CN102691665B - 一种潜水泵利用空气顶托的防水密封方法 - Google Patents

Abstract

一种潜水泵利用空气顶托的防水密封方法，其关键在于：让电机转子(2)被完全由焊接工艺实现的气体或液体分子无法穿透的金属密封隔离罩(4)以立体形式包围着，由于隔离罩(4)腔内的空气顶托，外界液体分子无法穿越在呈倒锥形的底部设置了存在着间隙的电机轴封(7)部位与腔内的电机转子(2)接触，绝对避免了减速而引起定子(1)的绕组热损坏，并且，位于转子(2)与定子(1)之间的该隔离罩(4)部位采用了薄型非导磁材料来充当，它与定子(1)的内环圆周部位处于可脱卸的紧配合状态(便于从外部更换易于坏损的绕组)，使得整机无需维护的一次性使用寿命取决于不易于坏损的电机转子(2)动力机构。它使得整机在水下一次性停留时间远远多于有密封圈而绝对无法防渗的现有技术结构的潜水泵。

Description

一种潜水泵利用空气顶托的防水密封方法

技术领域

本发明涉及潜水泵的结构防水密封技术方法。

背景技术

目前，大小规格与型号不同的各种潜水泵层出不穷，是用途相当广泛而成熟的一种动力设备，其不足在于：运行时主要是它的轴封处容易对外泄漏其内部的液体，而这种泄漏对于构成潜水泵的作为其主体部分的液泵而言，是无关紧要的，而主要的问题是：一旦泄漏的该液体在该潜水泵的内部积少成多，侵入到液泵的拖动电机之后，将会造成该电机的损坏，结果造成潜水泵停机。——通常对于潜水泵的密封主要是依靠软性非金属密封垫圈及其螺丝一类的可拆卸型紧固件来实现的，如果在其装配时很认真，则：在一次性潜水作业当中可以持续使用的时间较长(水侵入拖动电机的时间较慢)，否则，则：在一次性潜水作业当中可以持续使用的时间就很短了(水侵入拖动电机的时间较快)。

为此，人们使用潜水泵作业时，一般的持续时间不会太长，并且，使用后，就尽快地将它提出水面放置，让已经进入潜水泵内部的渗水有机会重新渗出到该机体的外部。——小型潜水泵这样做尚可，可大、中型潜水泵这样做就有麻烦了

造成上述使用状况的原因，主要是潜水泵密封结构设计的问题，其次也有人工装配失误的问题：例如，没有将螺丝一类的紧固件旋紧，即便按照要求旋紧了也只是增加了上述的在一次性潜水作业当中可以持续使用的时间增加了一些而已；而难以做到：

让该潜水泵一直在水下使用，停机之后又长期放置在水下，之后再次在水下使用，又再次长期放置在水下，之后又再次在水下使用，……，直到构成该潜水泵的液泵或拖动电机二者之一自己经过长期工作磨损之后造成坏损而停机。——即让潜水泵一直在水下的环境中“终其一生”。

发明内容

本发明之目的：

就是为了通过对现有技术的密封结构改进，解决上述的“难以做到”的问题，实现能够让潜水泵一直在水下工作与闲置的环境中“终其一生”的问题。

为了实现本发明目的，拟采用以下的技术：

本发明包括：常规结构形式的由转子与嵌入绕组的定子二者构成的拖动电机通过它的转轴带动的液泵，以及位于最外层的防护外套；其特征在于：

至少是上述转子被金属密封隔离罩以立体形式包围着，在该金属密封隔离罩呈倒锥形的底部设置了电机轴封，并且：

一.位于该转子与该定子二者之间的金属密封隔离罩局部采用薄型非导磁材料来充当，而且，该金属密封隔离罩局部是与定子的内环圆周部位处于紧配合状态；

二.形成金属密封隔离罩本身涉及到的所有缝隙都是通过不可拆卸的焊接工艺来实现的(金属分子形成的立体防线能够阻止气体分子和液体分子从中穿透)，并且，金属密封隔离罩(其内部元件不可拆卸)是在整机装配过程中通过焊接最后成型的。

