CN109139488B - 用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵 - Google Patents

Abstract

用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵，适用于煤加氢直接液化反应器循环泵，定子内冷室的第一冷却液循环系统通过第一跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第一排放液，电机壳体内冷室的第二冷却液系统通过第二跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第二排放液，两种排放液可汇合后排入泵腔，在电机壳体与电机定子支撑壳之间可形成电机壳体内冷室和电机定子外冷室的双层冷却通道；第二冷却液可用大量价格低廉液体；对湿式屏蔽电机，价格高昂的润滑油排放量可大幅度降低，即使电机转子润滑油停供事故后仍能工作较长时间等待润滑油恢复供应；屏蔽电机停运时第二冷却液系统冷却保护屏蔽电机、防止泵腔介质倒流进入电机室可增强泵组安全性。

Description

用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵

技术领域

本发明涉及用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵，适用于煤加氢直接液化反应器循环泵，定子内冷室的第一冷却液循环系统通过第一跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第一排放液，电机壳体内冷室的第二冷却液系统通过第二跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第二排放液，两种排放液可汇合后排入泵腔，在电机壳体与电机定子支撑壳之间可形成电机壳体内冷室和电机定子外冷室的双层冷却通道；第二冷却液可用大量价格低廉液体；对湿式屏蔽电机，价格高昂的润滑油排放量可大幅度降低，即使电机转子润滑油停供事故后仍能工作较长时间等待润滑油恢复供应；屏蔽电机停运时第二冷却液系统冷却保护屏蔽电机、防止泵腔介质倒流进入电机室可增强泵组安全性。

背景技术

关于煤加氢直接液化反应器用煤浆循环泵，现有的屏蔽电泵的屏蔽电机的结构，涉及电机转子的冷却润滑、电机定子冷却、电机壳体冷却、电机定子与电机壳体装配的结构形式，涉及冷却、润滑液的工作方式和供应方式，目前使用的电机有干式屏蔽电机和湿式屏蔽电机，干式屏蔽电机仅设置电机定子内冷室而不设置电机壳体内冷室，湿式屏蔽电机设置电机定子内冷室同时可以设置电机壳体内冷室(定子外冷室)，但是均使用一种润滑冷却液，其工作过程均存在以下缺陷：

①高价值润滑油兼做防倒流油，消耗量太大

循环流动于电机定子与电机转子之间间隙中的循环液，是电机转子的冷却、润滑油，同时接触定子绕线组，为了防止循环润滑油产生变质物沉积于电机壳体内，对其性质规定严格，通常使用价格昂贵的性能稳定的难易变质的润滑油，因此价格昂贵；由于电机温度通常处于20～70℃，如果仅仅考虑防止润滑油变质物沉积，那么润滑油的置换率是很低的；

由于电机转子的冷却、润滑油，同时也被用作电机的防倒流油，而防倒流油的数量存在一个下限值，该流量对于价格昂贵的润滑油而言数量太，成本太高；也就是说，是防倒流功能导致润滑油排放量巨大；

当主电机转速降低后，安装在主电机转子上的附加叶轮的循环驱动力下降导致循环冷却液流量下降，需要增加润滑油排放量，以满足电机冷却负荷的需求；

②离开循环冷却系统的润滑油，作为防倒流油单方向流过跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放的过程，是一个单程流动过程，只要其性质相对稳定即可，较短的停留时间不易产生变质物，不同于循环流动于电机定子与电机转子之间间隙中的长期驻存的循环液；也就是说，防倒流功能对防倒流液的稳定性的要求相对较低；

③电机的冷却液来源仅有一路，事故应急时间短，安全性差

一旦冷却液供应中断，会造成防倒流油为零的事故，泵轴承的冷却、润滑功能会立即消失，威胁泵的安全，甚至造成装置停工，为此，出现了设置备用泵的方案，造成泵组投资大幅度增加。

为了克服上述缺陷，本发明的基本构想是：用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵，适用于煤加氢直接液化反应器循环泵，定子内冷室的第一冷却液循环系统通过第一跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第一排放液，电机壳体内冷室的第二冷却液系统通过第二跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第二排放液，两种排放液可汇合后排入泵腔，在电机壳体与电机定子支撑壳之间可形成电机壳体内冷室和电机定子外冷室的双层冷却通道；第二冷却液可用大量价格低廉液体；对湿式屏蔽电机，价格高昂的润滑油排放量可大幅度降低，即使电机转子润滑油停供事故后仍能工作较长时间等待润滑油恢复供应；屏蔽电机停运时第二冷却液系统冷却保护屏蔽电机、防止泵腔介质倒流进入电机室可增强泵组安全性。

