CN111277080A - 一种带有变频装置的深井泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有变频装置的深井泵，包括泵组件，泵组件上连接有变频电机，变频电机包括电机壳、变频电机组件和变频装置；电机壳首尾密封以在其内部形成电机腔，变频电机组件设置在电机腔中以用于驱使泵组件工作；变频装置设置在电机腔内并与变频电机组件相连，变频装置包括安装壳体和变频电路板，安装壳体首尾密封以在其内部形成安装腔，变频电路板设置在安装腔中，变频电路板上设置有用于将工频电变频后输送给所述变频电机组件的变频模组。本申请采用变频装置内置的方式，变频装置不容易受潮，使用寿命长，其中，变频电机组件与变频装置之间的连接都在电机腔内，用电安全性高。

Description

一种带有变频装置的深井泵
技术领域
本发明涉及水泵技术领域，特别涉及一种带有变频装置的深井泵。
背景技术
随着人口的逐年增加，使得民生用水的供应不足也日益显现，很多地区一年之中的水源供应并不稳定，特别是西北地区，干旱一年比一年严重，对于地下水的使用也越来越广泛，干旱地区往往在很深的地下才发现有水源，就特别需要一些功率强大的深井泵抽水供人们使用。可见，深井泵是浸入地下水井中进行抽吸和输送水的一种泵，也被广泛应用于农田排灌、工矿企业、城市给排水和污水处理等。
其中，深井泵由泵体和电机组成，通过电机驱动泵体内的叶轮转动，由于电机都采用了普通电机，受转速的限制，难以提高叶轮效益，因此需要配备变频装置提高电机转速。
但是现有的深井泵是采用外置的变频器来实现变频的，而将变频器安装在泵体外，必将导致连接的导线线束过多，在深井泵抽水过程中及自然环境的雨雾使变频器容易受潮，存在用电的安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带有变频装置的深井泵，能够将变频装置内置到深井泵中。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种带有变频装置的深井泵，包括泵组件，所述泵组件上连接有变频电机，所述变频电机包括电机壳、变频电机组件和变频装置；
电机壳首尾密封以在其内部形成电机腔，变频电机组件设置在电机腔中以用于驱使泵组件工作；
变频装置设置在电机腔内并与变频电机组件相连，所述变频装置包括安装壳体和变频电路板，所述安装壳体首尾密封以在其内部形成安装腔，所述变频电路板设置在安装腔中，所述变频电路板上设置有用于将工频电变频后输送给所述变频电机组件的变频模组。
通过上述技术方案，变频装置整体内置到电机腔中，通过变频电路板将工频电变频后输送给变频电机组件，从而使得变频电机组件以适应的转速驱使泵组件工作，从而提高泵组件的工作效益。本申请采用变频装置内置的方式，变频装置不容易受潮，使用寿命长，其中，变频电机组件与变频装置之间的连接都在电机腔内，用电安全性高，并且通过安装壳体对变频电路板进行封装，从而避免变频电机组件与变频电路板之间产生电磁干扰。
优选的，所述安装壳体的尾端封闭，所述安装壳体的首端设置有安装口，所述安装口通过安装端盖密封。
通过上述技术方案，安装端盖将安装壳体进行密封，从而能够确保安装壳体内处于密封状态，不会有空气或水能够进去，从而在深井泵放入到很深的地下才对水源进行输送时，避免内外气压差影响安装壳体内部变频电路板的使用。
优选的，所述安装端盖包括嵌装在安装口上的安装盘体，所述安装盘体与安装口之间保持密封，所述安装盘体的中部位置固定有连接插座，所述连接插座上设置有工频电输入插接端和变频电输出插接端。
通过上述技术方案，连接插座上设置有工频电输入插接端和变频电输出插接端，安装壳体内的变频电路板通过导线连接在连接插座的工频电输入插接端和变频电输出插接端，从而方便变频装置整体装配在电机腔中。
优选的，所述变频电机组件上设置有用于与连接插座对合的连接插头，所述连接插头上设置有分别与工频电输入插接端和变频电输出插接端对应的工频电输出插接口和变频电输入插接口。
通过上述技术方案，变频电机组件上的连接插头与变频装置上的连接插座相对合插接，以进一步方便了变频装置在电机腔中安装和拆卸。
