CN114962320A - 一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环*** - Google Patents

一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，包括泵体和位于所述泵体内的导叶通道，所述泵体内且位于所述导叶通道的顶端设有壳体，所述壳体内设有电机，所述电机的两侧分别设有与其相匹配的匹配的轴承一和轴承二，所述轴承一与所述轴承二相互远离的一侧均设有推力盘，所述壳***于所述推力盘处开设有通道一，所述泵体内且位于所述导叶通道的导叶出口处开口设有与所述通道一相连接的通道二。有益效果：依次流经轴承一间隙、电机定转子间隙、上轴承二间隙、到达叶轮前泵腔，当该腔体压力大于叶轮出口压力时，引流流体进入叶轮流道区域，实现冷却润滑循环。

Description

一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***
技术领域
本发明涉及深海采矿混输泵技术领域，具体来说，涉及一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***。
背景技术
在深海采集运输颗粒过程中，高速转动驱动会使电机及定转子快速产热，为提高使用寿命、提高安全性并且减少能耗，散热；
轴承需要持续的润滑，传统的采矿泵轴承为滑动轴承，布置于每级空间导叶内部，润滑条件很差，难以实现陆上的外接强制润滑；
传统的空间导叶式混输泵，水力级间难以实施动密封，输送的小颗粒进入动静间隙则容易产生安全隐患，间隙密封是一个重要的技术挑战。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，包括泵体和位于所述泵体内的导叶通道，所述泵体内且位于所述导叶通道的顶端设有壳体，所述壳体内设有电机，所述电机的两侧分别设有与其相匹配的匹配的轴承一和轴承二，所述轴承一与所述轴承二相互远离的一侧均设有推力盘，所述壳***于所述推力盘处开设有通道一，所述泵体内且位于所述导叶通道的导叶出口处开口设有与所述通道一相连接的通道二，所述通道二上设有与其相匹配的过滤器。
作为优选的，所述推力盘7上开设有通孔11，所述推力盘7内开设有若干均匀分布的通道三12，若干所述通道三12的两端分别延伸至所述通孔11处和所述推力盘7的外壁，所述通道三12内可以产生动扬程，所述动扬程用Hi表示，冷却润滑的条件为P2要大于P1，P2＝P0+Hi-Δh，Hi的表达式，P1是叶轮出口的压力，只有P2大于P1，润滑才可以正常工作，D为推力盘通孔的外径，n为转速。
作为优选的，所述泵体内且位于所述轴承二的一侧设有叶轮前泵腔，所述叶轮前泵腔内设有延伸至所述导叶通道内的通道四。
作为优选的，为方便计算各个流道下降压力，特对每段流道压力变化进行标号。
作为优选的，流体经过管道的压力损失：
Figure BDA0003610366710000021
作为优选的，流体经与上一水力级缝隙泄露后的压力变化：
Figure BDA0003610366710000022
作为优选的，流体经过电动机管内单相流体强迫对流传热的热流量：Φ＝hA(tw-tf)。
作为优选的，电动机传递给流体的热量为：
Figure BDA0003610366710000023
Figure BDA0003610366710000024
本发明的有益效果为：根据水力级正向加压原理，在下游的导叶出口附近引出高压流体，经过滤后返回至该级上游叶轮外缘处通道二处，则引流流体在压力差的驱动下，依次流经轴承一间隙、电机定转子间隙、上轴承二间隙、到达叶轮前泵腔，当该腔体压力大于叶轮出口压力时，引流流体进入叶轮流道区域，实现冷却润滑循环。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***中推力盘的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***中引流流向图；
图4是根据本发明实施例的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***的部分压力图；
图5是根据本发明实施例的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***的流程图。
图中：
1、泵体；2、导叶通道；3、壳体；4、电机；5、轴承一；6、轴承二；7、推力盘；8、通道一；9、通道二；10、过滤器；11、通孔；12、通道三；13、叶轮前泵腔；14、通道四。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***。
实施例一；
如图1-5所示，根据本发明实施例的用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，包括泵体1和位于所述泵体1内的导叶通道2，所述泵体1内且位于所述导叶通道2的顶端设有壳体3，所述壳体3内设有电机4，所述电机4的两侧分别设有与其相匹配的匹配的轴承一5和轴承二6，所述轴承一5与所述轴承二6相互远离的一侧均设有推力盘7，所述壳体3位于所述推力盘7处开设有通道一8，所述泵体1内且位于所述导叶通道2的导叶出口处开口设有与所述通道一8相连接的通道二9，所述通道二9上设有与其相匹配的过滤器10。
实施例二；
如图1-5所示，推力盘7上开设有通孔11，所述推力盘7内开设有若干均匀分布的通道三12，若干所述通道三12的两端分别延伸至所述通孔11处和所述推力盘7的外壁，所述通道三12内可以产生动扬程，所述动扬程用Hi表示，冷却润滑的条件为P2要大于P1，P2＝P0+Hi-Δh，Hi的表达式，P1是叶轮出口的压力，只有P2大于P1，润滑才可以正常工作，D为推力盘通孔的外径，n为转速，所述泵体1内且位于所述轴承二6的一侧设有叶轮前泵腔13，所述叶轮前泵腔13内设有延伸至所述导叶通道2内的通道四14。
实施例三；
如图1-5所示，为方便计算各个流道下降压力，特对每段流道压力变化进行标号，流体经过管道的压力损失：
Figure BDA0003610366710000041
流体经与上一水力级缝隙泄露后的压力变化：
Figure BDA0003610366710000042
流体经过电动机管内单相流体强迫对流传热的热流量：Φ＝hA(tw-tf)。为保证引流流体顺利进入叶轮区域，需准确计算各间隙处流动阻力，必要时将在下轴承前端布置推理盘结构，推力盘内设置径向流道。引流流体在径向流道内高速旋转，产生辅助扬程，维持循环压力，综合考虑间隙几何尺寸和电机发热量，确定循环流量，进而修正循环通道的过流面积，所属上下轴承可为角接触轴承或径向轴承，若为径向轴承需单独设置径向尺寸。
实施例四；
如图1-所示，电动机传递给流体的热量为：
Figure BDA0003610366710000043
P1为流体流经过滤器后的压力损失：
