩擦导致润滑油温度急剧升高而影响轴承的使用寿命时，开启冷却介质供给装置，此时冷却介质通过进液口流入冷却介质流通通道，与轴承箱的箱壁接触并发生换热反应，从而可以将润滑油的热量置换走，实现对润滑油的降温处理；而吸热温升后的冷却介质又通过出液口回流至冷却介质供给装置以便二次使用。如此，通过冷却介质的循环流动并持续换热作业可以快速、有效的降低润滑油的油温，避免轴承长期处于高温环境下工作而影响使用寿命与可靠性。相较于传统冷却方式，本技术方案的轴承冷却装置无需额外安装油泵、冷油器等部件，可以大大降低冷却作业及后期维保成本，提高经济性。

下面对本申请的技术方案作进一步地说明：

在其中一个实施例中，还包括阻隔板，所述阻隔板的一端与所述轴承箱的外箱壁连接，所述阻隔板的另一端与所述冷却箱的内箱壁连接，所述进液口和所述出液口分别位于所述阻隔板的两相对侧。

在其中一个实施例中，还包括至少一个扰流板，所述扰流板的一端设置于所述冷却箱的内箱壁上，所述扰流板的另一端与所述轴承箱的外箱壁间隔设置。

在其中一个实施例中，包括四个所述扰流板，四个所述扰流板间隔设置于所述冷却箱的内箱壁上。

在其中一个实施例中，所述冷却箱的箱壁上设有呈凹凸状的散热结构，该散热结构与大气环境直接接触；或/和所述冷却组件还包括散热翅片，所述散热翅片装设于所述冷却箱的外箱壁上。

在其中一个实施例中，所述冷却箱还设有隔离部，所述隔离部与所述轴承箱之间填充有隔离冷却介质，且所述隔离部用于与空气预热器的辅板相对。

在其中一个实施例中，所述轴承箱包括套设于所述转轴外部的箱体、套设于所述转轴上并位于所述箱体内的紧固套、套设于所述紧固套与所述箱体之间的轴承件、螺接于所述紧固套的外壁上并与所述轴承件相抵的锁紧螺母、套设于所述转轴上并与所述紧固套的一端相抵的胀套、及固定于所述冷却箱的一端上的轴承罩。

在其中一个实施例中，还包括第一阀门，所述第一阀门连通于所述冷却介质输入管中。

在其中一个实施例中，还包括第二阀门，所述第二阀门连通于所述冷却介质输出管中。

另一方面，本申请还提供一种空气预热器，其包括如上所述的轴承冷却装置。该空气预热器通过装配轴承冷却装置，不仅能够迅速降低轴承箱内润滑油的油温，确保工作安全可靠，同时还能简化产品结构，减少使用及后期维保成本，提升运行经济性。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的轴承冷却装置的结构示意图；

图2为图1所述装置的a-a处的剖面结构示意图。

附图标记说明：

100、转轴，200、轴承箱，210、箱体，220、紧固套，230、轴承件，240、锁紧螺母，250、胀套，260、轴承罩，300、冷却组件，310、冷却箱，311、隔离部，312、进液口，313、出液口，320、冷却介质输入管，330、冷却介质输出管，400、冷却介质流通通道，500、阻隔板，600、扰流板，700、第一阀门，800、第二阀门。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1和图2所示，为本申请展示的一实施例的轴承冷却装置，包括：转轴100；轴承箱200，所述轴承箱200套装于所述转轴100上，且所述轴承箱200内预设有润滑介质；及冷却组件300，所述冷却组件300包括套装于所述轴承箱200的外箱壁上并开设有间隔设置的进液口312和出液口313的冷却箱310、一端与所述进液口接通的冷却介质输入管320、以及一端与所述出液口接通的冷却介质输出管330，所述冷却介质输入管320的另一端和所述冷却介质输出管330的另一端均用于与冷却介质供给装置连通；所述轴承箱200的外箱壁与所述冷却箱310的内箱壁之间配合形成冷却介质流通通道400。

上述轴承冷却装置采用一体式的水冷结构实现对轴承箱200内润滑油进行温降。具体地，在轴承箱200的外箱壁上密封固定冷却箱310，此时轴承箱200的内箱壁与冷却箱310的外箱壁之间形成的空腔构成冷却介质流通通道400；之后在冷却箱310的箱壁上开设进液口和出液口，之后将冷却介质输入管320的一端与进液口接通，另一端与冷却介质供给装置连通，再将冷却介质输出管330的一端与出液口接通，另一端与冷却介质供给装置连通。基于此，当转轴100长期工作因摩擦导致润滑油温度急剧升高而影响轴承的使用寿命时，开启冷却介质供给装置，此时冷却介质通过进液口流入冷却介质流通通道400，与轴承箱200的箱壁接触并发生换热反应，从而可以将润滑油的热量置换走，实现对润滑油的降温处理；而吸热温升后的冷却介质又通过出液口回流至冷却介质供给装置。如此，通过冷却介质的循环流动并持续换热作业可以快速、有效的降低润滑油的油温，避免轴承长期处于高温环境下工作而影响使用寿命与可靠性。相较于传统冷却方式，本技术方案的轴承冷却装置无需额外安装油泵、冷油器等部件，可以大大降低冷却作业及后期维保成本，提高经济性。

