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一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统技术方案

技术编号:24327229 阅读:33 留言:0更新日期:2020-05-29 18:27
本发明专利技术涉及高温熔盐泵,具体涉及一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统。本发明专利技术设置有U型热管,其导热能力超过任何已知金属的导热能力,可迅速将轴承箱上热量从蒸发端传递到冷凝端,提高换热效率;U型热管冷凝端设置有伞状环形肋片,不仅增大传热面积,而且打断其边界层的连续发展,提高扰流程度,进而提高U型热管换热性能;上风轮、下风轮与罩筒内壁的螺旋导流片形成通道,实现了空气流动路径可控,进一步提升伞状环形肋片的散热效果。

A heat pipe fin air cooling system for bearing cooling on high temperature molten salt pump

【技术实现步骤摘要】
一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统
本专利技术涉及高温熔盐泵,具体涉及一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统。
技术介绍
高温熔盐泵是一种主要应用于氧化铝、氢氧化铝及有机化工流程中的化工泵,也可作为主冷却剂循环泵应用于太阳能热发电流程中。如何提高熔盐泵上轴承在高温环境下的寿命已经成为该泵研究的主要难题之一,而优化上轴承的冷却系统对于解决轴承寿命较短问题有着较大帮助,因此提出一种效果显著、成本适中、空间集约型的熔盐泵上轴承冷却装置具有重要意义和工程应用价值。热管是一种充分利用热传导原理与相变介质快速热传递性质的传热元件,其导热能力超过任何已知金属的导热能力,用于散热器中可提高散热效率且可减少设备的空间,但其价格较为昂贵;肋片常用于换热设备中,使用肋片有着增大传热面积、降低对流换热的热阻的好处,其传热效率相比于热管较低但价格便宜。目前已有专利提出了用于熔盐泵的冷却装置,技术CN201721091310.4提出一种结合风冷和水冷的熔盐泵冷却装置,降温效果较好,但设备体积较大,空间集约化程度不高,不利于安装空间的优化选择;技术CN201721129289.2提出一种新型高效熔盐泵轴承风冷系统,优化了风冷结构,空间集约化程度较好且散热效率有所提高,但其散热片设计较为简单,散热效果一般,配合优化风冷结构仍未能实现冷却效果的最优化。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,以解决上述技术问题。为了实现上述技术目的,达到上述的技术要求,本专利技术所采用的技术方案是:一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,包括电机座,泵轴以及轴承箱,所述轴承箱顶部中心开孔,轴承箱内安装轴承,轴承箱外表面安装有U型热管,U型热管冷凝段外侧设置有伞状环形肋片,轴承箱外侧设置有罩筒,罩筒内壁设置有螺旋导流片,形成连续螺旋槽;所述泵轴顶端伸出罩筒外,泵轴上端安装上风轮,且上风轮位于罩筒内,泵轴中端装入轴承箱顶端中心孔并与其呈过渡连接,轴承与泵轴中端呈基孔制配合,泵轴下端装入电机座上表面中心孔并与其呈过渡连接,泵轴下端安装下风轮,且下风轮位于电机座内;所述电机座上表面开设环形阵列风孔并与罩筒和轴承箱形成的内部空间连通;所述泵轴转动带动上风轮与下风轮转动,无需外接电源。所述环形阵列风孔的数量与位置均与U型热管一致。所述螺旋导流片与水平方向倾角为5°;所述U型热管1/3为蒸发端、1/3为中间端、1/3为冷凝端;U型热管与轴承箱接触部分为蒸发端;占U型热管总长的1/3、与蒸发端相连的为中间端,占U型热管总长1/3、冷凝端为其余的1/3。本专利技术的有益效果:一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,与传统结构相比:设置有U型热管,其导热能力超过任何已知金属的导热能力,可迅速将轴承箱上热量从蒸发端传递到冷凝端,提高换热效率;U型热管冷凝端设置有伞状环形肋片,不仅增大传热面积,而且打断其边界层的连续发展,提高扰流程度,进而提高U型热管换热性能;上风轮、下风轮与罩筒内壁的螺旋导流片形成通道,实现了空气流动路径可控,进一步提升伞状环形肋片的散热效果。附图说明图1为本专利技术结构及风冷空气流动路径示意图。图2为本专利技术热管位置分布俯视示意图。图3为本专利技术U型热管与轴承箱装配示意图。图4为本专利技术U型热管和伞状环形肋片结构示意图。图5为泵轴结构示意图。图6为电机座俯视图。在图中:1.上风轮;2.螺旋导流片;3.连续螺旋槽;4.罩筒;5伞状环形肋片;6.U型热管;7.电机座;8.下风轮;9.轴承箱;10.轴承;11.泵轴;12.风孔;13.进入上风轮的空气路径;14.在连续螺旋槽中的空气路径;15.通过散热片后进入下风轮的空气路径;16.下风轮流出空气路径;17.螺栓;18.螺纹孔;19.圆槽;20.半圆槽;21.泵轴顶端;22.泵轴上端;23.泵轴中端;24泵轴下端。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案以及优点等更加清楚明了,结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅适用于解释本专利技术,并不限定于本专利技术。