用于潜水泵和马达的水润滑碳化硅推力轴承

技术领域

本发明涉及一种推力轴承，更具体地，本发明涉及一种其上配置多个倾斜块的用于潜水泵和马达的水润滑碳化硅推力轴承。

背景技术

潜水泵组件广泛地与在灌溉或住宅系统或其他井应用中使用的井共同使用。通常，潜水泵组件包括与排放管和潜水马达组件连接的轴向排放泵。马达组件被同轴地承载在泵下方，其中转子轴联接到泵叶轮轴。在这样的结构中，由于转子的重量以及来自泵的内部部件的液压载荷，转子轴承载相当大的轴向载荷。另外，由于通过排放管泵送水柱所需的扭矩，马达组件通常经历相当大的径向载荷。

潜水泵组件工作的环境通常相当恶劣。使用推力轴承来承载在基本上竖直的轴上施加的载荷在本领域中是公知的。随着轴上施加的载荷增加，需要构造大的推力轴承，这需要更多的空间。因此，其中轴带有轴颈的壳体的直径必须较大以容纳轴-推力轴承组件。

专利号CA3070385(A1)描述了一种电动潜水马达推力轴承系统，其包括承载电动潜水马达的推力的推力轴承组件，该推力轴承组件包括：围绕电动潜水马达的轴固定在可旋转的推力滑道(thrust runner)内部的开口环，该可旋转的推力滑道围绕该开口环的外径联接，该可旋转的推力滑道配合在不可旋转的推力轴承上方，该可旋转的推力滑道用作开口环的径向膨胀的屏障；通过螺纹连接固定到推力滑道上的锁环，该锁环的至少一部分在开口环上方并且推力滑道的至少一部分在开口环下方，并且所述螺纹连接将开口环轴向地固定在锁环与推力滑道之间。

然而，在操作期间，潜水泵和马达会处理被污染的水，而尽管有机械或油密封件，但带有沙、盐、矿物和煤的周围的水进入潜水马达或泵，这会导致马达或泵失效，从而导致对推力轴承组件的相关部分造成损坏的主要问题。此外，高推力载荷要求也日益增加，其导致传统推力轴承失效。

因此，需要一种能够在这种介质中有效地工作而不会导致泵和推力组件失效的水润滑推力轴承。

发明目的

本发明的主要目的是提供一种避免被污染的水从周围环境到组件的中断的水润滑碳化硅推力轴承，其中倾斜块和推力旋转板接触区域都由碳化硅制成。

本发明的另一个目的是提供一种用于潜水泵和马达的水润滑碳化硅推力轴承，该碳化硅推力轴承含有形成在推力块上的水路径和微坑，这些水路径和微坑在所述组件中提供适当的水流动并在其中产生有效的润滑。

本发明的又一个目的是提供一种推力轴承，该推力轴承即使在被冷的、热的、被污染的水包围时也能在较高的推力载荷下有效地工作，该水除了普通的清澈冷水之外还包含与海水有关的诸如沙、矿物、煤和沙的磨料。

本发明的又一个目的是提供一种易于操作、构造简单的推力轴承以及一种特别是聚焦于轴承基座的松散连接的倾斜块上的经济方案。

本发明的又一个目的是提供一种通过向轴承块提供顺利的水进入以使推力轴承更好地起作用的简单的成膜技术。

本发明的又一个目的是包含水路径和微坑以形成润滑剂水的拉力并通过硅酸产生额外的润滑。

发明内容

本发明涉及一种用于潜水泵和马达的水润滑碳化硅推力轴承。更具体地，它包括彼此连接的两个主要轴承部分，即，由碳化硅制成的倾斜块和推力旋转板。所述轴承部分安装在会处理磨料水、热水、含有沙、磷、盐、煤和重矿物的水的潜水组件中。多个碳化硅倾斜块被布置为形成圆形阵列并且安装在由金属材料制成的枢轴部基座上。这种结构以特定的方式构造，使得倾斜块保持松散地连接至基座以便于安装。推力板具体安装在驱动转子上并且可由转子驱动。倾斜块的圆形阵列和推力板安装在驱动转子上并且位于同一轴线上。倾斜块上安装有提供有效润滑的微坑，并且工作丘陵(working hill)提供用于附加循环的水路径。

