CN111614208A - 一种新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，以解决电磁涡流刹车在使用过程中温升过高，而引起转子内径膨胀或变形翘曲引起气隙增加，定子线圈电阻增大和磁阻增大，磁场强度削弱，制动转矩减少等问题。通过合理的使用油水双冷却系统，利用变压器油比空气高的多的绝缘强度，不仅提高线圈高绝缘强度，而且可以避免受到潮气的侵蚀。同时，通过强制冷却风机对变压器油在运行时起到散热作用。有效地减少涡流刹车工作时产生的热量，并降低运行成本，提高其工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采设备制动技术领域，具体的说是一种电磁涡流刹车用强制冷却系统。
背景技术
目前，电磁涡流刹车已经广泛应用于石油钻机辅助刹车系统中，它利用电磁感应原理进行无磨损制动，应用电磁涡流刹车可大幅度减少主刹车的磨损，延长刹车盘的使用寿命，降低劳动强度。但在实际的使用过程中，电磁刹车温升过高，从而引起转子内径膨胀或变形翘曲引起气隙增加，同时造成定子线圈电阻增大和磁阻增大，使磁场强度削弱，制动转矩减少。因此，采用合理的冷却系统，增加涡流刹车的散热效率，可以使得电磁涡流刹车能够连续稳定的工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，以解决电磁涡流刹车散热效率低，不能连续稳定工作的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，它包括涡流刹车主体、油冷却系统和水冷却系统，涡流刹车在工作时会产生一定的温度，温度过高会影响定子内的线圈使用寿命，线圈在刹车里为核心部件，一旦线圈出现故障将严重影响刹车质量，因此降低线圈温度将大大提高线圈的工作质量。方案所述油冷却系统采用一套单独的强制变压器油浸系统，通过降低线圈温度，极大的提高线圈的工作质量，保证涡流刹车稳定工作。所述水冷却系统，利用绞车水冷却系统，保证涡流刹车运转时表面能够得到充分的冷却。涡流刹车工作期间涡流将在转子内表面引起大量的热，这些热能由通过转子表面的冷却水携带出去，冷却水在刹车内腔保持一定高度的液面，当转子旋转时全部转子表面都能通过冷却水，从而防止了过热的危险。
进一步的，所述涡流刹车主体由壳体、转子、磁极和线圈组成，壳体安装在绞车底座上，通过齿式离合器与绞车滚筒轴相连。转子和磁极均由高质量的磁性材料制成，并经过适当的热处理，线圈可靠地密封在磁极上。
再进一步的，所述转子热装在转轴上，转轴支撑在两个双列向心球面滚子轴承上，工作时轴承仅承受转轴及转子自重所产生的载荷。
进一步的，所述油冷却系统由电动油泵提供强制动力，利用变压器油的良好性能，强制冷却线圈，以保证刹车正常稳定的工作。涡流刹车主体上方装有油箱，油箱包括一个强制冷却风机和两个呼吸器，一个吸入口，两个排出口。
进一步的，涡流刹车与绞车滚筒共用一个水冷却系统，通过进水口流入涡流刹车主体内，使得转子表面浸泡在冷却水中，运转时全部转子表面均能得到充分的冷却水，并通过出水口排出，在壳体两侧各有一个溢流口，防止涡流刹车主体内腔水位上升致使轴承锈蚀。
本发明电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，其油冷却系统和水冷却系统可以同时使用，也可以单独使用。在环境温度或者刹车温度低于额定温度时，可以关闭电动油泵和强制冷却风机，也可以间断性使用双冷却系统。
本发明的有益效果为：利用变压器油比空气高的多的绝缘强度，不仅提高线圈高绝缘强度，而且可以避免受到潮气的侵蚀。同时，通过强制冷却风机对变压器油在运行时起到散热作用，本发明通过合理的使用油水双冷却系统，有效地减少涡流刹车工作时产生的热量，并降低运行成本，提高其工作效率。
工作原理：一运动的铁导磁体通过一固定的不均匀磁场，则在此导体内与磁场方向垂直的平面上感生一环形电流，称之为涡流。此涡流将引起一磁场，这个磁场的极性恰好与原固定磁场的极性相反，两个极性相反的磁场将反抗导体在磁场中运动，这就是涡流刹车的原理。
产生涡流及反磁场的必要条件是铁导体在固定磁场里运动，所以当铁导体保持静止状态将无涡流感生，涡流刹车的转子就是铁导体，而产生固定磁场的线圈装在定子上，转子包络定子形成一空气隙构成了刹车的基本结构，线圈励磁的同时转子被绞车滚筒强制转动，转子就产生了反抗运动的阻力矩。
涡流刹车工作期间涡流将在线圈和转子内表面引起大量的热，这些热能通过强制冷却变压器油和转子表面的冷却水携带出去，从而防止了涡流刹车过热的危险。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1、涡流刹车主体，101、壳体，102、转子，103、磁极，104、线圈，105、齿式离合器，106、转轴，107、轴承，2、油冷却系统，201、电动油泵，202、油箱，203、强制冷却风机，204、呼吸器，3、水冷去系统，301、进水口，302、出水口，303、溢流口。