优选的，所述变频电机组件包括上安装座、下安装座、以及两端通过轴承安装在上安装座和下安装座上的电机轴，所述电机轴上设置有电机转子，所述上安装座和下安装座与电机壳的内壁贴合并被限定在电机壳内，所述上安装座和下安装座之间设置有围绕在电机转子外的电机定子，所述连接插头固定在下安装座上。
通过上述技术方案，上安装座和下安装座被限定在电机壳内，连接插头固定在下安装座上，从而确保了变频电机组件在电机壳内安装的稳定性。
优选的，所述变频电路板通过安装支架固定设置在安装腔中。
通过上述技术方案，安装支架用于固定变频电路板，确保变频电路板在安装腔内的安装稳定性。
优选的，所述安装支架包括安装隔板和散热铝架，所述散热铝架呈半包围状，所述散热铝架贴合在安装壳体的内壁上，所述安装隔板一体成型在散热铝架的中部位置，所述散热铝架被安装隔板分隔成上安装部和下安装部，所述变频电路板分别设置在上安装部和下安装部内。
通过上述技术方案，变频电路板安装在安装隔板上，散热铝架与安装壳体的内壁贴合，从而变频电路板产生的热量，能够通过安装隔板传递到散热铝架上，进而传递至安装壳体，通过上述安装支架方便对变频电路板进行散热。
优选的，所述电机壳的首端通过上密封端盖密封，所述电机壳的尾端通过下密封端盖密封，通过上密封端盖和下密封端盖以在电机壳内部形成所述电机腔，所述电机腔中填充有冷却油。
通过上述技术方案，冷却油被锁存在电机腔中，从而方便对电机腔中的安装壳体和变频电机组件进行散热。
优选的，所述安装壳体在安装腔内填充有导热灌封胶。
通过上述技术方案，导热灌封胶进一步提高对安装壳体内变频电路板的散热能力性能，并且提高安装壳体的防漏防水性能。
优选的，所述电机腔在变频装置的下方固定有调节支架，所述调节支架上螺纹连接有调节螺栓，所述调节螺栓的端部抵触在安装壳体的尾端。
通过上述技术方案，调节螺栓的端部抵触在安装壳体的尾端，通过旋转调节螺栓，达到对安装壳体上下位置调节的目的，从而方便安装壳体与变频电机组件的连接与装配。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
本申请采用变频装置内置的方式，变频装置不容易受潮，使用寿命长，其中，变频电机组件与变频装置之间的连接都在电机腔内，用电安全性高，并且通过安装壳体对变频电路板进行封装，从而避免变频电机组件与变频电路板之间产生电磁干扰。
附图说明
图1为本发明技术方案中深井泵的结构示意图；
图2为本发明技术方案中深井泵的剖面示意图；
图3为本发明技术方案中泵组件的结构示意图；
图4为本发明技术方案中变频电机组件的安装示意图；
图5为本发明技术方案中连接插头的结构示意图；
图6为本发明技术方案中连接插座的结构示意图；
图7为本发明技术方案中变频装置的爆炸示意图；
图8为本发明技术方案中安装支架的剖视图；
图9为本发明技术方案中变频模组的电路示意图。
附图标记：1、泵组件；11、出水节；12、进水节；13、过滤网；14、传动轴；15、叶轮；2、变频电机；21、电机壳；22、变频电机组件；221、上安装座；222、下安装座；223、电机轴；224、电机转子；225、电机定子；23、变频装置；231、安装壳体；232、变频电路板；233、变频模组；24、上密封端盖；25、下密封端盖；26、环形槽；27、环形挡肩；28、环形卡盘；29、限位螺栓；30、锁紧螺栓；31、安装端盖；311、安装盘体；312、连接插座；32、连接插头；33、安装支架；331、安装隔板；332、散热铝架；333、上安装部；334、下安装部；34、调节支架；35、调节螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在现有技术中深井泵是采用外置的变频器来实现变频的，而将变频器安装在深井泵外，必将导致连接的导线线束过多，存在用电安全隐患。因此，本申请提出了一种带有变频装置的深井泵，通过采用变频装置23内置到深井泵中，变频装置23不容易受潮，使用寿命长，用电安全隐患低。
