[发明专利]一种液体动压径向轴承及离心泵

说明书

本发明提供了一种带轴流增压结构的液体动压径向轴承及离心泵。所述液体动压径向轴承，包括轴套和与所述轴套内配合的轴承本体，所述轴承本体包括两相对端面和位于所述两相对端面之间的侧面，所述轴承本体的侧面上设有轴流增压结构，所述轴流增压结构靠近所述两相对端面中的至少一个端面、并远离所述侧面的中央区域。与现有技术相比，本发明在液体动压径向轴承前部增加增压装置，抑制一般液体动压轴承中容易产生的空化现象，显著提高了轴承的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种轴承结构，特别是涉及一种液体动压径向轴承、以及一种使用该液体动压径向轴承的离心泵。

背景技术

离心泵具有工作寿命长、扬程曲线平坦、运送能力强等特点，现已广泛应用于航空航天、石油化工、化肥制药等行业。

离心泵大多采用滚动轴承或滑动轴承作为旋转轴支承轴承。但滚动轴承或滑动轴承通常存在如下缺陷：例如由于工作表面金属的不断磨损而产生的失效，在采用润滑剂对轴承进行润滑时存在润滑剂老化、高温稀释等不良。

由此离心泵中开始使用一种新型的液体动压轴承。液体动压轴承是一种以粘性液体作为润滑剂的非接触型滑动轴承。液体动压轴承利用转轴旋转时轴承楔形间隙里的液体形成的液膜压力来支撑载荷。相比于滚动轴承与滑动轴承，液体动压轴承具有旋转平稳、工作可靠、噪音较低、振动微小、体积小、重量轻等优点。液体动压轴承采用系统工质作为润滑剂，因此无需考虑润滑剂对系统的污染。而且在充分保证系统工质润滑的前提下，轴承的工作表面被系统工质隔开而不发生直接接触，可以大大减少表面磨损。

但发明人发现，液体动压轴承在高速旋转时容易产生空化现象。“空化”指的是液体介质中局部压力低于液体温度对应的饱和压力而导致液体气化的现象。转轴旋转时，会在转轴和液体动压轴承之间的空腔内形成高压区与低压区。并且随着转轴转速的逐渐增加，低压区的压力相应地逐渐降低。当转轴和液体动压轴承之间的空腔中低压区的液体压力低于来流液体对应的饱和压力时，在空腔中就会发生空化现象。

由于转轴和液体动压轴承之间的润滑间隙十分微小，转轴转动过程中产生的热量也提高了低压区内的液膜的温度，对应的液膜饱和压力值也随之上升，增加了空化现象发生的可能性。当液体发生空化时，部分液体变化为气体，由于气体的比体积远大于液体，因此气体快速占据空腔中的大部分体积，液膜支撑力迅速下降甚至消失，从而影响了液体动压轴承在高速下的稳定性，严重时甚至会引起失效。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个主要目的在于提供一种液体动压径向轴承，能够在一定程度上避免出现空化现象。

本发明的另一个主要目的在于提供一种离心泵，该离心泵使用了上述液体动压径向轴承。

基于此，本发明实施例提供的液体动压轴承包括轴套和与所述轴套配合的轴承本体，所述轴承本体包括两相对端面和位于所述两相对端面之间的侧面，所述轴承本体的侧面上设有轴流增压结构，所述轴流增压结构靠近所述两相对端面中的至少一个端面、并远离所述侧面的中央区域。

一般而言，所述轴套和所述轴承本体整体上为圆筒状结构，在使用时，所述轴套内设置所述轴承本体，所述轴承本体内设置转轴。在一些实施例中，所述轴套和所述轴承本体彼此相互独立并在二者之间形成预间隙，所述轴承本体与所述转轴通过销键连接，在所述轴承本体的外表面与所述轴套的内表面之间形成动压液膜以提供承载力，此时所述轴流增压结构设置在所述轴承本体的外侧面上。

所述轴流增压结构一般沿所述轴承本体的侧面周向排列，可以设置一排或多排轴流增压结构。当仅设置一排轴流增压结构时，该一排轴流增压结构靠近所述轴承本体的一个端面设置；即，相比于所述轴承本体侧面的中央区域，该一排轴流增压结构更靠近所述轴承本体的端面。当设置多排，例如两排轴流增压结构时，其中一排轴流增压结构靠近所述轴承本体的两相对端面中的一个端面设置，另一排轴流增压结构靠近所述两相对端面中的另一个端面设置，并且所述两排轴流增压结构轴向对称。