从电机结构和冷却润滑液工作方式方面讲，与现有的设置电机定子内冷室、电机壳体内冷室(定子外冷室)的仅使用一种润滑冷却液的湿式屏蔽电机相比，本发明仅增加了一个专用防倒流液加入系统，使用电机壳体内冷室作为第二冷却液冷却系统，可能再增加了一个小型的节流增压部件供第一冷却液的防倒流液使用，但是，产生的工艺功能及其效果是巨大的。由于屏蔽电动机驱动的高温、高压、含固体颗粒、重油料浆的加氢反应器循环泵已经出现约50年，迄今为止在漫长的50年的时间内，没有出现同于本发明的报道，因此，本发明具有创造性。

因此，本发明的目的在于提出用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵，可提高屏蔽电泵的综合性能和扩大屏蔽电泵的应用范围，可用于提高煤加氢直接液化反应器用高温、高压、高含固油煤浆循环泵的综合性能。

发明内容

本发明用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵，其特征在于包含以下部分：

一种屏蔽电机及使用屏蔽电机的屏蔽电泵，设置定子内冷室550、电机壳体内冷室35，使用两种冷却液即第一冷却液、第二冷却液，排放两种防倒流排放液；

定子内冷室550，为电机定子51与电机转子62之间供第一冷却液流动的间隙；

电机壳体内冷室35，为电机壳体21与电机定子51之间供第二冷却液流动的间隙；

定子内冷室550使用的第一冷却液循环回路，通过第一跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第一排放液；

第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；在第一冷却液循环回路中，至少一部分流过定子内冷室550的第一冷却液，流过布置于电机壳体外的第一冷却液冷却器降温，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液进入电机壳体21内，电机壳体21排出的热态第一冷却液进入第一冷却液冷却器，第一冷却液循环回路中的第一冷却液经过加压后循环；

电机壳体内冷室35使用的第二冷却液系统，通过第二跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第二排放液；第二排放液使用不同于第一排放液的低价格液体。

本发明，通常，在第一冷却液循环回路中，循环流动的第一冷却液，经过位于电机壳体内的电机转子62驱动的附加叶轮加压循环。

本发明，第二冷却液系统，可以包含第二冷却液循环回路；在第二冷却液循环回路中，至少一部分流过电机壳体内冷室35的第二冷却液，流过布置于电机壳体外的第二冷却液冷却器，第二冷却液冷却器排出的冷态第二冷却液进入电机壳体内冷室35，电机壳体内冷室35排出的热态第二冷却液进入第二冷却液冷却器，经过第二冷却液循环驱动装置加压后循环。

本发明，通常，第一排放液、第二排放液，汇合后进入泵腔。

本发明，在电机壳体21与电机定子绕线组支撑壳之间，可以形成电机壳体内冷室35和电机定子外冷室45的双层冷却通道；

第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；在第一冷却液循环回路中，至少一部分流过定子内冷室550的第一冷却液，流过电机定子外冷室45，电机壳体排出的热态第一冷却液流过布置于电机壳体外的第一冷却液冷却器，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液进入电机壳体内，第一冷却液循环回路中的第一冷却液经过加压后循环

本发明，通常，屏蔽电泵用于输送含油品液料时，第一冷却液使用润滑油，第二冷却液使用价格低廉的油。

本发明，通常，屏蔽电机为湿式电机，第一冷却液使用润滑油，第一排放液流量低于0.030m³/h。

本发明，通常，屏蔽电机为湿式电机，第一冷却液使用润滑油，当第一冷却液停供事故发生后，屏蔽电机仍能工作t时间等待润滑油恢复供应，时间t：通常大于30分钟、一般为30～400分钟。

本发明，通常，屏蔽电泵的屏蔽电机停运时，第二冷却液系统独立工作保护屏蔽电机，冷却电机壳体、防止泵腔介质倒流进入电机室的定子内冷室550、电机壳体内冷室35。

本发明，通常，设置产生压差的节流件881，使第一排放液，沿电机转子与节流件881之间间隙上行降压后，与第二冷却液系统中的第二冷却液混合，最后随第二排放液进入泵壳体内与工艺物料混合。

本发明，通常，使用叶轮轴根部密封部件885，使用第一排放液和第二排放液，防止泵壳内流体倒流进入转子外间隙中以及电机壳体中。

本发明，使用叶轮轴根部密封部件885时，可以仅使用第二排放液，防止泵壳内流体倒流进入转子外间隙中以及电机壳体中；第一排放液流量为零。

本发明，通常，泵壳内输送的工艺介质为强腐蚀性和/或含固体的液料。

本发明，泵壳内输送的工艺介质可以为煤加氢直接液化反应过程的高温、高压浆料，其操作条件为：温度为390～480℃、压力为4.0～38.0MPa、固体浓度为5～35％。