附图说明

应当注意，附图未按比例绘制并且出于说明性目的，在所有附图中，相同结构或功能的元件通常由相同的附图标记表示。还应当注意，附图仅旨在便于优选实施方式的描述。附图没有示出所描述的实施方式的每个方面并且不限制本公开的范围。

通过下面结合附图对本实施方式的详细描述，本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得显而易见。

图1图示了推力轴承组件的平面图，其示出了具体包括倾斜块和推力基座的轴承的固定部件的详细结构。

图2图示了倾斜块的平面图，其示出了其中的夹持间隙。

图3图示了倾斜块的侧视图，其示出了其中的夹持间隙。

图4图示了推力轴承组件的分解图。

图5图示了具有形成在推力轴承基座上的外枢轴部的推力轴承的侧视图。

图6图示了具有形状为凹形或凸形的中心内枢轴部的推力轴承的侧视图。

图7图示了平面图，其示出了形成在块上的微坑。

图8图示了平面图，其示出了形成在块上的用于水循环的丘陵和水隧道。

应当注意，附图未按比例绘制并且出于说明性目的，在所有附图中，相同结构或功能的元件通常由相同的附图标记表示。还应当注意，附图仅旨在便于优选实施方式的描述。附图没有示出所描述的实施方式的每个方面并且不限制本公开的范围。

具体实施方式

在详细说明本发明之前，应当理解，本发明在其应用中不限于在附图中示出的部分的构造和布置的细节。本发明能够具有上面描述的不同附图所示的其他实施方式，并且能够以各种方式实践或执行。应当理解，本文所采用的措辞和术语是出于描述而非限制的目的。

应当注意，本发明用作潜水泵和马达的一部分或子组件，因此在使用词语“驱动转子”或“驱动轴”时，其连接至推力旋转板并且“驱动转子”或“驱动轴”不被示为在本发明的范围内。

本公开给出了用于潜水泵和马达的水润滑推力轴承的概述，该推力轴承带有倾斜块，所述倾斜块通过结合在潜水马达、潜水泵或马达船推进系统中的由碳化硅制成的倾斜块和旋转推力板接触区域的特意布置而避免了被污染的水与周围环境的中断。

现在，如图1所示，其图示了用于潜水泵和马达的水润滑碳化硅推力轴承的等距视图。现在，图1所示的推力轴承(1)包括由金属如不锈钢、碳钢、铸铁或非铁材料制成的推力轴承倾斜基座(3)、布置在所述推力轴承基座(3)上的多个碳化硅倾斜块(2)以及含有碳化硅的旋转推力板(未被示出)，该旋转推力板由推力轴承基座(3)刚性地压紧，所述旋转推力板与多个倾斜段(2)轴向对准地旋转，所述多个倾斜段(2)被布置为相对于旋转推力板的轴线形成阵列。该整个结构安装在充水保持架中，当固定块和旋转推力板接触区域都由碳化硅制成时，所述充水保持架解决了被污染的水与周围环境的中断。

每个倾斜块(2)安装在推力轴承基座(3)上，推力轴承基座(3)包括由位于靠近中心轴孔(17)的L形突起(16)和位于推力轴承基座(3)的周边上的支撑构件(18)形成的(多个)保持架，以适当地容纳倾斜块(2)。

此外，每个倾斜块(2)安装在推力轴承基座(3)上，推力轴承基座(3)可被组织为由金属(如不锈钢、碳钢、铸铁或其非铁材料)制成的平坦或倾斜形状的结构。

此外，所述旋转推力板安装在驱动转子上并且可由转子驱动。该板具有两个部件，一个部件是碳化硅的，另一个部件由铸铁、碳钢、不锈钢或非铁材料制成。块的圆形阵列和安装在驱动转子上的板在同一轴线上。

