润滑系统以及旋转设备

技术领域

本申请涉及润滑技术领域，具体涉及一种润滑系统以及旋转设备。

背景技术

目前，对于大型旋转设备而言，由于其旋转过程产生大量热量，因此需要使轴承浸泡在油箱内以降低轴承温度。以抽水蓄能大型旋转设备发电电动机为例，发电电动机具有轴，轴表面环形布置有滑转子，导轴承和推力轴承与滑转子接触，其中导轴承与滑转子侧面接触以限制轴径向移动，推力轴承与滑转子底面接触以限制滑转子轴向移动，导轴承、滑转子、推力轴承均浸泡在油箱内，以降低导轴承、滑转子以及推力轴承的温度。

然而，由于轴承浸泡在油箱内，滑转子相对轴承的转动同时对油箱内的润滑介质产生搅动作用，从而使得油箱内产生泡沫以及油雾现象，油雾溢出油箱附着在发电机上可能导致短路现象，影响发电电动机的安全稳定运行。

中国专利(公开号CN204239129U)公开了一种带高位油箱的导轴承瓦供油装置，包括高位油箱、供油泵、回油管、排油管、供油环管和油槽，油槽内的润滑油依次通过供油泵、高位油箱、供油环管和喷油支管形成循环供油回路。虽然该专利利用高位油箱喷淋轴承的方式在一定程度上降低了油槽内润滑油的液位，即有利于减轻油槽内泡沫以及油雾现象，但外加的供油泵流量固定，当主轴旋转速度加快导致所需的润滑油喷淋量有所增加时，供油泵难以跟随主轴的转速提高润滑油输送量，这极易导致润滑介质量不足引发烧瓦问题。

