CN109245437A - 一种防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备，电机包括：定子铁芯；及壳体；壳体具有收容定子铁芯的收容部；壳体上位于收容部外围的部分围设有环形腔，环形腔与收容部之间设有隔离仓，环形腔设置有进水口和出水口；泵，其包括泵进水口、泵高压出水口和油缸体；油缸体与壳体相连，泵进水口与环形腔的出水口相连。本发明具有的有益效果：能够利用清洗水对电机有效冷却，提升机器效率和寿命等，即使壳体长期在高温水环境下被腐蚀击穿后，水也会流到电机外部而不会流入电机内部，进而被使用者及时发现，能有效防触电等电气危害。

Description

一种防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备

技术领域

本发明属于清洗设备技术领域，具体涉及一种防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备。

背景技术

高压清洗设备是一种以水或添加有清洗剂的混合液为清洗介质，利用高压水流实现物体表面清洗的设备，其主要组成有喷枪单元和电机泵单元，喷枪单元负责根据实际需要形成不同形状的水流，而电机泵单元负责将水从市政自来水或水池中转换成高压水流输送至喷枪单元中。

电机泵单元通常包括电机和泵，在电机的驱动下泵可以正常的工作从而实现水的增压和输送。作为用电设备，电机在将电能转变为机械能的同时也产生大量的热能，从而使工作温度升高，部件升温往往是造成电气故障和机械运动部件失效等的主要因素，机泵内部温升造成整机能效低，除此之外，对于设备上大量的塑料件而言，高温环境也会加速塑料件的老化，也会造成许多危害。

因此，有人尝试采用水冷方式对高压清洗机中的电机泵单元组件部分进行冷却，采用水冷方式对于水路结构设计、密封设计、材料选择等均有很高技术要求，特别是长期在高温水环境下壳体被氧化腐蚀进入电机内部，引起电气安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备，能够利用清洗水对电机有效冷却，提升机器效率和寿命等，即使壳体长期在高温水环境下被腐蚀击穿后，水也会流到电机外部而不会流入电机内部，进而被使用者及时发现，能有效防触电等电气危害。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种防触电水冷式电机，包括：

定子铁芯；及

壳体；壳体具有收容定子铁芯的收容部；

壳体上位于收容部外围的部分围设有环形腔，环形腔与收容部之间设有隔离仓，环形腔设置有进水口和出水口。

作为优选方案，

环形腔向外设有若干导热筋，导热筋延伸到收容部。

作为优选方案，

收容部为一端封闭而另一端敞口的筒状体。

作为优选方案，

环形腔具有朝向收容部的封闭端方向的环形开口，环形开口的外侧设置有与壳体相连的端盖以使环形腔形成密封腔体。

作为优选方案，

端盖为与环形开口形状相匹配的环形结构体。

作为优选方案，

端盖通过第一密封圈和第二密封圈分别与环形开口的内环环沿和外环环沿形成密封连接。

作为优选方案，

端盖为断裂伸长率不低于20%的塑料材料制成。

作为优选方案，

环形腔内位于进水口和出水口之间设有隔挡使环形腔形成首尾不相连通的腔体。

作为优选方案，

隔离仓与外界相通。

作为优选方案，

环形腔在轴向上远离定子铁芯，环形腔的底部与定子铁芯上端面之间具有一定间距S。

作为优选方案，

环形腔内可拆卸地设有至少一个弹性件。

本发明还公开了一种采用上述电机的电机泵单元，还包括：

泵，其包括泵进水口、泵高压出水口及油缸体；

电机驱动泵运行；

其特征在于：

油缸体与壳体相连，泵进水口与出水口相连。

本发明还公开了一种采用上述电机泵单元的高压清洗设备。

本发明具有的有益效果：

1、环形腔不直接与壳体的收容部相紧贴，两者之间存在隔离仓，从而在发生腐蚀击穿后令冷却水流出电机外，在解决水冷却同时使电气安全得到保证。

2、导热筋沿外表面设置，在解决电机水冷却的同时，还利用外部空气对流冷却，冷却较为均匀，同时，外部导热筋排布类似发动机散热片具有美观和保护环形腔的作用。

3、通过在环形腔内设置弹性体有效解决了因低温结冰膨胀而引发的壳体冻裂的问题。

4、环形腔开口处由具有一定韧性的塑料材料制成的端盖密封，在低温结冰膨胀时端盖发生变形有效避免壳体的开裂。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例中电机泵单元的结构立体图；

图2为图1所示电机泵单元的结构爆炸图；

图3为图1所示电机泵单元的结构剖视图；

图4为图1所示电机泵单元中壳体的结构立体图；

图5为图1所示电机泵单元中壳体的结构主视图；

图6为图5中A-A向剖视图；

图7为图1所示电机泵单元中壳体的剖视立体图。

附图标记：

1电机；2定子铁芯；3转子；4电机壳体；5电机泵单元；6收容部；7泵；8泵进水口；9泵高压出水口；10环形腔；11隔离仓；12进水口；13出水口；14导热筋；15端盖；16环形开口；17第一密封圈；18第二密封圈；19隔挡；20隔离仓开口；21漏水孔；22安装销；23弹性套；24进水弯管接头；25出水接头；26进水接头；27出水弯管接头；28连接水管；29微动开关；30油缸体；31转轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至7所示，一种电机泵单元5，其包括电机1和泵7，电机1驱动泵7运行从而实现水流增压输出。

