CN104879325A - 一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及输送高温介质的泵，特指一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置。包括泵体、叶轮、热管、附轮和泵盖，其中泵体内壁面径向加工螺纹盲孔，与外表面同样带有螺纹的热管配合，泵体外表面周向布置轴向直肋片，加强泵体的散热，附轮与叶轮轮毂过渡配合。该结构可以防止高温热水循环泵在运行过程中，泵内的热水与密封清洗液直接接触，避免了在冷热流体混合区，温度梯度过大，主轴和泵盖表面产生热疲劳裂纹，降低使用寿命。本发明可以对现有的高温热水循环泵的结构进行改造，减缓热疲劳的发生，从而实现高温热水循环泵的安全、可靠的运行。

Description

一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置
技术领域
    本发明涉及输送高温介质的泵，特指一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置。
背景技术
    在石化电力、冶金工矿、核工业能源以及船舶及海上工业等领域中会使用高温热水循环泵增加输送的高温介质压力。
    普通的高温热水循环泵没有减缓热疲劳的装置，低温的密封清洗液与泵送高温介质不断混合，冲击主轴和泵盖表面，频繁的热冲击产生的热应力很容易导致冷热水混合区主轴和泵盖表面产生热疲劳裂纹，普通的高温热水循环泵无法保证长期安全稳定的运行；因此，热疲劳减缓装置在高温热水循环泵领域有了很好的应用前景。
目前，对于热疲劳，较多的仅仅是从材料方面考虑，提供一种抗热疲劳合金材料，来减缓热疲劳的发生，但是大范围的推广困难很大；现有技术热量传递效果并不明显，无法高效、快速地提高密封清洗液的温度，降低冷热水的温度梯度。
发明内容
本发明目的是为了解决上述问题，提供一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是：一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，包括泵体、叶轮，其特征在于：泵体与泵盖的配合段沿泵体的轴向背离叶轮方向延长形成外伸段，所述泵体延长的外伸段内壁面径向加工若干螺纹盲孔，所述螺纹盲孔内旋入带有螺纹的热管；所述热管的冷凝段旋入螺纹盲孔中，热管靠与盲孔的螺纹配合固定。
所述泵体与泵盖的配合段沿泵体的轴向背离叶轮方向延长至泵出口法兰上的通孔中心线的位置，保证了装置的可行性及结构的紧凑性。
热管具有极高的传热效率；热管是由管壳、吸液芯即管芯和传递热能的工作液体即工质等组成一个高真空封闭***，凭借封闭***内的工作介质反复发生相变而进行热量传递的一种高效传热元件；其工作原理是：当冷凝段的温度低于蒸发段的温度时，蒸发段的冷凝液由于压力较低，吸热后很容易汽化成蒸汽，并在微小压差的作用下流向热管的冷凝段；在冷凝段释放出热量后又冷凝为液体，在吸液芯的毛细力作用下重新回到蒸发段，如此反复循环，达到传热的目的；由于该过程是相变传热，热管内部热阻很小，所以能以较小的温差获得较大的传热率。  
还设有附轮，所述附轮与叶轮轮毂过渡配合，之间安放有密封圈，阻止高温介质流过；所述附轮与泵体外伸段形成环形流道，所述热管的蒸发段处于环形流道内，叶轮出口部分泄露的高温介质流经环形流道，流入所述附轮与泵盖间的空腔，与密封清洗液混合，混合液体共同从泵盖上的密封清洗液出口流出；在工作时，泄漏的高温介质流经附轮与泵体形成的环形流道，流道内热管的蒸发段吸收热量，高温介质温度降低，减小高温介质与密封清洗液的温度差，降低冷热流体混合区的主轴和泵盖表面产生疲劳裂纹的可能，提高泵的运行状况。
进一步的，所述泵体外壁面周向布置轴向直肋片。
进一步的，所述螺纹盲孔内壁与热管之间填充有传热铜粉，传热铜粉不仅能够将热管释放的热量充分传递给泵体，而且还大大降低了配合的螺纹盲孔的制造精度，便于其加工制造。
进一步的，所述螺纹盲孔开口边缘与所述热管之间安放有密封圈，避免传热铜粉的外泄。
进一步的，L为所述热管长度，                                               为所述热管表面螺纹长度，，足够的螺纹长度将热管旋入螺纹盲孔内，保证了热管工作的可靠性；所述热管伸入泵体内壁面螺纹盲孔的长度为，保证热管的蒸发段完全处于高温介质中，便于传热。
进一步的，所述附轮端部厚，中间薄，成凹形圆盘结构，一方面，可以节省材料，另一方面，凹形圆盘与泵盖之间形成空腔，保证了流体流动的畅通性；所述附轮与所述叶轮轮毂之间安放有密封圈，避免高温介质的通过。