本发明，通常，屏蔽电机，是湿式屏蔽电机或干式屏蔽电机。

本发明，通常，屏蔽电机，是带热屏的屏蔽电机，或是不带热屏的屏蔽电机。

本发明，第二冷却液流过电机壳体内冷室35，电机壳体内冷室35可以为全程内冷室或半程内冷室或内冷环室。

本发明，通常，电机壳体内冷室35，为半程电机壳体内冷室，位于其下方的实体部分，与电机壳体为一体或与电机定子绕线组支撑壳为一体或与电机定子外冷室隔板为一体。

本发明，通常，第二冷却液流过电机壳体内冷室35，电机壳体内冷室35为半程内冷室；

电机壳体的半程内冷室35与电机壳体的第二冷却液开口8P1相连的部位设置液环室，用于汇合或分配液料。

本发明，第二冷却液流过电机壳体内冷室35，可以流过电机壳体实体上的穿流流道1051进入转子外部间隙，向泵叶轮腔排放。

本发明，第二冷却液流过电机壳体内冷室35，在电机壳体内，可以流过电机壳体内的组装件实体上的穿流流道1051进入转子外部间隙，向泵叶轮腔排放。

本发明，通常，第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；

在第一冷却液循环回路中，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液通过布置于电机底盖上的开口进入电机壳体内，流过电机转子驱动的附加叶轮加压后上流流过电机定子与电机转子间隙，穿过存在的电机定子的外冷室，排出电机壳体的热态第一冷却液进入第一冷却液冷却器，第一冷却液冷却器排出冷态第一冷却液进行循环。

附图说明

实现本发明的具体方式，可以是任意一种合适的方式，不受图1、图2中示出的具体方式的限制；图中示出的各项独立功能，可以相互组合成多种合适的方案。

图1是本发明用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵的第1种结构技术方案的功能示意图，可应用于高温油品的输送比如用作煤加氢直接液化反应器用煤浆循环泵，泵壳设计压力可达40MPa、设计温度可达500℃；其电机壳体内冷室35流动第二冷却液，电机定子内冷室550流动第一冷却液，第一冷却液为高净洁度、高安定性液体，设计压力可达40MPa、第一冷却液入电机腔体设计温度通常为20～60℃、一般为20～40℃，在电机腔体内用作电机转子的冷却液、润滑液。

如图1所示，湿式屏蔽电泵包括泵端、电机端。

如图1所示，泵端，包括由泵壳10、热屏2101的高温端面包围的空间，来自工艺系统的工艺流体通过泵壳顶部的进入口1P1，流入扩散器15，然后进入叶轮16入口经过叶轮施加能量后排出叶轮，通过扩散器下部的导流部分后，进入泵壳稳流后经过排放口1P2排出泵壳10，通过管道系统去下游工艺系统。如图1所示，61为防污结构。

如图1所示，电机端，包括由电机壳体21、底部端盖22包围的空间，来自泵体外的第一冷却液冷却器的冷态第一冷却液，从电机底部端盖的入口2P1进入电机壳体，经过旋转的辅助叶轮加压后进入电机转子62与电机定子51之间的间隙550，润滑、冷却转子，冷却定子；第一冷却液上流经过上导轴承63后进入环形液室59，经过排出口2P2排出电机壳体。排出口2P2，位于电机腔体21的上部的高温端的热屏的下部。

如图1所示，来自泵端传递的热量，通过电机壳体的热屏部分2101后向电机壳体的下部传递，热屏具有降低传热量的作用，同时热屏外侧形成了一定程度的自然风冷作用。

如图1所示，103为连接泵壳体10与热屏2101的主螺栓螺母，52为电机定子上端的防冲刷结构，65为下导轴承，67为推力轴承，91为接线箱，92为引出线导电接头，2251为底盖侧主螺栓螺母。

如图1所示，根据需要，电机室的部分第一冷却液单向流入泵壳体一侧用作防倒流液，此时，需要向电机壳体内补充第一冷却液，通常使用往复泵组加压补充第一冷却液使之进入电机壳体内。

如图1所示，第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；在第一冷却液循环回路中，至少一部分流过电机壳体内电机定子与电机转子间隙550的第一冷却液，流过液室59、排液管2P2，流过布置于电机壳体外的第一冷却液冷却器，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液进入电机壳体内，电机壳体排出的热态第一冷却液进入第一冷却液冷却器，经过电机转子驱动的附加叶轮加压后循环。

如图1所示，在电机壳体的第二冷却液系统，外供的第二冷却液，经过入口管8P1进入电机壳体21的内冷室35的底部，然后上流通过垂直环形筒室35，进入水平环室351；第二冷却液，离开水平环室351上流穿过穿流通道1051进入液环室370；在液环室370，至少一部分第二冷却液用作第二排放液，与转子接触并排入泵壳体。

如图1所示，根据需要，电机室的部分第一冷却液单向流入泵壳体一侧用作防倒流液，此时，需要向电机壳体内补充第一冷却液，通常使用往复泵组加压补充第一冷却液使之进入电机壳体内。

