一种风机轴承的冷却系统论文和设计-张熙贤

全文摘要

本实用新型涉及一种风机轴承的冷却系统，属于离心风机技术领域，一种风机轴承的冷却系统，包括空冷散热器、风扇、水泵、风机轴承和冷却液储罐，其中，空冷散热器通过管道连接至冷却液储罐一侧，冷却液储罐另一侧通过管道连接至水泵进口，水泵出口通过管道连接至风机轴承一侧开口，风机轴承另一侧开口通过管道连接至空冷散热器，风扇固定安装于空冷散热器一侧。本实用新型突破了过去传统的限制风机轴承降温功能实现的客观瓶颈，摆脱了对外部循环冷却水管网的依赖，自成独立体系，占地面积小，生产自动化程度高，冷却效果好，投资成本低，人工维护及保养的工作量小，其设计巧妙，实用性强。

主设计要求

1.一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，包括空冷散热器、风扇、水泵、风机轴承和冷却液储罐，其中，空冷散热器通过管道连接至冷却液储罐一侧，冷却液储罐另一侧通过管道连接至水泵进口，水泵出口通过管道连接至风机轴承一侧开口，风机轴承另一侧开口通过管道连接至空冷散热器，风扇固定安装于空冷散热器一侧。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，空冷散热器选用管翘片式散热器。

3.如权利要求2所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，空冷散热器内灌注的冷却液选用汽车发动机冷却液。

4.如权利要求1所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，水泵设有两个，两个水泵并向连接，水泵出口连接的管道上安装有单向止水阀，每个水泵上均安装有热继电器。

5.如权利要求1所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，水泵至风机轴承之间的管道上安装有流量传感器，风机轴承环形管道上安装有温度传感器。

6.如权利要求1所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，冷却液储罐包括储液瓶、储液槽和冷却液加注口，储液瓶上端设有冷却液加注口，冷却液加注口设有封堵盖，储液瓶下端安装储液槽，储液槽两侧与管道连接。

7.如权利要求6所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，储液槽采用不锈钢板加工制作，形状为方形盒状。

8.如权利要求6所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，储液瓶的材质选用透明的塑料瓶。

9.如权利要求1所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，空冷散热器一端管道上安装有球阀开关，冷却液储罐一端管道上安装有球阀开关。

10.如权利要求5所述的一种风机轴承的冷却系统，其特征在于，温度传感器、流量传感器、水泵和风扇均连接于PLC控制系统。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风机轴承的冷却系统，属于离心风机技术领域。

背景技术

目前，对离心风机的轴承降温，一般采用水冷的冷却方式，其工作原理如图1所示，冷却压力水从包围轴承外圈的轴承室上的环形通道流过，使冷却水与轴承部位产生热交换，通过水流带走轴承中由于风机运转所产生的热量(主要是指摩擦热、轴的传导热)。这种冷却方式的热交换主要是在轴承与水道之间的轴承室部位进行的，先降低轴承部位的温度，使轴承冷却，进而保护轴承，达到使风机安全运转的目的。

上述冷却压力水一般来源于厂区内的工业循环水管网，即将轴承的冷却压力水的出入口通过管道直接接入进附近工业循环水的管网系统之中，风机轴承依靠该管网中的大量工业循环水的不间断循环流动，实时地把轴承热量带走，以达到冷却轴承的目的。但是，对于那些由于客观原因而无法连接到工业循环水管网的风机来说，其轴承降温问题成为了制约或限制其位置布局、科学使用的客观瓶颈。

有鉴于此，研发一种占地面积小、冷却效果好、投资成本低、人工维护工作量小的新型冷却压力水循环系统，使其自成独立体系，摆脱对工业循环水管网的依赖，这一目标成为了本实用新型急需解决的主要任务。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种风机轴承的冷却系统，其占地面积小、冷却效果良好、生产自动化程度高。

本实用新型的技术方案如下：

一种风机轴承的冷却系统，包括空冷散热器、风扇、水泵、风机轴承和冷却液储罐，其中，空冷散热器通过管道连接至冷却液储罐一侧，冷却液储罐另一侧通过管道连接至水泵进口，水泵出口通过管道连接至风机轴承一侧开口，风机轴承另一侧开口通过管道连接至空冷散热器，风扇固定安装于空冷散热器一侧。