发明内容

本申请提供一种润滑系统以及旋转设备，旨在解决目前供油泵流量固定与主轴转速跟随性较差极易引发烧瓦的技术问题。

第一方面，本申请提供一种润滑系统，包括：

固定油箱；

主轴，主轴环形布置有滑转子，滑转子伸入固定油箱内；

多个导轴承瓦，导轴承瓦与滑转子外周面接触；

自泵组件，自泵组件设置于固定油箱内，自泵组件与滑转子围合限定出自泵腔室；

循环油箱，循环油箱与自泵腔室连通；

喷油管，喷油管一端与循环油箱连通，另一端位于导轴承瓦处；

其中，自泵组件包括自泵板，自泵板部分延伸至滑转子下端并与滑转子间隔设置，自泵板与滑转子下端之间限定出自泵口，自泵口与自泵腔室连通。

在一些实施例中，在润滑系统润滑过程中，循环油箱的水平高度高于导轴承瓦的水平高度，且固定油箱内润滑介质的液位低于导轴承瓦并高于自泵板；

在润滑系统停止润滑后，固定油箱内润滑介质的液位淹没导轴承瓦。

在一些实施例中，自泵组件还包括周向环板以及密封板；

周向环板固定在滑转子的外周，密封板固定在周向环板上端并与滑转子接触，自泵板固定在周向环板下端并延伸至滑转子下端；

周向环板、密封板、自泵板以及滑转子共同限定出自泵腔室。

在一些实施例中，在润滑系统润滑过程中，固定油箱内润滑介质的液位位于密封板与自泵板之间。

在一些实施例中，喷油管包括位于相邻的导轴承瓦之间的喷射管，喷射管上设有朝向滑转子的喷油口。

在一些实施例中，任意相邻的导轴承瓦之间均具有第一喷射管以及第二喷射管；

第一喷射管邻近一导轴承瓦的一侧设置，第二喷射管邻近另一导轴承瓦的一侧设置。

在一些实施例中，喷射管沿主轴的轴线方向布置，且喷射管内润滑介质的流动方向指向自泵腔室。

在一些实施例中，固定油箱内设置有换热器；和/或者

循环油箱内设置有换热器。

在一些实施例中，还包括轴承支撑座，导轴承瓦和自泵组件固定在轴承支撑座上。

第二方面，本申请提供一种旋转设备，包括如第一方面所述的润滑系统。

本申请通过在固定油箱内设置自泵组件，利用自泵组件与滑转子围合限定出自泵腔室，并通过自泵板与滑转子下端之间限定出自泵口，当主轴旋转时，滑转子相对于自泵板的转动使得自泵口处产生负压，自泵腔室形成离心腔室并通过自泵口吸入固定油箱内的润滑介质，使得润滑介质流入循环油箱并最终通过喷油管喷射至导轴承瓦处进行喷淋润滑。在第一方面，自泵组件吸取固定油箱内的润滑介质，降低了固定油箱内润滑介质的液面，有利于减轻滑转子搅动固定油箱内润滑介质而产生的泡沫以及油雾现象；在第二方面，自泵组件的循环润滑介质的流量随着主轴的转速改变而改变，具有较好的润滑介质流量与主轴转速之间的跟随性，保证自泵组件泵送润滑介质量与主轴转速相匹配，避免产生润滑介质流量不足而产生的烧瓦现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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是本申请实施例中提供的润滑系统的一种结构示意图；

图2是本申请实施例中提供的喷油管布置的一种结构示意图；

图3是本申请实施例中提供的润滑系统的另一种结构示意图。

其中，10固定油箱，20主轴，21滑转子，30导轴承瓦，40自泵组件，41自泵板，42周向环板，43密封板，401自泵腔室，402自泵口，50循环油箱，60喷油管，61喷射管，601第一喷射管，602第二喷射管，70换热器，80轴承支撑座。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种润滑系统以及旋转设备，以下分别进行详细说明。

首先，参阅图1，图1示出了本申请实施例中润滑系统的一种结构示意图，其中，润滑系统包括：

固定油箱10；

主轴20，主轴20环形布置有滑转子21，滑转子21伸入固定油箱10内；

多个导轴承瓦30，导轴承瓦30与滑转子21外周面接触；

自泵组件40，自泵组件40设置于固定油箱10内，自泵组件40与滑转子21围合限定出自泵腔室401；

循环油箱50，循环油箱50与自泵腔室401连通；

喷油管60，喷油管60一端与循环油箱50连通，另一端位于导轴承瓦30处；

其中，自泵组件40包括自泵板41，自泵板41部分延伸至滑转子21下端并与滑转子21间隔设置，自泵板41与滑转子21下端之间限定出自泵口402，自泵口402与自泵腔室401连通。

具体地，主轴20是指任意大型旋转设备的转动轴，例如发电电动机、水泵水轮机、风力发电机等的转动轴。一般地，主轴20环形布置有滑转子21，滑转子21可以与轴承(例如推力轴承或导轴承)接触，从而实现主轴20径向移动和轴向移动的限制。主轴20上承载有部分转动件，例如，以发电电动机为例，主轴20上安装有转子，转子周围布置有定子，通过转子切割定子的磁场线从而进行发电；又例如，以水泵水轮机为例，主轴20上安装有转轮，以便于将水的动能转换为机械能。在本申请的一些实施例中，主轴20可以竖直布置或者水平布置，例如卧式发电机或立式发电机的转动轴。可以理解地，主轴20还可以倾斜布置。

导轴承瓦30与滑转子21外周面接触，从而限制主轴20的径向移动。在本申请的一些实施例中，多个导轴承瓦30环形阵列间隔布置且与滑转子21的表面接触。在本申请的一些实施例中，主轴20的滑转子21还可以与推力轴承瓦接触，以限制主轴20的轴向移动。可以理解地，导轴承瓦30还可以包括其他结构，例如轴承座、绝缘板等。

固定油箱10用于围合滑转子21并包裹润滑导轴承瓦30与滑转子21，以使得润滑导轴承瓦30的润滑介质可以被固定油箱10收集并送入自泵组件40进行循环。在本申请的一些实施例中，固定油箱10为圆环形并具有圆环形的腔室，主轴20可以从圆环形的固定油箱10中间穿过，而滑转子21以及导轴承瓦30则可以被包裹在该圆环形的腔室内。

