CN112128118A - 一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵 - Google Patents

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Abstract

一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，属于潜水电泵技术领域。在泵体的下端连接有进水段，在泵体内有叶轮；在泵体的上端有“O”密封圈和水泵电机，泵体与水泵电机之间通过紧固螺栓连接有连接体，“O”密封圈位于水泵电机和连接体之间，在连接体上有放水螺丝，在水泵电机内注入有防冻剂；电泵轴贯穿泵体和水泵电机，叶轮连接在电泵轴的下端；在连接体内的电泵轴上连接有推力盘和骨架密封，在推力盘的上下端面分别连接有上止推轴承和下止推轴承；电缆密封装置位于水泵电机的上端。优点：将防冻冷却液注入潜水电机内腔，对污水潜水电泵冷却，冬季潜水电机不易结冰，解决了潜水电机壳体胀裂而损坏的问题，防冻冷却液具有抗腐蚀功能。

Description

一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵
技术领域
本发明涉及潜水电泵技术领域，特别是一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵。
背景技术
污水、污物潜水电泵是潜水电机与污水泵直联的一种排污水泵，正常为潜入水下工作；主要用于输送城乡污水，粪便或液体中含有纤维、纸屑等固体颗粒的介质。
目前，生产、使用的各类污水、污物潜水电泵所采用潜水电机主要为干式结构的干式潜水电机，干式潜水电机一般对电机密封要求很高，不允许水质进入电机内腔；潜水电机运行时，其电机绕组通电后产生的热量及其电机转子运行产生的热量，其冷却主要靠电机潜入水下的水进行冷却，当水位降低，电机暴露在水面以上，会造成电机内腔温度升高，电机绕组烧毁；电机密封不当，造成电机外部的水进入电机内腔，也会造成电机绕组短路而使电机损坏。
采用一种充水式污水污物潜水电泵能够解决上述部分问题，充水式潜水电泵是在现有潜水电泵结构的基础上，对定子绕组采用聚氯乙烯或者聚乙烯尼龙护套电磁线实施绝缘，因此潜水电机可以浸入在水中运行，充水式潜水电泵运行时，在潜水电机内腔充满水，采用水冷却、降低电机运行而产生的热量。
但是，充水式污水、污物潜水电泵在冬季使用时，特别在我国北方地区或者寒冷地区使用时，由于天气寒冷，在潜水电泵停机后，充入潜水电机内腔的水结冰而造成潜水电机壳体胀裂，进而造成潜水电泵损坏；再者所采用冷却水一般是就地取水，所注入的水为普通井水，甚至是河水，水质不良，具有一定的酸碱性，容易致使电机定转子甚至其他金属零部件腐蚀,造成定转子之间锈死不转，烧毁电机。
发明内容
本发明的目的是要提供一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，解决冬季潜水电机内腔水结冰而造成潜水电机壳体胀裂，潜水电泵损坏的问题；该污水污物潜水电泵的结构提高了防冻冷却液灌入容积，产生的热量随着定子外围流道内的防冻冷却液循环流动而散发，提高了对电机散热降温冷却效果。
本发明的目的通过下列技术方案来实现：污水污物潜水电泵，包括：进水段、叶轮、泵体、连接体、放水螺丝、紧固螺栓、“O”密封圈、电缆密封装置、上止推轴承、推力盘、下止推轴承、骨架密封、电泵轴、水泵电机和防冻冷却液；
