CN105736399B - 一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵 - Google Patents

一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，本发明电机为油浸式，采用耐水、耐油绕组线，电机内腔设置密闭环形调压囊，电机冷却采用电机外腔强水冷和电机内腔自循环油冷相结合的双冷结构；在叶轮进口前设有混流叶结构，进口处采取无扰流平衡轴向力技术，无轴向力平衡孔，解决了叶轮进口液流扰乱的问题,使轴向力平衡效果和泵效率得到有效提高；电泵轴与上、下轴承座之间采用滚动轴承连接，消除了因电泵安装位置不当导致偏磨的现象。本发明的有益效果是:本发明结构简单、可靠性高、实用性强、效率高，散热良好；其安装简单、使用广泛，可以在多种工况运行，污水抽送彻底，全扬程无过载、使用寿命长。

Description

一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵
技术领域
本发明属于排灌行业排水设备领域，特别涉及一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵。
背景技术
隔爆型矿用潜水电泵所使用的电机常用有两大类：干式电机、水浸式电机。干式电机由于不允许进水，对电泵密封要求严格，电机的防护等级要求高，其结构复杂，制造成本较大，可靠性不稳定。而水浸式电机对密封要求不是太严，其可靠性相对较高，但由于采用水润滑滑动轴承，轴承径向间隙大，应直立运行，平躺或斜躺使用时，由于重力作用，转子下垂的影响，导致偏磨，使产品性能不易保证、可靠性和寿命降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其可确保电泵在水中和空气中均散热良好，可以实现多工况运行。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其包括底座、泵蜗壳、下轴承座组件、定子组件、转子组件和上轴承座组件，所述底座、泵蜗壳、定子组件和上轴承座组件顺次通过螺栓连接，其关键技术点在于，所述转子组件包括电泵轴与所述电泵轴过盈连接的转子、轴向叶环和平衡环；所述电泵轴与双列角接触轴承、球轴承过盈连接，所述电泵轴通过双列角接触轴承与所述下轴承座组件转动连接，所述电泵轴通过球轴承与所述上轴承座组件转动连接；所述泵蜗壳内设置有叶轮，所述叶轮与电泵轴用键连接；所述定子组件上设置有电机外腔，所述定子组件、所述上轴承座组件和下轴承座组件内部形成电机内腔，所述转子组件设置于所述电机内腔内，所述电机外腔与所述泵蜗壳和下轴承座组件之间形成外水冷循环通道，所述电机内腔内形成有内油冷循环通道。
作为本发明进一步的改进，所述定子组件包括定子铁芯、引出电缆和绕组，所述定子铁芯由下机座环、定子内套、定子外套、定子齿压板、定子冲片和上机座环焊合而成，所述定子内套、定子外套之间构成电机外腔，所述定子外套上设置有强水出口。
作为本发明进一步的改进，所述内油冷循环通道由定子油冷通道和转子油冷通道组成。
作为本发明进一步的改进，所述定子齿压板与定子冲片圆周对应位置设有通槽，形成定子油冷通道。
作为本发明进一步的改进，所述电泵轴上转子两侧分别自内向外依次过盈设置有轴向叶环和平衡环，所述轴向叶环两端设有环形导油槽、内设螺旋槽，所述平衡环上开设有通孔，所述平衡环上的通孔、轴向叶环内的螺旋槽与所述转子的通孔形成转子油冷通道。
作为本发明进一步的改进，所述电机内腔设置密闭环形调压囊。
作为本发明进一步的改进，所述叶轮进口处采取无扰流平衡轴向力技术，无轴向力平衡孔，上密封环后直接与外界接通。
作为本发明进一步的改进，所述混流叶位于叶轮进口前，与电泵轴用键连接，所述电泵轴轴端处用组合式盖形螺母锁紧。
作为本发明进一步的改进，轴向叶环两端设有环形导油槽，所述轴向叶环内设螺旋槽的螺旋旋向为左旋，头数：1～3，螺距2～15 mm 。
作为本发明进一步的改进，平衡环设有2～6个均布的通孔，直径为3～8 mm 。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：
本发明所提供的双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，通过电机外腔的环形外强水冷循环通道和电机内腔内形成的自循环内油冷循环通道对流散热，提高了电机可靠性，并延长了使用寿命。采用电泵轴与上轴承座、下轴承座采用滚动轴承连接，消除了因电泵安装位置不当导致偏磨的现象。
本发明叶轮在进口处采取无扰流平衡轴向力技术，无轴向力平衡孔，上密封环后直接与外界接通，不但减轻了轴承负荷，并使水泵效率维持较高水平，同时简化电机内腔的机械密封结构，解决了叶轮进口液流扰乱的问题。
