CN103956846A - 一种浅水用多极永磁电机和使用它的浅水式潜水泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅水用多极永磁电机,包括电机外壳和设于电机外壳内腔中的定、转子及与转子固定并伸出电机外壳的转子轴,所述电机外壳于内腔中一体设置密闭的油腔,而所述转子轴穿过所述油腔;其特征在于所述定、转子相对于油腔径向布置。本发明提供的浅水用多极永磁电机,其结构布局更加紧凑、体积更小,并且其定、转子可有效借助电机外壳端面实施冷却,将其装配至潜水泵上能够大大降低最低工作水面高度,更好的适应浅水工作场合。本发明同时提供采用上述浅水用多极永磁电机的浅水式潜水泵。
Description
技术领域
本发明涉及一种浅水用多极永磁电机和使用它的浅水式潜水泵。
背景技术
潜水泵是目前生产生活中水下或深井提水的重要设备,其通常由泵体和设计于泵体上部的水下电机(主要是鼠笼式电机)两部分组成。出于电机防水的考虑,水下电机通常在与泵体连接的一端内部设计有隔水的油腔,确保定、转子能够与水隔绝。然而常规的结构设计中该油腔与定、转子是沿轴向串接布局,其带来如下问题:
1)常规鼠笼式电机外壳为一个圆筒壳体,定子被安装在壳体内侧,定子产生的热量通过壳体导出,风扇对壳体外侧面进行散热,从而实现对电机的冷却。因水下电机在工作时其定、转子需借助水流冷却,否则易烧毁,故实际使用时采用鼠笼式电机的潜水泵是将电机壳体浸入水中,实现水对电机的冷却。由于这类潜水泵用于同外界散热的外壳周壁位于电机(定转子)的侧面,因此电机需要完全浸入水下才可以被冷却。又因鼠笼式电机的结构原因,其用于隔离水进入电机的密闭油腔被轴向布置在电机与水泵之间,这样整个潜水泵轴向长度便很长,因此该种潜水泵需要较高的水面才能正常工作,当水位线低于电机壳体时则无法使用。尤其对于水位较浅的工作场合(例如马路积水),因无法浸没电机外壳,也就完全无法对于电机实施有效冷却,造成潜水泵根本不能正常工作。
2)这类密封架构设计导致水下电机整体结构不够紧凑,浪费材料,体积较大,生产成本高。
发明内容
本发明目的是:提供一种结构布局更加紧凑、体积更小,并且其定、转子可有效借助电机外壳端面实施冷却的浅水用多极永磁电机,将其装配至潜水泵上能够大大降低最低工作水面高度,更好的适应浅水工作场合。
本发明的技术方案是:一种浅水用多极永磁电机,包括电机外壳和设于电机外壳内腔中的定、转子及与转子固定并伸出电机外壳的转子轴,所述电机外壳于内腔中一体设置密闭的油腔,而所述转子轴穿过所述油腔;其特征在于所述定、转子相对于油腔径向布置。
进一步的,本发明中所述电机外壳由电机前壳和电机后壳固定而成,所述电机前壳的前壁向内凹进并通过固定油腔盖形成所述封闭的油腔,所述定、转子为内定子外转子构型,所述定子直接固定于油腔周壁上,而转子位于定子外围;或者所述定、转子为内转子外定子构型,所述定子直接固定于电机前壳的内周壁上,并位于所述油腔周壁外围,而转子则位于定子内侧。
更进一步的,本发明中所述电机前壳上设有与油腔相连通的注油孔,所述注油孔上固定注油螺钉。
更进一步的,本发明中所述转子轴穿过油腔盖和与油腔盖相对的油腔端壁,并且所述油腔盖和与之相对的油腔端壁之间抵设有套置于转子轴上的机械水封。
更进一步的,本发明中所述油腔盖外侧固定有套置于转子轴上的油封,以进一步提高电机的密封性。
更进一步的,本发明中所述电机后壳和与油腔盖相对的油腔端壁上均设有轴承座,所述转子轴藉由轴承与对应的轴承座装配。