在泵体的下端连接有进水段，在泵体内有叶轮；在泵体的上端有“O”密封圈和水泵电机，泵体与水泵电机之间通过紧固螺栓连接有连接体，“O”密封圈位于水泵电机和连接体之间，在连接体上有放水螺丝，在水泵电机内注入有防冻剂；电泵轴贯穿泵体和水泵电机，叶轮连接在电泵轴的下端；在连接体内的电泵轴上连接有推力盘和骨架密封，在推力盘的上下端面分别连接有上止推轴承和下止推轴承；电缆密封装置位于水泵电机的上端；在水泵电机内充灌防冻冷却液。
所述的连接体和下导轴承组合体的下导轴承座连接形成一个内腔体；在内腔体内的下导轴承座内腔面上采用螺钉与上止推轴承结合在一起；连接体内腔面上采用螺钉与下止推轴承结合在一起。
所述的推力盘与上止推轴承，保留10-20um游隙，同时承受污水污物潜水电泵工作时所产生的轴向力。
所述的水泵电机包括：下导轴承组合体、转子、定子、上导轴承组合体、调压膜、吊环螺栓、上盖和机壳体；上盖和上导轴承组合体通过吊环螺栓安装在机壳体的上端，在上导轴承组合体的底部有调压膜，调压膜位于机壳体内，在机壳体的下端连接有下导轴承组合体；电缆密封装置从上盖上穿出；定子安装在机壳体的内壁上，转子安装在水泵轴上，定子和转子的位置相对应且同心布置。
所述的下导轴承组合体包括：下导轴承座和下导轴承；下导轴承连接在下导轴承座内，在下导轴承座有导流孔；
所述的上导轴承组合体包括：上导轴承和上导轴承座；上导轴承连接在上导轴承座上，在上导轴承座上有导流孔和通过电缆密封装置设有引出电缆孔；所述的下导轴承座的导流孔和上导轴承座的导流孔用于将防冻冷却液引入其间，对石墨轴承进行润滑冷却。
所述的上导轴承和下导轴承通过机壳内的防冻冷却液进行润滑和降温冷却，承受污水污物潜水电泵工作时所产生的径向力和小部分轴向力。
所述的转子包括：转子铁芯和铝条；转子铁芯紧固在电泵轴上，铝条嵌入在转子铁芯中；电泵轴分别由上导轴承组合体、下导轴承组合体和上止推轴承、上止推轴承及其推力盘支撑，在电泵轴上同时安装有叶轮和转子铁芯，转子在定子内圆内高速旋转时，带动叶轮同时高速旋转；
所述的定子包括：定子铁芯和尼龙护套电磁线；定子铁芯固定连接在机壳体的内壁上，定子铁心内圆壁上均布有多槽，在槽内嵌放定子绕组；定子绕组线圈采用防水尼龙护套线圈，防水尼龙护套线圈具有较好的防水性能，其电机内腔灌有防冻冷却液。
所述的上盖上有二个灌水螺丝，在上盖上有安装电缆密封装置的密封腔体；在污水污物潜水电泵工作前，将二个灌水螺丝拧掉，同时把电机底部的放水螺丝拧上并且采用密封措施，通过上部的灌水螺丝的孔注入防冻冷却液，直至将防冻冷却液灌满为止；当污水污物潜水电泵需要更换防冻冷却液时，将电泵上部的灌水螺丝和下部的放水螺丝拧下，防冻冷却液即可放掉。
所述的机壳体包括：内筋、流道和筋；在机壳体的内壁上有筋；在机壳体的内壁上有六条上下贯通的内筋和流道，内筋和流道位于机壳体的内壁和定子之间；流道起到增加机壳腔体的空间，增加灌入机壳体内的防冻冷却液的容量，同时有利于上下水循环和增加电机工作时的散热冷却降温功能，提高潜水电机使用寿命；均布的六个内筋与定子外圆为局部过盈配合。
所述的防冻冷却液：当环境温度低于零下20℃时，其配方按照重量百分比计算，水介质60%-50%，乙二醇40%-50%配置，当配置的防冻冷却液重量为1000kg时，配置后另外再向防冻冷却液中加入：丙二酸200g、防蚀阻垢精500g、三乙醇胺1.6kg；
采用的水介质为纯净水或者蒸馏水。
有益效果，采用了上述方案，在电机腔体内采用防冻冷却液对潜水电机运行实施散热、降温冷却，解决了以往冲水式潜水电泵用水冷却降温，在冬季易发生机壳腔的积水，冻裂损坏潜水电泵的情况；