其中的电机1包括壳体4、转子3、定子铁芯2和转轴31。壳体4具有一收容部6，定子铁芯2紧贴并固定在收容部6中，转轴31转动安装在收容部6中，转子3安装在转轴31上并随转轴31在定子铁芯2的空腔中转动。

壳体4上位于收容部6外围的部分围设有环形腔10，环形腔10与收容部6之间设有隔离仓11，环形腔10设置有进水口12和出水口13。进水口12处可安装进水接头26以便于与市政水源相连取水，出水口13处可安装出水接头27以便于与泵相连向其供水。由于环形腔10与收容部6相连，因此电机1运行产生的热量将沿着壳体4传导并在环形腔10内发生热交换，冷却水吸收热量后排出环形腔10从而实现水冷降温。由于壳体4为金属材质，且在运行时存在冷热交替出现的情况，因此会导致壳体4上属于环形腔10的部分发生化学腐蚀，进而在腐蚀加剧后发生击穿。由于环形腔10与收容部6之间存在隔离仓11相隔，因而击穿点将环形腔10与隔离仓11相连通，冷却水将通过击穿点进入隔离仓11内。由于隔离仓11的设置形成了一道屏障，使得击穿点将形成于环形腔10与隔离仓11之间共用的壁上，因此避免了收容部6上发生腐蚀击穿，因而起到了有效的防触电保护作用。

虽然隔离仓11能够在发生击穿的第一时间内避免电机短路和触电等不良状况发生，但为了能够得知击穿发生的时间以便于及时修理，隔离仓11还应当与外界连通，从而将击穿发生后的冷却水排出以提醒使用者此时的状况。作为一种典型的开口结构，隔离仓11在其轴向上的两侧分别设置隔离仓开口17和漏水口21，如此一来，冷却水便会通过上述开口结构及时流出。

腐蚀击穿的原因通常为该处长期存在冷热交替出现的情况，因而对于环形腔10而言，当其内部的冷却水吸收了来自收容部6的大量热量后，需要尽快的将热量转移从而避免升温过快，为了达到该目的，环形腔10向外设置有若干导热筋14，这些导热筋14延伸至收容部6，并尽可能的长从而充分进行热传导。导热筋14可以呈辐射状沿壳体4的圆周方向均匀分布，也可以以平行方式成组设置，然后所有导热筋组在壳体4的圆周方向均匀分布。通过导热筋14使收容部6产生热量一分部会通过导热筋14快速传导至环形腔10内，一部分则直接通过导热筋14散热，如此一来环形腔10内的温度将会相比无导热筋14时有所降低，因此可以减少腐蚀击穿的情况，并且还可以进一步提高散热能力。除此之外，导热筋14还具有一定的美观度，能够提升电机1的外在美观度，使其易被使用者接收。

除上述措施外，还可以采用另一种方式减少腐蚀击穿的情况。具体地，环形腔10在轴向上远离定子铁芯2，环形腔10的底部与定子铁芯2上端面之间具有一定间距S。这样可以避免环形腔10与定子铁芯2在轴向上发生位置重叠，因而避免重叠处极热极冷而造成击穿。

以上两种减少击穿的方式可单独实施，也可以同时搭配实施。

壳体4、收容部6、环形腔10、导热筋14及隔离仓11等均为铝或铝合金材料一体制造成型。

为了便于制造和安装，将环形腔10设置在靠近收容部6端部的位置，并且环形腔10在靠近该端的地方为敞口设计从而形成一环形开口16，为了保证冷却水在密封的环形腔10内流动，因此在环形开口16的外侧设置有与壳体4相连的端盖15从而使环形腔10形成密封腔体。端盖15与壳体4通过螺钉相连，易于拆卸。为了保证密封性能，在环形开口的内环环沿和外环环沿分别设置第一密封圈17和第二密封圈18使端盖15能够封住环形开口16，如此一来，端盖15与壳体4便形成良好的密封。作为一种典型的密封形式，端盖15的内侧设置有两道环形的凸筋，凸筋分别通过密封圈与环形开口16的两个侧壁密封相连。

由于环形腔10为环形结构，因此端盖15也可设计为与环形腔10相匹配的环形结构体。这样便能够减小端盖15的重量，降低其成本。由于端盖15主要起密封环形开口16的作用，因此端盖15可采用断裂伸长率不低于20%的塑料材料制成，从而进一步降低成本和重量，同时这类塑料具有一定韧性，因此在不影响密封性能的同时，当冷却水结冰膨胀时能够起到防涨裂的作用，其原理与弹性体23相同。

冷却水在环形腔10中流动时，为了提高冷却水的换热能力，因此需要使冷却水绕收容部流动一圈后流出，因此进水口12和出水口13之间的距离应当尽可能的小，并且在环形腔10内位于进水口12和出水口13之间设有隔挡19使环形腔10形成首尾不相连通的腔体。这样冷却水在通过进水口12进入后，会流动一圈后从出水口13排出，这样便延长了水流路径，提高了热传导效率。

