CN101078401A - 一种电力机车变压器用油泵 - Google Patents
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Abstract
一种电力机车变压器用油泵，包括外壳和叶轮，其特征在于：外部采用钢板及无缝钢管的焊结构，内部采用油循环冷却式三相异步电动机与悬臂式离心泵组合为一体的全封闭结构形式，油泵电机内部的电机绕组与轴承采用变压器油通过从油泵的高压油区由后轴承经轴心回油孔流至前轴承，回流到油泵的低压油区，然后再流向高压油区的连续循环冷却方式。
Description
技术领域
本发明属于一种变压器的部件结构，具体说是一种变压器的冷却油泵，主要用于铁路高速电力机车主变压器的冷却。
背景技术
变压器油泵适用于大中型电力变压器、整流变压器、电抗器、电力机车牵引变压器等强迫油循环冷却系统。变压器油泵--是一种全密封结构的，内置潜油运行的三相异步电动机直轴驱动一离心式或轴流式叶片泵，专用于输送变压器绝缘油介质的流体机械。离心式变压器油泵适用于变压器强油风冷却器；轴流式变压器油泵(低扬程、大流量)适用于变压器片式散热器。
按驱动电机结构划分：目前国内配套采用①传统三相异步电动机专用潜油设计的普通型变压器油泵；②轴向气隙(盘式电机)电机驱动的盘式变压器油泵。两种结构的差别主要是驱动电动机不同，使用功能、安装形式完全相同。但是由于盘式泵其特有的轴向磁拉力作用，运行中须及时更换磨损的轴承，以防止转子落下引起强烈机械摩擦。目前国内外泵类产品是向高速、高效方向发展。适当高转速的变压器油泵不仅效率高而且体积小，运行稳定性好。当然，低转速可以提高轴承的运转寿命。但是随着叶轮直径的增加，平衡问题将更加突出，特别是作为叶片泵其叶片铸型、扭曲角度的一致性在工艺上误差难免，这些都是影响运行稳定性的关键因素，搞不好反而会降低轴承的运转寿命。目前国内许多单位大量配套采用轴向气隙(盘式电机)电机驱动的盘式变压器油泵(这种油泵适宜作成低速1000转/分以下)，此类问题将更加突出。因为盘式电机的轴向磁拉力是很强的(它就是靠这种旋转的轴向磁拉力进行磁电耦合使转子旋转起来，完成电能转换的)，轴向磁拉力会使轴承的磨损量间隙直接转化为定、转子间气隙的减少，直至定、转子金属与金属的强烈摩擦(盘式电机非常适于制成刹车电机：定、转子间安装刹车片，通电刹车，失电自由旋转)。所以对于变压器油泵尚有许多问题需要解决，尤其是随着我国铁路的不断提速，对于机车在高速状态的变压器如何提高冷却效率，保证机车的正常运行是至关重要的。
中国专利(专利号为CN95232472.5，名称为“高速节能变压器油泵”)公开了一种高速节能变压器油泵结构的改进。本发明包括离心式油泵，离心式油泵内具有叶轮，其结构要点是叶轮的叶片的进口安放角为20°～26°，叶轮的叶片的进口边同叶轮的轴线的倾角为28°～36°。
中国专利(专利号为CN03210998.9，名称为“轴流式变压器用油泵”)公开了另一种变压器用油泵，属于大中型变压器冷却系统用油泵。该系列油泵电机直接嵌入泵壳内装配，其电机转子与叶轮合为一体构成转子部件，电机定子与泵底座连在一起，构成定子部件。
但现有的电力机车变压器油泵普遍存在油泵体积大、泵体渗漏、绝缘等级低、故障率高、使用寿命短的不足，因此很有必要对此加以改进。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有电力机车变压器用油泵的不足，开发一种油泵体积更小、泵体无渗漏、故障率低、使用寿命长的电力机车变压器用油泵。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种电力机车变压器用油泵，包括外壳和叶轮，油泵体外壳采用钢板及无缝钢管的焊结构，内部采用油循环冷却式三相异步电动机与悬臂式离心泵组合为一体的全封闭结构形式，解决原变压器油泵铸铁泵体渗漏油的问题，并缩小油泵体积降低油泵自身重量。油泵电机内部采用连续循环冷却结构，在油泵电机的芯轴的轴心有用于过流冷却油的过流孔，过流孔的出口为靠前轴承处的径向孔，入口是芯轴的端部；在叶轮上开有用于通冷却油的平衡冷却孔，同时，在油泵与电机的隔板上也开有用于连通电机内腔与油泵出口、抽取冷却油的回油孔。油泵电机内部的电机绕组与轴承采用变压器油通过从油泵的高压油区由后轴承经轴心回油孔流至前轴承，回流到油泵的低压油区，然后再流向高压油区的连续循环冷却结构，解决了油泵电机因缩小体积带来的本身散热问题。在不降低技术指标前提下，通过降低电机转速设计，由原来转速2950r/min降低到转速1440r/min。减少机械磨损，提高了轴承使用寿命，降低了电机故障率。叶轮采用铸钢件，叶轮为双口环结构，在叶轮上有1～8个平衡孔，与电机内腔相通。叶轮平衡孔，除起到平衡泵轴向力作用外，还承担电机空腔部分油的循环，有利于电机的冷却。叶片出口角为30°，叶轮进口直径D0＝37.5～112mm；叶轮出口直径D2＝229mm。油泵体包括蜗壳体、入口嘴和出口嘴，入口部分采用型钢整体锻压成型后进行机械加工，再与由钢板加工成型的蜗壳体前盖板焊接在一起，位于泵体的中心部位；外蜗壳体也是由钢板焊接后加工成型，壳体两面分别与前盖板和后盖板焊接在一起，且在蜗壳体的上端设有出口，涡壳出口为方形断面，断面入口宽度为40mm，出口与一由无缝钢管压制成型的出口锥管焊接在一起，出口锥管又与钢板加工成型的出口法兰焊接在一起，且出口锥管的起始断面从泵体进口方向看，逆时针旋转了15°，并将出口法兰中心从切线方向移到泵体垂直中心线上。