在电机壳体内腔采用了六个内筋与定子过盈配合紧固，使其电机内腔出现六条流水流道，增加了壳体内腔容积，增加加入防冻冷却液量，有利于电机的冷却和散热。
在电机壳体外部四周均匀设置12-16条散热筋，解决了机壳强度的同时，也有利于电机内部热量通过散热筋向机壳外部散热。
在电机运行过程中，由于电机的运行发热，防冻冷却液的温度上升所产生液体容积变化，为了减少内部液体压力对电机内腔的作用，在本发明中在电机上盖腔体内设置了调压膜，解决了压力变化而引起对电机腔体作用力。
采用水润滑轴承，改变了以往冲水式潜水电机上下滚动轴承密封难题，提高轴承的使用寿命，解决了以往使用水润滑轴承只能让潜水电泵立式使用，不可以卧式和倾斜使用的弊病。
防冻冷却液具有冰点低、防腐、阻垢、高沸点、阻燃等特点。
本发明与现有技术相比，更能有效地解决它对铜、钢、铁、铝、锡的腐蚀问题和贮存中的沉淀问题，同时显著地解决了组合物的pH值的稳定性问题。同时还具有以下优良性能及特点，良好的散热能力，冰点低，当环境温度为-35℃，适用于我国绝大部分地区使用，沸点高，可在炎热的夏季及高温季节使用，环保，无毒害，使用寿命长；泡沫体积小，消泡时间短，传热效率高。
本发明与现有技术相比具有以下优点：将防冻冷却液注入潜水电机内腔，对污水污物潜水电泵冷却，解决了冬季潜水电机内腔水结冰而造成潜水电机壳体胀裂，潜水电泵损坏的问题，同时所采用的防冻冷却液具有一定的抗腐蚀功能，解决了电机定、转子及其其他金属零部件腐蚀。
1、采用防冻冷却液冷却，解决了冬季使用潜水电泵因机壳内的积水冻裂机壳损坏电泵，提高污水污物潜水电泵使用寿命。
2、采用防冻冷却液具有防腐蚀特性，解决了以往采用水冷却，容易致使电机定转子及其他金属零部件腐蚀，定转子之间锈死不转，电机绕组堵转烧毁的问题，
3、采用防冻冷却液具有润滑功能，解决了以往采用水冷却，容易致使电机上下导轴承卡死损坏的问题，
4、电机机壳体内部采用内筋与定子外圆过盈配合，留有流水流道，提高防冻冷却液灌入容积，所产生的热量随着定子外围流道内的防冻冷却液循环流动而散发，增加了对电机散热降温冷却的效果。
5、电机上盖腔体内设置了调压膜，解决了在电机运行过程中，由于电机的运行发热，防冻冷却液的温度上升所产生液体容积变化，其调压膜解决了电机腔体内压力变化而引起对电机壳体的作用力。
6、采用水润滑轴承，解决了以往冲水式潜水电泵所采用滚动轴承密封难题，提高轴承的使用寿命。
7、采用新型水润滑轴承，解决了以往使用水润滑轴承只能让潜水电泵立式使用，不可以卧式和倾斜使用的弊病。
附图说明
图1是本发明采用防冻冷却液进行冷却散热的污水污物潜水电泵的结构示意图。
图2是图1的A-A断截面俯视剖面结构示意图。
图3为图1的局部放大电缆密封结构示意图。
图中，1、进水段；2、叶轮；3、泵体；4、连接体；5、放水螺丝；6、紧固螺栓；7、“O”密封圈；8、下导轴承组合体；8-1、下导轴承座；8-2下导轴承；9、转子；9-1、转子铁芯；9-2、铝条；10、定子；10-1、定子铁芯；10-2、尼龙护套电磁线；11、上导轴承组合体；11-1、上导轴承；12、调压膜；13、吊环螺栓；14、上盖；15、电缆密封装置；15-1、橡胶密封圈组合；15-2、密封压盖；15-3、密封压盖喇叭口；16、电缆；17、灌水螺丝；18、机壳体；18-1、内筋；18-2、流道；18-3、筋；19、上止推轴承；20、推力盘；21、下止推轴承；22、骨架密封；23、电泵轴。
具体实施方式
