CN109412348A

CN109412348A - 一种双层防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备

Info

Publication number: CN109412348A
Application number: CN201811097145.2A
Authority: CN
Inventors: 林有余; 刘楷; 蔡济波
Original assignee: Jiangsu Sumec Hardware and Tools Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Sumec Hardware and Tools Co Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2019-03-01
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: CN109412348B

Abstract

本发明公开一种双层防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备，双层防触电水冷式电机，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设有至少一个水冷通道I，水冷通道I与收容部之间设有隔离仓I，水冷通道I设置有进水口和出水口。电机与泵相连以驱动泵运行。本发明具有的有益效果：整机冷却效果好，电机的本体和泵的油缸体都得到很好冷却，电机泵发热问题得到明显改善，机器设备运行效率明显提升，最大输出压力及流量得到提升。

Description

一种双层防触电水冷式电机、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，具体涉及一种双层防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备。

背景技术

高压清洗设备作为一种清洗工具用途非常广泛，可以用来清洗汽车、地面、墙壁、屋顶等等，它的主要原理是通过电机带动高压水泵工作，将低压力的自来水通过高压水泵增压到客户需要的高压力，通过高压出水口、高压软管、喷枪将高压水喷出，从而实现高压机高压清洗工作过程中，电机和泵头会产生大量的热量，如不进行有效的冷却，将会严重影响电机和泵头的寿命及整机的工作效率。

目前行业中现有的清洗机对电机和泵头进行冷却的方式多为风冷方式，通过电机自带的风扇对电机进行冷却，该种冷却方式存在以下不足：

1、冷却效率不高；

2、电机的功率密度不高，2000W以上的风冷电机体积和重量较大，不易于使用在家用式产品上；

3、由于自带风扇，导致电机运行中风扇发出的噪音较大，影响使用感受；

4、同样功率设计下原材料使用多，不属于节能产品；

5、由于自带风扇及风道与大气相通，因此易卷入。

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。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双层防触电水冷式电机、电机泵单元及高压清洗设备，能够利用清洗水对无刷电机和控制器分别进行冷却，有助于提升电机效率和寿命等。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种双层防触电水冷式电机，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设有至少一个水冷通道I，水冷通道I与收容部之间设有隔离仓I，水冷通道I设置有进水口和出水口。

作为优选方案，

水冷通道I向外设有若干导热筋I，导热筋I延伸到收容部。

作为优选方案，

壳体的收容部、水冷通道I、导热筋I及隔离仓I均为一体加工成型。

作为优选方案，

当水冷通道I的数目为两个以上时，除其中一个进水口和一个出水口外的其它进水口和出水口顺次相连使水冷通道I串接。

作为优选方案，

相互连接的进水口和出水口分别通过接头I和接头II相连。

本发明还公开了采用上述电机的一种电机泵单元，包括：

电机，及

泵；

电机与泵相连以驱动泵运行。

作为优选方案，

泵的油缸体上具有至少一个水冷通道II，壳体与油缸体连接，水冷通道II与相应水冷通道I相连通；油缸体上的泵进水口与出水口相连。

作为优选方案，

壳体与油缸体均通过一端面相连；

水冷通道I在壳体的端面上形成敞口，水冷通道II在油缸体的端面上形成敞口；水冷通道II通过敞口与水冷通道I密封相连。

作为优选方案，

壳体上的敞口与油缸体上的敞口之间设置有具有中心孔的密封接头。

作为优选方案，

水冷通道II向外设有若干导热筋II，导热筋II延伸到油缸体的外表面。

作为优选方案，

油缸体、水冷通道II、导热筋II及隔离仓II均为一体成型。

作为优选方案，

导热筋II向油缸体的端部延伸。

作为优选方案，

水冷通道II与油缸体之间设有隔离仓II。

作为优选方案，

隔离仓I在壳体上形成连通外界的漏水口I，或

隔离仓II在油缸体上形成连通外界的漏水口II；

隔离仓I和隔离仓II通过分别形成在壳体与油缸体相连接的端面上的通孔相连通。

作为优选方案，

隔离仓I在壳体上形成连通外界的漏水口I，隔离仓II在油缸体上形成连通外界的漏水口II。

作为优选方案，

水冷通道I内位于进水口和出水口之间的部位设有导流墙，导流墙将水冷通道I分成两个单通道，水冷通道I的两个单通道在导流墙远离进水口和出水口的端部相连通。

作为优选方案，

其中一个水冷通道I内设置有位于进水口和出水口之间的隔挡I，与设置有隔挡I的水冷通道I相连的水冷通道II内设置有设有隔挡II，隔挡I将水冷通道I分为两个单通道I，隔挡II将水冷通道II分为两个单通道II，其中一个单通道I与其中一个单通道II相连通，另一个单通道II与另一个单通道II相连通；