进一步的，为所述附轮外径，为所述泵体外伸段内径，L为所述热管长度，，确定了环形流道的宽度，保证流道内流体的温度充分降低。
进一步的，n为所述泵体法兰上的螺纹孔和泵体外壁面轴向直肋片个数，N为所述螺纹盲孔个数，同一轴面螺纹盲孔数为2，N=2n，盲孔与轴向直肋片处于同一径向位置，与法兰上的螺纹孔交错布置。
    进一步的，所述泵体外壁面轴向直肋片厚度满足：
        。
   其中：；
         ；
         -肋片材料的导热系数；
         -肋片表面的对流换热系数；
         -泵体表面的对流换热系数；
         -泵体外伸段外径。
进一步的，所述热管的热阻:
     。
   其中：为蒸发段测点温度的时均值，；
         为冷凝段测点温度的时均值，；
         Q为除掉散热损失后的加热功率，W。
对于等截面的平壁结构，相同的加热功率Q和高温侧温度，由于热管的相变传热，平壁结构低温侧温度，热管的热阻R远远小于平壁的热阻，可见，加入热管，能够明显的降低高温介质的温度。
 有益效果为：该装置结构简单，安全可靠，高温介质通过泵体与附轮形成的环形流道，泵内高温介质流经环形流道，泵体外伸段内壁面径向布置的热管，蒸发段处于环形流道内，蒸发段直接从环形流道内的泵内高温介质吸收大量的热量，热量通过热管的过渡段和冷凝段，进入泵体，泵体通过外壁面的轴向直肋片将热量传递周围的环境，该过程使得流经环形流道高温介质的温度降低，减小了要混合的冷热流体的温差，减缓了冷热流体混合区主轴和泵盖表面产生疲劳裂纹的可能性，提高泵的运行状况。
附图说明
图1为使用本发明的一种高温热水循环泵局部示意图。
图2为泵体的右视图。
图3为高温热水循环泵A处的局部放大图。
图中：1.泵体、2.叶轮、3.传热铜粉、4.热管、5.密封圈、6.附轮、7.密封圈、8.密封清洗液出口、9.泵盖、10.轴向直肋片、11.环形流道、12.泵体外伸段、13. 附轮中间、14. 附轮端部、15.法兰、16.螺纹盲孔、17.法兰上螺纹孔、18.机械密封、19.空腔、20.泵出口法兰、21.叶轮轮毂。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明。
本发明是一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，包括泵体1、叶轮2、热管4以及附轮6；所述泵体1外壁面周向布置轴向直肋片10，延长的外伸段12内壁面径向加工若干螺纹盲孔16，所述螺纹盲孔16内旋入热管4；所述热管4的冷凝段旋入螺纹盲孔16中，热管4靠与螺纹盲孔16的螺纹配合固定；L为所述热管4长度，为所述热管4表面螺纹长度，，热管4伸入泵体外伸段12内壁面螺纹盲孔16的长度为；所述螺纹盲孔16内壁与热管4之间填充有传热铜粉3，螺纹盲孔16开口边缘与所述热管6之间安放有密封圈5；所述附轮端部14厚，中间13薄，成凹形圆盘结构，附轮6与叶轮轮毂21过渡配合，之间安放有密封圈7；所述附轮6与泵体1形成环形流道11，叶轮2部分泄露的高温介质流经环形流道11，流入所述附轮6与泵盖9间的空腔19;为所述附轮6外径，为所述泵体1外伸段12内径，L为所述热管4长度，；n为所述泵体1的法兰15上的螺纹孔17和轴向直肋片10的个数，N为所述螺纹盲孔16的个数，同一轴面螺纹盲孔16数为2，N=2n，盲孔16与轴向直肋片10处于同一径向位置，与法兰上的螺纹孔17交错布置；所述泵体1外壁面轴向直肋片10厚度满足： 。
   其中：；
         ；
         -肋片材料的导热系数；
         -肋片表面的对流换热系数；
         -泵体表面的对流换热系数；
         -泵体外伸段外径。
工作原理：高温热水循环泵工作时，叶轮2内部分泄露的高温介质从叶轮2出口流出，流向叶轮2背面，由于附轮6与叶轮轮毂21过渡配合，之间安放有密封圈7，高温介质只能流入泵体外伸段12与附轮6之间的环形流道11，同时环形流道11内热管4的蒸发段大量的吸收高温介质的热量，热量经热管4传递给泵体1，泵体1的热量经由外表面的轴向直肋片10传递给周围环境，与光壁结构相比，轴向直肋片10的存在显著增加了散热面积，加速了热量的散失；被降低温度的泵内高温介质流入附轮6与泵盖9间的空腔19，与密封清洗液混合；混合液体共同从密封清洗液8出口流出；高温介质的温度降低，导致冷热流体混合区的温度梯度减小，减缓了主轴和泵盖热疲劳的发生。从而保证了主轴和泵盖的寿命，实现高温热水循环泵安全长期稳定的运行。

Claims (10)