更进一步的,本发明中所述定子包括定子铁芯,所述定子铁芯外围均匀间隔分布有若干放线槽,放线槽内置有定子线圈;而所述转子包括固定在转子轴上的转子飞轮,所述转子飞轮上弯有一圈翻边,所述翻边上均匀间隔固定有与定子相对的转子磁瓦。
本发明同时提供一种使用上述浅水用多极永磁电机的浅水式潜水泵,该浅水式潜水泵以浅水用多极永磁电机的电机外壳输出转子轴的一侧端壁作为泵体后壳,并在所述泵体后壳上固定泵体前壳形成泵体内腔,所述泵体内腔中设置叶轮,转子轴伸入泵体内腔中并与叶轮固定,泵体前壳底部设置进水口,而侧部则为出水口。实际装配时,泵体前壳与所述浅水用多极永磁电机的电机前壳固定,电机前壳上的未凹进部分和油腔盖均与泵体内腔接触。因定、转子相对于油腔径向布置,只需满足一定水位使得泵体内腔中具备水流即可很好的借助电机前壳与泵体前壳的接触面(散热端面)对电机(定转子)实施有效散热。故相比常规的采用侧壁散热式水下电机(鼠笼式电机)的潜水泵,本发明提供的浅水式潜水泵无需将电机完全没入水中,大大降低了潜水泵工作所需的最低工作水面高度(水位高度),进而提高了潜水泵对于浅水工作场合的适应性。
进一步的,所述浅水式潜水泵的泵体前壳的进水口端设有过滤网。
本发明的优点是:
1. 本发明提供的这种浅水用多极永磁电机,其因将定、转子设计成相对于油腔径向布局,其在缩减电机轴向结构长度的同时,也大大拉近了定、转子与电机外壳端面的距离,这样当电机外壳与潜水泵的泵体部分实施装配之后,使得定、转子能够靠泵体和电机的结合端面实施冷却(端面散热),而无需像常规技术那样必须完全没入水中,依靠电机外壳周壁实施冷却(侧面散热)。这也就大大降低了潜水泵或类似设备的最低工作水面高度,大大提高了潜水泵或类似设备对于浅水工作场合的适应性。
2.本发明提供的这种浅水用多极永磁电机,其因将定、转子设计成相对于油腔径向布局,相比常规水下作业电机的轴向布局更利于节省内部空间,大大缩短了轴向长度,故使得整个电机结构更加紧凑,也更加小型化。并且因可借用油腔周壁充当定子支架部分,故也利于进一步节约生产成本。
3. 本发明提供的浅水式潜水泵,因其使用了所述浅水用多极永磁电机,不仅大大缩短了整机轴向结构长度,并且有效降低了潜水泵工作所需的最低水面高度。将原先需借助电机外壳周壁实施侧面散热的电机架构改换为借助电机外壳与泵体前壳结合端壁实施端面散热的电机架构。相比常规的采用侧壁散热式水下电机(鼠笼式电机)的潜水泵,本发明提供的浅水式潜水泵无需将电机完全没入水中,大大降低了潜水泵工作所需的最低工作水面高度(水位高度),进而提高了潜水泵对于浅水工作场合的适应性。相比常规的潜水泵,其不仅能够应对深水作业,还能够适应浅水作业,故适用范围更广。
4. 本发明提供的浅水式潜水泵,其采用了将电机定、转子及密闭油腔径向布局的结构,该结构将用于固定定子的油腔周壁、电机外壳端壁、密闭油腔、水泵后壳已最近方式布局或一体化设计,这样不但可以减少定子与电机外壳端壁的距离,便于定子的热量已最近距离传导至电机外壳端壁,其密闭油腔的油也可参与对定子的冷却,同时该电机外壳端壁及油腔盖又可作为潜水泵的后壳,这样也大大简化了潜水泵的结构,减小了水泵的轴向长度和体积,节约了材料,降低了成本,该水泵只要进水口接触到水面即可正常工作,实现了潜水泵在极低浅水位也能正常工作的可能。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明一种浅水用多极永磁电机的具体实施方式结构示意图;