如图1所示的电机壳体内冷室35为半程内冷室，其结构特点在于：

①位于内冷室35垂直环形筒室的下部的实体部分，与电机定子支撑外壳512部分为一体，也就是说，电机壳体内部与定子相邻的内壁的主体尺寸上、下同径，这样电机壳体内部的机械加工目标和加工程序得以简化，同时电机定子支撑外壳的厚度将属于上部薄而下部厚的厚度不同的结构，但是机械加工难度不大；电机定子支撑外壳为一个完整筒体，但是分为厚度上薄下厚的两段511、512；

②穿流通道1051所在部分，为上导轴承支撑套的一部分，如图1所示，内冷室35的水平环室351一部分空间凹入上导轴承支撑套的实体内；

作为另一种设备结构方案，电机壳体内冷室35为半程内冷室时，位于内冷室35的垂直环形筒室的正下部的实体部分，可以与电机壳体为一体，也就是说，电机壳体内壁的下半部分的直径φ5小于电机壳体内壁的上半部分(位于内冷室35外侧面)的直径φ4，也就是说，电机壳体内部与定子相邻的内壁的主体尺寸为上大、下小，这样电机壳体内部的机械加工目标和加工程序将出现部分的不同，同时电机定子支撑外壳的厚度可以上下一致且下部分变薄便于机械加工；

③如图1所示的结构，在构成电机壳体高温段冷却需要的电机壳体用半程内冷室35的同时，保留了定子支撑件与屏蔽电机壳体的良好的紧密装配功能和定子件抗变形整体刚度。

如图1所示，第一排放液，与转子接触上行流动穿过产生压差的节流件881，比如可以是迷宫密封件，使上行的第一排放液降压后进入专用冲洗油流道，防止专用冲洗油倒流进入电机定子所在空间；为了确保正常工作，连续排放小数量的冷却润滑液进入泵壳体内。节流件881，属于可选项，可以使用或不使用。

如图1所示，可以使用叶轮轴根部密封部件885如迷宫密封、折流连通道等，使用专用冲洗液，防止固体颗粒物倒流进入轴承外间隙中以及电机壳体中。密封部件885，属于可选项，可以使用或不使用。

如图1所示本发明的第1种结构方案，其优势在于：

①通过使用低价值的专用冲洗油即第二冷却液，在保证屏蔽泵正常长期连续工作的前提下，可以大幅度降低在电机室循环流动的高价值的专用润滑冷却油即第一冷却液的损失量，大幅度节省投资；特别适合于高温含腐蚀组分、含磨蚀组分的流体的输送比如用作煤加氢直接液化反应器用煤浆循环泵的屏蔽电机；

②设置的电机壳体内冷却室35，同时也是的电机定子外冷却室，与不设置定子外冷却室、不设电机壳体内冷却室的屏蔽电机相比，增加了电机壳体高温段需要的内冷室，提高了电机壳体单位体积所具有的有效传热面积，该结构电机的适应泵送介质的温度上限可以提高，可扩大屏蔽电泵的应用范围，提高高温高压屏蔽电机壳体的安全性，利于减小电机壳体直径或体积；

③电机的冷却液来源为两路，事故应急时间长，安全性高

即使在第一冷却润滑液供应中断时，甚至在主电动机停运(第一冷却润滑液循环停止)时，第二冷却液系统的独立工作仍能够保护电机，冷却电机壳体、防止泵腔介质倒流进入电机室。

图2是本发明用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵的第2种结构技术方案的功能示意图，可应用于高温油品的输送比如用作煤加氢直接液化反应器用煤浆循环泵，与图1所示本发明的第1种结构技术方案的不同之处在于，在电机壳体21与电机定子支撑壳之间，形成电机壳体21半程内冷室35和电机定子51全程外冷室45，即形成了电机定子的双层外冷却通道。

如图2所示本发明的第2种结构技术方案，与图1所示本发明的第1种结构技术方案相比，其优势在于：形成了电机定子的双层外冷却通道，电机定子、转子的控温能力更高，实现了双保险，可以扩大屏蔽电机的温度使用范围，甚至在两路冷却液均停止供应的极端恶劣条件下，屏蔽电机仍能正常工作较长时间，创造出较为长期的事故应急时间。

如图2所示，电机壳体的内部构成液环室351，液环室351与液环室370之间的穿流通道1051用于第二冷却液穿行；外供的第二冷却液，经过入口管8P1进入电机壳体21的内冷室35的底部，然后经过液环室350分配后上流通过垂直环形筒室35，进入水平环室351；第二冷却液，离开水平环室351上流穿过穿流通道1051进入液环室370；在液环室370，至少一部分第二冷却液用作第二排放液，与转子接触并排入泵壳体。

如图2所示，可以使用第二冷却液的排出管8P2，与电机壳体外的第二冷却液冷却器、第二冷却液循环泵等构成第二循环冷却系统，此时，形成了电机壳体、电机定子的冷却、电机室防倒流功能的两回路保护系统，电机壳体、定子、转子的控温能力更高，实现了双保险，可以扩大屏蔽电机的温度使用范围，在第一冷却液循环系统正常工作而第一冷却液停止供应的条件下，屏蔽电机仍能正常工作较长时间；甚至在第一冷却液循环系统停止工作(即主电机停转)而第一冷却液停止供应的条件下，屏蔽电机仍能正常工作较长时间，等待事故处理。第二冷却液循环系统循环功能，属于可选项，可以使用或不使用。

