專利名稱：一種軸承自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軸承的冷卻裝置，特別涉及一種軸承的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置。
背景技術(shù)：
軸承是機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵部件，其運(yùn)行的可靠性對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行具有重要的影 響，然而軸承的冷卻又是軸承可靠運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。軸承在運(yùn)行過程中由于摩擦的存 在將會(huì)產(chǎn)生熱量，為了保證軸承運(yùn)行在設(shè)計(jì)的溫度范圍內(nèi)，需要通過恰當(dāng)?shù)睦鋮s方式將這 部分熱量帶走。當(dāng)前軸承的冷卻方式有自然空氣冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷、水冷、循環(huán)潤滑油冷卻、 熱管冷卻等。自然空氣冷卻方式是將軸承運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量傳遞給軸承座，再通過軸承座將熱 量散發(fā)到周圍的空氣中。該冷卻方式結(jié)構(gòu)簡單，無需輔助裝置，可靠性高。然而自然空氣冷 卻方式的冷卻效率較低，只能應(yīng)用于一些散熱需求較低軸承中。強(qiáng)迫風(fēng)冷、水冷、循環(huán)潤滑油冷卻是通過強(qiáng)制對(duì)流的方式將軸承運(yùn)行產(chǎn)生的熱量 傳遞給冷卻介質(zhì)，其冷卻效率高，冷卻能力強(qiáng)。然而在這三種冷卻方式中冷卻介質(zhì)的循環(huán)流 動(dòng)均需要外力驅(qū)動(dòng)，增加相應(yīng)的循環(huán)設(shè)備，冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增大了故障的可能性。專 利02214918. X “煤氣加壓風(fēng)機(jī)軸承冷卻裝置“和200910213949. 9 “立窯軸承冷卻系統(tǒng)”分 別提出了風(fēng)冷和水冷的冷卻系統(tǒng)。熱管冷卻是將熱管的蒸發(fā)段與軸承或潤滑油接觸，吸收軸承的熱量，熱管內(nèi)的冷 卻介質(zhì)在吸收熱量蒸發(fā)，然后汽態(tài)的冷卻介質(zhì)進(jìn)入熱管的冷凝段，汽態(tài)的冷卻介質(zhì)釋放熱 量后冷凝為液態(tài)再流回到蒸發(fā)段，如此通過冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)軸承的冷卻。由于熱 管的帶熱能力有限，并且在軸承的布置結(jié)構(gòu)上受到限制，難以在散熱需求高的軸承中得到 應(yīng)用，如201010136393. 0 “一種滑動(dòng)軸承冷卻結(jié)構(gòu)”。自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)是冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收熱量汽化，氣態(tài)的冷卻介質(zhì)經(jīng)過 集氣管上升進(jìn)入到冷凝器，在冷凝器內(nèi)釋放熱量后氣態(tài)的冷卻介質(zhì)冷凝為液體，液態(tài)介質(zhì) 在重力的作用下經(jīng)過回液管流入蒸發(fā)器中，通過該自動(dòng)循環(huán)的過程實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞。該技 術(shù)結(jié)構(gòu)布置靈活，傳熱效率高，循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。對(duì)于散熱需求較高的軸承，自 循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)其冷卻效果。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種軸承的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝 置，本實(shí)用新型通過蒸發(fā)冷卻介質(zhì)相變的方式將軸承的熱量傳遞給二次冷卻空氣或冷卻 水。本實(shí)用新型中蒸發(fā)器和冷凝器通過管道相連，結(jié)構(gòu)簡單，布置靈活，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)自循 環(huán)流動(dòng)，冷卻效率高，為軸承運(yùn)行在允許的溫度范圍內(nèi)提供保障。本實(shí)用新型的軸承自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置由四部分構(gòu)成蒸發(fā)器、集氣管、冷凝器和 回液管。[0009]本實(shí)用新型中蒸發(fā)器的出氣口通過集氣管與冷凝器的進(jìn)氣口相連，冷凝器的出液 口通過回液管與蒸發(fā)器的進(jìn)液口相連接。蒸發(fā)器、集氣管、冷凝器和回液管構(gòu)成密封腔體。本實(shí)用新型的傳熱循環(huán)過程是在由蒸發(fā)器、集氣管、冷凝器和回液管構(gòu)成的密封 腔體中注入蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收由軸承傳遞給蒸發(fā)器的熱 量而汽化，氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)經(jīng)蒸發(fā)器的出氣口通過集氣管進(jìn)入冷凝器，氣態(tài)的蒸發(fā)冷 卻介質(zhì)在冷凝器內(nèi)將熱量傳遞給二次冷卻空氣或冷卻水而冷凝為液態(tài)，液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介 質(zhì)經(jīng)冷凝器的出液口通過回液管進(jìn)入蒸發(fā)器。蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收軸承的熱量而 汽化，在冷凝器內(nèi)將熱量釋放給二次冷卻空氣或冷卻水而冷凝，即通過蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的汽 化和冷凝實(shí)現(xiàn)將軸承的熱量傳遞給二次冷卻空氣或冷卻水。本實(shí)用新型中熱量的傳遞是通過蒸發(fā)冷卻介質(zhì)相變過程的自循環(huán)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，無 須任何外力的驅(qū)動(dòng)，介質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力來源于蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)和冷凝過程中的密度差， 即液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收熱量汽化，氣態(tài)的介質(zhì)密度小而上升，并進(jìn)入冷凝 器，在冷凝器中氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)釋放熱量而冷凝為液態(tài)，液態(tài)的在重力的作用下經(jīng)回 液管流入蒸發(fā)器。