轴承系统的改进 【技术领域】
本发明涉及轴承系统的改进，尤其是，涉及在这种系统中的轴承单元，该轴承单元需要偶尔更换，同时保持有关环境的封闭。
背景技术
许多情况需要将动力传送到危险的环境中同时保持该环境封闭。将动力源放置在危险环境中是不合乎要求的，因为动力源暴露于危险环境并且由此不容易接近。可以将动力源设置在危险环境的外面，但是然后必须提供适当的装置以将动力传递到该环境，同时保持封闭。在这种情况下，危险环境和周围环境之间的转接常常设置轴承单元。由于日常磨损和开裂轴承单元会需要偶尔更换并且这会引起封闭的潜在破坏，同时更换受到影响。
【发明内容】
本发明的目的之一是更换轴承单元同时保持危险环境的封闭。
根据本发明的第一方面，提供了一种轴承系统，包括隔离件，轴承单元外壳以及用于通过所述隔离件传送驱动力的轴承单元，其中所述轴承单元外壳限定通过所述隔离件在所述隔离件的第一侧和第二侧之间延伸的开口，所述轴承单元外壳沿轴线延伸，所述轴承单元外壳包括平行于所述轴线延伸的接触部分，所述接触部分接触平行于所述轴线延伸的所述轴承单元的接触部分，所述轴承单元外壳的接触部分的长度超过沿着所述轴线在最接近所述隔离件的所述第一侧的所述轴承单元的接触部分的所述部分和最接近所述隔离件的所述第二侧的更换轴承单元的接触部分的所述部分之间的距离。
第一方面可以进一步提供：所述轴承外壳的接触部分的长度超过在轴承单元的接触部分的前部和最远离所述密封隔离件的所述第一侧延伸的所述轴承单元的部分之间的距离，并且与所述轴承单元一体形成。
根据本发明的第二方面，提供了一种轴承系统，包括隔离件，轴承单元外壳以及用于通过所述隔离件传送驱动力的轴承单元，其中所述轴承单元外壳限定通过所述隔离件在所述隔离件的第一侧和第二侧之间延伸的开口，所述轴承单元外壳沿轴线延伸，所述轴承单元外壳包括平行于所述轴线延伸的接触部分，所述接触部分接触平行于所述轴线延伸的所述轴承单元的接触部分，并且其中所述轴承外壳的接触部分的长度超过在所述轴承单元的接触部分的前部和最远离所述隔离件的所述第一侧延伸的轴承单元的部分之间的距离并且与所述轴承单元一体形成。
第二方面可以进一步提供：所述轴承单元外壳的接触部分的长度超过沿所述轴线在最接近所述隔离件的所述第一侧的轴承单元的接触部分的部分和最接近所述隔离件的所述第二侧的所述更换轴承单元的接触部分的部分之间的距离。
本发明的第一和/或第二方面可以提供一个或多个下面的特征，选项或可能性。
所述轴承系统可以包括一个或多个电机，将所述电机连接到所述轴承单元的一个或多个驱动轴，将所述轴承单元连接到被驱动设备的一个或多个驱动轴。特别是直接或间接连接到所述电机的第一驱动轴可以连接到第二驱动轴，所述第二驱动轴直接由联轴器并且优选柔性联轴器连接到所述轴承单元或连接到所述轴承单元的驱动轴。特别是所述轴承单元可以利用另一个驱动轴直接或间接连接到所述被驱动设备，所述另一个驱动轴的两端具有可释放联轴器，特别是两半型的联轴器。特别优选的方式是，所述轴承单元的所述驱动轴利用这样的两个半联轴器连接到所述另一个驱动轴。优选方式是，所述电机设置到所述隔离件的第一侧并且被驱动的所述设备设置到所述隔离件的第二侧。优选方式是，所述另一个驱动轴比所述轴承单元地驱动轴更长。
隔离件可以是金属的或混凝土的。隔离件特别提供用于诸如氧化钚或氧化铀的放射性材料的物理封闭。隔离件可以提供放射性屏蔽。优选方式是，危险环境在隔离件的第二侧。优选方式是周围环境在隔离件的第一侧。
优选方式是，隔离件设有完全被轴承单元外壳围绕的开口。所述轴承单元可以可释放地紧固到所述隔离件。优选方式是可释放紧固件是螺栓。优选方式是螺栓从隔离件的第一侧被引入。优选方式是接收所述螺栓的孔不从所述隔离件的第一侧穿透到第二侧。轴承单元外壳可以由紧固件保持在隔离件上，所述紧固件接合从所述轴承单元外壳伸出的法兰，特别是大体垂直于所述轴承系统的轴线延伸的法兰。