实施例1：污水污物潜水电泵，包括：进水段1、叶轮2、泵体3、连接体4、放水螺丝5、紧固螺栓6、“O”密封圈7、电缆密封装置15、上止推轴承19、推力盘20、下止推轴承21、骨架密封22、电泵轴23、水泵电机和防冻冷却液；
在泵体3的下端连接有进水段1，在泵体3内有叶轮2；在泵体3的上端有“O”密封圈7和水泵电机，泵体3与水泵电机之间通过紧固螺栓6连接有连接体4，“O”密封圈7位于水泵电机和连接体4之间，在连接体4上有放水螺丝5，在水泵电机内注入有防冻剂；电泵轴23贯穿泵体3和水泵电机，叶轮2连接在电泵轴23的下端；在连接体4内的电泵轴23上连接有推力盘20和骨架密封22，在推力盘20的上下端面分别连接有上止推轴承19和下止推轴承21；电缆密封装置15位于水泵电机的上端；在水泵电机内充灌防冻冷却液。防冻液具有冰点低、防腐、阻垢、高沸点、阻燃等功能。
所述的连接体4和下导轴承组合体8的下导轴承座8-1连接形成一个内腔体；在内腔体内的下导轴承座8-1内腔面上采用螺钉与上止推轴承19结合在一起；连接体4内腔面上采用螺钉与下止推轴承21结合在一起。
所述的推力盘20与上止推轴承19，保留10-20um游隙，同时承受污水污物潜水电泵工作时所产生的轴向力。
所述的水泵电机包括：下导轴承组合体8、转子9、定子10、上导轴承组合体11、调压膜12、吊环螺栓13、上盖14和机壳体18；上盖14和上导轴承组合体11通过吊环螺栓13安装在机壳体18的上端，在上导轴承组合体11的底部有调压膜12，调压膜12位于机壳体18内，在机壳体18的下端连接有下导轴承组合体8；电缆密封装置15从上盖14上穿出；定子10安装在机壳体18的内壁上，转子9安装在水泵轴23上，定子10和转子9的位置相对应且同心布置。
所述的下导轴承组合体8包括：下导轴承座8-1和下导轴承8-2；下导轴承8-2连接在下导轴承座8-1内，在下导轴承座8-1有导流孔；所述的上导轴承组合体11包括：上导轴承11-1和上导轴承座；上导轴承11-1连接在上导轴承座11-1上，在上导轴承座11-1上有导流孔和通过电缆密封装置15设有引出电缆孔；所述的下导轴承座8-1的导流孔和上导轴承座11-1的导流孔用于将防冻冷却液引入其间，对石墨轴承进行润滑冷却。
所述的上导轴承11-1和下导轴承8-2通过机壳内的防冻冷却液进行润滑和降温冷却，承受污水污物潜水电泵工作时所产生的径向力和小部分轴向力。
所述的转子9包括：转子铁芯9-1和铝条9-2；转子铁芯9-1紧固在电泵轴23上，铝条9-2嵌入在转子铁芯9-1中；电泵轴23分别由上导轴承组合体11、下导轴承组合体8和上止推轴承19、上止推轴承21及其推力盘20支撑，在电泵轴23上同时安装有叶轮2和转子铁芯9-1，转子在定子10内圆内高速旋转时，带动叶轮2同时高速旋转；
所述的定子10包括：定子铁芯10-1和尼龙护套电磁线10-2；定子铁芯固定连接在机壳体10的内壁上，定子铁心内圆壁上均布有多槽，在槽内嵌放定子绕组10-2；定子绕组12线圈采用防水尼龙护套线圈，防水尼龙护套线圈具有较好的防水性能，其电机内腔灌有防冻冷却液。
所述的上盖14上有二个灌水螺丝17，在上盖14上有安装电缆密封装置15的密封腔体；在污水污物潜水电泵工作前，将二个灌水螺丝17拧掉，同时把电机底部的放水螺丝5拧上并且采用密封措施，通过上部的灌水螺丝17的孔注入防冻冷却液，直至将防冻冷却液灌满为止；当污水污物潜水电泵需要更换防冻冷却液时，将电泵上部的灌水螺丝17和下部的放水螺丝5拧下，防冻冷却液即可放掉。
