平码五不中公式规律
  • / 16
  • 下载费用:30 金币  

能量采集轴承配置.pdf

关 键 词:
能量 采集 轴承 配置
  专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
摘要
申请专利号:

CN201280054231.X

申请日:

2012.09.27

公开号:

CN103917793A

公开日:

2014.07.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F16C 35/00申请公布日:20140709|||实质审查的生效IPC(主分类):F16C 35/00申请日:20120927|||公开
IPC分类号: F16C35/00; F16C37/00; F16C41/00 主分类号: F16C35/00
申请人: SKF公司
发明人: F.巴特尔; A.C.范德哈姆
地址: 瑞典哥德堡
优?#28909;ǎ?/td> 2011.10.06 US 61/544,107
专利代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 葛飞
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201280054231.X

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2017.04.19|||2014.10.29|||2014.07.09

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

摘要

一?#22336;?#30005;轴承组件(100),包括由轴承箱(110)支持的轴承(120)。所述轴承箱(110)包括集成在所述轴承箱(110)内的、包含至少一个集成冷却?#21644;?#36947;(130)的轴承冷却通道系统。涡?#32440;?#25910;孔(160)通过所述轴承箱(110)而形成,穿透集成冷却液区段(130)。涡轮组件(200)被插入所述涡?#32440;?#25910;孔(160)中,将所述涡轮组件(200)的涡轮叶片子组件(230)定位在所述集成冷却?#21644;?#36947;(130)内,其中,在所述集成冷却?#21644;?#36947;(130)内流动的液体使所述叶片子组件(230)旋转。所述叶片子组件(230)的旋转使发电机(222、224、226、240、242、244、246全体)旋转从而发电。所述涡轮组件(200)可包括电磁子组件安装板(248),其中,所述涡轮子组件(202)位于所述安装板(248)的内部表面上,并且所述发电机的至少一部分位于所述安装板(248)的外部表面上。

权利要求书

权利要求书
1.  一?#22336;?#30005;轴承组件,所述发电轴承组件包括:
轴承(120);
轴承箱(110),包括:
轴承座(112),以及,
至少一个集成冷却?#21644;?#36947;(130),以及
涡轮安装端口(160),从所述轴承箱(110)的外部表面向内?#30001;?#24182;且穿透其中一个所述集成冷却?#21644;?#36947;(130),其中所述涡轮安装端口(160)大致垂直于所述集成冷却?#21644;?#36947;(130)而形成;
涡轮组件(200),包括:
涡轮壳(210),
被组装在所述涡轮壳(210)内的涡轮轴(220),
可旋转地由所述涡轮轴(220)支承的涡轮叶片子组件(230),
穿过所述涡轮壳(210)的涡?#33267;?#20307;通道(215),所述涡?#33267;?#20307;通道(215)被定向为垂直于所述涡轮叶片子组件(230)的旋转轴线,以及
可操作地与所述涡轮叶片子组件(230)结合的发电机(222、224、226、240、242、244、246全体),其中,所述涡轮叶片子组件(230)的旋转运动(260)使所述发电机(222、224、226、240、242、244、246全体)发电;
其中,所述涡轮组件(202)被插入所述涡轮安装端口(160)中,将所述涡?#33267;?#20307;通道(215)定位在所述冷却?#21644;?#36947;(131)内,使所述涡轮叶片子组件(230)定向以围绕垂直于通过所述冷却?#21644;?#36947;(131)的流体流(138)的轴线旋转,将由流动通过所述冷却?#21644;?#36947;(131)的流体提供的能量转化为电能。

2.  如权利要求1所述的发电轴承组件,其中,所述涡?#32440;?#25910;孔(160)成型为具有圆形的剖面形状。

3.  如权利要求2所述的发电轴承组件,所述涡轮壳(210)还包括圆形的外部周界形状,其中,所述涡轮壳(210)的尺寸被设计以被插入所述圆形的涡?#32440;?#25910;孔(160)中。

4.  如权利要求1所述的发电轴承组件,其中,所述涡?#32440;?#25910;孔(160) 沿着所述集成冷却?#21644;?#36947;(131)的直径(132)对中。

