礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統的製作方法

2023-12-09 14:15:51 2

專利名稱：礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統的製作方法
礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統所屬技術領域
本發明是礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統，尤其是在煤礦使 用的多級礦潛泵利用固液兩相流作為潤滑液體的硬質合金滑動軸承的引水冷卻潤滑系 統，屬於滑動軸承的潤滑冷卻領域。
背景技術：
在煤礦等礦井中大量使用多級礦潛泵，其旋轉軸主要依靠潛水電機內的兩組滾 動軸承支承，由於潛水電機是完全密封的，所以這兩組滾動軸承與泵送的固液兩相流不 接觸，其使用壽命是很長的。但是多級礦潛泵葉輪部分的旋轉軸是懸臂在潛水電機之 外，在固液兩相流中運轉的，為了提高旋轉軸的臨界轉速和剛性，往往在旋轉軸的另一 端再裝一組徑向滑動軸承，如圖1所示，這組徑向滑動軸承是以含有很多泥沙的固液兩 相流作為潤滑液體的，因此其使用壽命很短。發明專利「硬質合金三組合徑向滑動軸 承」(申請號20101(^97834.5)雖然採用了硬質合金材料並採用三組合結構提高了使用壽 命，但因為礦井中有很多比硬質合金還硬的砂子，因此其使用壽命仍然不能滿足用戶的 需求。雖然把軸承和優質潤滑液密封起來的技術也是一個有效措施，但含有泥沙的固液 兩相流會很快破壞各種密封進入軸承內部，因此其使用壽命也有限。雖然用高壓清水潤 滑冷卻並阻止固液兩相流進入軸承的技術也是一個有效措施，但在礦井內要配備高壓清 水實在是不容易辦到的事情。發明內容
為了提高多級礦潛泵上這組徑向滑動軸承的壽命，本發明提供一種創新設計的 用於多級礦潛泵的硬質合金徑向滑動軸承的引水冷卻潤滑系統。
本發明的技術方案是
礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統，其主要由一組硬質合金滑 動軸承、一個帶軸承盒的泵蓋、一個半開式小葉輪和一個引水系統組成，其主要創新 是引水系統由一個浮在水面上的漂浮物與引水管組成，引水管穿過濾網，把水面上的 水引入泵蓋軸承盒，冷卻潤滑硬質合金滑動軸承。其附加創新是引水系統的漂浮物可 以是引水管吸水端的夾緊體，也可以是一個懸浮在水面上的濾水池。還有一個附加創新 是一個半開式小葉輪安裝在硬質合金滑動軸承的上方，其葉片是徑向放射性的，即葉 片的進出口安放角都是90度，這個半開式小葉輪與泵軸同步旋轉，無論泵軸是正常工作 時的正向旋轉還是停機後的短暫反向旋轉，這個半開式小葉輪都是把滑動軸承內的冷卻 潤滑液體抽上來打出去。
礦潛泵一般安裝在礦井內的一個泵坑內，泵坑不大但一般比幾個水泵還要大一 些，礦井內的積水流入泵坑再被礦潛泵打到別處去。流入泵坑的液體含有很多高硬度的 石英砂等雜質，但高硬度的雜質往往比重也比較大，因此比較容易沉到泵坑的下部和底 部。當礦潛泵工作時，泵坑內的液體被水泵高速吸入的時候，泵坑下部和底部的高硬度雜質也會隨液流進入水泵，以往的滑動軸承直接用水泵吸入的液體進行潤滑，因此高硬 度雜質就會進入滑動軸承並破壞滑動軸承。而本發明通過引水系統，把泵坑水面的液 體引入滑動軸承冷卻潤滑，雖然泵坑水面的液體還是汙水，但其中懸浮的雜質比重比較 小，多數是煤粉等硬度比較小的物質，因此硬度高於煤粉的硬質合金滑動軸承使用壽命 可以大大提高，從而提高礦潛泵的壽命。