如图2所示，在液环室370，一部分第二冷却液，可以作为循环第二冷却液通过第二冷却液循环系统实现循环，经过排液口8P2进入布置于电机壳体外的第二冷却液冷却器，第二冷却液冷却器排出的冷态第二冷却液，经过第二冷却液循环驱动装置加压后，通过入口管8P1进入电机壳体21的内冷室35的底部的液环室350，然后经过液环室350分配后上流通过垂直环形筒室35，进入水平环室351；第二冷却液，离开水平环室351上流穿过穿流通道1051进入液环室370；在液环室370，至少一部分第二冷却液用作第二排放液，与转子接触上行流动穿过密封装置如迷宫密封件885并排入泵壳体，另一部分第二冷却液，作为作为循环第二冷却液进行循环。

如图2所示，在电机壳体与电机定子绕线组支撑壳511、512之间，形成电机壳体内冷室35和电机定子外冷室45的双层冷却通道，电机壳体内冷室35与电机定子外冷室45之间的隔板为400；电机壳体21与隔板为400之间的间隙为电机壳体内冷室35，隔板为400与电机定子绕线组支撑壳511、512之间的间隙为电机定子外冷室45；电机定子外冷室45的下部，隔板400开有过流孔道，使第一冷却液流出电机定子外冷室45进入排液管2P2中。

如图2所示，根据需要，电机壳体内冷室35与第二冷却液进料管8P1相连的部位设置集液环室350，这种结构有利于实现电机壳体内冷室35的垂直环室内物料分布的均匀性和对称性，减弱因为进料口8P1偏位布置导致的偏流问题；通过进料口8P1集液环室350，然后进入电机壳体内冷室35的垂直环形筒室的向上流动进入351水平液环室中。

如图2所示，穿流流道1051所在部分为电机壳体内部的实体结构部分，与上导轴承衬套为分体的相邻装配关系且相互形成密封结构，这样上导轴承支撑套结构简化，而电机壳体内部的机械加工目标和加工程序变得复杂，但是整体装配关系变得简单、更为可靠。如图2所示，二者之间的密封关系为锥面密封关系。

图1至图2中，第一冷却液、第二冷却液的流向为常规方向，当然，也可以采用与其不同的流向比如相反的方向，但是此时加热后的循环冷却润滑液通过电机室，冷却效果不是最佳的。

图1至图2中，示出的屏蔽电机为湿式屏蔽电机，但是本发明也可以使用干式屏蔽电机。

图1至图2中，示出的屏蔽电机为湿式屏蔽电机且带有热屏，但是本发明也可以使用不带热屏的其它结构的湿式屏蔽电机或干式屏蔽电机。

图1至图2中，示出的电机壳体内冷室35为半程内冷室，当然也可以是全程内冷室，此时电机壳体21、电机定子51或电机定子支撑筒的结构、冷却液进出电机壳体的开口位置需要相应调整，但是，这些均属于常规技术范围的公知技术问题。

具体实施方式

以下详细描述本发明。

本发明所述的压力，指的是绝对压力。

本发明所述的组分浓度，未特别指明时，均为重量浓度即质量浓度。

本发明所述离心式屏蔽电泵，指的是屏蔽电动机驱动的离心泵，其结构取消了传统离心泵具有的旋转轴的对环境的动密封装置，故能做到完全无泄漏，所使用的屏蔽电动机，可以是湿式屏蔽电动机或干式屏蔽电动机。本发明所述离心式屏蔽电泵，通常，叶轮安装在电动机轴的外伸端(泵叶轮腔体内)，叶轮、泵轴和电机转子共同组成旋转部件。

本发明所述离心式湿式屏蔽电泵，通常指的是液浸式屏蔽电动机驱动的离心泵，比如输送油品的油浸式屏蔽电泵、输送锅炉水的水浸式屏蔽电泵，其特征在于使用“湿式”定子，定子绕线组浸在液体中。目前，中国境内的湿式屏蔽电泵的生产商，有合肥皖化电机技术开发有限责任公司、哈尔滨电气集团、HAYWARD TYLER电动屏蔽泵有限公司等。