优选方式是所述轴承单元外壳包括主体部分。所述法兰可以连接到所述主体部分。优选方式是所述主体部分大体沿所述轴线延伸。特别优选的方式是主体部分限定圆筒形内部空间，最优选的方式是限定轴线与系统的轴线相对应的圆柱体(right cylinder)。优选方式是所述轴承单元外壳设有开口，所述开口从所述隔离件的所述第一侧延伸到所述第二侧，所述开口是圆形截面的并且优选遍及至少其长度的中部90％是恒定半径的。对于最接近所述隔离件的所述第一侧和/或所述第二侧的所述轴承单元外壳的部分可以设置增加的半径。所述增加的半径部分可以被倒角或是截头圆锥形的。优选方式是所述轴承单元外壳的主体部分的外部结构是圆柱形的。
优选方式是所述轴承单元与所述轴承单元外壳的内表面滑动接触。优选提供用于所述轴承单元的至少一部分的围绕整个外周的滑动接触。优选方式是该部分延伸所述轴承单元的轴向长度的至少80％并且更优选至少90％。优选方式是所述轴承单元具有圆柱外形。优选方式是所述轴承单元遍及其轴向长度的至少80％并且更优选至少90％具有恒定的半径。所述轴承单元可以朝向最接近所述隔离件的所述第一侧和/或所述第二侧的端部具有减小的半径。
所述轴承单元可以包括圆柱形的主体部分，端板在每一端固定到所述主体部分。端板优选由螺栓固定。
所述轴承单元优选容纳设置在中心的驱动轴。优选方式是驱动轴由一对轴承支撑。优选方式是一个轴承朝向轴承单元的一端设置，并且另一个轴承朝向轴承单元的另一端设置。优选方式是一个或多个密封件设置在第一侧和与其最接近的轴承之间和/或第二侧和与其最接近的轴承之间。O形密封圈或其它密封件可以用于此目的。
优选方式是通过轴承单元延伸的驱动轴设有防松螺母以将其保持在适当的位置。
优选方式是通过所述轴承单元延伸的所述驱动轴一端设有凸状部分，并且另一端设有凹状部分。所述凸状部分可以通过与所述凹状部分相比具有更大截面的驱动轴的部分提供。优选方式是凸状部分比凹状部分具有更大的外径。优选方式是凸状部分设有凹部，所述凹部适合于接收所述凹状部分的至少一部分并且与所述凹状部分的至少一部分配合。
优选方式是所述轴承单元外壳在隔离件的第一侧设有端板。优选方式是端板通过一个或多个可释放紧固件接合所述轴承单元外壳的主体。优选方式是一个或多个可释放紧固件穿过端板并且接合轴承单元。优选方式是端板设有开口，驱动力，特别是轴承单元的驱动轴穿过该开口。
连接在所述隔离件的第二侧的一个或多个驱动轴和/或联轴器设置在诸如防护装置的外壳内。
优选方式是轴承单元外壳的轴线与通过轴承单元的驱动轴的轴线相对应。
优选方式是轴承单元外壳的接触部分围绕其整个轮廓延伸其长度的至少一部分。优选方式是轴承单元外壳的接触部分沿轴线长度延伸轴承单元外壳长度的至少75％并且更优选80％并且理想的是90％。
优选方式是轴承单元的接触部分围绕其整个周边延伸其长度的至少一部分。优选方式是轴承单元的接触部分沿轴线长度延伸轴承单元长度的至少75％并且更优选80％并且理想90％。
最远离第一侧延伸的轴承单元的部分可以是其一体的驱动轴的端部。优选方式是沿轴线的轴承单元的整个长度小于在隔离件的第二侧的隔离件表面和最接近隔离件的第二侧的邻近连接到轴承单元的驱动轴的驱动轴的端部之间沿轴线的整个距离。更优选的方式是轴承单元的整个长度小于在隔离件的第二侧和保持在邻近连接到轴承单元的驱动轴的驱动轴上的联轴器的部分之间的距离。
优选方式是轴承单元并入用于使用期限轴承的密封件。优选方式是轴承单元容纳在不锈钢内。轴承单元外壳可以设有一个或多个用于加速计的座。
优选方式是最接近隔离件的第二侧的轴承单元的端面使用中与轴承单元外壳的周围部分和/或隔离件的表面齐平。
根据本发明的第三方面，一种更换轴承系统中的轴承单元的方法，所述轴承系统包括隔离件、轴承单元外壳以及用于通过所述隔离件传送驱动的轴承单元，所述轴承单元外壳限定通过所述隔离件在所述隔离件的第一侧和第二侧之间延伸的开口，所述轴承单元外壳沿轴线延伸，所述轴承单元外壳包括平行于所述轴线延伸的接触部分，所述接触部分接触平行于所述轴线延伸的所述轴承单元的接触部分，所述方法包括
将所述轴承系统中的所述轴承单元自驱动断开，所述驱动朝向以及来自所述轴承单元，