结合图1和图3所示，深井泵包括泵组件1和变频电机2，变频电机2连接在泵组件1上。本实施例以深井泵竖直摆放为参考方向进行阐述说明，泵组件1包括泵体，泵体的首端设置有出水节11，泵体的尾端设置有进水节12，进水节12上设置有过滤网13。其中，泵体内设置有传动轴14，传动轴14上设置有若干叶轮15，在叶轮15转动的时候可以将水体从进水节12中吸入，进而顺着泵体自下而上输送，从泵体的出水节11中泵出。
结合图2和图4所示，变频电机2包括电机壳21、变频电机组件22和变频装置23。
泵体和电机壳21均呈长筒状，泵体和电机壳21之间同轴心设置，泵体和电机壳21均采用不锈钢材质，使得泵体和电机壳21具有足够的支撑强度。
电机壳21首尾密封以在其内部形成电机腔，具体的，电机壳21的首端通过上密封端盖24密封，电机壳21的尾端通过下密封端盖25密封，上密封端盖24和下密封端盖25与电机壳21之间的密封方式采用密封圈密封，通过上密封端盖24和下密封端盖25以在电机壳21内部形成所述电机腔，变频电机组件22设置在电机腔中用以驱使泵组件1工作，电机腔中填充有冷却油，冷却油用于在变频电机组件22工作时，对变频电机组件22进行散热，冷却油为普通冷却油，可以从市场上购买得到，如变压器内的冷却油。
其中，电机腔在特定位置作为变频电机组件22的安装工位，变频电机组件22位于安装工位中并被固定，以下对变频电机组件22在安装工位的固定方式与工作方式进行阐述说明。
变频电机组件22包括上安装座221、下安装座222、以及两端通过轴承安装在上安装座221和下安装座222上的电机轴223，电机轴223上设置有电机转子224，上安装座221和下安装座222与电机壳21的内壁贴合并被限定在电机壳21的安装工位上，上安装座221和下安装座222之间设置有围绕在电机转子224外的电机定子225。电机轴223的端部穿过上密封端盖24并通过联轴器连接在泵组件1的传动轴14上，电机轴223与上密封端盖24之间采用动密封。
电机壳21在安装工位处设置有外凸的环形槽26和内凹的环形挡肩27，环形槽26位于环形挡肩27的上方，在变频电机组件22整体装配到电机腔中时，变频电机组件22位于环形槽26和环形挡肩27之间，并且下安装座222抵触在环形挡肩27上，以限制下安装座222向下移动。
电机壳21在电机腔中还设置有环形卡盘28，环形卡盘28位于上安装座221的上方，环形卡盘28上周向螺纹连接有若干限位螺栓29，限位螺栓29的端部抵触在上安装座221上。其中，环形槽26中安装有卡簧，卡簧用以卡紧住环形卡盘28，由此，达到变频电机组件22在电机腔中固定的目的。
其中，电机壳21通过上密封端盖24与泵组件1的进水节12相固定，进水节12的下端面抵触在上密封端盖24上，进水节12上周向设置有若干锁紧螺栓30，锁紧螺栓30分别穿过进水节12下端面和上密封端盖24并螺纹连接在环形卡盘28中，通过锁紧螺栓30的作用，能够将进水节12与上密封端盖24进行固定，以实现泵组件1与变频电机2的连接。值得说明的是，上密封端盖24用以安装锁紧螺栓30的螺栓孔中设置有密封橡胶垫，以避免电机腔中的冷却油渗出。
结合图5和图7所示，变频装置23设置在电机腔中，变频装置23位于变频电机组件22的下方并与变频电机组件22相连。
本申请中，变频装置23包括安装壳体231和变频电路板232，安装壳体231与电机壳21的形状相同，安装壳体231呈长筒状，安装壳体231首尾密封以在其内部形成安装腔，变频电路板232设置在安装腔中，变频电路板232上设置有用于将工频电变频后输送给所述变频电机组件22的变频模组233。
安装壳体231的尾端封闭，安装壳体231的首端设置有安装口，安装口通过安装端盖31密封，变频电路板232所需的工频电以及输送给变频电机组件22均通过安装端盖31实现互通。
具体的，安装端盖31包括嵌装在安装口上的安装盘体311，安装盘体311与安装口之间保持密封，安装盘体311与安装口之间的密封方式为密封圈密封。安装盘体311的中部位置固定有连接插座312，连接插座312上设置有工频电输入插接端和变频电输出插接端。变频电路板232上在安装腔内，变频模组233通过导线分别连接在工频电输入插接端和变频电输出插接端上。