5.  如权利要求1所述的发电轴承组件,所述发电机(222、224、226、240、242、244、246全体)还包括由电磁子组件安装板(248)支承的发电部件(240、242、244、246全体)。

6.  如权利要求4所述的发电轴承组件,所述发电部件(240、242、244、246全体)位于所述电磁子组件安装板(248)的外部表面上。

7.  如权利要求6所述的发电轴承组件,所述涡轮壳(210)由所述电磁子组件安装板(248)支承。

8.  如权利要求6所述的发电轴承组件,所述涡轮壳(210)被组装至所述电磁子组件安装板(248)的内部表面。

9.  如权利要求1所述的发电轴承组件,其中,所述涡轮壳(210)还包括涡轮壳流体进口(216)和涡轮壳流体出口(218),所述涡轮壳流体进口(216)和所述涡轮壳流体出口(218)限定了所述流体传送通路(215)的每一端,所述涡轮壳流体进口(216)和所述涡轮壳流体出口(218)具有限定?#34892;模?#25152;述限定?#34892;?#19982;所述涡轮叶片子组件(230)的旋转轴线重合。

10.  如权利要求1所述的发电轴承组件,其中,所述涡轮壳(210)还包括涡轮壳流体进口(216)和涡轮壳流体出口(218),所述涡轮壳流体进口(216)和所述涡轮壳流体出口(218)限定了所述流体传送通路(215)的每一端,所述涡轮壳流体进口(216)和所述涡轮壳流体出口(218)具有限定?#34892;模?#25152;述限定?#34892;?#20559;离所述涡轮叶片子组件(230)的旋转轴线。

11.  如权利要求1所述的发电轴承组件,所述发电机(222、224、226、240、242、244、246全体)还包括与所述涡轮叶片子组件(230)旋转连接的磁体支撑元件(222);
由所述磁体支撑元件(222)支承的至少一个旋转磁性元件(224、226);以及
电线圈(240),具有缠绕线圈铁心(242)的一系列线圈绕组,其中,所述线圈铁心(242)与所述至少一个旋转磁性元件(224、226)磁性连通,
其中,所述至少一个旋转磁性元件(224、226)与所述线圈铁心(242)之间的旋转相互作用使所述电线圈(240)生成电输出。