三.所述的金属密封隔离屏蔽是通过可拆卸的螺丝紧固件与液泵实施定位的(此处的可拆卸无碍于实现本发明的特点)。

本发明与现有技术比较的特点：

由于本发明主要是通过了在现有常规而普通的液泵结构形式基础上，增加了主要是对电机转子的立体包围性质的金属密封隔离屏蔽，并通过该隔离屏蔽内腔中的空气压力，让外界的水难以进入，或只能够微量进入(完全能够避免该准入的微量水最终能够触及到电机转子甚至让该电机转子在水中转动)。——水的粘稠度很大，将会导致电机转子的转速大幅度降低而最终损坏(烧坏)嵌入电机定子中的绕组。——如此的“让外界的水难以进入，或只能够微量进入”，为在密封结构上解决了上述的“难以做到”让潜水泵一直在水下的环境中“终其一生”的问题创造了条件；如果无需让本发明永远置于水下“终其一生”时，至少可以为：让本发明在水下一次性的工作与闲置的累计时间远多于现有技术结构能够达到的水平创造了条件。

附图说明

图示意了一种设置了金属密封隔离屏蔽的本发明的结构实施例。

1：嵌入绕组的电机定子；2：电机转子；3：电机轴承；4：金属密封隔离屏蔽；5：防护外套；6：电机转轴；7：电机轴封或设置该轴封的位置；8：排液管接口；9：液泵(例如：常用的叶片型)；10：螺丝；11：进液管接口。

具体实施方式

本发明的关键在于，在电机定子1与电机转子2之间设置了由薄型(其厚度可取0.1毫米)非导磁材料(取材于不锈钢或黄铜，等等)制成的金属密封隔离屏蔽4，而金属密封隔离屏蔽4的其他部位可以采用厚实的材料来制取，可以取其厚度为几个毫米的量级，而构成金属密封隔离屏蔽4不同部位之间的缝隙必须采用焊接工艺来实现，而且应该严禁出现虚焊或假焊的现象，该隔离屏蔽4的最终成型可以采用局部安装之后再实施整体焊接最后总成的办法来实现。——目的在于：让总成之后的金属密封隔离屏蔽4形成一个除了其下部电机轴封位置7(可以采用常规的轴封结构——无法阻止水分子的渗透)以外的整体型密不透气的金属腔体，该金属腔体，即金属密封隔离屏蔽4能够制止空气分子从中穿透。

然而，整个的金属密封隔离屏蔽4(含拖动电机结构)是通过若干个螺丝10以可拆卸的方式定位在液泵9的上部位置。显然，本发明采用的普通而常规液泵9的结构，是允许其可以拆卸的，这是因为它的可以拆卸的结构，在其水下工作时哪怕到处泄漏或进水，也是不会影响其正常工作的，只要构成液泵9拖动电机的转子2不浸水工作就行。

当电机停止工作时，即金属密封隔离屏蔽4腔内温度相对较低时，外界极少量的水会从电机轴封7(可采用普通的防水轴封——在其二端有压差的情况下就难以方渗水了)处渗入进来，同时也会提高该腔内的空气对上述的渗水的顶托力度，使得该渗水量与该空气的顶托力度达到平衡。——渗水沉积在该隔离屏蔽4腔内倒锥形的下部位置。

当电机工作时，即金属密封隔离屏蔽4腔内温度相对较高时，该腔内空气对于渗进来的水向外的顶托力度将会增加，迫使上述的渗水由原路退出该隔离屏蔽4。

此外，如果本发明一直设置在水下，则夏季与冬季的水下环境温度的变化也会影响隔离屏蔽4内腔下部的平均正常积水数量。

显然，本发明的关键在于：必须通过焊接让金属密封隔离屏蔽4最后成型，以及不允许存在虚焊或假焊的拼缝部位。——让金属密封隔离屏蔽4成为“全密封”型的空气储存实体，达到了让空气分子绝对无法从金属分子间隙之中穿透的程度。