引导更换轴承单元与所述轴承单元邻接并且使所述更换轴承单元从所述隔离件的所述第一侧前进到所述轴承单元外壳内并且朝向所述隔离件的所述第二侧移动所述轴承单元
在移动过程中，在所述轴承单元的接触部分的至少一部分和所述轴承单元外壳的接触部分的至少一部分之间保持接触，直到在所述更换轴承单元的接触部分的至少一部分与所述轴承单元的接触部分的至少一部分之间发生接触，以及
将所述轴承单元自所述隔离件的所述第二侧上的所述轴承单元外壳移除并且将所述轴承单元与到所述轴承单元和自所述轴承单元的驱动力连接。
本发明的第三方面可以包括在本文件的其它地方提出的、包括针对本发明的第一和第二方面提出的那些的一个或多个特征，选项或可能性。
优选方式是轴承单元由等同的更换轴承单元替换。
优选方式是在对轴承系统工作之前对其进行电隔离。
可以通过移去所述柔性联轴器和/或将所述柔性联轴器连接到所述轴承单元的驱动轴和/或将所述柔性联轴器连接到所述电机的所述驱动轴和/或通过移动所述电机而将所述轴承单元与到所述轴承单元的驱动力断开。
可以通过移去与所述轴承单元的所述驱动轴邻近的驱动轴，可能与所述联轴器或将所述各个驱动轴连接在一起的部分一起移去以及可能及可选地一起移去将驱动轴连接至所述轴承系统的后继驱动轴的联轴器的至少一部分而自所述轴承单元断开。
优选方式是，所述更换轴承沿所述轴承单元外壳的所述轴线被引入。优选方式是最接近所述隔离件的所述第一侧的所述更换轴承单元的所述驱动轴的部分与最远离所述隔离件的所述第二侧的所述轴承单元的部分并且理想地与所述驱动轴接合。优选方式是更换轴承单元设有最接近隔离件的第一侧的一个凸状或凹状部分，并且轴承单元设有最远离隔离件的第二侧的部分的凸状或凹状部分的相反的部分。优选方式是更换轴承单元的引入使得所述驱动轴与轴承单元的驱动轴邻接。当更换轴承单元的接触部分首先接触轴承单元的接触部分时，保持与轴承单元外壳的接触部分接触的轴承单元的接触部分的最少部分可以是轴承单元的最大可能接触部分的20％或更大。
优选方式是更换轴承单元沿轴承单元外壳的轴线被引入。优选方式是最接近所述隔离件的所述第一侧的所述更换轴承单元的所述驱动轴的部分与最远离所述隔离件的所述第二侧的所述轴承单元的部分相接合，并且理想地与所述驱动轴接合。优选方式是所述更换轴承单元设有最接近所述隔离件的第一侧的一个凸状或凹状部分并且轴承单元设有与最远离隔离件的第二侧的其部分的凸状或凹状部分的相反的部分。优选方式是更换轴承单元的引入带动其驱动轴与轴承单元的驱动轴邻接。当更换轴承单元的接触部分首先接触轴承单元的接触部分时，保持与轴承单元外壳的接触部分接触的轴承单元的接触部分的最少部分可以是轴承单元的最大可能接触部分的20％或更大。
优选方式是轴承单元沿轴承单元外壳的轴线被移去。当轴承单元的接触部分终止与轴承单元的接触部分接触时，与轴承单元外壳的接触部分接触的更换轴承单元的接触部分的至少部分可以是轴承单元的最大可能接触部分的20％或更大。
轴承单元可以由在隔离件的第二侧的机械手或其它操作元件在隔离件的第二侧从轴承单元外壳移去。机械手或操作元件优选用于在隔离件的第二侧移去并连接驱动轴和/或联轴器。轴承单元可以从隔离件的第二表面和与使用中连接到轴承单元的驱动轴相邻的驱动轴之间移去。
轴承单元可以保持在隔离件的第二侧内或可以从该处通过设置在其它地方的隔离件中的另一个开口移去。
【附图说明】
下面将参照附图仅仅通过示例描述本发明的实施例，其中：
图1示出了组装结构中的轴承系统；
图2a示出了更换轴承系统中的轴承单元的过程中的初始结构；
图2b示出了更换轴承系统中的轴承单元的过程中的随后结构；
图3示出了更换的轴承单元开始引入轴承系统中的更随后的结构。
【具体实施方式】
图1示出了轴承系统1的一个例子，该轴承系统1设计用于将动力从诸如电机3的动力源传送到需要这种动力的设备5。设备5在危险环境7内，危险环境7通过封闭隔离件11与外部环境9分开。