本发明提供的双冷高效矿用隔爆型潜水电泵的电机为油浸式，绕组为耐水、耐油绕组线，电机内腔设置密闭环形调压囊，调节因热胀冷缩引起内腔的压力变化，使其压力恒定。
本发明提供的双冷高效矿用隔爆型潜水电泵在叶轮进口前设有混流叶结构，经混流叶对污水进行预混合，污水抽送彻底。
本发明提供的双冷高效矿用隔爆型潜水电泵携带热能的电机内腔油经轴向叶环的内螺旋槽吸入压出，通过电机转子、定子特有的自循环通道，到达电机外腔附近，进行散热降温，有效降低了电机腔内的热量。
本发明结构简单、可靠性高、实用性强、效率高，散热良好；其安装简单、使用广泛，可以在多种工况运行，污水抽送彻底，全扬程无过载、使用寿命长。
本发明提出的一系列新型结构，可以指导同类产品设计，对提升矿用隔爆型潜水电泵整体技术水平具有积极地促进作用。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为本发明定子组件的示意图；
附图3为本发明转子组件的示意图；
附图4为本发明轴向叶环的示意图。
在附图中：
1底座 、2进水滤网、3定子组件、3-1下机座环、3-2 定子内套、3-3定子外套、3-4定子齿压板、3-5定子冲片、3-6 强水出口、3-7 上机座环、3-8引出电缆、3-9 绕组、4转子组件、4-1电泵轴、4-2平衡环、4-3轴向叶环、4-31导油槽、4-32螺旋槽、4-4转子、5盖形螺母、6混流叶、7密封环、8叶轮、9泵蜗壳、10下轴承座组件、11双列角接触轴承、12调压囊、13球轴承、14上轴承座组件、15强水出管、16密封组件、17出水口。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本发明进行进一步详细的叙述。
如附图1、2、3和4所示，一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其包括底座1、泵蜗壳9、下轴承座组件10、定子组件3、转子组件4和上轴承座组件14，所述泵蜗壳9上设置有出水口17，所述底座1上通过螺栓连接进水滤网2，所述定子组件3包括定子铁芯、引出电缆3-8和绕组3-9，所述定子铁芯由下机座环3-1、定子内套3-2、定子外套3-3、定子齿压板3-4、定子冲片3-5和 上机座环3-7焊合而成，所述定子内套3-2、定子外套3-3之间构成电机外腔。所述底座1、泵蜗壳9、定子组件3的下机座环3-1和上机座环3-7以及上轴承座组件14之间顺次通过螺栓连接，所述下轴承座组件10和所述下机座环3-1之间设置有密封组件16，保证连接结构的密封性。所述泵蜗壳9、上轴承座组件14设置有与所述电机外腔相通的孔道，所述定子外套3-3上设置有强水出口3-6，所述强水出口3-6上安装有强水出管15，形成外水冷循环通道。
本发明的上轴承座组件14、下轴承座组件10和定子内套3-2之间组成电机内腔，所述转子组件设置在所述电机内腔内，所述转子组件包括电泵轴4-1、与电泵轴4-1过盈联接的平衡环4-2、轴向叶环4-3和转子4-4，所述平衡环4-2和所述轴向叶环4-3为两个分别设置于所述转子4-4两侧，所述电泵轴4-1与双列角接触轴承11、球轴承13过盈连接，所述电泵轴4-1通过双列角接触轴承11与所述下轴承座组件10转动连接，所述电泵轴4-1通过球轴承13与所述上轴承座组件14转动连接；所述泵蜗壳9内设置有叶轮8，所述叶轮8与电泵轴4-1用键连接。所述叶轮8进口处采取无扰流平衡轴向力技术，无轴向力平衡孔，上密封环7后直接与外界接通，所述混流叶6位于叶轮8进口前，与电泵轴4-1用键连接，所述电泵轴4-1轴端处用组合式盖形螺母5锁紧。
本发明的电机内腔内设有密闭环形调压囊12和内油冷循环通道，所述内油冷循环通道由定子油冷通道和转子油冷通道组成。定子齿压板3-4与定子冲片3-5圆周对应位置设有通槽，形成所述的定子油冷通道。所述轴向叶环4-3两端设有环形导油槽4-31，内部设螺旋槽4-32，螺旋旋向为左旋，所述平衡环4-2上开设有均布的通孔。所述平衡环4-2的通孔、轴向叶环4-3内的螺旋槽与所述转子4-4上的通孔形成所述的转子油冷通道。
本发明的工作原理如下：
本发明电机工作时，转子上的电泵轴带动叶轮旋转，旋转叶轮把电机的机械能传递给进水，从叶轮进口流向出口的过程中，机械能转换成压力能，沿泵涡壳输送出去，这时，叶轮进口处因进水的排出而形成负压，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出；同时，在泵的进出口压力差作用下，少部分水经泵蜗壳、下轴承组件的冷却水通道，进入电机外腔，交换电机热能后流向强水出管出水，实现电机外腔强水冷却，即实现外冷；同时，与电泵轴过盈连接的轴向叶环随电泵轴顺时针转动，携带热能的电机内腔油经轴向叶环的内螺旋槽吸入压出，通过电机转子、定子特有的自循环通道，到达电机外腔附近，与电机外腔的冷却水形成对流，交换散热后，再回流到转子内部，形成内腔油的低压环形自循环，从而实现电机内腔油冷却，即实现内冷。