图2为使用图1所示电机的浅水式潜水泵的具体实施方式结构示意图;
图3为常规潜水泵与本发明提供的浅水式潜水泵的工作水位比较示意图。(图中左侧为常规浅水泵D,采用鼠笼式电机,且油腔与电机定、转子轴向布局)
其中:1、定子;1a、定子铁芯;1b、定子线圈;2、转子;2a、转子飞轮;2b、转子磁瓦;3、转子轴;4、油腔;4a、油腔周壁;4b、油腔端壁;5、电机前壳;6、电机后壳;7、油腔盖;8、注油孔;9、注油螺钉;10、油封;11、轴承;12、机械水封;13、密封圈;14、泵体前壳;14a、进水口;14b、出水口;15、叶轮;16、过滤网;A、散热端面;D、常规潜水泵;E、浅水式潜水泵;H、最低工作水面。
具体实施方式
实施例1:结合图1所示为本发明提供的浅水用多极永磁电机的一种具体实施方式,其具有电机外壳和设于电机外壳内腔中的定、转子1、2及与转子2固定并伸出电机外壳的转子轴3,所述电机外壳于内腔中一体设置密闭的油腔4,所述定、转子1、2相对于油腔4径向布置,而所述转子轴3穿过所述油腔4。
具体见图1所示,本实施例中的所述电机外壳由电机前壳5和电机后壳6固定(螺栓固定,图中未画出)而成,所述电机前壳5的前壁向内凹进并通过固定油腔盖7形成所述封闭的油腔4,所述定、转子1、2为内定子外转子构型,所述定子1直接固定于油腔周壁4a上,而转子2位于定子1外围。所述电机前壳5上设有与油腔4相连通的注油孔8,所述注油孔8上固定注油螺钉9。
本实施例中所述转子轴3穿过油腔盖7和与油腔盖7相对的油腔端壁4b,并且所述油腔盖7和与之相对的油腔端壁4b之间抵设有套置于转子轴3上的机械水封12,进一步防止水下作业时水沿轴孔和转子轴3流入电机外壳内腔中。所述油腔盖7外侧还固定有套置于转子轴3上的油封10,进一步提高防水密封性能。所述电机后壳6和与油腔盖7相对的油腔端壁4b上均设有轴承座,所述转子轴3藉由轴承11与对应的轴承座装配。
本实施例中所述定子1同常规技术一样由定子铁芯1a和定子线圈1b组成,所述定子铁芯1a套紧至油腔周壁4a上,其外围均匀间隔分布有若干放线槽,放线槽内置有定子线圈1b;而所述转子2由转子飞轮2a和转子磁瓦2b组成,转子飞轮2a固定在转子轴3上,所述转子飞轮2a上弯有一圈翻边,所述翻边内缘均匀间隔固定有与定子1相对的转子磁瓦2b。
本实施例中油腔盖7和电机前壳5之间设有密封圈13;而电机前壳5和电机前壳6的结合面处也夹设有密封圈14,以提高电机整体的防水性能。
实施例2:结合图2所示,是一种采用实施例1提供的浅水用多极永磁电机的浅水式潜水泵的具体应用实例。该浅水式潜水泵以浅水用多极永磁电机的电机外壳输出转子轴3的一侧端壁(也即电机前壳5和油腔盖7)作为泵体后壳,并在所述泵体后壳上固定泵体前壳14形成泵体内腔,所述泵体内腔中设置叶轮15,转子轴3伸入泵体内腔中并与叶轮15固定,泵体前壳14底部设置进水口14a,而侧部则为出水口14b。实际装配时,泵体前壳14与所述浅水用多极永磁电机的电机前壳5固定。因定、转子1、2相对于油腔4径向布置,这种布局结构将用于固定定子1的油腔周壁4a、电机前壳5、密闭油腔4和水泵后壳已最近方式布局及一体化设计,这样不但减少了定子1与电机前壳5的距离,便于定子1的热量已最近距离传导至电机前壳端壁(图2中的散热端面A)上;而且其密闭油腔4的油也可参与对定子1的冷却,同时该电机前壳5端壁及油腔盖7又是潜水泵的后壳,这样也大大简化了潜水泵的结构,减小了水泵的轴向长度和体积,节约了材料,降低了成本。