12.  如权利要求1所述的发电轴承组件,所述涡轮壳(210)还包括涡轮壳端壁(211),所述涡轮壳端壁(211)密封所述涡轮壳(210)的涡轮端。

说明书

说明书能量采集轴承配置
?#38469;?#39046;域
本发明涉及利用集成到轴承或轴承箱内的冷却系统发电的设备和方法。
背景?#38469;?
轴承用于支撑许多旋转物体。轴承通常集成到不同的机器内。该轴承是有助于该机器的可靠性的关键因素。系统通常通过设计安装一个或多个轴承状态监控装置来确保轴承保持正常运转。大部分状态监控装置的运行需要低压电能。一些系统包括其他也利用电能的部件。
电池具有有限的容量,其规定有限的供给并因此规定有限的运行时间。?#30001;?#29992;?#26800;?#30005;源处获得能量的成本会很高,尤其是对于远程设施而言。由市场上可买到的电源转换电能可能需要运行大规模且昂贵的电力电缆和支持设备。必须考虑这些系统的维护。电池的更换涉及到零件和人力成本两者。对于临时设施而言,这些顾虑加剧了。
一部分轴承生成可观的热量。这些轴承包括散热和传热系统。一个示例性的传热系统包括一个或多个集成冷却?#21644;?#36947;。液体冷却剂通过该集成冷却?#21644;?#36947;泵入,以用于从轴承或轴承组件吸热。
涡轮通常用于各种应用。其中一个应用将来自流动的液体的能量转化为电能。其中一个公知的示例是风车。另一个公知的示例是水坝。
更紧凑的低电平发电机已被集成到诸如龙头、淋浴喷头等的家用电器中,在这些家用电器中,流动的水的能量被转换为电能并随后被用于使LED发光。
监控各种参数来持续判断轴承的状态。该轴承的应用可能限制了对用于监控轴承状态的传感器进行供电的有效性或简易性。期望的是这样一?#22336;?#30005;系统,其可以被集成到轴承组件中,从而从该轴承组件处采集能量并利用采集到的能量发电。
发明内容
本发明涉及一种利用轴承或轴承组件的冷却系统发电的设备和相应方法。
本发明的第一方面是一?#22336;?#30005;轴承组件,所述发电轴承组件包括:
轴承;
轴承箱,包括:
轴承座,
至少一个集成冷却?#21644;?#36947;,以及
涡轮安装端口,在轴承箱的外部表面之间?#30001;?#24182;且穿透其中一个集成冷却?#21644;?#36947;,其中,涡轮安装端口大致垂直于该集成冷却?#21644;?#36947;;
涡轮组件,包括:
涡轮壳,
被组装在涡轮壳内的涡轮轴,
由该涡轮轴可旋转地支承的涡轮叶片子组件,
穿过该涡轮壳的涡?#33267;?#20307;通道,该涡?#33267;?#20307;通道被定向为垂直于涡轮叶片子组件的旋转轴线,以及,
可操作地与涡轮叶片子组件结合的发电机,其中,该涡轮叶片子组件的旋转运动使该发电机发电;
其中,涡轮被插入涡轮安装端口中,将涡?#33267;?#20307;通道定位在冷却?#21644;?#36947;中,使涡轮叶片子组件定向为围绕垂直于通过该冷却?#21644;?#36947;的流体流的轴线旋转,将由流动通过该冷却?#21644;?#36947;的流体提供的能量转化为电能。
第二方面,该涡轮朝向涡轮旋转轴线而安装,该旋转轴线大致垂直于流体流动方向。
另一方面,该涡轮壳的外部表面为涡轮安装端口提供密封。
另一方面,密封材料置于涡轮壳的外部表面和涡轮安装端口之间,以提供其间的密封。
另一方面,涡轮壳和涡轮安装端口包括带螺纹的表面,以?#24066;?#20854;间的螺纹连接组装。
另一方面,该涡?#21482;?#21253;括从发电机以电导通的方式?#30001;?#30340;电缆。
另一方面,该涡轮壳被设置为具有圆形横截面形状。
另一方面,该涡轮壳被设置为具有管状横截面形状。
另一方面,安装该涡轮,使该涡轮组件与该冷却?#21644;?#36947;的直径居中对齐。
另一方面,安装该涡轮,使该涡轮叶片子组件的纵轴线与该冷却?#21644;?#36947;的直径居中对齐。
另一方面,该涡?#33267;?#36817;于冷却系统进口而安装。
另一方面,该涡?#33267;?#36817;于冷却系统出口而安装。
另一方面,可将电磁子组件安装板集成到该涡轮组件内,以有助于将该涡轮组件安装到轴承箱内。该电磁子组件安装板可进一步提供密封的功能性。