本发明的电机为油浸式，绕组为耐水、耐油绕组线，电机内腔设置密闭环形调压囊，调节因热胀冷缩引起内腔的压力变化，使其压力恒定。所述电机冷却采用电机外腔强水冷和电机内腔自循环油冷相结合的双冷结构,散热效果显著，提高了电机可靠性、延长了使用寿命；所述叶轮在叶轮进口前设有混流叶结构，经混流叶对污水进行预混合，污水抽送彻底；所述叶轮在进口处采取无扰流平衡轴向力技术，无轴向力平衡孔，上密封环后直接与外界接通，不但减轻了轴承负荷，并使水泵效率维持较高水平，同时简化电机内腔的机械密封结构，解决了叶轮进口液流扰乱的问题；所述电泵轴与上轴承座、下轴承座采用滚动轴承连接，消除了因电泵安装位置不当造成偏磨的现象。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其包括底座(1)、泵蜗壳(9)、下轴承座组件(10)、定子组件(3)、转子组件(4)和上轴承座组件(14)，所述底座(1)、泵蜗壳(9)、定子组件(3)和上轴承座组件(14)顺次通过螺栓连接，其特征在于，所述转子组件(4)包括电泵轴(4-1)以及与所述电泵轴(4-1)过盈连接的转子(4-4)，所述电泵轴(4-1)与双列角接触轴承(11)、球轴承(13)过盈连接，所述电泵轴(4-1)通过双列角接触轴承(11)与所述下轴承座组件(10)转动连接，所述电泵轴(4-1)通过球轴承(13)与所述上轴承座组件(14)转动连接，所述泵蜗壳(9)内设置有叶轮(8)，所述叶轮(8)与电泵轴(4-1)用键连接，所述定子组件(3)上设置有电机外腔，所述定子组件(3)、所述上轴承座组件(14)和下轴承座组件(10)内部形成电机内腔，所述转子组件(4)设置于所述电机内腔内，所述电机外腔与所述泵蜗壳(9)和下轴承座组件(10)之间形成外水冷循环通道，所述电机内腔内形成有内油冷循环通道；
所述电泵轴(4-1)上过盈连接的转子(4-4)两侧分别自内向外依次过盈设置有轴向叶环(4-3)和平衡环(4-2)，所述轴向叶环(4-3)两端设有环形导油槽(4-31)，内设有螺旋槽(4-32)，所述平衡环(4-2)上开设有通孔，所述平衡环(4-2)上的通孔、轴向叶环(4-3)内的螺旋槽与所述转子(4-4)上的通孔形成转子油冷通道。
2.根据权利要求1所述的一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其特征在于，所述定子组件(3)包括定子铁芯、引出电缆(3-8)和绕组(3-9)，所述定子铁芯由下机座环(3-1)、定子内套(3-2)、定子外套(3-3)、定子齿压板(3-4)、定子冲片(3-5)和上机座环(3-7)焊合而成，所述定子内套(3-2)、定子外套(3-3)之间构成电机外腔，所述定子外套(3-3)上设置有强水出口(3-6)。
3.根据权利要求1所述的一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其特征在于，所述内油冷循环通道由定子油冷通道和转子油冷通道组成。
4.根据权利要求2所述的一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其特征在于，所述定子组件(3)的定子齿压板(3-4)与定子冲片(3-5)圆周对应位置设有通槽，形成所述定子油冷通道。
5.根据权利要求1所述的一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其特征在于，所述电机内腔设置密闭环形调压囊(12)。
6.根据权利要求1所述的一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其特征在于，所述叶轮(8)进口处采取无扰流平衡轴向力技术，无轴向力平衡孔，上密封环(7)后直接与外界接通。
7.根据权利要求1所述的一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其特征在于，混流叶(6)位于叶轮(8)进口前，混流叶(6)与电泵轴(4-1)用键连接，所述电泵轴(4-1)轴端处用组合式盖形螺母(5)锁紧。
8.根据权利要求1所述的一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其特征在于，所述轴向叶环(4-3)内设螺旋槽的螺旋旋向为左旋，头数：1～3，螺距2～15mm。
9.根据权利要求1所述的一种双冷高效矿用隔爆型潜水电泵，其特征在于，平衡环(4-2)设有2～6个均布的通孔，直径为3～8mm。
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