设置有隔挡II的水冷通道II具有位于隔挡II两侧的缸体进水口和缸体出水口。

作为优选方案，

除设置有隔挡I的水冷通道I之外的其它水冷通道I内设置有位于进水口和出水口之间的导流墙；导流墙将水冷通道I分成左、右两部分，水冷通道I的左、右两部分在导流墙远离进水口和出水口的端部相连通。

作为优选方案，

泵与电机共用同一个转轴，壳体内设置有轴承座I，泵的油缸体内设置有轴承座II，转轴分别通过轴承I和轴承II与轴承座I和轴承座II转动连接。

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、整机冷却效果好，电机的本体和泵的油缸体都得到很好冷却，电机泵发热问题得到明显改善，机器设备运行效率明显提升，最大输出压力及流量得到提升。

2、电机和泵双水冷，机泵寿命大大提升。

3、导热筋沿水冷通道向外设置，并形成相连的圆周，在水冷同时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水冷通道的作用。

4、水冷通道I通过隔离仓I远离紧贴定子铁芯的壳体设置，当水冷通道I被长期腐蚀后水不会进入电机内部，解决了电气安全问题。

5、水冷通道II通过隔离仓II远离油缸体设置，当水冷通道II被长期腐蚀后水不会进入油缸内部，保证了泵的正常运行。

6、当采用外部水经进水接头连接缸体进水口技术方案时，缸体进水口和缸体出水口离泵头较近，方便了进出水的连接，结构更为紧凑，水在管路中压力损失也较小。

7、机器设备工作温度显著下降，降低关键部位塑料件的老化速度，设备可靠性得到提高、使用寿命得到延长。

8、电机和泵采用水冷完全替代风冷，减少风叶和进出风口等零部件及机身构造，大大提高设备的防水等级。

9、采用清洗介质作为冷源，可以实现设备的全密封设计构造，既降低了机器运行噪声，还缩小了设备体积。

附图说明

图1为本发明第一个实施例的结构立体图；

图2为图1所示实施例的结构爆炸图；

图3为图1所示实施例的结构剖视图；

图4为图1所示实施例的结构俯视图；

图5为图1所示实施例略去相关接头后的结构俯视图；

图6为图1所示实施例中壳体的结构立体图；

图7为图1所示实施例中壳体的结构仰视图；

图8为图1所示实施例中油缸体的结构俯视图；

图9为图8中A-A向的结构剖视图；

图10为图1所示实施例中油缸体的结构仰视图；

图11为图1所示实施例中冷却介质的流动路径图；

图12为本发明第二个实施例中冷却介质的流动路径图。

附图标记：

1电机泵单元；2泵；3电机；4泵进水口；5泵出水口；6油缸体；7斜盘；8柱塞；9定子铁芯；10转子；11壳体；12收容部；13水冷通道I；14进水口；15出水口；16导热筋I；17水冷通道II；18导热筋II；19端面；20隔离仓I；21接头I；22接头II；23进水接头；24连接管；25隔离仓II；26漏水口I；27漏水口II；28密封接头；29导流墙；30轴承I；31轴承II；32轴承座I；33轴承座II；34弯头I；35弯头II；36堵头；37堵头压板；38微动开关；39缸体进水口；40缸体出水口；41隔挡I；42隔挡II。

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。

实施例一

如图1至11所示，一种电机泵单元1，主要包括电机3和泵2；电机3与泵2相连以驱动泵2运行。

其中，电机3为双层防触电水冷式电机，其包括：转子10、定子铁芯9、转轴23及壳体11。其中，壳体11具有收容定子铁芯9的收容部12；定子铁心9收容安装于壳体11的收容部12中，转子10和转轴23均转动安装于收容部12中，并能够在定子铁心9的中央空腔中转动。电机3通电后，转轴23转动。

