CN102570717B

CN102570717B - 具有自循环冷却功能的干式-湿式两用充水式电机

Info

Publication number: CN102570717B
Application number: CN201210014512.4A
Authority: CN
Inventors: 单丽; 张解; 张帅; 闫化龙; 刘国涛
Original assignee: HEFEI SANYI JIANGHAI PUMP INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Hefei Hengda Jianghai Pump Co Ltd
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: CN102570717A

Abstract

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种特别适用于矿山生产主排水、强排水和淹井后复矿排水的具有自循环冷却功能的干式-湿式两用充水式电机。本两用电机在电机外侧设置有冷却单元；所述电机通过电机壳体上的开口以及冷却水管道与冷却单元相连通以构成对电机内部进行冷却的冷却循环系统。本发明既能暴露在空气中正常工作，又能在矿山突发透水时潜入水中正常工作，也即本电机既可以在干式工况下运行，也能在湿式工况下工作，从而不会影响整个泵组的排水性能。同时本发明实现了对电机的主动且实时高效地冷却作用，进一步确保了本泵组在干式或湿式工况下均能够安全稳定的工作。

Description

具有自循环冷却功能的干式-湿式两用充水式电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种特别适用于矿山生产主排水、强排水和淹井后复矿排水的具有自循环冷却功能的干式-湿式两用充水式电机。

背景技术

现有的电机分为干式电机和湿式电机两种。

所谓干式电机也即电机只能在空气中运行，而不能在被水淹没或半淹没的工况下工作。

所谓湿式电机则是在电机内部设置有冷却流道，当电机在被淹没的工况下工作时，环境水通过电机内部的冷却流道对电机进行冷却，从而保证了湿式电机的稳定工作；但是当湿式电机在空气中运行时，由于没有环境水对电机进行冷却，将使得电机会由于高温的原因被烧毁而不能工作。

然而在矿山生产时，电机将时常需要在空气中也即干式工况或被淹没的情况下也即湿式工况下交替工作，如图1所示，低位点A所示即为干式运行水位，高位点B所示则为湿式运行水位，也即当水位为B时，电机和水泵均浸没在水中。当矿山突发透水乃至发生淹矿现象时，水位将达到B处，此时干式电机不但不能工作，还会因为被水淹没而可能遭到损坏；湿式电机虽然在被淹没的状况下能够正常工作以排水，但当水位由B逐渐下降时，湿式电机也将逐渐暴露在空气中，从而使得湿式电机内部产生的热量难以及时散发掉，此时湿式电机的工作将受到严重影响，当水位继续降低时，则湿式电机可能被烧毁而无法工作。

由此可见，现有的两种电机在矿山突发透水时将会被动地失去排水作用而导致淹矿，甚至造成人员伤亡事故，给矿山造成重大的经济损失，因此亟待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自循环冷却功能的干式-湿式两用充水式电机，本电机不但能够在空气中也即在干式工况下运行，而且能够在被淹没或半淹没的状况下也即在湿式工况下运行，同时本电机结构简单，工作安全可靠。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种具有自循环冷却功能的干式-湿式两用充水式电机，电机外侧设置有冷却单元；所述电机通过电机壳体上的开口以及冷却水管道与冷却单元相连通以构成对电机内部进行冷却的冷却循环系统。

同时，本发明还可以通过以下技术措施得以进一步实现：

所述电机内部设有电机转轴，电机转轴的轴身上穿设固定有随电机转轴转动的转子，转子的外侧套设有固定在电机壳体内侧的定子，所述电机转轴的设置在电机壳体内部的一端设置有驱动冷却循环系统中的冷却水循环的叶轮。

所述冷却水管道包括冷却水供水管道和冷却水回水管道，冷却水供水管道的一端与设置在电机壳体上的供水口相连，冷却水供水管道的另一端与冷却单元的冷却水进水口相连，冷却水回水管道的一端与设置在电机壳体上的回水口相连，冷却水回水管道的另一端与冷却单元的冷却水出水口相连；所述电机壳体上的供水口设置在定子的远离叶轮的一侧，所述电机壳体上的回水口设置在叶轮的远离定子的一端。

优选的，所述冷却单元即为冷却器，冷却器包括封闭状的冷却器壳体以及自冷却器壳体中穿过的输水管，所述冷却器壳体的内壁与输水管的外壁之间设置有供冷却水流通的冷却水通道，所述冷却水进水口、冷却水出水口分设在冷却器壳体上。

进一步的，所述冷却器壳体呈圆筒状，且冷却器壳体和输水管的轴线彼此重合。

所述冷却水进水口设置在冷却器壳体的下侧，冷却水出水口设置在冷却器壳体的上侧；所述冷却水通道设置在冷却水进水口和冷却水出水口之间且设置有多个，多个冷却水通道均匀地环绕布设在输水管的周侧，所述冷却水通道的轴线与输水管的轴线相平行。