电机驱动轴13的转动通过柔性联轴器15传递到第一轴17。第一轴17设有减径凸状部分19，凸状部分19与第二驱动轴23的凹状部分21配合。驱动轴23通过轴承单元25并且终止于凸状部分27。凸状部分27连接到联轴器31的第一半部分29，联轴器31的第二半部分33连接到第三驱动轴35。第三驱动轴35连接到另一个联轴器39的第一半部分37，而另一个联轴器39的第二半部分41连接到设备驱动轴43，设备驱动轴43直接或间接连接到设备5。联轴器31，另一个联轴器39，连接它们的第三驱动轴35以及第二驱动轴23的伸出的凸状部分27封闭在防护装置(guard)43内。
轴承单元25通常形式为圆筒部件45，所述圆筒部件45由圆筒47、第一端板49以及第二端板51限定。端板49、51通过螺栓53连接到圆筒47。轴承55、57设置在圆筒47上并且使用期由防尘和油密封件59、61封闭，以避免组件25内的润滑剂的任何损失或污染。设置防松螺母63，以施加作用力到轴承55上。
轴承单元25由外壳65安装在密封隔离件11上。外壳65通过螺栓67安装到密封隔离件11，螺栓67不穿过密封隔离件11。外壳65由圆筒69与容纳螺栓67的径向延伸部分71一起形成，圆筒69具有与圆筒47的外径对应的内径。端板73通过螺栓75紧固到圆筒69并且通过螺栓77紧固到轴承单元25，以将轴承单元25保持在所需的位置。
在此结构中，动力能够从安全环境9传送到危险环境7，但是两者之间具有完全的密封。
如果轴承单元25出现问题，或更通常地达到预定的更换时间，则可以使用下面的顺序以更换轴承单元25同时保持密封。
作为更换方法的初始步骤，隔离到轴承系统1的动力以便允许对轴承系统1安全进行工作。
作为该方法中的一个步骤，然后，利用机械手在危险环境内移去防护装置43并且将它放置在一侧。然后从半部分29拆下联轴器31的半部分33并且然后从半部分41拆下联轴器39的半部分37，以允许移去驱动轴35。然后将驱动轴35放置到环境7内的一侧。与轴承单元25的长度相比驱动轴35的较长的长度意味着驱动轴35的移去给出足够的空间以通过将轴承单元移动到环境7内移去轴承单元。然后，联轴器31的剩余的半部分29被移去并且也放置到一侧。这一步的结果在图2a中示出。
接着这一步或在这一步之前，移去柔性联轴器15。这一操作可以伴随移去一个或多个驱动轴13、17或电机3，以允许引入用于更换轴承单元25X的空间。一旦这一步完成，在释放螺栓75和77之后移去端板73。端板73放置到环境9中的一侧。这一步的结果在图2b中示出。
在这种状态下，密封件被保持，但是轴承单元25在外壳65内自由移动。
如图3所示，新的轴承单元25X现在能够被放置到与现有的轴承单元25和外壳65对齐的位置。新的轴承单元25X具有安装在其上的驱动轴27X，驱动轴27X具有凸状端部，以便凸状端部与轴承单元25上的驱动轴的凹状部分21配合。使轴承单元25X从环境9前进到外壳65内的操作将轴承单元25推入危险环境7内。轴承单元25X的前缘100与外壳65的内径相比具有减小的直径，以助于插入。外壳65的轴向范围Y为在轴承25的后缘102进入环境7之前轴承单元25X的前缘100进入圆筒69；当然，如图所示，存在相当程度的交叠。最后，轴承单元25X的连续前移将轴承单元25推入环境7中如此远，以至于其后缘102离开外壳65。此时，在环境9内的机械手用于将轴承单元25移动到一侧，该轴承单元的使用寿命已经到期。轴承单元25的后缘101与外壳65的内径相比具有减小的直径，以助于移去。如果需要轴承单元25能够利用被污染物移去程序从危险环境7移去，或轴承单元25留在那里，直到该环境和其内容停止使用。轴承单元25被移去，然后，轴承单元25X能够正确定位，前缘100与内表面104齐平，并且轴承单元25X在外壳65和轴承系统1内能够重新装配。
重新装配涉及在防护装置43重新定位并且固定之前连接后板73，螺栓75、77，柔性联轴器15(以及可能伴随的驱动轴13、17和/或电机3)，联轴器半部分19，驱动轴35以及伴随的联轴器半部分33和37。然后，轴承系统1准备好进一步使用，但是在危险环境7和安全环境9之间的密封的完整性始终保持。