一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸。
【背景技術(shù)】
[0002] 在冶金、電站、化工、余熱余能等領(lǐng)域中會(huì)需要使用水泵用于系統(tǒng)中管路或封閉回 路中的熱水循環(huán)。
[0003] 普通的熱水循環(huán)泵沒有對(duì)泵軸實(shí)施冷卻，這導(dǎo)致泵軸將熱流體的熱量由葉輪處向 后傳導(dǎo)至機(jī)械密封和軸承上，增加了機(jī)械密封和軸承的工作溫度，易發(fā)生端面磨損，使得循 環(huán)泵不能保持穩(wěn)定運(yùn)行；此外，在高溫下，泵軸材料的機(jī)械性能會(huì)下降，減少了泵軸的使用 壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了對(duì)熱水循環(huán)泵泵軸進(jìn)行降溫，從而降低泵軸傳導(dǎo)到機(jī)械密封 及軸承的溫度，避免由于高溫導(dǎo)致的泵運(yùn)行事故。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的采用以下技術(shù)方案：一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵 泵軸，其特征在于：所述泵軸為分段泵軸，所述分段泵軸分為兩段，由套筒聯(lián)軸器連接；所 述泵軸內(nèi)設(shè)有同軸盲孔，所述同軸盲孔中插有熱管，熱管的蒸發(fā)端插在泵軸近葉輪端的同 軸盲孔內(nèi)，熱管的冷凝端插在泵軸另一端的同軸盲孔內(nèi)。
[0006] 熱管具有極高的傳熱效率，是由管殼、吸液芯即管芯和傳遞熱能的工作液體即工 質(zhì)等組成一個(gè)高真空封閉系統(tǒng)，憑借封閉系統(tǒng)內(nèi)的工作介質(zhì)反復(fù)發(fā)生相變而進(jìn)行熱量傳遞 的一種高效傳熱元件，其工作原理是：當(dāng)冷凝端的溫度低于蒸發(fā)段的溫度時(shí)，蒸發(fā)端的冷凝 液由于壓力較低，吸熱后很容易汽化成蒸汽，并在微小壓差的作用下流向熱管的冷凝段；在 冷凝端釋放出熱量后又冷凝為液體，在吸液芯的毛細(xì)力作用下重新回到蒸發(fā)段；如此反復(fù) 循環(huán)，達(dá)到傳熱的目的；由于該過程是相變傳熱，熱管內(nèi)部熱阻很小，所以能以較小的溫差 獲得較大的傳熱率。
[0007] 將泵軸抽象成一個(gè)等截面圓柱體，視為一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，泵軸與 葉輪配合端視為熱源，穩(wěn)定輸入熱量；視熱量?jī)H沿軸向向后傳播，熱流量為 #，截面面積為i，泵軸長(zhǎng)度為5，其導(dǎo)熱系數(shù)為x，泵軸熱源端截面溫度為|^，泵軸末端 端面溫度為〖2,泵軸與機(jī)械密封配合處截面溫度為，此截面與熱源截面相距距離為I。
[0008] 由傅里葉定律可知
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸，其特征在于：所述泵軸為分段泵軸，所述分 段泵軸分為兩段，由套筒聯(lián)軸器連接；所述泵軸內(nèi)設(shè)有同軸盲孔，所述同軸盲孔中插有熱 管，熱管的蒸發(fā)端插在泵軸近葉輪端的同軸盲孔內(nèi)，熱管的冷凝端插在泵軸另一端的同軸 盲孔內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸，其特征在于：所述熱管 與同軸盲孔為間隙配合，泵軸內(nèi)的同軸盲孔內(nèi)壁與熱管之間填充有傳熱銅粉，泵軸的熱量 可以通過傳熱銅粉傳遞到熱管的表面；傳熱銅粉使熱管與同軸盲孔內(nèi)壁之間形成了一種柔 性連接，一方面削弱了在泵運(yùn)行中，同軸盲孔內(nèi)壁面的震動(dòng)對(duì)熱管的影響，另一方面大大降 低了同軸盲孔的制造精度，便于其加工制造。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸，其特征在于：所述泵軸 內(nèi)的同軸盲孔在其開口處與所述熱管之間安放有密封環(huán)，密封環(huán)可以避免傳熱銅粉的外 泄。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸，其特征在于：所述泵軸 在熱管冷凝端處固定有散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇對(duì)泵軸在熱管冷凝端處的熱量進(jìn)行傳導(dǎo)，并與 空氣形成強(qiáng)制對(duì)流，達(dá)到散熱目的。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸，其特征在于：所述同軸 盲孔與所述熱管間隙為1mm。
6. 如權(quán)利要求4所述的一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸，其特征在于：所述冷卻 風(fēng)扇采用輕質(zhì)鋁片制成，鋁傳熱效果更好，更輕。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸，其特征在于：所述熱管 采用鈦合金制成，所述熱管的工作溫度很高，滿足了熱水循環(huán)泵輸送不同溫度介質(zhì)的要求。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用熱管冷卻的熱水循環(huán)泵泵軸，屬于水泵技術(shù)領(lǐng)域。主要包括泵軸、熱管、套筒聯(lián)軸器、散熱風(fēng)扇，其特征在于泵軸為分段泵軸，分為兩段，由套筒聯(lián)軸器連接。兩段泵軸內(nèi)均開有同軸盲孔，熱管的蒸發(fā)端插在近葉輪端泵軸的同軸盲孔內(nèi)，熱管的冷凝端插在另一泵軸的同軸盲孔內(nèi)，泵軸在熱管冷凝端處裝有用于導(dǎo)熱散熱的散熱風(fēng)扇。傳統(tǒng)的熱水循環(huán)泵泵軸沒有使用冷卻裝置，本發(fā)明在不影響泵體結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)泵軸進(jìn)行降溫冷卻，帶走泵軸及泵軸周圍零件的熱量，增加了泵運(yùn)行的可靠性，同時(shí)具有傳熱效率高，易加工制造的特點(diǎn)。
【IPC分類】F04D7-06, F04D29-58, F04D29-043
【公開號(hào)】CN104879315
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510229186
【發(fā)明人】劉棟, 湯承, 晁長(zhǎng)青, 王穎澤
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日