优选的，所述输水管的伸出在冷却器壳体的两端部均设置有连接法兰，以便于输水管与水泵出水口或其他管道的连接。

更进一步的，所述冷却器壳体呈圆筒状，且冷却器壳体和输水管的轴线彼此重合；且所述冷却水进水口设置在冷却器壳体的下侧，冷却水出水口设置在冷却器壳体的上侧；所述冷却水通道设置在冷却水进水口和冷却水出水口之间且设置有多个，多个冷却水通道均匀地环绕布设在输水管的周侧，所述冷却水通道的轴线与输水管的轴线相平行。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明中的冷却器和设置在电机转轴上的叶轮相配合，当电机工作时，电机转轴转动并驱动干、湿两用离水泵工作，水泵将水通过冷却器上的输水管排出，此时电机转轴上的叶轮驱动冷却水流经电机内部，从而带走电机内部的热量并被加热，被加热的冷却水通过冷却水供水管道进入冷却器中的冷却水通道，冷却水在冷却水通道内通过时与输水管内的冷水产生热交换而被降温，降温后的冷却水经冷却水回水管道再次进入电机壳体内部，并对电机进行降温冷却，由此不断循环，保证了电机和水泵安全稳定的工作。

2)、进一步的，本发明既能暴露在空气中正常工作，又能在矿山突发透水时潜入水中正常工作，也即本电机既可以在干式工况下运行，也能在湿式工况下工作，从而不会影响整个泵组的排水性能。

3)、本发明中的叶轮为驱动部件，冷却器为冷却部件，由此本发明改变了以往电机只能被动散热或冷却的方式，只要电机和水泵开始工作，由叶轮和冷却器构成的冷却循环系统即开始工作，从而实现对电机的主动且实时高效地冷却作用，确保了本电机在干式或湿式工况下均能够安全稳定的工作。

附图说明

图1是本发明的工作状态示意图。

图2是图1的左视图。

图3是电机与冷却器的连接结构示意图。

图4是冷却器的结构示意图。

图中标记的含义如下：

10-电机 11-定子 12-转子 13-电机转轴

14-叶轮 15-电机壳体 20-水泵 21-水泵进水管

22-出水管 30-冷却器 31-冷却水供水管道

32-冷却水回水管道 33-冷却器壳体 34-输水管

35-冷却水通道 36-第一连接法兰 37-第二连接法兰

A-干式运行水位 B-湿式运行水位

具体实施方式

如图1、2所示，一种具有自循环冷却功能的干式-湿式两用充水式电机，电机10外侧设置有冷却单元；所述电机10通过电机壳体15上的开口以及冷却水管道与冷却单元相连通以构成对电机10内部进行冷却的冷却循环系统。

所述的冷却单元既可以为单独的冷却部件，也可以为驱动部件和冷却部件的组合，比如冷却单元可以为变频水泵与冷却器的组合，此时变频水泵可根据电机转速的快慢而调整冷却水量的大小，以确保对电机的冷却效果。

进一步的，如图3所示，所述电机10内部设有电机转轴13，电机转轴13的轴身上穿设固定有随电机转轴13转动的转子12，转子12的外侧套设有固定在电机壳体15内侧的定子11，所述电机转轴13的设置在电机壳体15内部的一端设置有驱动冷却循环系统中的冷却水循环的叶轮14。

所述叶轮14既可以直接固定在电机转轴13上，也可以通过连接部件与电机转轴13相连。

由上述技术方案可知，本发明以固设在电机转轴13端部的叶轮14为驱动部件，从而充分利用了电机的能量，简化了结构，同时也实现了对电机进行实时冷却的功能，确保了冷却效果。

优选的，如图1、3、4所示，所述冷却水管道包括冷却水供水管道31和冷却水回水管道32，冷却水供水管道31的一端与设置在电机壳体15上的供水口相连，冷却水供水管道31的另一端与冷却单元的冷却水进水口相连，冷却水回水管道32的一端与设置在电机壳体15上的回水口相连，冷却水回水管道32的另一端与冷却单元的冷却水出水口相连；所述电机壳体15上的供水口设置在定子11的远离叶轮14的一侧，所述电机壳体15上的回水口设置在叶轮14的远离定子11的一端。

如图1、3、4所示，所述冷却单元即为冷却器30，冷却器30包括封闭状的冷却器壳体33以及自冷却器壳体33中穿过的输水管34，所述冷却器壳体33的内壁与输水管34的外壁之间设置有供冷却水流通的冷却水通道35，所述冷却水进水口、冷却水出水口分设在冷却器壳体33上。

进一步的，所述冷却器壳体33呈圆筒状，且冷却器壳体33和输水管34的轴线彼此重合。

如图3、4所示，所述冷却水进水口设置在冷却器壳体33的下侧，冷却水出水口设置在冷却器壳体33的上侧；所述冷却水通道35设置在冷却水进水口和冷却水出水口之间且设置有多个，多个冷却水通道35均匀地环绕布设在输水管34的周侧，所述冷却水通道35的轴线与输水管34的轴线相平行。