优选的，空冷散热器选用管翘片式散热器。

进一步优选的，空冷散热器内灌注的冷却液选用汽车发动机冷却液，对于寒冷程度不同的我国北方地区，可根据当地的极寒温度情况分别选定相应冰点的发动机冷却液，对于我国南方的不结冰地区，可选用软化水替代汽车发动机冷却液。

优选的，水泵设有两个，两个水泵并向连接，水泵出口连接的管道上安装有单向止水阀。

进一步优选的，每个水泵上均安装有热继电器。

优选的，水泵至风机轴承之间的管道上安装有流量传感器。

优选的，风机轴承环形管道上安装有温度传感器。

优选的，冷却液储罐包括储液瓶、储液槽和冷却液加注口，储液瓶上端设有冷却液加注口，储液瓶下端安装储液槽，储液槽两侧与管道连接。

进一步优选的，冷却液加注口设有封堵盖。

进一步优选的，储液槽采用不锈钢板加工制作，形状为方形盒状。

进一步优选的，储液瓶的材质选用抗氧化、高强度、透明的塑料瓶。

优选的，空冷散热器一端管道上安装有球阀开关，冷却液储罐一端管道上安装有球阀开关。

优选的，温度传感器、流量传感器、水泵和风扇均连接于PLC控制系统。

本发明的有益效果在于：

1、本实用新型通过空冷散热器灌注汽车发动机冷却液对风机轴承进行降温冷却处理，汽车发动机冷却液冰点低、沸点高，受外界温度影响较小，降低了冬天的低温与夏天的高温对冷却效果的影响。

2、本实用新型采用PLC控制系统对冷却液循环流量、风机轴承温度进行实时检测，同时控制风扇动态调节空冷散热器的散热速度，既起到了对风机轴承温度的检测作用，又达到了节能效果。

3、本实用新型使风机轴承实现了在不具备工业循环冷却水情况下的物理降温功能，进而使得离心风机的应用范围得以扩大，为更多的工业生产项目提供了可靠的基础保障。

4、本实用新型的设计理念立足于实际生产需求，巧妙地化解了因客观条件不足而导致的风机应用受限瓶颈问题，其设计巧妙，实用性强。

附图说明

图1为风机轴承结构剖面图

图2为本实用新型的系统结构示意图

图3为本实用新型的冷却液储罐的外观示意图

图4为本实用新型的散热管结构示意图

图5为本实用新型的空冷散热器外观示意图

图6为本实用新型的空冷散热器内部结构主视图

图7为本实用新型的空冷散热器内部结构俯视图

图8为本实用新型的空冷散热器内部结构侧视图

其中：1、冷却液储罐；2、空冷散热器；3、风扇；4、水泵；5、球阀开关；6、流量传感器；7、热继电器；8、单向止水阀；9、风机轴承；10、PLC控制系统；11、急停按钮；12、温度传感器；13、储液槽；14、冷却液加注口；15、储液瓶；16、管口活接结构；17、散热翘片；18、散热管；19、出水管口；20、入水管口；21、排风口；22、外壳；23、翘片式散热管。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1-8所示，一种风机轴承的冷却系统，包括空冷散热器2、风扇3、水泵4、风机轴承9和冷却液储罐1，其中，空冷散热器2安置固定于风机附近的通风、背阳之处，空冷散热器2的出水管口19通过管道连接至冷却液储罐1一侧，冷却液储罐1另一侧通过管道连接至水泵4进口，水泵4出口通过管道连接至风机轴承9一侧开口，风机轴承9另一侧开口通过管道连接至空冷散热器2的入水管口20，风扇3固定安装于空冷散热器2一侧，其吹风面与空冷散热器2横向垂直，风扇3吹出风通过外壳22上的排风口21排出，加快散热，图6-图8中的波浪线表示中间省略的散热管18，不表示具体结构。