如图1所示:一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,它包括电机座7,泵轴11以及轴承箱9,所述轴承箱9内安装有轴承10,轴承10上端设置上风轮1,轴承10下端设置下风轮8,轴承箱9外表面安装U型热管6,U型热管6冷凝段外侧设置有伞状环形肋片5;在电机座7的表面开设环形阵列风孔12;轴承箱9外侧设置有罩筒4,罩筒4安装在电机座7上,罩筒4内壁设置有螺旋导流片2,形成连续螺旋槽3。上风轮1将冷空气从外部引进,见进入上风轮的空气路径13,为竖直向下进入上风轮的空气路径,在罩筒4和螺旋导流片2的作用下,一部分空气可沿连续螺旋槽3的旋向螺旋向下移动,见在连续螺旋槽中的空气路径14,为沿连续螺旋槽螺旋向下的空气路径;增加了空气与伞状环形肋片5的接触时间,提高了热交换效率;另一部分空气竖直吹下,将余热吹出,增强换热效果,见通过散热片后进入下风轮的空气路径15,为通过散热片后竖直进入下风轮的空气路径;经风孔12进入电机座7,经下风轮8导出,见下风轮流出空气路径16,为过下风轮水平向外流出的空气路径;空气可按照如图1的路径流动。如图2所示:轴承箱9外表面阵列12根到20根U型热管6,具体数量可根据轴承箱箱体外径确定。如图3所示:轴承箱9外表面开有12个到20个与U型热管6直径相配合的半圆槽20,具体数量可根据热管数量确定,轴承箱在半圆槽上顶端延伸,形成圆槽19,将U型热管6蒸发端上顶部包住,同时开有两个竖直排列的螺纹孔18,并用螺栓17旋入,半圆槽20结构与螺栓17同时固定U型热管位置,同时便于装配与更换U型热管6。如图4所示:U型热管6与伞状环形肋片5为整体铸造,U型热管6冷凝端自上而下均布设置8个伞状环形肋片5,伞状环形肋片5与水平方向倾角为12°到18°之间,外径大小为U型热管6直径的三倍。如图5所示:泵轴11可分为泵轴顶端21、泵轴上端22、泵轴中端23、泵轴下端24四部分。如图6所示:电机座7表面开设环形阵列风孔12,环形阵列风孔数量与位置均与U型热管对应一致。下面结合本专利技术的工作过程进一步解释:具体实施时,本专利技术采用轴承箱外安装热管式肋片进行传热与散热,U型热管6蒸发端紧贴轴承箱吸收热量,吸液芯蒸发,经过中间端传递到冷凝端,吸液芯冷凝放热,在毛细作用下回到蒸发端,热量传递到伞状环形肋片5进行散热,达到了高效的传热效果;上风轮1将冷空气从外部引进,在罩筒4和螺旋导流片2的作用下,一部分空气可沿连续螺旋槽3的旋向螺旋向下移动,增加了空气与伞状环形肋片5的接触时间,提高了热交换效率;另一部分空气竖直吹下,将余热吹出,增强换热效果,经风孔12进入下风轮8室导出,实现空气流动路径可控,合理的流动路径有利于提高风冷的效果。以上实施例仅用于说明本专利技术的设计思想和特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,其特征在于,所述系统包括电机座,泵轴以及轴承箱;所述轴承箱顶部中心开孔,轴承箱内安装轴承,轴承箱外表面安装有U型热管,U型热管冷凝段外侧设置有伞状环形肋片,轴承箱外侧设置有罩筒,罩筒内壁设置有螺旋导流片,形成连续螺旋槽;所述泵轴顶端伸出罩筒外,泵轴上端安装上风轮,且上风轮位于罩筒内,泵轴中端装入轴承箱顶端中心孔并与其呈过渡连接,轴承与泵轴中端呈基孔制配合,泵轴下端装入电机座上表面中心孔并与其呈过渡连接,泵轴下端安装下风轮,且下风轮位于电机座内;所述电机座上表面开设环形阵列风孔并与罩筒和轴承箱形成的内部空间连通;所述泵轴转动带动上风轮与下风轮转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,其特征在于,所述系统包括电机座,泵轴以及轴承箱;所述轴承箱顶部中心开孔,轴承箱内安装轴承,轴承箱外表面安装有U型热管,U型热管冷凝段外侧设置有伞状环形肋片,轴承箱外侧设置有罩筒,罩筒内壁设置有螺旋导流片,形成连续螺旋槽;所述泵轴顶端伸出罩筒外,泵轴上端安装上风轮,且上风轮位于罩筒内,泵轴中端装入轴承箱顶端中心孔并与其呈过渡连接,轴承与泵轴中端呈基孔制配合,泵轴下端装入电机座上表面中心孔并与其呈过渡连接,泵轴下端安装下风轮,且下风轮位于电机座内;所述电机座上表面开设环形阵列风孔并与罩筒和轴承箱形成的内部空间连通;所述泵轴转动带动上风轮与下风轮转动。


2.如权利要求1所述的一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,其特征在于,所述环形阵列风孔的数量与位置均与U型热管一致。


3.如权利要求1所述的一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,其特征在于,所述螺旋导流片与水平方向倾角为5°。


4.如权利要求1所述的一种用于高温熔盐泵上轴承冷却的热管式肋片风冷系统,其特征在于,所述U型热管1/3为蒸发端、1/3为中间端、1/3为冷凝端;U型热管与轴承箱接触部分为蒸发端;占U型热管总长的1/3、与蒸发端相连的为中间端,占U型热管总长1/3、冷凝端为其余的1/3。

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【专利技术属性】
技术研发人员:陈金波吕靖玮高波李超
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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