为了对电机3进行水冷降温，在壳体11上位于收容部12外围的部分设有至少一个水冷通道I13，优选设置四个水冷通道I13。水冷通道I13沿壳体11的轴向延伸，水冷通道I13与收容部12之间设有隔离仓I20，水冷通道I13设置有进水口14和出水口15。冷却水经进水口14进入水冷通道I13中，将电机3产生的热量吸收后从出水口15排出，从而实现电机3的冷却。由于电机3属于电气部件，在运行时需要考虑电气安全。在长时间运行的过程中，电机3会产生大量的热造成整体急剧升温，虽然能够通过水冷方式进行温度进行控制，但是又因为壳体11为金属材质，在极冷和极热的同时作用下，长此以往会造成该部位的腐蚀击穿，冷却水通过腐蚀点进入电机3内部便会造成短路等故障，对电机本身，甚至对人身都能造成极大危害。为此，通过在水冷通道I13和收容部12之间增设隔离仓I20将两者隔开，从而在发生腐蚀击穿后，冷却水能通过腐蚀点流入隔离仓I20内，而不会进入电机3的内部。当电机3作为独立部件使用时，隔离仓I20则与外界连通，例如在一端设置漏水口I26，这样在发生腐蚀击穿后，冷却水便能够进一步流到电机3外被人发现，以便于能够及时的维修。

除了避免冷却水进入电机3内部之外，还应考虑如何避免腐蚀击穿的发生，为此，水冷通道I13向外设有若干等间距排列的导热筋I16，导热筋I16延伸到收容部12，每条导热筋I16沿周向在壳体11的外部形成一整圈。通过导热筋I16，使得收容部12与水冷通道I13建立更多的热传导路径，从而使电机3运行产生的大量热量能够快速地传导到水冷通道I13中，然后经冷却水带走。此外，由于导热筋I16的一部分直接暴露于外界环境中，因此也增加了导热筋I16与空气的接触面积，从而起到了直接散热的目的。由此可见，导热筋I16不仅能够对热量进行分流传导，而且还能直接散热。

为了保证热量传导的效率，以及便于批量制造，壳体11的收容部12、水冷通道I13、导热筋I16及隔离仓I20均为铝合金一体加工成型。

如图4至6所示，为了加快散热，冷却水道I13被设置为多个，此情况下，为了便于减少管路的连接，并且提高冷却的均匀性，可采取如下方式连接多个水冷通道I13：

其中一个进水口14安装进水接头23，其中一个出水口15连接弯头I，其它的进水口14安装接头I21而其它的出水口15安装接头II22，将接头I21和接头II22顺次连接从而将所有水冷通道I13串接。如此一来，冷却水在经过进水口14进入后顺次经过每个水冷通道I13将热量带走。该连接方式下，冷却水的进出在不同的水冷通道I13中完成。

如图11所示，为了延长冷却水在水冷通道I13内的流动路径，提高热量交换的效率，水冷通道I13内位于进水口14和出水口15之间的部位设有导流墙29，导流墙29将水冷通道I13分成两个单通道，水冷通道I13的两个单通道在导流墙29远离进水口14和出水口15的端部相连通。如此一来，冷却水在每个水冷通道I13内沿S型路线流动，能够充分地发生热量交换，提高冷却效率。

如图7至10所示，泵2可以是现有技术中的任一一种泵，本发明中，优选为一种柱塞泵，其包括具有泵进水口4和泵出水口5的油缸体6，设置在油缸体6内的斜盘7和柱塞8，以及微动开关38。斜盘7由电机3带动而旋转，柱塞8与斜盘7形成滑动接触从而在斜盘7旋转时不停地往复移动从而将水泵入泵入。

油缸体6上具有至少一个水冷通道II17，优选设置四个水冷通道II17.水冷通道II17与水冷通道I13一一对应。泵2与电机3可采取集成式结构，即壳体11与油缸体6连接，水冷通道II17与相应水冷通道I13相连通；油缸体6上的泵进水口4安装弯头II，弯头II通过连接管与出水口15的弯头I34相连；转轴23与斜盘7相连。冷却水从水冷通道I13出来后进入油缸体6内，后增压泵出。泵2与电机3共用同一个转轴23，壳体11内设置有轴承座I32，泵2的油缸体6内设置有轴承座II33，转轴23分别通过轴承I30和轴承II31与轴承座I32和轴承座II33转动连接。

为了便于连接安装，壳体11与油缸体6均通过一端面相连；壳体11与油缸体6相连后形成一个完整的壳结构。水冷通道I13在壳体11的端面上形成敞口，水冷通道II17在油缸体6的端面上形成敞口；水冷通道II17通过敞口与水冷通道I13密封相连。