另一方面,所生成的电能被用于向分立的电驱动装置供电。
另一方面,所生成的电能被用于向至少一个轴承状态监控传感器供电。
另一方面,所生成的电能被用于向与同一轴承组件相关联的至少一个轴承状态监控传感器供电。
另一方面,所生成的电能被用于向与同一轴承组件相关联的至少一个轴承状态监控传感器以及与位于该发电轴承组件附近的分立的轴承组件相关联的至少一个轴承状态监控传感器供电。
本发明的一个优势在于能够改进现有的由液体冷却的轴承组件从而接收涡轮组件。从标准的由液体冷却的轴承组件到能量采集轴承组件的转换可通过机加工穿过轴承箱的孔而完成,其中,该孔穿透集成冷却?#21644;?#36947;。可使用电磁子组件安装板将该涡轮组件保持就位。这种配置使得简单化的转化以及适于维修的设计成为可能。
本发明的另一个优势在于能够使用轴承组件的冷却系统生成持续的电流。可利用一个或多个传感器来监控轴承的状态。该传感器通常利用电能运行。该传感器可监控各种参数以持续判断轴承的状态。可利用通信装置作为将信息传递到远程监控设施的工具。这些通信装置也使用电能运行。不寻常的情况是,利用轴承的系统可能位于难以获取电能的偏远地区。可利用布置在偏?#27573;?#32622;的设备上的轴承。该轴承的应用可能限制向用于监控轴承状态的传感器供电的有效性和简易性。将发电装置包含在轴承系统内消除了对外部电力源的需求。此外,通过将涡轮组件集成到冷却系统内,电能不会从轴承或系统的其他旋转元件的旋转汲取能量。因此,该涡轮组件不会影响该系统的旋转元件的效率。
本发明的另一个优势在于安装的灵活性。可通过机加工出穿过集成冷却液区段的任何合适位置的涡?#32440;?#25910;孔来完成安装。然后,可将涡轮组件固定 到该孔内,将涡轮叶片子组件定位在集成冷却液区段的流动区域内。
状态监控传感器的位置会使任?#26410;?#22806;部供电以用于监控轴承状态的配置复杂化。一个或多个轴承可被集成到难以接近的位置处的设备内,尤其是难以配线的位置。将发电机包含在轴承组件内优化?#23435;?#20110;传感器或其他需要电能的设备附近的电源。这显著减少了所需的配线长度。减少的配线避免了由该设备的各部件的旋转运动或其他运动导致的任?#25105;?#22806;冲突或摩擦。
本发明的另一个优势在于能够部署具有用于便携式监控系统的集成涡轮的临时系统。该方案使得完整的独立式无线系统成为可能。
通过参考下面所记载的说明书、权利要求书?#36879;?#22270;,本领域?#38469;?#20154;员将会更理解并领会本发明的这些及其他特征、方面和优势。随后描述附图。
附图说明
为了更全面地理解本发明的特征,将参考附图,附图中:
图1示出了示例性涡轮组件的等距组?#24052;跡?#35813;涡轮组件被插入涡?#32440;?#25910;孔中,以将涡轮叶片子组件定位在轴承箱的集成冷却液区?#25991;冢?
图2示出了示例性涡轮组件的等距视图,所示出的涡轮组件被安装在涡?#32440;?#25910;孔内,将涡轮叶片子组件定位在轴承箱的集成冷却液区?#25991;冢?
图3示出了已安装的示例性涡轮组件的剖视图,其中,该剖面是沿着由集成冷却液区段的纵轴线和涡轮叶片子组件的旋转轴线形成的平面所取的;
图4示出了已安装的示例性涡轮组件的剖视图,其中,该剖面是垂直于涡轮叶片子组件的旋转轴线所取的,沿着图3中剖面线4-4截取改剖面;
图5示出?#21496;?#26377;经修改的流体通道截面的、已安装的示例性涡轮组件的剖视图,其中,该剖面是沿着垂直于涡轮叶片子组件的旋转轴线的平面所取的,沿着图3中剖面线4-4截取改剖面。
贯穿各附图的若干视图的相同的参考标记指的是同样的部件。
具体实施方式
