[发明专利]一种自循环散热的中小型喷水推进器推力轴承腔结构

说明书

本申请公开了自循环散热的中小型喷水推进器推力轴承腔结构，该申请采用散热轴承箱与循环叶轮轴承端盖组合的轴承腔结构，既充分利用了空间，大大增加了轴承箱散热面积，提高了散热效果，又利用喷水推进叶轮轴自身转动，在轴承腔内设置循环叶轮，代替外接液压泵，不但满足了中小型喷水推进在不同工作剖面的推力轴承润滑油散热需求，而且降低了设备成本，减少了运行能耗和维护费用。

技术领域

本申请涉及一种自循环散热的中小型喷水推进器推力轴承腔结构，属于船舶推进技术领域。

背景技术

喷水推进器喷射水流产生的推力绝大部分通过推力轴承传递到船体上，推动船舶前进。因此推力轴承承受的推力非常大，推力轴承对于喷水推进器的可靠运行非常重要。

中小型喷水推进器推力轴承轴承箱一般集成在进口流道上，进口流道与喷水推进泵组装一起安装到船体上(见图1)；大型喷水推进器进口流道由于尺寸和重量太大，通常作为船体结构的一部分，由船厂焊接在船体上，推力轴承布置在喷水推进泵导叶体毂内(见图2)。

大型喷水推进器推力轴承承受荷载较大，一般采用油润滑。中小型喷水推进器推力轴承承受荷载较小时，一般采用脂润滑，随着荷载升高，脂润滑满足不了使用要求，根据轴承润滑计算校核，也可需要采用油润滑。

上述结构存在的技术问题为：

大型喷水推进器推力轴承箱由于布置在导叶体毂内，喷水推进器工作时导叶体毂外水流速度较高，推力轴承润滑油得到充分冷却，但是中小型喷水推进器轴承箱位于泵舱内，泵舱内气温尤其是夏天一般较高，润滑油散热困难，是中小型喷水推进设计经常遇到的问题；

推力轴承润滑油通常采用外接液压泵，利用液压泵将润滑油引至油冷器进行冷却，但是使用过程中发现推力轴承腔内轴密封非常容易发生润滑油泄漏现象，对喷水推进的可靠运行造成了很大的困扰。原因是液压泵工作压力一般较高，而推力轴承的轴密封(骨架油封)工作压力较低，通常为0—0.3bar，因此润滑油很容易发生泄漏。在液压泵输出端设置溢流阀和压力开关进行压力保护，通常能够解决泄漏问题，但是此解决方案导致液压泵大部分输出被溢流，造成大量的能耗，以及额外设备成本和维护费用。

发明内容

本申请要解决的技术问题是中小型喷水推进器轴承箱位于泵舱内，泵舱内气温尤其是夏天一般较高，润滑油散热困难的问题。

为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供了一种自循环散热的中小型喷水推进器推力轴承腔结构，其特征在于，包括散热轴承箱，所述散热轴承箱包括轴承箱和散热夹套，散热夹套设于轴承箱外侧，散热夹套与轴承箱之间设为外腔，轴承箱内部设为内腔；轴承箱左侧用于连接进口流道的外壁、右侧连接有轴承端盖，所述轴承端盖封闭内腔和外腔；轴承箱内腔设有叶轮轴，叶轮轴设有中心通孔，中心通孔连通轴承箱左侧的进口流道和轴承端盖的右侧，叶轮轴上套设推力轴承，靠近进口流道的推力轴承与叶轮轴之间设有进口流道轴密封将进口流道与内腔隔绝开；内腔与外腔之间设有至少一个连通孔用于热交换。

其中，所述散热夹套的顶部设有注油口、底部设有排油口；所述散热轴承箱的工作状态包括被动散热状态，被动散热状态下，内腔和外腔注满润滑油，内腔的润滑油发热后、通过热交换至外腔的润滑油，散热夹套通过更大的散热面积进行被动散热。

优选的，所述散热夹套的水平方位设有出油口，出油口经出油管连接外部油冷器；所述内腔还设有循环叶轮，循环叶轮通过轴承衬套套设叶轮轴上、随叶轮轴同步转动，循环叶轮所在位置设于进口流道轴密封与推力轴承之间；所述轴承端盖水平方位设有回油口，外部油冷器经回油管连接至回油口；所述散热轴承箱的工作状态还包括主动散热状态，主动散热状态下，循环叶轮随叶轮轴一起转动，循环叶轮叶片带动润滑油旋转产生的动能，引起轴承箱内腔外缘处润滑油压力升高，使得内腔润滑油在压力作用下从连通孔进入外腔，继而从出油口排入外部油冷器，经过外部油冷器冷却后的润滑油重新经回油管、回油口进入内腔。