1.一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，包括泵体、叶轮，其特征在于：泵体与泵盖的配合段沿泵体的轴向背离叶轮方向延长形成外伸段，所述泵体延长的外伸段内壁面径向加工若干螺纹盲孔，所述螺纹盲孔内旋入带有螺纹的热管；所述热管的冷凝段旋入螺纹盲孔中，热管靠与盲孔的螺纹配合固定；还设有附轮，所述附轮与叶轮轮毂过渡配合，所述附轮与泵体外伸段形成环形流道，所述热管的蒸发段处于环形流道内，叶轮出口部分泄露的高温介质流经环形流道，流入所述附轮与泵盖间的空腔，与密封清洗液混合，混合液体共同从泵盖上的密封清洗液出口流出；环形流道内热管的蒸发段吸收热量，高温介质温度降低，减小高温介质与密封清洗液的温度差，降低冷热流体混合区的主轴和泵盖表面产生疲劳裂纹的可能，提高泵的运行状况。
2.如权利要求1所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于：所述附轮与叶轮轮毂过渡配合面安放有密封圈，阻止高温介质流过。
3.如权利要求1所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于：所述泵体外壁面周向布置轴向直肋片。
4.如权利要求1所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于：所述螺纹盲孔内壁与热管之间填充有传热铜粉，传热铜粉不仅能够将热管释放的热量充分传递给泵体，而且还大大降低了配合的螺纹盲孔的制造精度，便于其加工制造。
5.如权利要求1所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于：所述螺纹盲孔开口边缘与所述热管之间安放有密封圈，避免传热铜粉的外泄。
6.如权利要求1所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于：所述热管长度为L，所述热管表面螺纹长度为                                                ，，足够的螺纹长度将热管旋入螺纹盲孔内，保证了热管工作的可靠性；所述热管伸入泵体内壁面螺纹盲孔的长度为，保证热管的蒸发段完全处于高温介质中，便于传热。
7.如权利要求1所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于：所述附轮端部厚，中间薄，成凹形圆盘结构，一方面，可以节省材料，另一方面，凹形圆盘与泵盖之间形成空腔，保证了流体流动的畅通性；所述附轮与所述叶轮轮毂之间安放有密封圈，避免高温介质的通过。
8.如权利要求1所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于：所述附轮外径为，所述泵体外伸段内径为，所述热管长度为L，，确定了环形流道的宽度，保证流道内流体的温度充分降低。
9.如权利要求1所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于： 所述螺纹盲孔个数为N，同一轴面螺纹盲孔数为2，N=2n，n为所述泵体法兰上的螺纹孔和泵体外壁面轴向直肋片个数，螺纹盲孔与轴向直肋片处于同一径向位置，与法兰上的螺纹孔交错布置。
10.    如权利要求3所述的一种利用热管减缓高温热水循环泵热疲劳的装置，其特征在于：所述泵体外壁面轴向直肋片厚度满足：
        ；
   其中：；
         ；
         -肋片材料的导热系数；
         -肋片表面的对流换热系数；
         -泵体表面的对流换热系数；
         -泵体外伸段外径；
所述热管的热阻；
   其中：为蒸发段测点温度的时均值，；
         为冷凝段测点温度的时均值，；
         Q为除掉散热损失后的加热功率，W。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106766373A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 江苏大学 一种高温泵轴承冷却余热回收***

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101598258A (zh) * 2009-04-27 2009-12-09 清华大学 T型管道冷热流体混合过程中降低热疲劳的装置和方法
CN102536915A (zh) * 2012-02-22 2012-07-04 江苏永一泵业有限公司 一种热水循环泵
CN202520560U (zh) * 2011-09-13 2012-11-07 汉钟精机股份有限公司 一种真空泵转子冷却元件
CN103352873A (zh) * 2013-07-30 2013-10-16 强胜精密机械(苏州)有限公司 改进的螺旋流恒压泵
CN103912504A (zh) * 2014-04-25 2014-07-09 无锡市安化屏蔽电泵厂 一种高温型屏蔽电泵
JP2015075039A (ja) * 2013-10-09 2015-04-20 三菱重工業株式会社 ポンプ
CN104564844A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 江苏大学 一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101598258A (zh) * 2009-04-27 2009-12-09 清华大学 T型管道冷热流体混合过程中降低热疲劳的装置和方法
CN202520560U (zh) * 2011-09-13 2012-11-07 汉钟精机股份有限公司 一种真空泵转子冷却元件
CN102536915A (zh) * 2012-02-22 2012-07-04 江苏永一泵业有限公司 一种热水循环泵
CN103352873A (zh) * 2013-07-30 2013-10-16 强胜精密机械(苏州)有限公司 改进的螺旋流恒压泵
JP2015075039A (ja) * 2013-10-09 2015-04-20 三菱重工業株式会社 ポンプ
CN103912504A (zh) * 2014-04-25 2014-07-09 无锡市安化屏蔽电泵厂 一种高温型屏蔽电泵
CN104564844A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 江苏大学 一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106766373A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 江苏大学 一种高温泵轴承冷却余热回收***

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