所述的机壳体18包括：内筋18-1、流道18-2和筋18-3；在机壳体18的内壁上有筋18-3；在机壳体18的内壁上有六条上下贯通的内筋18-1和流道18-2，内筋18-1和流道18-2位于机壳体18的内壁和定子10之间；流道18-2起到增加机壳腔体的空间，增加灌入机壳体18内的防冻冷却液的容量，同时有利于上下水循环和增加电机工作时的散热冷却降温功能，提高潜水电机使用寿命；均布的六个内筋18-1与定子10外圆为局部过盈配合。
所述的防冻冷却液：当环境温度低于零下20℃时，其配方按照重量百分比计算，水介质60%，乙二醇40%配置，当配置的防冻冷却液重量为1000kg时，对应的水介质为600kg,乙二醇为400kg，配置后另外再向防冻冷却液中加入：丙二酸200g、防蚀阻垢精500g、三乙醇胺1.6kg；
采用的水介质为纯净水或者蒸馏水。
实施例2：所述的防冻冷却液：当环境温度低于零下20℃不超过零下30℃时，其配方按照重量百分比进行配比，水介质比例为55%，乙二醇比例为45%配置，当配置的防冻冷却液重量为1000kg时，对应的水介质为550kg,乙二醇为450kg，配置后另外再向防冻冷却液中加入：丙二酸200g、防蚀阻垢精500g、三乙醇胺1.6kg。
所述的水介质为纯净水。
其它与实施例1同。
实施例3：所述的防冻冷却液：当环境温度低于零下30℃，不超过40℃时，其配方按照重量百分比进行配比，当配置的防冻冷却液重量为1000kg时，乙二醇比例为50%，对应为500kg，水介质比例为50%，对应为500kg，配置后另外再加丙二酸：200g，防蚀阻垢精：500g，三乙醇胺:1.6kg。
所述的水介质为蒸馏水。
其它与实施例1同。

Claims (10)

1.一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：污水污物潜水电泵，包括：进水段、叶轮、泵体、连接体、放水螺丝、紧固螺栓、“O”密封圈、电缆密封装置、上止推轴承、推力盘、下止推轴承、骨架密封、电泵轴、水泵电机和防冻冷却液；
在泵体的下端连接有进水段，在泵体内有叶轮；在泵体的上端有“O”密封圈和水泵电机，泵体与水泵电机之间通过紧固螺栓连接有连接体，“O”密封圈位于水泵电机和连接体之间，在连接体上有放水螺丝，在水泵电机内注入有防冻剂；电泵轴贯穿泵体和水泵电机，叶轮连接在电泵轴的下端；在连接体内的电泵轴上连接有推力盘和骨架密封，在推力盘的上下端面分别连接有上止推轴承和下止推轴承；电缆密封装置位于水泵电机的上端；在水泵电机内充灌防冻冷却液。
2.根据权利要求1所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的连接体和下导轴承组合体的下导轴承座连接形成一个内腔体；在内腔体内的下导轴承座内腔面上采用螺钉与上止推轴承结合在一起；连接体内腔面上采用螺钉与下止推轴承结合在一起。
3.根据权利要求1所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的推力盘与上止推轴承，保留10-20um游隙，同时承受污水污物潜水电泵工作时所产生的轴向力。
4.根据权利要求1所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的水泵电机包括：下导轴承组合体、转子、定子、上导轴承组合体、调压膜、吊环螺栓、上盖和机壳体；上盖和上导轴承组合体通过吊环螺栓安装在机壳体的上端，在上导轴承组合体的底部有调压膜，调压膜位于机壳体内，在机壳体的下端连接有下导轴承组合体；电缆密封装置从上盖上穿出；定子安装在机壳体的内壁上，转子安装在水泵轴上，定子和转子的位置相对应且同心布置。