本发明所述干式屏蔽电泵，通常被认为是在湿式屏蔽电泵出现之后发展出的，干式屏蔽电泵与湿式屏蔽电泵的差异之处在于使用干式屏蔽电动机。通常，干式屏蔽电动机定子的内表面用非磁性耐腐蚀薄板套隔离起来形成定子屏蔽套，干式屏蔽电动机转子的外表面用非磁性耐腐蚀薄板套隔离起来形成转子屏蔽套，动力(定子与转子之间的扭矩)通过磁力场由定子传递给转子；定子屏蔽套、转子屏蔽套实质上均是压力容器，屏蔽的端部靠法兰或焊接的结构实现静密封，与被输送液体分割，使定子绕组铁芯和转子铁芯不受侵蚀，定子屏蔽套内可能使用树脂充实。屏蔽套由非磁性、耐腐蚀的高强度金属材料制造，一般为哈氏(HastelloyC)合金。目前，中国境内的干式屏蔽电泵的生产商，有合肥新沪屏蔽泵股份有限公司、大连帝国屏蔽电泵有限公司、HAYWARD TYLER电动屏蔽泵有限公司等。

输送高压流体的湿式屏蔽电泵，使用的湿式屏蔽电机的定子绕线组为液体浸没式，因此定子绕线组的固定组件可以为非承压件，所以可以采用厚度薄的金属板加工制作，因此其重量轻、体积小、易于组装，这样在湿式屏蔽电机承压壳体的内部，可以方便地构成定子的内、外冷却间隙，或称之为冷却室或冷却通道，定子外冷室同时承担电机壳体、热屏的主要冷却任务，定子内冷室同时冷却、润滑电机和泵的转子。湿式屏蔽电泵，因为其冷却功能比较理想，也便于输送高温流体。

输送高压流体的干式屏蔽电泵，使用的干式屏蔽电机的定子绕线组处于耐压屏蔽套内，因此定子绕线组的固定组件为承压件，必须采用厚度较厚的金属板加工制作，因此其重量大、体积大、不易于组装，这样在干式屏蔽电机承压壳体的内部，可以构成定子的内、外冷却间隙但是不太方便。通常，干式屏蔽电泵不设置定子外冷室，而是设置热屏限制泵壳向电机外壳的传热量，定子内冷室的冷却液在热屏的靠近电机端对热屏传递的热量进行转移实现电机壳体的降温，很明显，与湿式屏蔽电泵相比，其冷却功能较差，这样在一定程度上限制了其输送流体的高温范围。

以下描述本发明的特征部分。

本发明用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵，其特征在于包含以下部分：

一种屏蔽电机及使用屏蔽电机的屏蔽电泵，设置定子内冷室550、电机壳体内冷室35，使用两种冷却液即第一冷却液、第二冷却液，排放两种防倒流排放液；

定子内冷室550，为电机定子51与电机转子62之间供第一冷却液流动的间隙；

电机壳体内冷室35，为电机壳体21与电机定子51之间供第二冷却液流动的间隙；

定子内冷室550使用的第一冷却液循环回路，通过第一跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第一排放液；

第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；在第一冷却液循环回路中，至少一部分流过定子内冷室550的第一冷却液，流过布置于电机壳体外的第一冷却液冷却器降温，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液进入电机壳体21内，电机壳体21排出的热态第一冷却液进入第一冷却液冷却器，第一冷却液循环回路中的第一冷却液经过加压后循环；

电机壳体内冷室35使用的第二冷却液系统，通过第二跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第二排放液；第二排放液使用不同于第一排放液的低价格液体。

本发明，通常，在第一冷却液循环回路中，循环流动的第一冷却液，经过位于电机壳体内的电机转子62驱动的附加叶轮加压循环。

本发明，第二冷却液系统，可以包含第二冷却液循环回路；在第二冷却液循环回路中，至少一部分流过电机壳体内冷室35的第二冷却液，流过布置于电机壳体外的第二冷却液冷却器，第二冷却液冷却器排出的冷态第二冷却液进入电机壳体内冷室35，电机壳体内冷室35排出的热态第二冷却液进入第二冷却液冷却器，经过第二冷却液循环驱动装置加压后循环。

本发明，通常，第一排放液、第二排放液，汇合后进入泵腔。

本发明，在电机壳体21与电机定子绕线组支撑壳之间，可以形成电机壳体内冷室35和电机定子外冷室45的双层冷却通道；

第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；在第一冷却液循环回路中，至少一部分流过定子内冷室550的第一冷却液，流过电机定子外冷室45，电机壳体排出的热态第一冷却液流过布置于电机壳体外的第一冷却液冷却器，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液进入电机壳体内，第一冷却液循环回路中的第一冷却液经过加压后循环

本发明，通常，屏蔽电泵用于输送含油品液料时，第一冷却液使用润滑油，第二冷却液使用价格低廉的油。

本发明，通常，屏蔽电机为湿式电机，第一冷却液使用润滑油，第一排放液流量低于0.030m³/h。

本发明，通常，屏蔽电机为湿式电机，第一冷却液使用润滑油，当第一冷却液停供事故发生后，屏蔽电机仍能工作t时间等待润滑油恢复供应，时间t：通常大于30分钟、一般为30～400分钟。

