定芯冷却旋转轴的散热系统

摘要

本发明公开了一种定芯冷却旋转轴散热系统。它包括旋转轴、冷却管组件、冷却接头组件、内球端紧钉螺钉和O型圈，其中，冷却管组件包括冷却管法兰、冷却管和轴隔套；冷却接头组件包括分流器管法兰、紫铜管、弯接头分流器、进水管接头、出水管接头、大密封圈和小密封圈；旋转轴套装在冷却管组件的外面，冷却接头组件套装在冷却管组件的里面，通过冷却管组件下端口的内螺纹相连接，内球端紧钉螺钉的一端在旋转轴中，另一端在冷却管组件下部的环形槽里，O型圈装在冷却管组件下部的密封槽中，介于旋转轴和冷却管组件之间。本发明结构紧凑，水密封性好，能够使冷却水循环于热场环境下的旋转轴体内，降低轴温，延长其使用寿命。

权利要求

1.一种定芯冷却旋转轴散热系统，其特征在于包括旋转轴（1）、冷却管组件（2）、冷却接头组件(3)、内球端紧钉螺钉(4)和O型圈(5)，其中，冷却管组件(2)包括冷却管法兰(6)、冷却管(7)和轴隔套(8)；冷却接头组件(3)包括分流器管法兰(9)、紫铜管(10)、弯接头分流器(11)、进水管接头(12)、出水管接头(13)、大密封圈(14)和小密封圈(15)；旋转轴（1）套装在冷却管组件（2）的外面，通过内球端紧钉螺钉（4）轴向固定，冷却接头组件（3）套装在冷却管组件（2）的里面，通过冷却管组件（2）下端口的内螺纹相连接，内球端紧钉螺钉（4）的一端在旋转轴（1）中，内球端紧钉螺钉（4）的另一端在冷却管组件（2）下部的环形槽里，O型圈（5）装在冷却管组件（2）下部的密封槽中，冷却管（7）与冷却管法兰（6）对焊，三个轴隔套（8）焊接在冷却管（7）上部的外圆上，呈120°均布，紫铜管（10）的一端焊接在分流器管法兰（9）上，紫铜管（10）的另一端装弯接头分流器（11），在弯接头分流器（11）的进出水口分别装有进水管接头（12）和出水管接头（13），大密封圈（14）装在弯接头分流器（11）上，两个小密封型圈（15）套装在分流器管法兰（9）的密封槽中。

说明书

定芯冷却旋转轴的散热系统

技术领域

[0001] 本发明涉及在热场环境中工作的机械零件的冷却，尤其涉及一种定芯冷却旋转轴的散热系统。

背景技术

[0002] 我们碰到了一个工作在热场环境中的旋转轴，容易过早地变形损坏，甚至烧毁，热损频率较高，需要做散热处理，冷却降温。但这根轴的上半部分装在托盘体内，并要带动高温的托盘旋转，由于空间狭窄，旋转轴附近和表面不易设置冷却设备，考虑到轴芯部的散热问题，我们决定采取轴芯部通水冷却法。但旋转轴正常工作时是要旋转的，要想将冷却水从它的下端送入轴芯部，既要考虑密封又要考虑循环，具有一定的难度，经过慎密考虑，我们设计了定芯冷却旋转轴的散热系统。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了克服在热场环境中工作的旋转轴的热损坏，延长其使用寿命，为旋转轴的冷却降温，提供一种定芯冷却旋转轴的散热系统。

[0004] 定芯冷却旋转轴散热系统包括旋转轴、冷却管组件、冷却接头组件、内球端紧钉螺钉和O型圈，其中，冷却管组件包括冷却管法兰、冷却管和轴隔套；冷却接头组件包括分流器管法兰、紫铜管、弯接头分流器、进水管接头、出水管接头、大密封圈和小密封圈；旋转轴套装在冷却管组件的外面，通过内球端紧钉螺钉轴向固定，冷却接头组件套装在冷却管组件的里面，通过冷却管组件下端口的内螺纹相连接，内球端紧钉螺钉的一端在旋转轴中，内球端紧钉螺钉的另一端在冷却管组件下部的环形槽里，O型圈装在冷却管组件下部的密封槽中，冷却管与冷却管法兰对焊，三个轴隔套焊接在冷却管上部的外圆上，呈120°均布，紫铜管的一端焊接在分流器管法兰上，紫铜管的另一端装弯接头分流器，在弯接头分流器的进出水口分别装有进水管接头和出水管接头，大密封圈装在弯接头分流器上，两个小密封型圈套装在分流器管法兰的密封槽中。

[0005] 定芯冷却旋转轴散热系统的主要特点是结构紧凑，水密封性好，可运用于周围环境有局限的零件冷却上。它最大的结构特征在于，被冷却对象与冷却系统可作相对圆周运动，也就是被冷却的轴虽然不断地在旋转，但处于旋转轴内部的整个水冷却系统可以静止不动，有利于进出水冷却系统的管路固定和连接，又为水路的密封奠定了基础。本发明设计简单，容易实现，能够使冷却水像血液一样循环于热场环境下的旋转轴体内，不断地带走热量，降低旋转轴温度。