5.根据权利要求4所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的下导轴承组合体包括：下导轴承座和下导轴承；下导轴承连接在下导轴承座内，在下导轴承座有导流孔；
所述的上导轴承组合体包括：上导轴承和上导轴承座；上导轴承连接在上导轴承座上，在上导轴承座上有导流孔和通过电缆密封装置设有引出电缆孔；所述的下导轴承座的导流孔和上导轴承座的导流孔用于将防冻冷却液引入其间，对石墨轴承进行润滑冷却。
6.根据权利要求5所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的上导轴承和下导轴承通过机壳内的防冻冷却液进行润滑和降温冷却，承受污水污物潜水电泵工作时所产生的径向力和小部分轴向力。
7.根据权利要求4所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的转子包括：转子铁芯和铝条；转子铁芯紧固在电泵轴上，铝条嵌入在转子铁芯中；电泵轴分别由上导轴承组合体、下导轴承组合体和上止推轴承、上止推轴承及其推力盘支撑，在电泵轴上同时安装有叶轮和转子铁芯，转子在定子内圆内高速旋转时，带动叶轮同时高速旋转；
所述的定子包括：定子铁芯和尼龙护套电磁线；定子铁芯固定连接在机壳体的内壁上，定子铁心内圆壁上均布有多槽，在槽内嵌放定子绕组；定子绕组线圈采用防水尼龙护套线圈，防水尼龙护套线圈具有较好的防水性能，其电机内腔灌有防冻冷却液。
8.根据权利要求4所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的上盖上有二个灌水螺丝，在上盖上有安装电缆密封装置的密封腔体；在污水污物潜水电泵工作前，将二个灌水螺丝拧掉，同时把电机底部的放水螺丝拧上并且采用密封措施，通过上部的灌水螺丝的孔注入防冻冷却液，直至将防冻冷却液灌满为止；当污水污物潜水电泵需要更换防冻冷却液时，将电泵上部的灌水螺丝和下部的放水螺丝拧下，防冻冷却液即可放掉。
9.根据权利要求4所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的机壳体包括：内筋、流道和筋；
在机壳体的内壁上有筋；在机壳体的内壁上有六条上下贯通的内筋和流道，内筋和流道位于机壳体的内壁和定子之间；流道起到增加机壳腔体的空间，增加灌入机壳体内的防冻冷却液的容量，同时有利于上下水循环和增加电机工作时的散热冷却降温功能，提高潜水电机使用寿命；均布的六个内筋与定子外圆为局部过盈配合。
10.根据权利要求1所述的一种采用防冻冷却液散热冷却的污水污物潜水电泵，其特征是：所述的防冻冷却液：当环境温度低于零下20℃时，其配方按照重量百分比计算，水介质60%-50%，乙二醇40%-50%配置，当配置的防冻冷却液重量为1000kg时，配置后另外再向防冻冷却液中加入：丙二酸200g、防蚀阻垢精500g、三乙醇胺1.6kg；
采用的水介质为纯净水或者蒸馏水。
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CN116760209A (zh) * 2023-05-31 2023-09-15 哈尔滨理工大学 一种低温升的潜液式低温高速电机

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