下面的详细说明仅仅是示例性质的,并非旨在限制所描述的实施方式或应用以及所描述的实施方式的使用。如在此使用的?#35270;鎩?#31034;例性的”或“示意性的?#24065;?#21619;着“作为示例、?#36947;?#25110;说明”。在此描述的作为“示例性的”或“示意性的”任何实施手段都不应被视为较其它实施手段更优选或更有利。 下文中描述的所有实施手段是为了使本领域?#38469;?#20154;员能够实?#21482;?#21033;用本公开的实施方式而提供的示例性的实施手段,并且不旨在限制本公开的范围,本公开的范围是由权利要求书限定的。在此,为了说明的目的,术语“上”、“下”、“左”、?#26114;蟆薄ⅰ坝搖薄ⅰ?#21069;”、“垂直”、“水平”及其衍生词指的应是如图1中定向的本发明。而且,并不打算局限于在前述?#38469;?#39046;域、背景?#38469;酢?#21457;明内容或随后的详细说明中示出的明确的或隐含的原理。还应理解的是,在随附附图中例示并且在下面文字部分中描述的特定装置和过程仅仅是随附权利要求书中定义的本发明理念的示例性实施方式。因此,与在此公开的实施方式相关的特定尺寸和其他物理性特征并不能视为是限制性的,除非在权利要求书中另外明确说明。
图1至图4例示了能量采集轴承组件100,且图5中例示?#21496;?#20462;改的配置。能量采集轴承组件100包括由轴承座112保持在轴承箱110内的轴承120。轴承箱110以多种形状系数配置,包括多种多样的可选配置。其中一种可选特征是将集成轴承冷却通道系统包含在轴承箱110内。该可选的集成轴承冷却通道系?#31243;?#20379;传热系统以移除由轴承的旋转和/或与该轴承相接触的其它旋转部件的旋转产生的热。该集成轴承冷却通道系统包括集成冷却液区段130,其限定集成冷却?#21644;?#36947;131,以供流体顺着流体流138从其通过。该集成轴承冷却系统可包括单个区段130或一系列冷却剂通道区段130。在该示例性集成冷却液区段130的每一端处示出了示例性的冷却系统端口134,其共同构成集成轴承冷却系统。一个冷却系统端口134用作源端口,并?#19994;?#20108;个冷却系统端口134用作回流端口。应理解,该流体流138可在?#25105;?#26041;向上流动,其中,流动方向将由安装决定。应理解,该集成轴承冷却系统将额外包括液体冷却剂、用于从液体冷却剂移除热量的第二热?#25442;?#22120;以及用于驱动液体冷却剂通过该集成冷却液区段的泵。
通过机加工出朝向并穿透该集成冷却液区段130的孔,在该轴承箱110内形成涡?#32440;?#25910;孔160。可由产品设计信息、X-射线以及诸如声波测探的高?#37117;际醯热?#23450;所期望的位置。在示例性实施方式中,优选地,该涡?#32440;?#25910;孔160横跨冷却通道直径132而对中,该冷却通道直径132跨接在集成冷却液区段的集成冷却?#21644;?#36947;131的正切边缘之间。该涡?#32440;?#25910;孔160的尺寸优选地适于接收该涡轮壳210。优选地,该涡轮壳210被制成具有圆形的外部周界,并且使用钻孔工艺形成该涡?#32440;?#25910;孔160。该涡?#32440;?#25910;孔160的直径将 相当于该涡轮壳210的直径,从而在该涡轮壳210被安装在该涡?#32440;?#25910;孔160内时提供流体密封。应理解,该涡轮壳210的外部表面?#36879;?#28065;?#32440;?#25910;孔160的内部表面可带有螺纹,从而?#24066;?#36825;两个部件之间的螺纹连接组装。可在带螺纹部分的周围放置密封材料以强化其间的密封。
该涡轮组件200可包括电磁子组件安装板248。涡轮子组件202和电磁子组件240的部?#21482;?#25972;体可被组装至该电磁子组件安装板248,以简化安装过程。涡轮子组件202可顺着涡轮插件208而插入该涡?#32440;?#25910;孔160。该电磁子组件安装板248可被可拆卸地固定至涡轮壳210的外部表面。在一种实施方式中,该电磁子组件安装板248可通过使用带螺纹的固定件而可拆卸地固定,该固定件例如为螺钉、螺栓或其它带螺纹的固定件(未示出,但本领域?#38469;?#20154;员应能极好地理解)。
涡轮组件200被插入涡?#32440;?#25910;孔160内,用于从流过该集成轴承冷却通道系统的流体采集能量。该涡轮组件200顺着每一涡轮叶片子组件230的垂直于流体流138的旋转轴线而定向。该涡轮组件200的?#38468;?#22312;图3中示出并将在下文中陈述。