作为一种密封形式，壳体11上的敞口与油缸体6上的敞口之间设置有具有中心孔的密封接头28。密封接头28的上下两端分别为能够插入到两个敞口中的堵头36，堵头36之间设置一圈凸台，壳体11与油缸体6相连后，壳体11的敞口处和油缸体6的敞口处形成堵头压板37从而将凸台压紧实现密封连接。

为了便于油缸体6上的热量的快速传导，水冷通道II17向外设有若干等间距排列的导热筋II18，导热筋II18延伸到油缸体6的外表面。作为一种典型的结构，导热筋II18沿轴向向油缸体6的端部19延伸。

油缸体6、水冷通道II17、导热筋II18及隔离仓II25均为铝合金一体成型。

同样为了避免冷却水通过腐蚀点进入油缸体6内进而进入电机3内，水冷通道II17与油缸体6之间也设有隔离仓II25。由于壳体11和油缸体6上均设置有隔离仓，因此隔离仓I20和隔离仓II25通过分别形成在壳体11与油缸体6相连接的端面上的通孔相连通，然后隔离仓I20在壳体11上形成连通外界的漏水口I26，或者隔离仓II25在油缸体6上形成连通外界的漏水口II27。如此一来，当水冷通道I13或水冷通道II17发生腐蚀击穿时，冷却水可通过漏水口I26或漏水口II27流出以提示电机泵发生腐蚀击穿。作为一个替代例，隔离仓I20与隔离仓II25不连通，此时在隔离仓I20在壳体11上形成连通外界的漏水口I26，隔离仓II25在油缸体6上形成连通外界的漏水口II27。这样发生腐蚀击穿后，冷却水分别通过漏水口I26和漏水口II27流出，这样能够更直接的判断腐蚀点的位置。

除设置有隔挡I42的水冷通道I13之外的其它水冷通道I13内设置有位于进水口14和出水口15之间的导流墙29；导流墙29将水冷通道I13分成左、右两部分，水冷通道I13的左、右两部分在导流墙29远离进水口14和出水口15的端部相连通。

上述的一种电机泵单元1可以用于一种高压清洗设备，电机泵单元1的泵出水口5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。

实施例二

如图12所示，与实施例一不同之处在于，本实施例中，所有水冷通道I13的进水口14和出水口15首尾顺次相连形成循环回路。其中一个水冷通道I13内的导流墙29进一步延伸形成隔挡I42，与设置有隔挡I42的水冷通道I13相连的水冷通道II17内设置有设有隔挡II41，隔挡I42将水冷通道I13分为两个单通道I，隔挡II41将水冷通道II17分为两个单通道II，其中一个单通道I与其中一个单通道II相连通，另一个单通道II与另一个单通道II相连通。设置有隔挡II41的水冷通道II17具有位于隔挡II41两侧的缸体进水口39和缸体出水口40。缸体进水口39安装进水接头23，缸体出水口40安装弯头I34。这种连接方式下，冷却水的进出均在同一个水冷通道II17中完成。

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

1. 一种双层防触电水冷式电机，包括：

定子铁芯（9）；及

壳体（11）；所述壳体（11）具有收容所述定子铁芯（9）的收容部（12）；

其特征在于：

所述壳体（11）上位于所述收容部（12）外围的部分设有至少一个水冷通道I（13），所述水冷通道I（13）与所述收容部（12）之间设有隔离仓I（20），所述水冷通道I（13）设置有进水口（14）和出水口（15）。

2.根据权利要求1所述的一种双层防触电水冷式电机，其特征在于：

所述水冷通道I（13）向外设有若干导热筋I（16），所述导热筋I（16）延伸到所述收容部（12）。

3.根据权利要求2所述的一种双层防触电水冷式电机，其特征在于：

所述壳体（11）的收容部（12）、所述水冷通道I（13）、所述导热筋I（16）及所述隔离仓I（20）均为一体加工成型。

4.根据权利要求1所述的一种双层防触电水冷式电机，其特征在于：

当所述水冷通道I（13）的数目为两个以上时，除其中一个所述进水口（14）和一个所述出水口（15）外的其它所述进水口（14）和所述出水口（15）顺次相连使所述水冷通道I（13）串接。