如果，金属密封隔离屏蔽4的某个部位是采用可拆卸的非金属橡皮一类的密封材料通过螺丝10的紧固来实施密封的，那么，该隔离屏蔽4腔体上部的空气仍然会从上述柔性非金属密封材料中穿透出去的，只是其穿透速率可能会慢一些(自行车与汽车内胎一段时间不打气是不行的——其本身无法阻止气体分子的穿透)而已。

如果，金属密封隔离屏蔽4的某个部位是采用可拆卸的二个非常光滑的金属平面通过螺丝的紧固来实施密封的，那么，该隔离屏蔽4腔体中的空气仍然会从上述二个非常光滑的金属平面之间穿过的(再光滑的任何平面都存在粗糙度的——其紧压的光滑缝隙无法阻止气体分子的穿透)，只是其穿透速率可能会慢一些而已。

以上二个实例充分证明了为什么现有技术潜水泵存在着“背景技术”中所述的“难以做到”或在水下不能“终其一生”的问题。——这是由于：现有技术中在其关键部位采用的可拆卸的密封结构无法抵御气体分子或液体分子从其密封防线中穿透的缘故。

众所周知，潜水泵的拖动电机最忌讳的就是让电机转子2接触到水并在水中旋转工作。因为，水的粘稠度很大，将会在很大程度上限制电机转子2的转速与力矩的输出。——转子2的转速减慢会大幅度增加嵌入定子1绕组中通过的电流，最后烧坏或损坏嵌入电机定子1中的绕组，造成电机坏损。

本发明中让尽可能薄的且不导磁的金属密封隔离屏蔽4与电机定子1的内圆周实施紧配合，而让电机转子2与该隔离屏蔽4之间存在间隙的情况下，通过旋转磁场的作用始终让电机转子2在空气中旋转工作。——由于外界欲进入本发明内部的水受到本发明中“全密封”型金属密封隔离屏蔽4内腔中的空气的顶托，在任何情况下，是没有机会能够大量进入该隔离屏蔽4内腔当中而让电机转子2触及到水的，而允许极少量的沉积在该隔离屏蔽4内腔底部的渗水，是不会危及电机转子2正常旋转工作的。

而单独的电机定子1防止浸水的结构是容易办到的，属于现有技术范围，例如，最简单的办法是：将嵌入绕组的定子1在绝缘漆中浸泡之后再烘干就可以实现了。显然，该嵌入了绕组的电机定子1在本发明的结构中属于可拆卸的性质(它没有被金属密封隔离屏蔽4包围)，相比之下，可拆卸的电机定子1中的绕组线圈在本发明的结构中是最易于损坏的。

一般来说，电机是个非常成熟的产品，只要确保其中的电机转子2始终是在空气中旋转工作的，那么，电机就非常不容易损坏。因此，将本发明中的电机转子2设置在金属密封隔离屏蔽4内也就不用担心在长时期运行之后容易发生自损的问题了。——一般的由电机拖动的耐用器械，例如：洗衣机、电冰箱与空凋器，等等，其电机的一次性配用寿命大都在10年以上，而世界名牌产品配用的电机的一次性配用寿命大都在15年或20年以上。

Claims (1)

1.一种潜水泵利用空气顶托的防水密封方法，

包括：常规结构形式的由转子(2)与嵌入绕组的定子(1)二者构成的拖动电机通过它的转轴(6)带动的液泵(9)，以及位于最外层的防护外套(5)；

其特征在于：

至少是上述转子(2)被金属密封隔离罩(4)以立体形式包围着，在该金属密封隔离罩(4)呈倒锥形的底部设置了电机轴封(7)；

并且：

一.位于该转子(2)与该定子(1)二者之间的金属密封隔离罩(4)局部采用薄型非导磁材料来充当，而且，该金属密封隔离罩(4)局部与该定子(1)的内环圆周部位处于紧配合状态；

二.形成金属密封隔离罩(4)本身涉及到的所有缝隙都是通过不可拆卸的焊接工艺来实现的，并且，金属密封隔离罩(4)是在整机装配过程中通过焊接而最后成型的；

三.所述的金属密封隔离屏蔽(4)是通过可拆卸的螺丝(10)紧固件与普通可拆卸的液泵(9)实施定位的。