该能量采集轴承组件100可包括状态传感器150或其它电气操作的部件。通过将供电导体250,252连接至状态传感器配线152而将电能从涡轮组件200转移?#38454;?#24577;传感器150。该状态传感器配线152提供状态传感器150和供电导体250、252之间的电导通。应理解,涡轮组件200可为传感器150和位于该能量采集轴承组件100附近的其他电气操作的部件供电,包括位于其它轴承组件上的轴承传感器;通信装置(有线或无线);报警器;数据记录装置(包括计算机、磁带驱动器、数字记录装置、盘记录装置等);控制器等。
该涡轮组件200包括本领域?#38469;?#20154;?#24065;?#30693;的?#25105;?#21457;电涡轮组件?#26800;?#20803;件。在此展?#38236;?#28065;轮组件200的示例性实施方式示出了一种实施方式来描述多种元件、各部件的内部连接和功能。
该涡轮组件200包括可旋转地组装在涡轮壳210内的至少一个涡轮叶片子组件230。每个涡轮叶片子组件230包括多个涡轮叶片232。该涡轮叶片232被成?#25105;?#22312;承受流体流138时可旋转地驱动该涡轮叶片子组件230。该涡轮叶片232可以?#25105;?#21512;适的形状和方位成形,包括倾斜的、螺旋型的等。该涡轮叶片子组件230被组装在涡轮箱210内,使得涡轮叶片子组件230能 够围绕涡轮轴220的纵轴线旋转。优选地,该涡轮叶片子组件230?#38454;?#33267;该涡轮轴220,驱动该涡轮轴220在涡轮壳210内的旋转。该涡轮轴220可由至少一个涡轮轴衬212支撑。该涡轮轴衬212可额外地提供流体密封的功能性。该涡轮轴220的涡轮端可由涡轮壳210的涡轮轴衬212或充?#32972;?#22871;的其它特征支撑。应理解,如有需要,可使用轴承来替代衬套以减小摩擦。尽管示例性实施方式利用了托架212与集成在涡轮壳端壁211内的特征的组合,应理解,可以使用任何合适的安装配置将该涡轮轴220可旋转地组装在涡轮壳210的内部。可在涡轮叶片子组件230的相邻表面和涡轮壳端壁211之间插入涡轮减摩衬垫272。磁体支撑元件222被可旋转地组装在涡轮壳210内。该磁体支撑元件222由该涡轮叶片子组件230的旋转(该旋转被称为涡轮子组件旋转260)可旋转地驱动。该磁体支撑元件222支承一对旋转磁体或磁?#22278;?#26009;224、226。第一旋转磁体224被支承在该磁体支撑元件222的第一端处,?#19994;?#20108;旋转磁体226被支承在该磁体支撑元件222的第二端处。可替换地,该磁体支撑元件222可由磁?#22278;?#26009;制成,其中,该旋转磁体224、226可代表磁体支撑元件222的磁极。电磁子组件被固定在涡轮壳210内。该电磁子组件包括围绕线圈铁心242缠绕的电线圈241。第一线圈铁心极244被支承在线圈铁心242的第一端处,?#19994;?#20108;线圈铁心极246被支承在线圈铁心242的第二端处。可替换地,该线圈铁心242可由磁?#22278;?#26009;制成,其中,固定磁体244、246可代表线圈铁心242的磁极。该组件将旋转磁体或磁?#22278;?#26009;对224、226?#26800;?#27599;个磁体或磁?#22278;?#26009;与固定磁体对244、246对齐。各磁体可设有相反的极性以生成交流电流。磁体支撑元件222的旋转使得该旋转磁体或磁?#22278;?#26009;224、226移动穿过该固定磁体对244、246,从而生成交流电流。一对供电导体250、252将由该电线圈240生成的电能传递给用于与例如状态传感器150的电驱动设备连接的连接器(未示出)。涡轮轴220和磁体支撑元件222可由任何合适的材料制成。优选地,该涡轮轴220和磁体支撑元件222由非磁?#22278;?#26009;制成,例如陶瓷材料等。
流体传送通路215是穿过涡轮壳210形成的,使得流体能够从其流过。在该流体传送通路215的第一端处设有涡轮壳流体进口216,且在该流体传送通路215的第二端处形成有涡轮壳流体出口218。流体将顺着流体流138流过该集成冷却液区段的集成冷却?#21644;?#36947;131。该流体将进入涡轮壳流体进口216、流过涡轮叶片子组件230并通过涡轮壳流体出口218离开。当流体 流经该流体传送通路215?#20445;?#35813;流体与一系列涡轮叶片232结合,使该涡轮叶片子组件230围绕涡轮轴220的纵轴线旋转。每一涡轮叶片232可被成形为在预定方向上定向旋转,如图4中所示。应理解,该涡轮叶片232可以?#25105;?#36866;用于该集成冷却液区段的集成冷却?#21644;?#36947;131内的流体流的形状形成。
