[发明专利]用于倾斜轴瓦推力轴承组件的轴瓦以及推力轴承组件

说明书

提出一种用于支撑旋转机器（100）的轴（110）的倾斜轴瓦推力轴承的轴瓦，所述轴瓦包括顶部表面（2）、沿径向方向（X）延伸的前缘（5）和后缘（6），其中所述轴瓦（1）包括布置在所述顶部表面（2）处的流体通道（20），所述流体通道（20）终止在所述顶部表面（2）中，所述流体通道（20）在所述轴瓦（1）的所述前缘（5）与所述轴瓦（1）的所述顶部表面（2）之间形成流体连通。此外，提出一种倾斜轴瓦推力轴承组件。

技术领域

本发明涉及一种用于支撑旋转机器的轴的倾斜轴瓦推力轴承的轴瓦。本发明进一步涉及一种包括此轴瓦的倾斜轴瓦推力轴承布置，并且涉及一种包括此推力轴承的离心泵。离心泵可以例如被构造为径向泵或构造为轴向泵或构造为螺旋轴向泵。

背景技术

倾斜轴瓦推力轴承布置通常用于旋转机械中，例如具有沿竖直、水平或其它方向取向的轴的马达、泵、压缩机、涡轮机、发动机、齿轮箱、驱动轴、传动轴等等。推力轴承被设计成支撑作用在旋转轴上的轴向力，并且相对于机器的固定部分使旋转部件维持在正确的轴向位置中。轴向方向由轴的轴线限定。

特别地，本发明涉及一种用于海底应用的轴瓦和倾斜轴瓦推力轴承，例如海底泵的推力轴承、特别是螺旋轴向泵。鉴于对油气田的有效开发，现今对可以直接安装在海底上、特别是在水面之下下至100 m、下至500 m或者甚至下至多于1,000 m的深度的泵的需求日益增加。不用说，此类泵及其部件的设计具有挑战性，特别是因为这些泵应该以尽可能少的维护和保养工作在困难的海底环境中操作一段长的时间。这需要特定测量以最小化所涉及设备的数量，并且优化泵及其部件的可靠性。特别地，海底泵必须被构造成经受海水的环境静水压力。例如，在水面下500 m，海水的静水压力已经约为50bar，这意味着泵壳体内部的最小压力必须至少稍微大于50bar。因此，泵的轴承和其它部件也必须被构造成用于在此类压力下操作。

典型的倾斜轴瓦推力轴承（TPTB）布置通常包括通常为平坦、圆形或环形面的轴环或滑道，其垂直于轴的轴线延伸并且按抗扭方式固定到轴的轴线以便与轴一起旋转。通常存在推力轴承的处理任一方向的负载和移动的两侧。

倾斜轴瓦推力轴承组件包括多个单独的轴瓦，所述轴瓦布置在轴环周围，使得每一轴瓦可以承载总推力负载的一部分（或全部）。通常针对两个轴向方向提供若干组轴瓦。一般设计原理规定，呈环形分组形式的多个轴承轴瓦围绕轴布置在通常金属支撑的主体上以便与轴环配合。推力轴承组件或其轴承壳体通常充满循环流体作为润滑剂。轴瓦自身根据用途由金属、塑料等等组成，并且具有梯形平行六面体的一般形状，其上支撑轴承轴瓦的倾斜或枢转元件位于其面向支撑主体的侧面上。

当轴环开始旋转时，流体的剪切发生在轴环与轴瓦之间，并且轴环在轴瓦上滑动。作为推力轴承布置的操作中的必要部件的楔形或阶梯式流体动力润滑膜的形成导致每一轴瓦的倾斜，因为轴瓦支撑在倾斜元件上。开始阶段和停止阶段是倾斜轴瓦推力轴承例如在泵中的特别关键的操作范围，因为在这方面，非常高的轴向力部分地起作用。在这些阶段中，流体动力润滑膜尚未完全形成，使得轴环和轴承轴瓦可以直接彼此接触，而基本上不发生流体动力润滑和磨损。

轴瓦通常相对于支撑主体松散且离散地安装以避免未对准，并且使轴承轴瓦的倾斜（其受到流体动力润滑膜的形成的影响）与旋转轴相匹配。在这方面，松散安装在原则上受到限制，因为当轴并不旋转时，轴瓦必须保持在所述布置内，即例如因为轴承轴瓦通过柔性网彼此连接或者借助于紧固装置在支撑主体处紧固在沟槽中。

如已经描述的，推力轴承通常由多个轴瓦组成，所述轴瓦按圆形方式布置在轴周围。所有轴瓦的操作类似，因此仅详细考虑一个轴瓦。