现在参照图2和图3，每个倾斜块(2)被配置为在其两个侧面上具有夹持器凹槽(8)，所述夹持器凹槽(8)便于倾斜块(2)通过锁定结构而被适当地定位。此外，每个倾斜块(2)被配置为具有形成在倾斜块(2)的底侧部上的枢轴部(9)，用于在推力轴承基座(3)上产生适当的旋转。此外，半径部(10)应被视为斜坡结构，其更具体地从顶部弯曲，导致确保适当的水流吸入，从而进一步在其中形成膜。

现在，图4图示了将倾斜块(2)在推力轴承基座(3)上的安装，其中每个倾斜块(2)被适当地布置并且具体地安装在所述推力轴承基座(3)上。紧固装置(4)部分地被接收在形成于每个倾斜块(2)的侧面上的夹持器凹槽(8)内。所述倾斜块(2)被放置在推力轴承基座(3)的集成的软基或硬基支座(14)上。此外，为了提供松的夹持，将如螺钉、螺栓、螺母等的紧固装置(4)放置在推力轴承基座(3)的设置孔(15)上，用于在其中锁定结构。

根据上面的图4所示的另一个实施方式，在上方安装倾斜块(2)的支座(14)的位置处包含有硬化销，所述硬化销由如碳化硅、碳化钨、其他陶瓷的材料制成，所述硬化销本质上是硬的，因而减小了推力轴承基座(3)的磨损和撕裂。

此外，倾斜块(2)可通过紧固装置(4)松散地被保持，所述紧固装置(4)将结构配置成使得其可在应用时形成锥形并在其中形成恒定的膜。

此外，如图5和图6所示，推力轴承基座(3)被配置为在底部处具有外枢轴部(6)，即使为了另外的功能而延伸旋转轴，所述外枢轴部也能装配在机器中。此外，推力轴承基座(3)还被配置为在底部处具有形状为凹形或凸形的中心枢轴部(7)，用于即使为了另外的功能而延伸旋转轴，也可分块退回(segment-back)以装配在机器中。

根据另一个实施方式，如图7所示，每个倾斜块(2)设置有形成在其倾斜块的顶表面(5)上的多个微坑(11)。该配置形成被称为硅酸的附加润滑，该附加润滑涉及到由微坑(11)形成的低压区的形成和碳化硅与水(被称为摩擦化学水)的反应，从而导致有效的润滑性能。

根据图8所示的另一个实施方式，每个倾斜块(2)包含有水路径(13)的表示，水路径(13)留下形成在倾斜块的顶表面(5)上的实际工作丘陵(12)，这对于其中块尺寸更大的大轴承更加便利。

所述推力轴承组件涉及由碳化硅制成的倾斜块(2)和也由碳化硅制成的推力旋转板的组合，所述推力旋转板由金属的基座(3)支撑，与多个倾斜块(2)轴向对准地旋转，所述多个倾斜块(2)被布置为相对于旋转推力板的轴线形成阵列，该阵列避免了被污染的水与潜水马达、潜水泵或马达船推进系统的周围环境的中断。

已经关于具体实施方式说明了本发明。推断前面的描述仅仅是对本发明的说明，并不意味着本发明限于或局限于此。根据前述公开，本发明的许多其他具体实施方式对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

在不脱离本发明的精神的情况下，落入所附权利要求书的范围内的本发明的所有替换、更改和修改均属于本发明容易进行的内容。因此，本发明的范围不应参照以上描述来确定，而应参照所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

附图标记列表

1.推力轴承(1)

2.倾斜块(2)

3.推力轴承基座(3)

4.紧固装置(4)

5.倾斜块的顶表面(5)

6.外枢轴部(6)

7.中心枢轴部(7)

8.夹持器凹槽(8)

9.枢轴部(9)

10.半径部(10)

11.微坑(11)

12.工作丘陵(12)

13.水路径(13)

14.支座(14)

15.孔(15)

16.L形突起(16)

17.中心轴孔(17)

18.支撑构件(18)