该流体传送通路215和相应的流体过渡端口216、218的设计可以是对称的,如图4所示,或不对称的,如图5中所示。不对称的流体过渡端口286、288可以是偏置的,以确保生成适当的力矩并将该力矩应用于该涡轮叶片子组件230从而启动该涡轮组件旋转260。偏置的端口286、288的缺陷在于该偏离会对流体流引入阻力。偏置的端口286、288的优势在于可?#24066;?#20351;用低成?#38236;?#28065;轮叶片子组件230。
可在涡轮叶片子组件230的周界和涡轮壳210的内部表面之间使用特氟纶(Teflon)或其它减摩衬垫270,以强化其间的密封而不会增加摩擦。旋转磁体224、226与固定磁体对244、246之间的距离直接影响电线圈240的运行和效率。涡轮轴220被组装在涡轮壳210内,以保持旋转磁体224、226与固定磁体对244、246之间的尺寸关系。可在涡轮轴220的发电机端和电磁子组件安装板248之间应用减摩材料,更具体地为涡轮轴减摩元件274。可应用在旋转磁体元件224、226与固定磁体元件244、246之间的该减摩材料被称为磁性界面摩擦减少元件276。
可插入与该系统电导通的整流器,以将交流电转换为直流电。
该涡轮组件220被插入涡?#32440;?#25910;孔160内,该涡?#32440;?#25910;孔160是机加工出的,其通过轴承箱110并穿透集成冷却液区段的集成冷却?#21644;?#36947;131。该涡?#32440;?#25910;孔160被机加工成沿着冷却通道直径132对中,该冷却通道直径132跨接在该集成冷却液区段的集成冷却?#21644;?#36947;131的两个边缘之间。该涡轮组件200被插入涡?#32440;?#25910;孔160内,优选使流体传送通路215沿着该集成冷却液区段的集成冷却?#21644;?#36947;131内的流动?#34892;?#23545;中。该涡轮壳流体进口216和涡轮壳流体出口218可为直线型的或锥形的(如所示出的)。该涡轮子组件202旋转并将涡轮壳流体端口216、218?#26800;?#27599;一个与该集成冷却液区段的集成冷却?#21644;?#36947;131对齐。该涡轮子组件202可包括参考物以识别涡轮壳流体端口216、218的方位从而辅助该对齐过程。图4中所?#38236;?#31034;例性实施方式要求每个涡轮叶片232成型为在整个表面承受该流体流?#24065;?#36215;旋转。图5中所?#38236;?#31034;例性实施方式使该涡轮壳流体端口286、288偏置,其中,每一涡 轮壳流体端口286、288的一个边缘靠近涡轮叶片子组件230的旋转?#34892;摹?#35813;偏置将流动引向涡轮叶片子组件230的一侧,引起偏置力。该偏置力生成力矩,该力矩使涡轮叶片子组件230旋转。这一配置拓宽了对涡轮叶片子组件230设计的选择。
可使用本领域?#38469;?#20154;?#24065;?#30693;的任何机械式联结配置将该涡轮子组件202保持在该涡?#32440;?#25910;孔160内。该示例性实施方式使用了电磁子组件安装板248。该电磁子组件安装板248由非磁?#22278;?#26009;制成,使得磁通能够从其穿过。设计者应?#27599;?#34385;该电磁子组件安装板248的厚度以优化各磁体间的相互影响。一种推荐的磁隙249是5mm。在各磁体太靠近的情况下,磁吸力将影响磁体支撑元件222的旋转。在各磁体间隔太远的情况下,磁吸力将不足以在电线圈241内生成必要的电流从而形成所需的功率输出。电磁子组件240?#38454;?#33267;电磁子组件安装板248的外部表面。这一配置消除?#31169;?#20379;电导体250、252从暴露于流体的区域内传递出的需要,由此消除了任何与供电导体250、252的通道相关的流体泄露风险。
涡轮壳210可由电磁子组件安装板248的内部表面支承。这一配置形成?#35828;?#27425;组装,简化?#23435;?#36718;组件220与轴承箱110之间的安装和移除。