自泵组件40用于将固定油箱10内的润滑介质泵送给循环油箱50，一方面可以利用循环油箱50进行喷淋润滑提高导轴承瓦30的润滑效果，另外一方面可以将固定油箱10内部分润滑介质存储在润滑油箱内，从而将固定油箱10内润滑介质的液位，以减轻随滑转子21转动带动固定油箱10内润滑介质搅动而产生油雾以及泡沫现象。具体地，自泵组件40包括自泵板41，自泵板41部分延伸至滑转子21下端并与滑转子21间隔设置，自泵板41与滑转子21下端之间限定出自泵口402，自泵口402与自泵腔室401连通。当滑转子21随主轴20转动时，滑转子21相对于自泵板41的转动使得自泵口402处产生负压，自泵腔室401形成离心腔室并通过自泵口402吸入固定油箱10内的润滑介质，从而使得润滑介质流入循环油箱50并最终通过喷油管60喷射至导轴承瓦30处进行喷淋润滑。

循环油箱50用于存储自泵组件40泵送的润滑介质，以便于通过喷油管60对导轴承瓦30进行喷淋润滑。在本申请的一些实施例中，循环油箱50的竖直高度高于导轴承瓦30的竖直高度，在旋转设备(例如发电电动机或水泵水轮机)异常停止旋转时，可以使得循环油箱50内的润滑介质受重力作用流向到导轴承瓦30处，以保证旋转设备异常停机时持续地对导轴承瓦30进行润滑。

喷油管60用于向导轴承瓦30喷射循环油箱50所提供的润滑介质，以实现导轴承瓦30的喷淋润滑。在本申请的一些实施例中，喷油管60贴近导轴承瓦30与滑转子21的接触缝隙设置，以便于喷油管60将润滑介质喷入导轴承瓦30与滑转子21之间并提升润滑效果。在本申请的一些实施例中，喷油管60的管身上开设有多个出口，以便于均匀地对导轴承瓦30进行润滑。可以理解地，也可以将喷油管60的一端设置为出口，从而对导轴承瓦30进行喷淋润滑。

在本申请实施例中，本申请通过在固定油箱10内设置自泵组件40，利用自泵组件40与滑转子21围合限定出自泵腔室401，并通过自泵板41与滑转子21下端之间限定出自泵口402，当主轴20旋转时，滑转子21相对于自泵板41的转动使得自泵口402处产生负压，自泵腔室401形成离心腔室并通过自泵口402吸入固定油箱10内的润滑介质，使得润滑介质流入循环油箱50并最终通过喷油管60喷射至导轴承瓦30处进行喷淋润滑。第一方面，自泵组件40吸取固定油箱10内的润滑介质，降低了固定油箱10内润滑介质的液面，有利于减轻滑转子21搅动固定油箱10内润滑介质而产生的泡沫以及油雾现象；第二方面，自泵组件40的循环润滑介质的流量随着主轴20的转速改变而改变，具有较好的润滑介质流量与主轴20转速之间的跟随性，保证自泵组件40泵送润滑介质量与主轴20转速相匹配，避免产生润滑介质流量不足而产生的烧瓦现象。

在本申请的一些实施例中，参阅图1，循环油箱50的水平高度高于导轴承瓦30的水平高度，在润滑系统润滑过程中，固定油箱10内润滑介质的液位低于导轴承瓦30并高于自泵板41。同时，在润滑系统停止润滑后，固定油箱10内润滑介质的液位淹没导轴承瓦30。也就是说，在润滑系统正常工作时，由于自泵组件40将固定油箱10内的润滑介质泵送入循环油箱50内，使得固定油箱10内润滑介质的液位低于导轴承瓦30并高于自泵板41，不仅不影响自泵组件40吸入润滑介质，同时还可以降低固定油箱10内润滑介质的液位，从而减轻随滑转子21转动带动固定油箱10内润滑介质搅动而产生油雾以及泡沫现象。而在润滑系统停止润滑后，循环油箱50内的润滑介质重新回流至固定油箱10内，固定油箱10内润滑介质的液位淹没导轴承瓦30，可以实现停机后对导轴承瓦30的保护目的，避免停机后导轴承瓦30直接与空气接触从而发生腐蚀的现象。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图1，自泵组件40还包括周向环板42以及密封板43。周向环板42固定在滑转子21的外周，密封板43固定在周向环板42上端并与滑转子21接触，自泵板41固定在周向环板42下端并延伸至滑转子21下端，周向环板42、密封板43、自泵板41以及滑转子21共同限定出自泵腔室401。具体的，密封板43以及自泵板41可以通过螺栓分别固定在周向环板42的上下端，由此密封板43、自泵板41以及周向环板42组成截面为C字形的构件，由于周向环板42固定在滑转子21的外周，因此轴向环板、密封板43、自泵板41以及滑转子21共同限定出自泵腔室401，以便于在滑转子21转动时通过自泵腔室401吸取固定油箱10内的润滑介质。