本发明，通常，屏蔽电泵的屏蔽电机停运时，第二冷却液系统独立工作保护屏蔽电机，冷却电机壳体、防止泵腔介质倒流进入电机室的定子内冷室550、电机壳体内冷室35。

本发明，通常，设置产生压差的节流件881，使第一排放液，沿电机转子与节流件881之间间隙上行降压后，与第二冷却液系统中的第二冷却液混合，最后随第二排放液进入泵壳体内与工艺物料混合。

本发明，通常，使用叶轮轴根部密封部件885，使用第一排放液和第二排放液，防止泵壳内流体倒流进入转子外间隙中以及电机壳体中。

本发明，使用叶轮轴根部密封部件885时，可以仅使用第二排放液，防止泵壳内流体倒流进入转子外间隙中以及电机壳体中；第一排放液流量为零。

本发明，通常，泵壳内输送的工艺介质为强腐蚀性和/或含固体的液料。

本发明，泵壳内输送的工艺介质可以为煤加氢直接液化反应过程的高温、高压浆料，其操作条件为：温度为390～480℃、压力为4.0～38.0MPa、固体浓度为5～35％。

本发明，通常，屏蔽电机，是湿式屏蔽电机或干式屏蔽电机。

本发明，通常，屏蔽电机，是带热屏的屏蔽电机，或是不带热屏的屏蔽电机。

本发明，第二冷却液流过电机壳体内冷室35，电机壳体内冷室35可以为全程内冷室或半程内冷室或内冷环室。

本发明，通常，电机壳体内冷室35，为半程电机壳体内冷室，位于其下方的实体部分，与电机壳体为一体或与电机定子绕线组支撑壳为一体或与电机定子外冷室隔板为一体。

本发明，通常，第二冷却液流过电机壳体内冷室35，电机壳体内冷室35为半程内冷室；

电机壳体的半程内冷室35与电机壳体的第二冷却液开口8P1相连的部位设置液环室，用于汇合或分配液料。

本发明，第二冷却液流过电机壳体内冷室35，可以流过电机壳体实体上的穿流流道1051进入转子外部间隙，向泵叶轮腔排放。

本发明，第二冷却液流过电机壳体内冷室35，在电机壳体内，可以流过电机壳体内的组装件实体上的穿流流道1051进入转子外部间隙，向泵叶轮腔排放。

本发明，通常，第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；

在第一冷却液循环回路中，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液通过布置于电机底盖上的开口进入电机壳体内，流过电机转子驱动的附加叶轮加压后上流流过电机定子与电机转子间隙，穿过存在的电机定子的外冷室，排出电机壳体的热态第一冷却液进入第一冷却液冷却器，第一冷却液冷却器排出冷态第一冷却液进行循环。

本发明屏蔽电泵，可用作下述场合的屏蔽电泵：

①煤加氢直接液化过程的煤浆悬浮床加氢反应器使用的循环泵；

②煤加氢直接液化过程的煤浆悬浮床加氢反应器产物的热高压分离器或分馏塔使用的气相脱尘系统洗涤液体循环泵；

③煤加氢直接液化过程的煤浆悬浮床加氢反应器产物的热高压分离器气相的温高压分离器底部的液体的加压泵或循环泵；

④煤加氢直接液化过程的溶剂油沸腾床或上流式微膨胀床加氢反应器使用循环泵

⑤其它加氢过程使用的进料为高压、高温、含固体颗粒的油泵。

第二排放液，流量可以较大，通常为0.15～1.50m³/h。

本发明屏蔽电泵，输送油品时，第一排放液，使用高价格的润滑油，第二排放液使用不同于第一排放液的低价格液体比如工厂自产的液体。

Claims (25)

1.用专用防倒流液冷却电机壳体的屏蔽电机的屏蔽电泵，其特征在于包含以下部分：

一种屏蔽电机及使用屏蔽电机的屏蔽电泵，设置定子内冷室(550)、电机壳体内冷室(35)，使用两种冷却液即第一冷却液、第二冷却液，排放两种防倒流排放液；

定子内冷室(550)，为电机定子(51)与电机转子(62)之间供第一冷却液流动的间隙；

电机壳体内冷室(35)，为电机壳体(21)与电机定子(51)之间供第二冷却液流动的间隙；

定子内冷室(550)使用的第一冷却液循环回路，通过第一跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第一排放液；

第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；在第一冷却液循环回路中，至少一部分流过定子内冷室(550)的第一冷却液，流过布置于电机壳体外的第一冷却液冷却器降温，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液进入电机壳体(21)内，电机壳体(21)排出的热态第一冷却液进入第一冷却液冷却器，第一冷却液循环回路中的第一冷却液经过加压后循环；