把泵坑水面的液體引入滑動軸承再排出滑動軸承的動力利用了水泵工作狀態 下，首級葉輪進口的壓力小於泵坑水面壓力的科學原理，又在滑動軸承的上方增加了一 個半開式小葉輪，更增加了把泵坑水面的液體引入滑動軸承再排出滑動軸承的動力。小 葉輪的葉片是徑向放射性的，即葉片的進、出口安放角都是90度，當水泵正常工作時， 這個半開式小葉輪可以加速把滑動軸承內的冷卻潤滑液體抽上來打出去。當水泵停機後 的短暫時間內，管路內的液體會倒流回來，這時首級葉輪進口的壓力會大於泵坑水面壓 力，這個半開式小葉輪可以阻擋回流進入軸承，繼續把滑動軸承內的冷卻潤滑液體抽上 來打出去，因為放射性葉片的葉輪無論正轉還是反轉，其抽吸液體的能力是相同的。
為了使引入軸承的液體含雜質更少一些，還可以把漂浮物做成一個濾水池，引 水管從濾水池內引水，那麼滑動軸承的壽命可以更加延長了。這個濾水池主要功能是防 止雜物堵住進水口和進一步利用重力原理將高硬度雜質分離出來。它不需要把汙水變清 水，所以製作很簡單。
本發明的有益效果是提高了硬質合金滑動軸承的壽命，從而提高了採用硬質合 金滑動軸承的多級礦潛泵等機械產品的使用壽命。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是現有立式多級礦潛泵的簡圖2是實施本發明的一個方案圖，其引水系統的漂浮物只是用來固定引水管吸 水端的；
圖3是實施本發明的另一個方案圖，其引水系統的漂浮物是一個懸浮在水面上 的濾水池；
圖4是本發明半開式小葉輪的結構簡圖，其中下圖是主視圖，上圖是仰視圖5是引水系統漂浮物作為濾水池的結構簡圖，其中上圖是主視圖，下圖是 A-A剖面俯視圖。
圖中1.旋轉軸，2.首級葉輪，3.半開式小葉輪，4.小葉輪的葉片，5.首級葉輪 進口，6.硬質合金滑動軸承，7.小葉輪的輪轂，8.壓緊螺母，9.引水鋼管，10.泵蓋軸承 盒，11.引水軟管，12.固定引水管吸水端的漂浮物，13.作為濾水池的漂浮物，14.濾水池 錐體，15.濾水池柱柵，16.濾水池大蓋子，17.引水軟管的吸水口，18.泵坑水面。
具體實施方式
圖2所示的一個實施方案，其引水系統的漂浮物12隻是用來固定引水軟管11的 吸水端的，圖3所示的另一個實施方案，作為濾水池的漂浮物13不僅用來固定引水軟管 11的吸水端，而且這個濾水池還是防止雜物堵住引水軟管的吸水口 17和進一步利用重力原理將高硬度雜質分離出來的裝置。
本發明主要由硬質合金滑動軸承6、泵蓋軸承盒10、一個半開式小葉輪3和一個 引水系統組成，引水系統由引水管路9和11以及漂浮物12或13等組成。滑動軸承6由 軸套和軸瓦組成，軸套裝在半開式小葉輪3的輪轂7上，與旋轉軸1同步旋轉，軸瓦裝在 泵蓋軸承盒10內，是不旋轉的。當礦潛泵工作時，泵坑內的液體被水泵高速吸入，泵坑 下部和底部的高硬度雜質也會隨液流進入水泵，但不會進入滑動軸承6，因為首級葉輪進 口 5處的壓力低於引水軟管的吸水口 17的壓力，因此泵坑水面18的水會被吸入引水軟管 的吸水口 17，並經過引水軟管11和引水鋼管9進入泵蓋軸承盒10內，再經過滑動軸承6 流到首級葉輪進口，在這個流程中，泵坑水面18的水起到了冷卻潤滑滑動軸承6的作用 還阻止了首級葉輪進口 5處的高硬度雜質進入滑動軸承6。因為泵坑水面18的水中基本 沒有高硬度雜質，所以採用硬質合金材料製作的滑動軸承6的壽命會比不實施本發明的 滑動軸承大大提高。