5.根据权利要求4所述的一种双层防触电水冷式电机，其特征在于：

相互连接的所述进水口（14）和所述出水口（15）分别通过接头I（21）和接头II（22）相连。

6. 一种电机泵单元（1），包括：

电机（3），及

泵（2）；

所述电机（3）与所述泵（2）相连以驱动所述泵（2）运行；

其特征在于：

所述电机（3）为根据权利要求1所述的一种双层防触电水冷式电机。

7.根据权利要求6所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述泵（2）的油缸体（6）上具有至少一个水冷通道II（17），所述壳体（11）与所述油缸体（6）连接，所述水冷通道II（17）与相应所述水冷通道I（13）相连通；所述油缸体（6）上的泵进水口（4）与所述出水口（15）相连。

8.根据权利要求7所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述壳体（11）与所述油缸体（6）均通过一端面相连；

所述水冷通道I（13）在所述壳体（11）的所述端面上形成敞口，所述水冷通道II（17）在所述油缸体（6）的所述端面上形成敞口；所述水冷通道II（17）通过所述敞口与所述水冷通道I（13）密封相连。

9.根据权利要求8所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述壳体（11）上的所述敞口与所述油缸体（6）上的所述敞口之间设置有具有中心孔的密封接头（28）。

10.根据权利要求7所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述水冷通道II（17）向外设有若干导热筋II（18），所述导热筋II（18）延伸到所述油缸体（6）的外表面。

11.根据权利要求10所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述油缸体（6）、所述水冷通道II（17）、所述导热筋II（18）及所述隔离仓II（25）均为一体成型。

12.根据权利要求7所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述导热筋II（18）向所述油缸体（6）的端部（19）延伸。

13.根据权利要求7所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述水冷通道II（17）与所述油缸体（6）之间设有隔离仓II（25）。

14. 根据权利要求13所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述隔离仓I（20）在所述壳体（11）上形成连通外界的漏水口I（26），或

所述隔离仓II（25）在所述油缸体（6）上形成连通外界的漏水口II（27）；

所述隔离仓I（20）和所述隔离仓II（25）通过分别形成在所述壳体（11）与所述油缸体（6）相连接的端面上的通孔相连通。

15.根据权利要求13所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述隔离仓I（20）在所述壳体（11）上形成连通外界的漏水口I（26），所述隔离仓II（25）在所述油缸体（6）上形成连通外界的漏水口II（27）。

16.根据权利要求7所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述水冷通道I（13）内位于所述进水口（14）和所述出水口（15）之间的部位设有导流墙（29），所述导流墙（29）将所述水冷通道I（13）分成两个单通道，所述水冷通道I（13）的两个单通道在所述导流墙（29）远离所述进水口（14）和所述出水口（15）的端部相连通。

17.根据权利要求8所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

其中一个所述水冷通道I（13）内设置有位于所述进水口（14）和所述出水口（15）之间的隔挡I（42），与设置有所述隔挡I（42）的所述水冷通道I（13）相连的所述水冷通道II（17）内设置有设有隔挡II（41），所述隔挡I（42）将所述水冷通道I（13）分为两个单通道I，所述隔挡II（41）将所述水冷通道II（17）分为两个单通道II，其中一个所述单通道I与其中一个所述单通道II相连通，另一个所述单通道II与另一个所述单通道II相连通；

设置有所述隔挡II（41）的所述水冷通道II（17）具有位于所述隔挡II（41）两侧的缸体进水口（39）和缸体出水口（40）。

18.根据权利要求17所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

除设置有所述隔挡I（42）的所述水冷通道I（13）之外的其它所述水冷通道I（13）内设置有位于所述进水口（14）和所述出水口（15）之间的导流墙（29）；所述导流墙（29）将所述水冷通道I（13）分成左、右两部分，所述水冷通道I（13）的左、右两部分在所述导流墙（29）远离所述进水口（14）和所述出水口（15）的端部相连通。

19.根据权利要求8所述的一种电机泵单元（1），其特征在于：

所述泵（2）与所述电机（3）共用同一个转轴（23），所述壳体（11）内设置有轴承座I（32），所述泵（2）的油缸体（6）内设置有轴承座II（33），所述转轴（23）分别通过轴承I（30）和轴承II（31）与所述轴承座I（32）和轴承座II（33）转动连接。

20.一种高压清洗设备，包括电机泵单元，其特征在于：所述电机泵单元为权利要求6所述的一种电机泵单元（1）。