其中，结合图5和图6所示，变频电机组件22上设置有用于与连接插座312对合的连接插头32，连接插头32固定在变频电机组件22的下安装座222上，连接插头32上设置有工频电输出插接口和变频电输入插接口，连接插头32与连接插座312对合插接时，连接插头32的工频电输出插接口与连接插座312的工频电输入插接端接触，连接插头32的变频电输入插接口与连接插座312的变频电输出插接端接触。
其中，连接插头32的变频电输入插接口通过导线连接在电机定子225上，连接插头32的工频电输出插接口上连接有导线，其中，连接工频电输出插接口的导线分别穿过电机定子225、上安装座221、环形卡盘28和上密封端盖24引出到深井泵外，从外部引入工频电。值得说明，上密封端盖24与该导线之间进行密封，确保上密封端盖24的密封性能。
上述虽然引入了“变频电”技术特征，本领域技术人员应当知晓，变频电为变频模组233将工频电变频后输出的电流所进行的定义。
结合图7和图8所示，变频电路板232通过安装支架33固定设置在安装腔中。安装支架33包括安装隔板331和散热铝架332，散热铝架332呈半包围状，散热铝架332贴合在安装壳体231的内壁上，安装隔板331与散热铝架332的材质相同，安装隔板331一体成型在散热铝架332的中部位置，散热铝架332被安装隔板331分隔成上安装部333和下安装部334，变频电路板232根据变频模组233设置为两个部分，变频电路板232分别设置在上安装部333和下安装部334内。
其中，参照图9所示，变频模组233包括用于将工频电进行变频的整流逆变电路、驱动模块和控制模块，控制模块与驱动模块连接，驱动模块连接于整流逆变电路。整流逆变电路包括依次连接的整流电路、电容滤波电路和逆变电路，逆变电路和驱动模块中相应的输出端连接。整流电路采用桥式整流电路，变频模组233还包括继电器和用于对所属驱动模块和控制模块供电的辅助电源，继电器线圈串联于整流电路与电容滤波电路之间，继电器开关串联于整流电路和辅助电源。控制模块用于输出特定PWM脉冲信号给驱动模块，驱动模块把PWM脉冲信号转换成逆变电路能够接收的电平信号，通过电平信号控制逆变电路的关断和导通，使直流电进行逆变后成为所需频率和相位的电流进行输出。
本实施例中，变频模组233的桥式整流电路通过导线连接在连接插座312的工频电输入插接端上，变频模组233的逆变电路通过导线连接在连接插座312的变频电输出插接端上。其中，变频模组233中整流电路、电容滤波电路集成在一块变频电路板232上，逆变电路、驱动模块和控制模块集成在另一块变频电路板232上，从而两块变频电路板232分别设置在安装支架33的上安装部333和下安装部334内。值得说明的是，变频模组233中的接地端通过导线接在安装支架33上。
因此，变频电路板232产生的热量，能够通过安装隔板331传递到散热铝架332上，进而传递至安装壳体231，通过上述安装支架33方便对变频电路板232进行散热。为进一步提高对安装壳体231的散热效果，安装壳体231与电机腔内壁之间形成活动间隙，活动间隙以供冷却油进入，通过冷却油对安装壳体231进行进一步散热。
值得说明的是，安装壳体231的底部开设有填充孔，安装壳体231通过填充孔填充有导热灌封胶，导热灌封胶填充满安装壳体231内整个安装腔，导热灌封胶填充好后，填充孔通过螺塞进行密封。
如图2所示，电机腔在变频装置23的下方固定有调节支架34，调节支架34通过卡簧进行固定，调节支架34上螺纹连接有调节螺栓35，调节螺栓35的端部抵触在安装壳体231的尾端。调节螺栓35的端部抵触在安装壳体231的尾端，通过旋转调节螺栓35，达到对安装壳体231上下位置调节的目的，从而方便安装壳体231与变频电机组件22的连接与装配。
本申请采用变频装置23内置的方式，变频装置23不容易受潮，使用寿命长，其中，变频电机组件22与变频装置23之间的连接都在电机腔内，用电安全性高，并且通过安装壳体231对变频电路板232进行封装，从而避免变频电机组件22与变频电路板232之间产生电磁干扰。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种带有变频装置的深井泵，包括泵组件(1)，其特征在于，所述泵组件(1)上连接有变频电机(2)，所述变频电机(2)包括电机壳(21)、变频电机组件(22)和变频装置(23)；