可使用本领域?#38469;?#20154;?#24065;?#30693;的任何密封工艺来密封该涡?#32440;?#25910;孔160。一个示例性过程可以为在涡轮壳210的外部与涡?#32440;?#25910;孔160的内部之间插入密封元件。这可以是垫片座套(gasket sleeve)、流体密封胶等。涡轮壳210的外部和涡?#32440;?#25910;孔160的内部可以是带螺纹的,以提供螺接组装界面。可在带螺纹的界面内应用诸如管道接头、螺纹锁等的密封元件以密封该螺纹接合。可在电磁子组件安装板248的内部(接触)表面和轴承箱110的外部表面之间设置密封。应理解,可使用更持久的接合剂,尽管这一选择限制?#23435;?#20462;选择。
运行?#20445;?#27969;体顺着流体流138流过该集成冷却液区段的集成冷却?#21644;?#36947;131。流动的流体通过流过该涡轮壳流体进口216而进入流体传送通路215。该流动的流体使涡轮叶片子组件230旋转。涡轮叶片子组件230的旋转驱动发电机的旋转。发电机可具有任?#25105;?#30693;的适用的形状系数。示例性的发电机包括位于磁体支撑元件222的末端处的磁体对224、226。该磁体224、226与固定磁体对244、246或线圈铁心242的极化端相互作用。由旋转磁体224、226穿过固定磁体244、246所引起的磁通密度的变化在电线圈241中生成电 流。该电流通过一对供电导体250、252转移。该供电导体250、252被设置为与例如状态传感器150的电气操作的设备电导通。应理解,由电磁子组件240生成的电力可被用于对能够以该发电机的额定输出功率运?#26800;?#20219;何电气操作的设备供电。
可基于应用对涡轮组件200的设计进行效率优化。
可在考虑该涡轮组件200的各部件的工作环境的情况下对其进行处理。由于涡轮组件200将承受流动的流体,相应地处理各电气部件,例如进行封装或涂敷保形涂层等,以避免腐蚀和/或永久性?#25910;希?#20174;而确保长期可靠性。
本领域?#38469;?#20154;?#34987;?#24847;识到,本发明可适用于液体或气体冷却系统。该系统可使用介质压力和介质流率运行以采集足够的能量,从而对状态传感器和其他低功率设备供电。
由于可?#36816;?#25551;述的本发明的优选实施方式进行多种修改、变型和变化,主张在上述说明?#26800;?#24182;在附图中示出的所有内容?#21152;?#35270;为示意性的而非限制性的。因此,本发明的范围应由随附权利要求书及其法律上的等同方案决定。
参考标记说明:
100能量采集轴承组件
110轴承箱
112轴承座
120轴承
130集成冷却液区段
131集成冷却?#21644;?#36947;
132冷却通道直径
134冷却系统端口
138流体流
150状态传感器
152状态传感器配线
160涡?#32440;?#25910;孔
200涡轮组件
202涡轮子组件
208涡轮插件
210涡轮壳
211涡轮壳端壁
212涡轮轴衬
215流体传送通路
216涡轮壳流体进口
218涡轮壳流体出口
220涡轮轴
222磁体支撑元件
224第一旋转磁体
226第二旋转磁体
230涡轮叶片子组件
232涡轮叶片
240电磁子组件
241电线圈
242线圈铁心
244第一线圈铁心极
246第二线圈铁心极
248电磁子组件安装板
249磁隙
250第一供电导体
252第二供电导体
260涡轮组件旋转
270减摩衬垫
272涡轮减摩衬垫
274涡轮轴减摩元件
276磁性界面摩擦减少元件
286涡轮壳流体进口
288涡轮壳流体出口

关于本文
本文标题:能量采集轴承配置.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-6115901.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
平码五不中公式规律 江西铜业股票分析2018 伊利股份股票分析报告 股票分析师 股票涨跌主要看什么 上证指数下周走势预测 临沂股票配资公司 全球第一股票指数 黑马股票推荐软件 沈阳股票融资 沪深300股票指数期货