可以理解地，密封板43、自泵板41以及周向环板42也可以通过一体加工成型，例如铸造加工成型。

在本申请的一些实施例中，在润滑系统润滑过程中，固定油箱10内润滑介质的液位位于密封板43与自泵板41之间，不仅可以保证自泵腔室401通过自泵口402吸入固定油箱10内的润滑介质，同时还可以进一步限制固定油箱10内润滑介质的液位高度，有利于进一步减轻固定油箱10内滑转子21搅动润滑介质而产生泡沫以及油雾现象。

在本申请的一些实施例中，参阅图2，图2示出了本申请实施例中喷油管60布置的一种结构示意图，其中，喷油管60包括位于相邻的导轴承瓦30之间的喷射管61，喷射管61上设有朝向滑转子21的喷油口。在润滑系统工作时，自泵组件40将固定油箱10内的润滑介质泵送至循环油箱50内，然后润滑介质流动至相邻的导轴承瓦30之间的喷射管61内，并最终经喷射管61朝向滑转子21的喷油口喷射出，实现瓦间精准供油润滑的目的。

进一步地，在本申请的一些实施例中，继续图2，任意相邻的导轴承瓦30之间均具有第一喷射管601以及第二喷射管602。第一喷射管601邻近一导轴承瓦30的一侧设置，第二喷射管602邻近另一导轴承瓦30的一侧设置。由于在任意相邻的导轴承瓦30之间均设置了第一喷射管601以及第二喷射管602，对于同一导轴承瓦30而言，同一导轴承瓦30的两侧均设置了第一喷射管601和第二喷射管602，在进行喷淋润滑时，润滑介质可以从两侧进入导轴承瓦30与滑转子21之间，有利于保证导轴承瓦30的润滑效果。同时，对于一些具有正转以及反转功能的设备而言，例如对于抽水蓄能的水泵水轮机或发电电动机而言，在同一导轴承瓦30的两侧均设置了第一喷射管601和第二喷射管602，无论转轴以及滑转子21正转或者反转，喷油管60均可以提供近冷却的润滑介质，进而有利于保证导轴承瓦30的润滑效果。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图1，喷射管61沿主轴20的轴线方向布置，且喷射管61内润滑介质的流动方向指向自泵腔室401。其中，喷射管61内润滑介质由上至下流动，喷射管61喷淋润滑介质的方向为朝向下方，可以避免润滑介质直接向上喷淋而导致润滑油溢出的现象。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图1，循环油箱50内设置有换热器70，以便于对润滑介质降温。示例性地，换热器70可以管式换热器或板式换热器等。

在本申请的一些实施例中，参阅图3，图3示出了本申请实施例中润滑系统的另外一种结构示意图，其中，固定油箱10内设置有换热器70，以便于直接对固定油箱10内的润滑介质进行散热。

可以理解地，也可以同时润滑油箱和固定油箱10内设置换热器70，以提升润滑介质的冷却效果。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图1或图3，润滑系统还包括轴承支撑座80，导轴承瓦30和自泵组件40固定在轴承支撑座80上，以便于实现导轴承瓦30和自泵组件40的固定。可以理解地，自泵组件40还可以通过钢结构等固定在固定油箱10的内壁面上。

值得注意的是，上述关于润滑系统的内容旨在清楚说明本申请的实施验证过程，本领域技术人员在本申请的指导下，还可以做出等同的修改，例如，将循环油箱50设置在固定油箱10内部；又例如，在喷油管60临近导轴承瓦30的端部设置喷淋头等。

进一步的，为了更好的实施本申请实施例中的润滑系统，在润滑系统的基础上，本申请还提供一种旋转设备，旋转设备包括如上述任一实施例的润滑系统。由于本申请实施例中的旋转设备因设置有上述实施例的润滑系统，从而具有上述润滑系统的全部有益效果，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考，但与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

以上对本申请实施例所提供的一种润滑系统以及旋转设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。