电机壳体内冷室(35)使用的第二冷却液系统，通过第二跨界防倒流通道向泵叶轮腔排放第二排放液；第二排放液使用不同于第一排放液的低价格液体。

2.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

在第一冷却液循环回路中，循环流动的第一冷却液，经过位于电机壳体内的电机转子(62)驱动的附加叶轮加压循环。

3.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

第二冷却液系统，包含第二冷却液循环回路；在第二冷却液循环回路中，至少一部分流过电机壳体内冷室(35)的第二冷却液，流过布置于电机壳体外的第二冷却液冷却器，第二冷却液冷却器排出的冷态第二冷却液进入电机壳体内冷室(35)，电机壳体内冷室(35)排出的热态第二冷却液进入第二冷却液冷却器，经过第二冷却液循环驱动装置加压后循环。

4.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

第一排放液、第二排放液，汇合后进入泵腔。

5.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

在电机壳体(21)与电机定子绕线组支撑壳之间，形成电机壳体内冷室(35)和电机定子外冷室(45)的双层冷却通道；

第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；在第一冷却液循环回路中，至少一部分流过定子内冷室(550)的第一冷却液，流过电机定子外冷室(45)，电机壳体排出的热态第一冷却液流过布置于电机壳体外的第一冷却液冷却器，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液进入电机壳体内，第一冷却液循环回路中的第一冷却液经过加压后循环。

6.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

屏蔽电泵用于输送含油品液料时，第一冷却液使用润滑油，第二冷却液使用价格低廉的油。

7.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

屏蔽电机为湿式电机，第一冷却液使用润滑油，第一排放液流量低于0.030m³/h。

8.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

屏蔽电机为湿式电机，第一冷却液使用润滑油，当第一冷却液停供事故发生后，屏蔽电机仍能工作t时间等待润滑油恢复供应，时间t大于30分钟。

9.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

屏蔽电机为湿式电机，第一冷却液使用润滑油，当第一冷却液停供事故发生后，屏蔽电机仍能工作t时间等待润滑油恢复供应，时间t为30～400分钟。

10.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

屏蔽电泵的屏蔽电机停运时，第二冷却液系统独立工作保护屏蔽电机，冷却电机壳体、防止泵腔介质倒流进入定子内冷室(550)、电机壳体内冷室(35)。

11.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

设置产生压差的节流件(881)，使第一排放液，沿电机转子与节流件(881)之间间隙上行降压后，与第二冷却液系统中的第二冷却液混合，最后随第二排放液进入泵壳体内与工艺物料混合。

12.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

使用叶轮轴根部密封部件(885)，使用第一排放液和第二排放液，防止泵壳内流体倒流进入转子外间隙中以及电机壳体中。

13.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

使用叶轮轴根部密封部件(885)，仅使用第二排放液，防止泵壳内流体倒流进入转子外间隙中以及电机壳体中；第一排放液流量为零。

14.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

泵壳内输送的工艺介质为强腐蚀性和/或含固体的液料。

15.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

泵壳内输送的工艺介质为煤加氢直接液化反应过程的高温、高压浆料，其操作条件为：温度为390～480℃、压力为4.0～38.0MPa、固体浓度为5～35％。

16.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

屏蔽电机，是湿式屏蔽电机或干式屏蔽电机。

17.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

屏蔽电机，是带热屏的屏蔽电机，或是不带热屏的屏蔽电机。

18.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

第二冷却液流过电机壳体内冷室(35)，电机壳体内冷室(35)为全程内冷室或半程内冷室或内冷环室。

19.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

电机壳体内冷室(35)，为半程电机壳体内冷室，位于其下方的实体部分，与电机壳体为一体。

20.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

第二冷却液流过电机壳体内冷室(35)，电机壳体内冷室(35)为半程内冷室；

电机壳体的半程内冷室与电机壳体的第二冷却液开口(8P1)相连的部位设置液环室，用于汇合或分配液料。

21.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

第二冷却液流过电机壳体内冷室(35)，流过电机壳体实体上的穿流流道(1051)进入转子外部间隙，向泵叶轮腔排放。

22.根据权利要求1所述的屏蔽电泵，其特征在于：

第二冷却液流过电机壳体内冷室(35)，在电机壳体内，流过电机壳体内的组装件实体上的穿流流道(1051)进入转子外部间隙，向泵叶轮腔排放。

23.根据权利要求5所述的屏蔽电泵，其特征在于：

第一冷却液，通过第一冷却液循环回路实现循环；

在第一冷却液循环回路中，第一冷却液冷却器排出的冷态第一冷却液通过布置于电机底盖上的开口进入电机壳体内，流过电机转子驱动的附加叶轮加压后上流流过电机定子与电机转子间隙，穿过存在的电机定子外冷室(45)，排出电机壳体的热态第一冷却液进入第一冷却液冷却器，第一冷却液冷却器排出冷态第一冷却液进行循环。

24.根据权利要求5所述的屏蔽电泵，其特征在于：

电机壳体内冷室(35)，为半程电机壳体内冷室，位于其下方的实体部分，与电机定子绕线组支撑壳为一体。

25.根据权利要求5所述的屏蔽电泵，其特征在于：

电机壳体内冷室(35)，为半程电机壳体内冷室，位于其下方的实体部分，与电机定子外冷室隔板为一体。

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