由于定子铁芯2为回转件，因此收容部6为筒状体，当电机1作为独立器件使用时，收容部6为封闭的结构，仅在一端设置转轴31伸出的通孔即可，而作为与泵7相连从而形成电机泵单元的组成部分时，为了能够更好地与泵7相连使整个电机泵单元具有较紧凑的结构，缩小整机体积，因而收容部6被设计为一端封闭而一端敞口的结构，敞口端通过螺栓与泵7的油缸体30的端部相连。

当电机1在未使用状态时，也能会处于低温环境中，此时，冷却水会结冰膨胀，此时存在涨裂环形腔10的风险。为此，在环形腔10内设置弹性件23，当冷却水结冰膨胀时会对弹性件23造成挤压使其被压缩，从而缓解环形腔10内壁的压力，避免环形腔10涨裂。当冷却水融化后，弹性件23便在弹性力作用下恢复原有大小。

为了便于弹性件23的安装和更换，在环形腔10内设置若干安装销22，弹性件23以弹性套的形式套装在安装销22上。安装销22的轴线尽可能地与水流方向垂直，这样在冷却水高速流动的过程中不至于被其冲走。除此之外也可采取其它安装结构，故不一一赘述。

本发明中的电机泵单元中的泵7可以是任意一种能够增强水压的泵，例如柱塞泵，其包括油缸体30、泵进水口8和泵高压出水口9，泵7与电机1共用一个转轴31从而使整机更加紧凑。泵7上还安装有微动开关29，微动开关29根据泵7的压力控制电机1的启停。泵7具有泵进水口8和泵高压出水口9，泵进水口8处可以安装进水弯管接头24，进水弯管接头24通过连接水管28与出水弯管接头27相连，泵高压出水口9处可安装出水接头25。通过该连接方式，使冷却水先进入环形腔10内对电机1进行冷却，然后再进入泵7进行增压，最后输出具有一定温度和压力的水流。

上述的电机泵单元5用于高压清洗设备中时，出水接头25通过管体与喷枪单元的进水口相连，由于泵7泵出的水流具有一定的温度，因此相对冷水或常温水而言具备更好的清洗能力，由其在使用要求一定水温的清洗剂时，清洗效果得到了强化。

上述的一种电机泵单元5可以用于一种高压清洗设备，电机泵单元5的泵高压出水口9与喷枪单元的接头相连。如此一来，冷却水可以直接作为清洗水使用，由于具备一定温度，因此可以提高清洗能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1. 一种防触电水冷式电机（1），包括：

定子铁芯（2）；及

壳体（4）；所述壳体（4）具有收容所述定子铁芯（2）的收容部（6）；

其特征在于：

所述壳体（4）上位于所述收容部（6）外围的部分围设有环形腔（10），所述环形腔（10）与所述收容部（6）之间设有隔离仓（11），所述环形腔（10）设置有进水口（12）和出水口（13）。

2.根据权利要求1所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述环形腔（10）向外设有若干导热筋（14），所述导热筋（14）延伸到所述收容部（6）。

3.根据权利要求1所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述收容部（6）为一端封闭而另一端敞口的筒状体。

4.根据权利要求3所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述环形腔（10）具有朝向所述收容部（6）的封闭端方向的环形开口（16），所述环形开口（16）的外侧设置有与所述壳体（4）相连的端盖（15）以使所述环形腔（10）形成密封腔体。

5.根据权利要求4所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述端盖（15）为与所述环形开口（16）形状相匹配的环形结构体。

6.根据权利要求4所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述端盖（15）通过第一密封圈（17）和第二密封圈（18）分别与所述环形开口（16）的内环环沿和外环环沿形成密封连接。

7.根据权利要求4所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述端盖（15）为断裂伸长率不低于20%的塑料材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述环形腔（10）内位于所述进水口（12）和所述出水口（13）之间设有隔挡（19）使所述环形腔（10）形成首尾不相连通的腔体。

9.根据权利要求1所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述隔离仓（11）与外界相通。

10.根据权利要求1所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述环形腔（10）在轴向上远离所述定子铁芯（2），所述环形腔（10）的底部与所述定子铁芯（2）上端面之间具有一定间距S。

11.根据权利要求1所述的一种防触电水冷式电机，其特征在于：

所述环形腔（10）内可拆卸地设有至少一个弹性件（23）。

12. 一种电机泵单元（5），包括：

电机（1），及

泵（7），其包括泵进水口（8）、泵高压出水口（9）及油缸体（30）；

所述电机（1）驱动所述泵（7）运行；

其特征在于：

所述电机（1）为根据权利要求1所述的一种防触电水冷式电机（1）；所述油缸体（30）与所述壳体（4）相连，所述泵进水口（8）与所述出水口（13）相连。

13.一种高压清洗设备，包括电机泵单元（5），其特征在于：

所述电机泵单元为根据权利要求11所述的一种电机泵单元（5）。