本发明的优点在于：油泵电机使用可靠性提高，产品使用寿命延长，油泵体积更小、泵体无渗漏、故障率低。降低油泵维修保养工作，可在机车常年使用情况下5年内不需保养。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
图2为本发明油泵泵体的结构示意图；
图3为本发明油泵泵体的结构侧面示意图；
图4为本发明油泵泵体的出口结构放大示意图；
图5为本发明实施例的叶轮结构示意图。
具体实施方式
附图给出了本发明的实施例，下面将结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一
从附图1可以看出，本发明为一种电力机车变压器用油泵，包括油泵体1、叶轮2和油泵电机20，油泵体1外壳采用钢板及无缝钢管的焊结构，内部采用油循环冷却式三相异步电动机与悬臂式离心泵组合为一体的全封闭结构形式，解决原变压器油泵铸铁泵体渗漏油的问题，并缩小油泵体积降低油泵自身重量。油泵电机20内部采用连续循环冷却结构，在油泵电机20的芯轴21的轴心有用于过流冷却油的过流孔7，过流孔7的出口23为靠前轴承处的径向孔，入口是芯轴21的端部22；在叶轮2上开有用于通冷却油的平衡冷却孔11，同时，在油泵与电机的隔板3上也开有用于连通电机内腔与油泵出口、抽取冷却油的回油孔4。油泵电机20内部的电机绕组与轴承采用变压器油通过从油泵的高压油区5由后轴承6经轴心过流孔7流至前轴承8，再回流到油泵的低压油区9，然后再流向高压油区5的连续循环冷却结构，解决了油泵电机因缩小体积带来的本身散热问题。在不降低技术指标前提下，通过降低电机转速设计，由原来转速2950r/min降低到转速1440r/min。减少机械磨损，提高了轴承使用寿命，降低了电机故障率。叶轮2采用铸钢件，叶轮2为双口环结构，在叶轮2上有1～8个平衡冷却孔11，与电机内腔10相通，叶轮2平衡冷却孔11，除起到平衡泵轴向力作用外，还承担电机空腔部分油的循环，有利于电机的冷却。叶片12出口角为30°，叶轮进口直径叶轮进口直径D0＝37.5～112mm；叶轮出口直径D2＝229mm。油泵体1包括蜗壳体13、入口嘴14和出口嘴15，入口部分24采用Q235A钢锻压成型后进行机械加工成型，再与由钢板加工成型的蜗壳体13前盖板12焊接在一起，位于泵体的中心部位；外蜗壳体13也是由钢板焊接后加工成型，蜗壳体13两面分别与前盖板12和后盖板16焊接在一起，且在蜗壳体13的上端设有出口17，涡壳出口为方形断面，断面入口宽度为40mm，出口与一由无缝钢管压制成型的出口锥管18焊接在一起，出口锥管18又与钢板加工成型的出口法兰19焊接在一起，且出口锥管18的起始断面从泵体进口方向看，逆时针旋转了15°，并将出口法兰中心从切线方向移到泵体垂直中心线上。
Claims (6)
1、一种电力机车变压器用油泵，包括外壳和叶轮，其特征在于：油泵体外壳采用钢板及无缝钢管的焊结构，内部采用油循环冷却式三相异步电动机与悬臂式离心泵组合为一体的全封闭结构形式；油泵电机内部采用连续循环冷却结构。
2、如权利要求1所述的电力机车变压器用油泵，其特征在于：在油泵电机的芯轴的轴心有用于过流冷却油的过流孔，过流孔的出口为靠前轴承处的径向孔，入口是芯轴的端部；在叶轮上开有用于通冷却油的平衡冷却孔，同时，在油泵与电机的隔板上也开有用于连通电机内腔与油泵出口、抽取冷却油的回油孔。
3、如权利要求2所述的电力机车变压器用油泵，其特征在于：所述的叶轮采用铸钢件，叶轮为双口环结构，在叶轮上有1～8个平衡孔，与电机内腔相通，叶片出口角为30°；所述的叶轮进口直径D0＝37.5～112mm；叶轮出口直径D2＝229mm。
4、如权利要求1所述的电力机车变压器用油泵，其特征在于：油泵体包括蜗壳体、入口嘴和出口嘴，入口部分采用型钢锻压成型后进行机械加工成型，再与与由钢板加工成型的蜗壳体前盖板焊接在一起，位于泵体的中心部位；外蜗壳体也是由钢板焊接后加工成型，壳体两面分别与前盖板和后盖板焊接在一起，且在蜗壳体的上端设有出口，涡壳出口为方形断面，出口与一由无缝钢管压制成型的出口锥管焊接在一起，出口锥管又与钢板加工成型的出口法兰焊接在一起，且出口锥管的起始断面从泵体进口方向看，逆时针旋转了15°，并将出口法兰中心从切线方向移到泵体垂直中心线上。
5、如权利要求4所述的电力机车变压器用油泵，其特征在于：所述的断面入口宽度为40mm，
6、如权利要求1所述的电力机车变压器用油泵，其特征在于：油泵电机转速为1440r/min。
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