空冷散热器2选用管翘片式散热器，具体为铝管铝翘片散热器，在普通的铝制散热管18上加装铝质散热翅片17来达到强化铝管散热的目的，铝的传热系数比钢高，相对密度比钢小，延展性好且容易加工，散热翅片17与散热管18连接组成翘片式散热管23，铝管铝翘片散热器用MBV法处理，防腐性能好，在使用过程中不需特殊防护，空冷散热器2的散热管18竖向安放，呈点阵结构排列。空冷散热器2内灌注的冷却液选用汽车发动机冷却液，其冰点低、沸点高，不容易结冰，空冷散热器2散热面积的大小，由不同风机型号的额定参数值所确定，额定参数包括循环冷却液的进口温度、出口温度和循环流量。水泵4设有两个，均连接于PLC控制系统10，一备一用，当其中一台水泵出现故障时，PLC控制系统10自动切换并唤醒另一台水泵接续运行，以此确保整个系统的不间断正常工作。水泵4出口连接的管道上安装有单向止水阀8，当两台水泵4中的任意一台运行时，防止冷却液从另外一台水泵4方向回流，每个水泵4上均加装热继电器7，在水泵4过负荷时自动切断电源，防止水泵4因超载而烧毁。风机安装有急停按钮11，其作用是当系统出现异常状况之时，由人工按下急停按钮11，断开风机运行的电源开关，以此达到保护风机的目的。风机轴承9至空冷散热器2的管道上连接安装有球阀开关5，冷却液储罐1至水泵4的管道上安装有球阀开关5，便于系统设备检修作业时的管道临时封堵作业。

空冷散热器2是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，将汽车发动机冷却液灌注到空冷散热器2之中，水泵4将冷却液输送到风机轴承9，冷却液携带着风机轴承9的部分热量回到空冷散热器2，在流经空冷散热器2的过程中，其携带的部分热量在风扇3的助力下很快释放到空气中，如此循环往复。

实施例2：

一种风机轴承的冷却系统，结构如实施例1所述，不同之处在于，水泵4至风机轴承9之间的管道上安装有流量传感器6，实时地获取系统内循环冷却液的流量的大小，风机轴承9环形管道上安装有温度传感器12，实时地获取轴承的温度值。

实施例3：

一种风机轴承的冷却系统，结构如实施例2所述，不同之处在于，温度传感器12、流量传感器6和风扇3均连接于PLC控制系统10，PLC控制系统10同时连接控制风机，PLC控制系统10，为可编程逻辑控制器，专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入\/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC控制系统10根据系统初始数据设置情况，对系统内冷却液的流量的大小和温度值作出判断分析，若其不能满足系统要求，则发出报警或关停风机，当温度传感器12所检测到的温度低于风扇3的启动设置温度时，PLC控制系统10通知风扇停止作业，以此可以尽可能地降低电耗。

实施例4：

一种风机轴承的冷却系统，结构如实施例1所述，不同之处在于，冷却液储罐1包括储液瓶15、储液槽13和冷却液加注口14，储液瓶15上端设有冷却液加注口14，冷却液加注口14设有封堵盖，储液瓶15下端安装储液槽13。

实施例5：

一种风机轴承的冷却系统，结构如实施例4所述，不同之处在于，储液槽13采用不锈钢板加工制作，形状为方形盒装，其顶部开口与储液瓶15贯通，此设计的好处在于，使冷却液管道内的气泡流经此处时，自动析出，并汇集于储液瓶15的空间内。

实施例6：

一种风机轴承的冷却系统，结构如实施例4所述，不同之处在于，储液瓶15的材质选用抗氧化、高强度、透明的塑料瓶，此设计的好处在于，其内部的冷却液储量可以通过目视得知，进而决定是否添加冷却液。

实施例7：

一种风机轴承的冷却系统，结构如实施例4所述，不同之处在于，储液槽13的两侧与管道通过管口活接构件16连接，便于管路的对接安装，并有利于今后的管道维修与保养，储液槽13与储液瓶15通过螺纹接口连接，并安装有橡胶密封圈，实现密封功能。

设计图

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主设计要求

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设计说明书

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