需要说明的是，冷却介质供给装置供给的冷却介质可以是多样的，例如冷水、冷却油等流态介质，具体到本实施例中冷却介质采用冷水；因为水的使用成本更低，且换热效能也比较高。当冷水输入到冷却介质流通通道400内时，可以逐步与轴承箱200接触并与内部的润滑油发生换热反应，即实现降低润滑油的油温而提升自身的水温，从而达到温降，以保护轴承件230的目的。

请继续参阅图2，进一步地，在一可选实施例中，轴承冷却装置还包括第一阀门700和第二阀门800，所述第一阀门700连通于所述冷却介质输入管320中。所述第二阀门800连通于所述冷却介质输出管330中。因而通过第一阀门700和第二阀门800，能够分别调控冷却介质的流入和流出量，调节参与换热温降作业的冷却介质的流速，确保对润滑油最优的降温效果。

可以理解的，第一阀门700和第二阀门800可以是手动操作或电控操作的，并且阀门的结构和工作原理不作限定，具体可在现有技术中予以选择实现，在此不予赘述。

如图2所示，由于形成的冷却介质流通通道400为环形结构，此时进液口流入的冷却介质在没有导向作用下的流动方向是随意的，当冷却介质朝两个方向都流动时，两股液流再次相遇时则会发生相互冲击，造成扰动，致使冷却介质流动不顺畅，热量无法随冷却介质及时排走，影响降温效果。

基于上述问题，在本申请的一可选实施例中，轴承冷却装置还包括阻隔板500，所述阻隔板500的一端与所述轴承箱200的外箱壁连接，所述阻隔板500的另一端与所述冷却箱310的内箱壁连接，所述进液口和所述出液口分别位于所述阻隔板500的两相对侧。此时，在阻隔板500的阻挡作用下，从进液口流入的冷却介质仅能够沿环形的冷却介质流通通道400的一个方向流入、再从另一个方向流回，最终从出液口排出，如此可确保冷却介质的流动顺畅，能够将置换出的热量迅速排出，确保温降效果。

请继续参阅图2，进一步地，轴承冷却装置还包括至少一个扰流板600，所述扰流板600的一端设置于所述冷却箱310的内箱壁上，所述扰流板600的另一端与所述轴承箱200的外箱壁间隔设置。通过装设扰流板600，能够对流动的冷却介质进行扰动，使不同位置的冷却介质都能与轴承箱200的箱壁接触而充分换热，提升传热效果和润滑油的温降速率。

具体到本实施例中，轴承冷却装置包括四个所述扰流板600，四个所述扰流板600间隔设置于所述冷却箱310的内箱壁上。如此可进一步提升对冷却介质的扰动效果，实现充分换热，提升对润滑油的温降效能。

考虑到通过冷却介质的循环流动实现对润滑油的降温作业，效果和速率存在一定的局限性，因而在进一步的所述冷却箱310的箱壁上设有呈凹凸状的散热结构，该散热结构与大气环境直接接触；或/和所述冷却组件300还包括散热翅片，所述散热翅片装设于所述冷却箱310的外箱壁上。因而散热结构和散热翅片能够将冷却介质吸收的热量直接传导并散发到大气中，减轻冷却介质的温降负担，提升循环流动时参与二次换热降温的效能。

另外，如图1所示，本轴承冷却装置安装好之后是与空气预热器的辅板相邻设置的，图中具体展示了轴承冷却装置位于辅板的上方的情况。当空气预热器的辅板出现泄漏热风情况时，热风会直接喷射到轴承箱200上，加剧润滑油的温升，进一步恶化轴承工作环境。基于此，在一可选实施例中，所述冷却箱310还设有隔离部311，所述隔离部311与所述轴承箱200之间填充有隔离冷却介质，且所述隔离部311用于与空气预热器的辅板相对。如此隔离部311及其内侧的隔离冷却介质协同可避免泄漏的热风与轴承箱200直接接触，从而消除温升所带来的安全隐患，防止润滑油油温升高甚至超标。

请继续参阅图1，在另一可选实施例中，所述轴承箱200包括套设于所述转轴100外部的箱体210、套设于所述转轴100上的紧固套220、套设于所述紧固套220与所述箱体210之间的轴承件230、螺接于所述紧固套220的外壁上并与所述轴承件230相抵的锁紧螺母240、套设于所述转轴100上并与所述紧固套220的一端相抵的胀套250、及固定于所述冷却箱310的一端上的轴承罩260。如此可确保转轴100的转动平稳、不会发生侧向偏幅振动，同时还能够提升轴承箱200的密闭性，防止灰尘等侵入箱体210内部对轴承工作带来损害；并且该轴承箱200的整体结构稳固、紧凑，工作性能好。

另一方面，本申请还提供一种空气预热器(未示出)，其包括如上所述的轴承冷却装置。该空气预热器通过装配轴承冷却装置，不仅能够迅速降低轴承箱200内润滑油的油温，确保工作安全可靠，同时还能简化产品结构，减少使用及后期维保成本，提升运行经济性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。