这种潜水泵只要进水口14a接触到水面使得泵体前壳14内腔中具备水流即可很好的借助电机前壳5与泵体前壳14的接触面(图2中的散热端面A)和油腔盖7对电机(定转子1、2)实施有效散热,从而使得整个潜水泵正常工作。故相比常规潜水泵D(采用侧壁散热式水下电机,也即鼠笼式电机的潜水泵),结合图3所示,本发明提供的浅水式潜水泵E无需将电机完全没入水中,大大降低了潜水泵工作所需的最低工作水面高度H(水位高度),进而提高了潜水泵对于浅水工作场合的适应性。
本实施例中所述泵体前壳14的进水口14a端设有过滤网16。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种浅水用多极永磁电机,包括电机外壳和设于电机外壳内腔中的定、转子(1、2)及与转子(2)固定并伸出电机外壳的转子轴(3),所述电机外壳于内腔中一体设置密闭的油腔(4),而所述转子轴(3)穿过所述油腔(4);其特征在于所述定、转子(1、2)相对于油腔(4)径向布置。
2. 根据权利要求1所述的一种浅水用多极永磁电机,其特征在于所述电机外壳由电机前壳(5)和电机后壳(6)固定而成,所述电机前壳(5)的前壁向内凹进并通过固定油腔盖(7)形成所述封闭的油腔(4),所述定、转子(1、2)为内定子外转子构型,所述定子(1)直接固定于油腔周壁(4a)上,而转子(2)位于定子(1)外围;或者所述定、转子(1、2)为内转子外定子构型,所述定子(1)直接固定于电机前壳(5)的内周壁上,并位于所述油腔周壁(4a)外围,而转子(2)则位于定子(1)内侧。
3. 根据权利要求2所述的一种浅水用多极永磁电机,其特征在于所述电机前壳(5)上设有与油腔(4)相连通的注油孔(8),所述注油孔(8)上固定注油螺钉(9)。
4. 根据权利要求2所述的一种浅水用多极永磁电机,其特征在于所述转子轴(3)穿过油腔盖(7)和与油腔盖(7)相对的油腔端壁(4b),并且所述油腔盖(7)和与之相对的油腔端壁(4b)之间抵设有套置于转子轴(3)上的机械水封(12)。
5. 根据权利要求2所述的一种浅水用多极永磁电机,其特征在于所述油腔盖(7)外侧固定有套置于转子轴(3)上的油封(10)。
6. 根据权利要求2所述的一种浅水用多极永磁电机,其特征在于所述电机后壳(6)和与油腔盖(7)相对的油腔端壁(4b)上均设有轴承座,所述转子轴(3)藉由轴承(11)与对应的轴承座装配。
7. 根据权利要求2所述的一种浅水用多极永磁电机,其特征在于所述定子(1)包括定子铁芯(1a),所述定子铁芯(1a)外围均匀间隔分布有若干放线槽,放线槽内置有定子线圈(1b);而所述转子(2)包括固定在转子轴(3)上的转子飞轮(2a),所述转子飞轮(2a)上弯有一圈翻边,所述翻边上均匀间隔固定有与定子(1)相对的转子磁瓦(2b)。
8. 一种使用如权利要求1~7任意一项所述浅水用多极永磁电机的浅水式潜水泵。
9. 根据权利要求8所述的浅水式潜水泵,其特征在于该浅水式潜水泵以浅水用多极永磁电机的电机外壳输出转子轴(3)的一侧端壁作为泵体后壳,并在所述泵体后壳上固定泵体前壳(14)形成泵体内腔,所述泵体内腔中设置叶轮(15),转子轴(3)伸入泵体内腔中并与叶轮(15)固定,泵体前壳(14)底部设置进水口(14a),而侧部则为出水口(14b)。
10. 根据权利要求9所述的浅水式潜水泵,其特征在于所述泵体前壳的进水口端设有过滤网(16)。
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