所述输水管34的伸出在冷却器壳体33的两端部均设置有连接法兰，也即如图3所示，输水管34的上端设置有第一连接法兰36，下端设置有第二连接法兰37，以使得输水管34便于和水泵20的出水口或其他管道相连接。

更进一步的，所述冷却器壳体33呈圆筒状，且冷却器壳体33和输水管34的轴线彼此重合。所述冷却水进水口设置在冷却器壳体33的下侧，冷却水出水口设置在冷却器壳体33的上侧；所述冷却水通道35设置在冷却水进水口和冷却水出水口之间且设置有多个，多个冷却水通道35均匀地环绕布设在输水管34的周侧，所述冷却水通道35的轴线与输水管34的轴线相平行。

下面结合附图对本发明的工作过程作进一步说明。

如图1所示，电机10与水泵20也即干、湿两用离心泵相连，水泵20的进水口与水泵进水管21相连，水泵20的出水口与输水管34下端的第二连接法兰37相连，输水管34通过其上端的第一连接法兰36与出水管22相连。

如图1、3所示，冷却器壳体33上的冷却水进水口通过冷却水供水管道31与电机壳体15上的供水口，冷却器壳体33上的冷却水出水口通过冷却水回水管道32与电机壳体15上的回水口相连。

所述电机壳体15上的供水口设置在定子11靠近水泵20的一侧，所述电机壳体15上的回水口设置在叶轮14远离水泵20的一端。

图3中所示的叶轮14、电机内部定子11和转子12之间的冷却通道、电机壳体15上的供水口、冷却水供水管道31、冷却器30、冷却水回水管道32以及电机壳体15上的回水口彼此相连以构成一个完整的冷却循环系统，冷却水在冷却循环系统中循环流动以对电机10进行冷却。

图1、2中的虚线箭头所示为水泵20中的水流方向，图3、4中的实线箭头所示为冷却循环系统中的冷却水流向。

当电机10工作时，电机转轴13转动并驱动干、湿两用离水泵工作，水泵20将水通过冷却器30上的输水管34排出，此时电机转轴13上的叶轮14驱动冷却水流经电机10内部，也即冷却水自定子11和转子12之间的间隙中流过，从而带走电机内部的热量并被加热，被加热的冷却水通过冷却水供水管道31进入冷却器30中的冷却水通道35，冷却水在冷却水通道35内通过时与输水管34内的冷水产生热交换而被降温，降温后的冷却水经冷却水回水管道32再次进入电机壳体15内部，并对电机10进行降温冷却，由此不断循环，保证了电机10安全稳定的工作。

Claims

1.一种具有自循环冷却功能的干式-湿式两用充水式电机，其特征在于：电机（10）外侧设置有冷却单元；所述电机（10）通过电机壳体（15）上的开口以及冷却水管道与冷却单元相连通以构成对电机（10）内部进行冷却的冷却循环系统；

所述电机（10）内部设有电机转轴（13），电机转轴（13）的轴身上穿设固定有随电机转轴（13）转动的转子（12），转子（12）的外侧套设有固定在电机壳体（15）内侧的定子（11），所述电机转轴（13）的设置在电机壳体（15）内部的一端设置有驱动冷却循环系统中的冷却水循环的叶轮（14）；所述冷却水管道包括冷却水供水管道（31）和冷却水回水管道（32），冷却水供水管道（31）的一端与设置在电机壳体（15）上的供水口相连，冷却水供水管道（31）的另一端与冷却单元的冷却水进水口相连，冷却水回水管道（32）的一端与设置在电机壳体（15）上的回水口相连，冷却水回水管道（32）的另一端与冷却单元的冷却水出水口相连；所述电机壳体（15）上的供水口设置在定子（11）的远离叶轮（14）的一侧，所述电机壳体（15）上的回水口设置在叶轮（14）的远离定子（11）的一端；

所述冷却单元即为冷却器（30），冷却器（30）包括封闭状的冷却器壳体（33）以及自冷却器壳体（33）中穿过的输水管（34），所述冷却器壳体（33）的内壁与输水管（34）的外壁之间设置有供冷却水流通的冷却水通道（35），所述冷却水进水口、冷却水出水口分设在冷却器壳体（33）上；

所述冷却器壳体（33）呈圆筒状，且冷却器壳体（33）和输水管（34）的轴线彼此重合；

所述输水管（34）的伸出在冷却器壳体（33）的两端部均设置有连接法兰；

所述冷却水进水口设置在冷却器壳体（33）的下侧，冷却水出水口设置在冷却器壳体（33）的上侧；所述冷却水通道（35）设置在冷却水进水口和冷却水出水口之间且设置有多个，多个冷却水通道（35）均匀地环绕布设在输水管（34）的周侧，所述冷却水通道（35）的轴线与输水管（34）的轴线相平行。