P2为流体经过管道的压力损失：
P3为流体经与上一水力级缝隙泄露后的压力变化：
P4为流体经过推力盘后的压力变化：
P5为流体经过上下轴承间隙的压力变化：
P7为流体经过定转子间隙的压力变化：
P7为流体经过吸力盘后压力的变化；
由此进行计算，流体经过推力盘的加压，叶轮前泵腔的压强P5＞P6处，流体顺利进入主流道，推力盘随转子***高速旋转，流体经过推力盘后将会跟随推力盘的转动获得动能，被推力盘高速推出，从而增大压力。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，根据水力级正向加压原理，在下游的导叶出口附近引出高压流体，经过滤后返回至该级上游叶轮外缘处通道二9处，则引流流体在压力差的驱动下，依次流经轴承一5间隙、电机定转子间隙、上轴承二6间隙、到达叶轮前泵腔，当该腔体压力大于叶轮出口压力时，引流流体进入叶轮流道区域，实现冷却润滑循环。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，其特征在于，包括泵体(1)和位于所述泵体(1)内的导叶通道(2)，所述泵体(1)内且位于所述导叶通道(2)的顶端设有壳体(3)，所述壳体(3)内设有电机(4)，所述电机(4)的两侧分别设有与其相匹配的匹配的轴承一(5)和轴承二(6)，所述轴承一(5)与所述轴承二(6)相互远离的一侧均设有推力盘(7)，所述壳体(3)位于所述推力盘(7)处开设有通道一(8)，所述泵体(1)内且位于所述导叶通道(2)的导叶出口处开口设有与所述通道一(8)相连接的通道二(9)，所述通道二(9)上设有与其相匹配的过滤器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，其特征在于，所述推力盘(7)上开设有通孔(11)，所述推力盘(7)内开设有若干均匀分布的通道三(12)，若干所述通道三(12)的两端分别延伸至所述通孔(11)处和所述推力盘(7)的外壁，所述通道三(12)内可以产生动扬程，所述动扬程用Hi表示，冷却润滑的条件为P2要大于P1，P2＝P0+Hi-Δh，Hi的表达式，P1是叶轮出口的压力，D为推力盘通孔的外径，n为转速。
3.根据权利要求2所述的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，其特征在于，所述泵体(1)内且位于所述轴承二(6)的一侧设有叶轮前泵腔(13)，所述叶轮前泵腔(13)内设有延伸至所述导叶通道(2)内的通道四(14)。
4.根据权利要求3所述的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，其特征在于，为方便计算各个流道下降压力，特对每段流道压力变化进行标号。
5.根据权利要求4所述的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，其特征在于，流体经过管道的压力损失：
Figure FDA0003610366700000011
6.根据权利要求5所述的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，其特征在于，流体经与上一水力级缝隙泄露后的压力变化：
Figure FDA0003610366700000021
7.根据权利要求6所述的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，其特征在于，流体经过电动机管内单相流体强迫对流传热的热流量：Φ＝hA(tw-tf)。
8.根据权利要求7所述的一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环***，其特征在于，电动机传递给流体的热量为：
Figure FDA0003610366700000022
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1257165A (zh) * 1998-12-17 2000-06-21 沈阳机电研究设计院 组合电机泵
JP2002130191A (ja) * 2000-10-24 2002-05-09 Ebara Corp 液中モータポンプ
CN102003396A (zh) * 2010-12-14 2011-04-06 四川润德机电技术有限公司 自冷却导叶下吸式潜水泵
DE102011117183A1 (de) * 2011-10-28 2012-08-02 Ruhrpumpen Gmbh Teilstromführung, insbesondere einer Magnetkupplungspumpe
CN103261705A (zh) * 2010-08-25 2013-08-21 麦格纳动力系有限公司 具有定子冷却的电动水泵
CN107387424A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 江苏大学 一种具有强迫冷却润滑功能的屏蔽泵
CN209494720U (zh) * 2018-11-21 2019-10-15 兴城市水泵制造有限公司 直驱无轴叶片电泵
CN112460031A (zh) * 2019-11-28 2021-03-09 江苏大学 一种叶轮内置式高速离心泵

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1257165A (zh) * 1998-12-17 2000-06-21 沈阳机电研究设计院 组合电机泵
JP2002130191A (ja) * 2000-10-24 2002-05-09 Ebara Corp 液中モータポンプ
CN103261705A (zh) * 2010-08-25 2013-08-21 麦格纳动力系有限公司 具有定子冷却的电动水泵
CN102003396A (zh) * 2010-12-14 2011-04-06 四川润德机电技术有限公司 自冷却导叶下吸式潜水泵
DE102011117183A1 (de) * 2011-10-28 2012-08-02 Ruhrpumpen Gmbh Teilstromführung, insbesondere einer Magnetkupplungspumpe
CN107387424A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 江苏大学 一种具有强迫冷却润滑功能的屏蔽泵
CN209494720U (zh) * 2018-11-21 2019-10-15 兴城市水泵制造有限公司 直驱无轴叶片电泵
CN112460031A (zh) * 2019-11-28 2021-03-09 江苏大学 一种叶轮内置式高速离心泵

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