电机壳(21)首尾密封以在其内部形成电机腔，变频电机组件(22)设置在电机腔中以用于驱使泵组件(1)工作；
变频装置(23)设置在电机腔内并与变频电机组件(22)相连，所述变频装置(23)包括安装壳体(231)和变频电路板(232)，所述安装壳体(231)首尾密封以在其内部形成安装腔，所述变频电路板(232)设置在安装腔中，所述变频电路板(232)上设置有用于将工频电变频后输送给所述变频电机组件(22)的变频模组(233)。
2.根据权利要求1所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述安装壳体(231)的尾端封闭，所述安装壳体(231)的首端设置有安装口，所述安装口通过安装端盖(31)密封。
3.根据权利要求2所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述安装端盖(31)包括嵌装在安装口上的安装盘体(311)，所述安装盘体(311)与安装口之间保持密封，所述安装盘体(311)的中部位置固定有连接插座(312)，所述连接插座(312)上设置有工频电输入插接端和变频电输出插接端。
4.根据权利要求3所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述变频电机组件(22)上设置有用于与连接插座(312)对合的连接插头(32)，所述连接插头(32)上设置有分别与工频电输入插接端和变频电输出插接端对应的工频电输出插接口和变频电输入插接口。
5.根据权利要求4所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述变频电机组件(22)包括上安装座(221)、下安装座(222)、以及两端通过轴承安装在上安装座(221)和下安装座(222)上的电机轴(223)，所述电机轴(223)上设置有电机转子(224)，所述上安装座(221)和下安装座(222)与电机壳(21)的内壁贴合并被限定在电机壳(21)内，所述上安装座(221)和下安装座(222)之间设置有围绕在电机转子(224)外的电机定子(225)，所述连接插头(32)固定在下安装座(222)上。
6.根据权利要求1所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述变频电路板(232)通过安装支架(33)固定设置在安装腔中。
7.根据权利要求6所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述安装支架(33)包括安装隔板(331)和散热铝架(332)，所述散热铝架(332)呈半包围状，所述散热铝架(332)贴合在安装壳体(231)的内壁上，所述安装隔板(331)一体成型在散热铝架(332)的中部位置，所述散热铝架(332)被安装隔板(331)分隔成上安装部(333)和下安装部(334)，所述变频电路板(232)分别设置在上安装部(333)和下安装部(334)内。
8.根据权利要求1所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述电机壳(21)的首端通过上密封端盖(24)密封，所述电机壳(21)的尾端通过下密封端盖(25)密封，通过上密封端盖(24)和下密封端盖(25)以在电机壳(21)内部形成所述电机腔，所述电机腔中填充有冷却油。
9.根据权利要求1所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述安装壳体(231)在安装腔内填充有导热灌封胶。
10.根据权利要求1所述的一种带有变频装置的深井泵，其特征在于，所述电机腔在变频装置(23)的下方固定有调节支架(34)，所述调节支架(34)上螺纹连接有调节螺栓(35)，所述调节螺栓(35)的端部抵触在安装壳体(231)的尾端。
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