本發明還在滑動軸承6的上方增加了一個半開式小葉輪3，小葉輪的葉片4是徑 向放射性的，即葉片的進、出口安放角都是90度，如圖4所示。當水泵正常工作時，這 個半開式小葉輪可以加速把滑動軸承6內的冷卻潤滑液體抽上來打出去，從而使滑動軸 承6具有更加良好的冷卻潤滑條件。但小葉輪3更大的作用是在水泵停機後的短暫時間 內，因為停機後，管路內的液體會倒流回來，這時首級葉輪進口 5的壓力會大於泵坑水 面18的壓力，這個半開式小葉輪3可以阻擋回流進入滑動軸承6，繼續把滑動軸承6內的 冷卻潤滑液體抽上來打出去，因為放射性葉片的葉輪無論正轉還是反轉，其抽吸液體的 能力是相同的。小葉輪的輪轂7比較長，這是為了傳遞壓緊螺母8對首級葉輪2的壓緊 力，同時便於安裝滑動軸承6的軸套。
圖5是引水系統漂浮物作為濾水池的結構簡圖，這個作為濾水池的漂浮物13是 用比重小於汙水的非金屬材料製作的。錐體14中間的孔是用來固定引水軟管11的吸水 端。圍繞錐體14四周的柱柵15由多個柱體組成，主要起濾水作用即阻止大一些的雜物 進入濾水池10，以免堵住引水軟管的吸入口 17。濾水池頂端的大蓋子16的一個作用是 防止雜物從上面掉進濾水池10，第二個作用是加大濾水池10的重量，保證引水軟管的吸 入口 7能夠淹沒在水中，第三個作用是加大濾水池10的浮力，保證濾水池能夠漂浮在水 面，不會沉入水底。
權利要求
1.礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統，其主要由一組硬質合金滑動 軸承、一個帶軸承盒的泵蓋、一個半開式小葉輪和一個引水系統組成，其特徵是引水 系統由一個浮在水面上的漂浮物與引水管組成，引水管穿過濾網，把水面上的水引入泵 蓋軸承盒，冷卻潤滑硬質合金滑動軸承。
2.根據權利要求1所述礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統，其特徵 是引水系統的漂浮物可以是引水管吸水端的夾緊體，也可以是一個懸浮在水面上的濾 水池。
3.根據權利要求1所述礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統，其特徵 是一個半開式小葉輪安裝在硬質合金滑動軸承的上方，其葉片是徑向放射性的，即葉 片的進、出口安放角都是90度，這個半開式小葉輪與泵軸同步旋轉，無論泵軸是正常工 作時的正向旋轉還是停機後的短暫反向旋轉，這個半開式小葉輪都是把滑動軸承內的冷 卻潤滑液體抽上來打出去。
全文摘要
礦潛泵的一種硬質合金滑動軸承引水冷卻潤滑系統，其主要由一組硬質合金滑動軸承、一個帶軸承盒的泵蓋、一個半開式小葉輪和一個引水系統組成，引水系統由一個浮在水面上的漂浮物與引水管組成，引水管穿過濾網，把水面上的水引入泵蓋軸承盒，冷卻潤滑硬質合金滑動軸承。在滑動軸承上方增加的一個半開式小葉輪，可以防止高硬度雜質進入軸承。本發明的有益效果是提高了硬質合金滑動軸承的壽命，從而提高了採用硬質合金滑動軸承的多級礦潛泵等機械產品的使用壽命。
文檔編號F04D29/22GK102022384SQ20101059109
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者曹衛東, 胡博, 袁壽其, 陸偉剛, 高一 申請人:江蘇大學