[发明专利]一种真空容器内的飞轮装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞轮装置，尤其是一种真空容器内的飞轮装置。

背景技术

近年来，随着核工业、航空工业、电力工业、船舶工业、石油化工等行业的迅速发展，高速旋转机械，例如飞轮装置，常常放置于真空密封容器内运行。这样可以减少高速旋转机械在运转中的风损。在行业内，将飞轮装置放置在真空密封容器内运转已是司空见惯。飞轮装置由于做高速旋转，在运转过程中会产生大量的热。由于飞轮装置设置在真空密封容器中，飞轮装置在运转过程中产生的热仅仅散发到真空环境中，所以飞轮装置中的轴承散热受阻。尤其是在高速工况下，轴承散热不畅，会导致轴承提前失效，从而缩短飞轮装置的使用寿命，甚至危害到整个飞轮装置的运转安全。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是，提供一种真空容器内的飞轮装置，使得飞轮装置中的轴承能够及时散热，延长飞轮装置的使用寿命，保障整个飞轮装置的运转安全。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：本发明的一种真空容器内的飞轮装置，包括带有转轴的飞轮本体、滚动轴承、轴承安装套和真空密封容器，轴承安装套位于真空密封容器中，滚动轴承嵌在轴承安装套的内壁中，飞轮本体上的转轴与滚动轴承相配合，还包括冷却装置，该冷却装置包括内管、外管、加载弹簧、轴承加载环、圆板、圆环、水泵和冷却水箱，所述的水泵和冷却水箱位于真空密封容器的外侧；所述的轴承加载环嵌在轴承安装套的内壁中，轴承加载环与轴承安装套间隙配合；所述的加载弹簧一端抵压在轴承加载环的顶面，另一端抵压在真空密封容器顶盖的内壁，使得轴承加载环的底面可与滚动轴承的外圈顶面相触；所述的外管的下部嵌在轴承加载环的内壁中,外管的上部穿出顶盖，外管的上部设置有进水口；外管与顶盖固定连接，并且外管和顶盖的接触面上设置有密封圈；所述的内管位于外管中，并且内管的上部位于外管的上方，内管的上部设置有出水口；外管顶端与内管之间设有圆环，外管的底端与圆板固定连接；内管的出水口通过管道与冷却水箱的入水口连通；冷却水箱的排水口通过水泵与外管的进水口连通。

所述的外管和轴承加载环的接触表面上涂有导热硅脂；轴承加载环和轴承安装套的接触表面上涂有导热硅脂；轴承加载环和滚动轴承的接触表面上涂有导热硅脂。

有益效果：与现有技术相比，采用本发明的技术方案的有益效果是：

1. 飞轮装置中的轴承能够及时散热，延长飞轮装置的使用寿命，保障整个飞轮装置的运转安全。本技术方案中，飞轮装置中增加了冷却装置。该冷却装置包括了内管、外管、加载弹簧、轴承加载环、圆板、圆环、水泵和冷却水箱。滚动轴承在高速运转中产生的热量通过轴承安装套和轴承加载环，传递给外管。冷却水从冷却水箱排出，进入外管和内管之间的空隙并向下流淌。这时，冷却水吸收外管积累的热量，温度升高。随后，冷却水在内管中，从下往上流出。随后，冷却水进入冷却水箱。在冷却水箱中，对冷却水进行降温处理。最后，冷却水又进入水泵中。如此循环。冷却水间接吸收滚动轴承在运转中产生的热量，使得飞轮装置中的滚动轴承能够及时散热，延长飞轮装置的使用寿命，保障整个飞轮装置的运转安全。

2. 通过加载弹簧对滚动轴承施加轴向力，保障整个飞轮装置的运转安全。在本技术方案中，加载弹簧一端抵压在轴承加载环的顶面，另一端抵压在真空密封容器顶盖的内壁，使得轴承加载环的底面可与滚动轴承的外圈顶面相触。加载弹簧通过轴承加载环，可以对滚动轴承施加轴向力。在高速旋转的工况下，转子的长度会因泊松效应和热胀冷缩效应发生变化，而加载弹簧可以保证施加合适的轴向预载力，使得飞轮装置中的转子在轴向变化自如，而不会产生额外的负载，影响滚动轴承的寿命。

3. 导热效率高，会加快滚动轴承的散热效率。在本技术方案中，外管和轴承加载环的接触表面上涂有导热硅脂；轴承加载环和轴承安装套的接触表面上涂有导热硅脂；轴承加载环和滚动轴承的接触表面上涂有导热硅脂。涂抹导热硅脂，会增加零件之间的导热效率。

4. 冷却装置结构简单、成本低廉、方便操作、可靠性高。本技术方案中，冷却装置主要由内管、外管、冷却水箱、加载弹簧、轴承加载环和水泵组成。这些组成零部件都是常见的零部件，不需要特别加工制作。内管和外管可选用铝管型材。外管和水泵之间通过管道连接即可，内管和冷却水箱通过管道连接即可。轴承加载环套装在轴承安装套和外管之间即可。加载弹簧放置在轴承加载环和真空密封容器顶盖之间即可。整个冷却装置的结构简单，成本低廉。操作时，只需要启动位于真空密封容器外部的水泵即可。操作方便，并且可靠性高。

附图说明