图2为图1的部分结构，图1说明包含图2。
图3为图1的部分结构，图1说明包含图3。
图4为图1的部分结构，图1说明包含图4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明
一种新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，它包括涡流刹车主体1、油冷却系统2和水冷却系统3，油冷却系统2采用一套单独的强制变压器油浸系统，通过降低线圈温度，极大的提高线圈的工作质量，保证涡流刹车稳定工作。水冷却系统3，利用绞车水冷却系统，保证涡流刹车运转时表面能够得到充分的冷却。
涡流刹车主体1由壳体101、转子102、磁极103和线圈104组成，壳体101安装在绞车底座上，通过齿式离合器105与绞车滚筒轴相连。转子102和磁极103均由高质量的磁性材料制成，并经过适当的热处理，线圈104可靠地密封在磁极103上。
转子102热装在转轴106上，转轴106支撑在两个双列向心球面滚子轴承107上，工作时轴承107仅承受转轴106及转子102自重所产生的载荷。
油冷却系统2由电动油泵201提供强制动力，利用变压器油的良好性能，强制冷却线圈104，以保证刹车正常稳定的工作。涡流刹车主体1上方装有油箱202，油箱202包括一个强制冷却风机203和两个呼吸器204，一个吸入口，两个排出口。
水冷却系统3与绞车滚筒共用一个水冷却系统，通过进水口301流入涡流刹车主体1内，使得转子102表面浸泡在冷却水中，运转时全部转子表面均能得到充分的冷却水，并通过出水口302排出，在壳体101两侧各有一个溢流口303，防止涡流刹车主体1内腔水位上升致使轴承107锈蚀。
本发明采用一种高效环保的冷却系统，具有效率高、寿命长、无污染等特点。本发明密封状况良好，操作方便可靠，容错率高，维修简单。
Claims (7)
1.一种新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，它包括涡流刹车主体(1)、油冷却系统(2)和水冷却系统(3)，所述油冷却系统(2)采用一套单独的强制变压器油浸系统，通过降低线圈温度，极大的提高线圈的工作质量，保证涡流刹车稳定工作。所述水冷却系统(3)，利用绞车水冷却系统，保证涡流刹车运转时表面能够得到充分的冷却。
2.根据权利要求1所述的新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，其特征在于：所述涡流刹车主体(1)由壳体(101)、转子(102)、磁极(103)和线圈(104)组成，壳体(101)安装在绞车底座上，通过齿式离合器(105)与绞车滚筒轴相连。转子(102)和磁极(103)均由高质量的磁性材料制成，并经过适当的热处理，线圈(104)可靠地密封在磁极(103)上。
3.根据权利要求2所述的涡流刹车主体(1)，其特征在于：所述转子(102)热装在转轴(106)上，转轴(106)支撑在两个双列向心球面滚子轴承(107)上，工作时轴承(107)仅承受转轴(106)及转子(102)自重所产生的载荷。
4.根据权利要求1所述的新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，其特征在于：所述油冷却系统(2)由电动油泵(201)提供强制动力，利用变压器油的良好性能，强制冷却线圈(104)，以保证刹车正常稳定的工作。
5.根据权利要求4所述的新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统置，其特征在于：所述油冷却系统(2)在涡流刹车主体(1)上方装有油箱(202)，油箱(202)包括一个强制冷却风机(203)和两个呼吸器(204)，一个吸入口，两个排出口。
6.根据权利要求1所述的新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统置，其特征在于：所述水冷却系统(3)与绞车滚筒共用一个水冷却系统，通过进水口(301)流入涡流刹车主体(1)内，使得转子(102)表面浸泡在冷却水中，运转时全部转子表面均能得到充分的冷却水，并通过出水口(302)排出，在壳体(101)两侧各有一个溢流口(303)，防止涡流刹车主体(1)内腔水位上升致使轴承(107)锈蚀。
7.根据权利要求1、4和6所述的新型电磁涡流刹车用强制油水双冷却系统，其特征在于：所述油冷却系统(2)和水冷却系统(3)可以同时使用，也可以单独使用。在环境温度或者刹车温度低于额定温度时，可以关闭电动油泵(201)和强制冷却风机(203)，也可以间断性使用双冷却系统。
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