附图说明

[0006] 图1是定芯冷却旋转轴散热系统的结构示意图；

[0007] 图2是本发明的冷却管组件的结构示意图；

[0008] 图3是本发明的冷却接头组件的结构示意图；

[0009] 图4是图1中的E处放大图；

[0010] 图中：旋转轴1、冷却管组件2、冷却接头组件3、内球端紧钉螺钉4 、O型圈5、冷却管法兰6、冷却管7、轴隔套8、分流器管法兰9、紫铜管10、弯接头分流器11、进水管接头12、出水管接头13、大密封圈14和小密封型圈15。

具体实施方式

[0011] 如图所示，定芯冷却旋转轴散热系统包括旋转轴1、冷却管组件2、冷却接头组件3、内球端紧钉螺钉4和O型圈5，其中，冷却管组件2包括冷却管法兰6、冷却管7和轴隔套
8；冷却接头组件3包括分流器管法兰9、紫铜管10、弯接头分流器11、进水管接头12、出水管接头13、大密封圈14和小密封圈15；旋转轴1套装在冷却管组件2的外面，通过内球端紧钉螺钉4轴向固定，冷却接头组件3套装在冷却管组件2的里面，通过冷却管组件2下端口的内螺纹相连接，内球端紧钉螺钉4的一端在旋转轴1中，内球端紧钉螺钉4的另一端在冷却管组件2下部的环形槽里，O型圈5装在冷却管组件2下部的密封槽中，冷却管7与冷却管法兰6对焊，三个轴隔套8焊接在冷却管7上部的外圆上，呈120°均布，紫铜管10的一端焊接在分流器管法兰9上，紫铜管10的另一端装弯接头分流器11，在弯接头分流器11的进出水口分别装有进水管接头12和出水管接头13，大密封圈14装在弯接头分流器11上，两个小密封型圈15套装在分流器管法兰9的密封槽中。

[0012] 将旋转轴1做成一个套筒类零件，中心孔是个盲孔，在保证强度的情况下，将中心孔做成椭圆形或腰形孔，散热效果会更好。旋转轴1套装在冷却管组件2的外面，二者之间形成一个空腔，为水循环提供通道。冷却管7从旋转轴1的内孔端口伸至内孔的底部，但不接触底部，在它们之间留有足够的空间，以便从冷却管7中来的冷却水在这里转向，流向旋转轴1和冷却管组件2形成的空腔中，进行对旋转轴1的冷却。三个内球端紧钉螺钉4通过旋转轴1上的安装孔，装入冷却管法兰6上的环形槽中，使其内球端顶在环形槽的底径上，另一端还处在旋转轴1的安装孔中，起到冷却管组件2在旋转轴1中的轴向定位，又不影响二者之间的相对圆周运动。O型圈5装在旋转轴1和冷却管组件2的接触面间，使该面密封，保证旋转轴底部不漏水。冷却管法兰6相当于一个四通的接头，也是个套筒类零件，中心孔上下是相通的，在其腰部有一对与中心孔相垂直的孔，为回流水提供通道，在它的法兰一端的中心孔上带有内螺纹，以便冷却接头组件3旋入固定，冷却接头组件3装在冷却管法兰6的中心孔中，并与中心孔形成一个空腔，为循环水流回弯接头分流器11的出水口提供通道。分流器管法兰9位于冷却接头组件3的上部，是冷却水流入冷却管组件2的出口，在它的外径上有两道环形槽，用于装密封圈，使其与冷却管法兰6内径接触面密封不漏水。弯接头分流器11在该冷却系统中是个枢纽，它将进水口进来的冷却水导入紫铜管10中，将紫铜管10外围的回流水导入出水口使其从出水管接头13流出。

[0013] 本散热系统的工作过程：冷却水沿E处放大图箭头所指方向在旋转轴内循环，进行热交换。当旋转轴1处在热场中时，开启有一定水压的冷却水开关，使冷却水从进水管接头12进入弯接头分流器11，经弯接头分流器11和紫铜管10，从分流器管法兰9中流出，经冷却管法兰6的上出口流入冷却管7中，沿着冷却管7流至旋转轴1顶端的盲孔底部，冷却水在这里受到盲孔底部锥面的阻挡，回旋转向，流入旋转轴1和冷却管组件2形成的空腔中，沿着旋转轴1的内壁向下流，在这个过程中冷却水与旋转轴1进行着热交换，当逐渐变热的水流至旋转轴1的下部，遇到冷却管法兰6腰部的通孔，并从中经过，流至冷却管法兰6与冷却接头组件3形成的空腔内，沿着紫铜管10的外径流到弯接头分流器11内，经弯接头分流器11分流至出水口，从出水管接头13流出。就这样，具有一定水压的冷却水不断地从进水管接头12流进该结构，进行了热交换的热水不停地从出水管接头13流出，通过流动的水，达到对旋转轴的冷却。