為了保證蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的自循環(huán)流動(dòng)，本實(shí)用新型中冷凝器的位置高于 蒸發(fā)器；蒸發(fā)器的出氣口位于蒸發(fā)器的頂部，進(jìn)液口位于蒸發(fā)器的底部；冷凝器的進(jìn)氣口 高于出液口。本實(shí)用新型中蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收軸承的熱量，因此蒸發(fā)器的外壁設(shè)計(jì) 為與軸承或軸承座緊密接觸，如貼合。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中10蒸發(fā)器、20集氣管、30冷凝器、40回液 管、50軸承、60軸；圖2是本實(shí)用新型換熱循環(huán)流動(dòng)示意圖，圖中10蒸發(fā)器、20集氣管、30冷凝器、 40回液管；圖3是蒸發(fā)器10的結(jié)構(gòu)圖，圖中11蒸發(fā)器進(jìn)液口、12蒸發(fā)器出氣口 ；圖4是水冷冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中31冷凝器的進(jìn)氣口、32冷凝器的出液口 ；圖5是空冷冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中31冷凝器的進(jìn)氣口、32冷凝器的出液口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型軸承蒸發(fā)冷卻裝置主要包括蒸發(fā)器10、集氣管20、冷凝器 30和回液管40。蒸發(fā)器10的出氣口通過集氣管20與冷凝器30的進(jìn)氣口相連，冷凝器30 的出液口通過回液管40與蒸發(fā)器30的進(jìn)液口相連接。蒸發(fā)器10、集氣管20、冷凝器30和 回液管40構(gòu)成密封腔體。蒸發(fā)器10的外壁與軸承50緊密貼合，軸承50在運(yùn)行過程中所 產(chǎn)生的熱量通過傳導(dǎo)的方式傳遞至蒸發(fā)器10，蒸發(fā)器10內(nèi)的液態(tài)蒸發(fā)冷卻介質(zhì)吸收該熱 量而氣化。氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在密度差的作用下，經(jīng)蒸發(fā)器10的出氣口 12通過集氣管 20，由冷凝器10的進(jìn)氣口 31進(jìn)入冷凝器30。氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在冷凝器30內(nèi)將熱量傳 遞給二次冷卻空氣或冷卻水而冷凝為液態(tài)，液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在重力的作用下，經(jīng)冷凝 器30的出液口 32通過回液管40，由蒸發(fā)器10的進(jìn)液口 11進(jìn)入蒸發(fā)器10。[0020]本實(shí)用新型的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻的熱量傳遞過程如圖2所示，液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì) 在蒸發(fā)器10中吸收熱量而汽化，氣態(tài)的介質(zhì)經(jīng)集氣管20進(jìn)入冷凝器30，在冷凝器30中氣 態(tài)的介質(zhì)釋放熱量而冷凝為液態(tài)，液態(tài)的介質(zhì)沿回液管40流回蒸發(fā)器10。整個(gè)循環(huán)過程無 須外力驅(qū)動(dòng)，依靠換熱過程的密度差進(jìn)行流動(dòng)。圖3為蒸發(fā)器10的結(jié)構(gòu)示意圖。蒸發(fā)器10的頂部設(shè)置出氣口 12，蒸發(fā)器10的底 部設(shè)置進(jìn)液口 11。蒸發(fā)器10的外形根據(jù)軸承的安裝結(jié)構(gòu)而定，可以是環(huán)形、半圓形、長方形 或正方形。多個(gè)蒸發(fā)器10可以經(jīng)過多根或一根集氣管并聯(lián)到一個(gè)冷凝器30上。圖4和圖5分別為水冷冷凝器和空冷冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖。冷凝器30設(shè)置有進(jìn) 氣口 31和出液口 32。進(jìn)氣口 31高于出液口 32。
權(quán)利要求1.一種軸承自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是所述的蒸發(fā)冷卻裝置包括蒸發(fā)器(10)、集 氣管(20)、冷凝器(30)和回液管00)；蒸發(fā)器(10)的出氣口通過集氣管00)與冷凝器 (30)的進(jìn)氣口(31)相連接，冷凝器(30)的出液口(32)通過回液管00)與蒸發(fā)器(10)的 進(jìn)液口(11)相連接；蒸發(fā)器(10)、集氣管00)、冷凝器(30)和回液管GO)構(gòu)成密封腔體； 蒸發(fā)器(10)的外壁與軸承(50)緊密接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是所述的冷凝器(30)的位 置高于蒸發(fā)器(10)；所述的蒸發(fā)器的出氣口(12)位于蒸發(fā)器(10)的頂部，進(jìn)液口(11)位 于蒸發(fā)器(10)的底部；冷凝器的進(jìn)氣口(31)高于出液口(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征是所述的蒸發(fā)器(10)的外 形為環(huán)形、半圓形、長方形或正方形；多個(gè)蒸發(fā)器(10)通過集氣管O0)并聯(lián)到一個(gè)冷凝器 (30)上。
專利摘要一種軸承自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，包括蒸發(fā)器(10)、集氣管(20)、冷凝器(30)和回液管(40)，軸承與蒸發(fā)器緊密接觸，軸承在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量傳遞至蒸發(fā)器(10)，蒸發(fā)器(10)中的蒸發(fā)冷卻液態(tài)介質(zhì)吸收該熱量而汽化，氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)經(jīng)集氣管(20)進(jìn)入冷凝器(30)中，氣態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)將熱量傳遞給二次冷卻空氣或冷卻水而冷凝為液態(tài)，液態(tài)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)在重力的作用下經(jīng)回液管(40)流回蒸發(fā)器(10)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，布置靈活，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)自循環(huán)流動(dòng)，冷卻效率高，可為軸承運(yùn)行在允許的溫度范圍內(nèi)提供保障。
文檔編號(hào)F16C37/00GK201916367SQ20102069872
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者熊斌, 阮琳, 陳彪 申請人:中國科學(xué)院電工研究所