CN112688486A - 一种基于涡流管效应的电机冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于涡流管效应的电机冷却装置，包括可压缩气囊和用于制冷的涡流管，可压缩气囊上设有带单向阀的进气口和出气口，可压缩气囊的进气口与大气相连，所述可压缩气囊的出气口通过压缩气体进气管与涡流管的进气口相连，涡流管的冷气流出口通过冷却气体输送管与电机相连，可压缩气囊安装在大型动设备的间隙处，利用大型动设备运行的动能驱动可压缩气囊压缩，给涡流管供给气体；可压缩气囊为采用橡胶制成的收腰型气囊，在收腰处设有腰环，收腰型气囊的顶部和底部分别设有一个盖板，所述进气口和出气口分别安装在两个盖板上，两个盖板分别与大型动设备的两个相对运动部件相连。本发明成本低廉，制冷效果好，就地取材，无需外界能量。

Description

一种基于涡流管效应的电机冷却装置

技术领域

本发明属于机械领域，涉及一种电机冷却装置，具体涉及一种基于涡流管效应的电机冷却装置，利用大型机械在运行过程中多余动能，并且可自主运行，减少能耗的电机冷却装置。

背景技术

在现代社会的工业生产中，一些大型机械往往会经过长时间的运行，由于这些大型机械在工作时的运行功率过大，往往会对作为机械动力源的电机造成极重的负荷，从而使电机运行时的温度过高，由于电机在高温的工作条件下，使得电机绕组的绝缘层温度上升，而绝缘层对于高温的反应很剧烈，在过高温度下会对绝缘层造成损耗，从而影响电机的工作效率，根据已有论文显示，当温度超过电动机正常工作温度时，电机的功率会下降20％至30％。同时，过高的温度会对工作环境以及这些机械本身造成损害，影响工人的工作环境，增加工作成本。

目前电机冷却的方式主要分为以下几种：1、水冷式冷却装置，对电机密封性要求较高，易产生水垢，连接处易腐蚀，结构复杂，维护成本和装置成本都比较高：2、传统空气冷却装置，需额外加装空气压缩机，增加能耗，冷却效果一般。

发明内容

为了解决现有电机冷却装置占据空间大，能耗较高，安装、维护成本较高等问题，本发明提供了一种基于涡流管效应的电机冷却装置，该装置结合涡流管效应，利用了大型机械在运行过程中的动能，具有低能耗，易维护，可自动调节的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于涡流管效应的电机冷却装置，其特征在于：包括一个可压缩气囊和一个用于制冷的涡流管，所述可压缩气囊上设有至少一个带单向阀的进气口和一个带单向阀的出气口，可压缩气囊的进气口与大气相连，所述可压缩气囊的出气口通过压缩气体进气管与涡流管的进气口相连，所述涡流管的冷气流出口通过冷却气体输送管与电机相连，所述可压缩气囊安装在大型动设备的间隙处，利用大型动设备运行的动能驱动可压缩气囊压缩，给涡流管供给气体。

进一步地，所述可压缩气囊为自回弹性型气囊。

进一步地，所述可压缩气囊为采用橡胶制成的收腰型气囊，在收腰处设有腰环，收腰型气囊的顶部和底部分别设有一个盖板，所述进气口和出气口分别安装在两个盖板上，两个盖板分别与大型动设备的两个相对运动部件相连。

进一步地，所述可压缩气囊的出气口上设有达到设定压力才开启的压力阀门。

进一步地，所述涡流管的冷气流出口通过冷却气体输送管与电机的进气口相连，电机的进气口将冷气流导入电机内部散热。

进一步地，所述涡流管包括壳体和设于壳体内的涡流室，所述涡流室一侧设有热摩擦管，热摩擦管外端设有调节制冷能力的制冷调节阀，与热摩擦管相对的一侧设有冷气流出口，所述涡流管的进气口下方还设有通往涡流室的喷嘴。

进一步地，所述可压缩气囊安装在升降装置的升级板和底座之间，可压缩气囊的两个盖板分别与升级板和底座相连，在升降装置运动过程中，利用涡流管给该升降装置的电极散热降温。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本装置成本较低，冷却效率虽不及水冷，但却高于现有空冷方式，并且对于环境具有较好的适应性，冷却气体可直接作用至线圈，无需格外能耗，装置故障发生率较低，装置自动化程度高，可实时对电机温度进行调节，用户也可根据不同种类的电机进行参数的调整，因此本装置具有较为良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明电机冷却装置整体的结构示意图。

图2是可压缩气囊示意图。

图3是涡流管内部结构示意图。

图4是涡流管气体流向图。

图5是电机冷却装置制冷流程图。

图中1-进气连接管，2-压缩气体进气管，3-电机，4-冷却气体输送管，5-单向阀，6-可压缩气囊，7-制冷调节阀，8-电机进气口，9-压力阀门，10-涡流管，11-腰环，12-上盖板，13-下盖板，14-涡流管进气口，15-热气流逸散室，16-冷气流出口，17-涡流室，18-热摩擦管，19-喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明的实施方式做进一步详细描述。

如图1～5所示，一种基于涡流管效应的电机冷却装置，包括包括一个可压缩气囊6和一个用于制冷的涡流管10，其中可压缩气囊6安装在大型动设备的间隙处，利用大型动设备运行的动能驱动可压缩气囊6压缩，给涡流管10供给气体。所述可压缩气囊6上设有一个带单向阀5的进气口和一个带单向阀5的出气口，可压缩气囊6的进气口通过进气连接管1与大气相连，所述可压缩气囊6的出气口通过压缩气体进气管2与涡流管10的进气口相连，所述涡流管10的冷气流出口16通过冷却气体输送管4与电机3相连。

进气口的单向阀5可以保证可压缩气囊6的进气口只进气，不出气，出气口的单向阀5能保证可压缩气囊6的出气口出气，不进气，这样在可压缩气囊6不断的压缩和回弹过程中，实现了源源不断的空气输送。

所述可压缩气囊6为采用橡胶制成的收腰型气囊，在收腰处设有腰环11，收腰型气囊的顶部和底部分别设有一个用于紧固密封的盖板，顶部的为上盖板12，底部的为下盖板13，本实施例中，进气口及其上的单向阀5安装在下盖板13上，出气口及其上的单向阀5安装在上盖板12上，上下盖板13分别与大型动设备的两个相对运动部件相连。

所述涡流管10分别通过压缩气体进气管2、冷却气体输送管4分别与可压缩气囊6、电机3相连。所述涡流管10包括壳体和设于壳体内的涡流室17，如图3所示，所述涡流室17右侧设有热摩擦管18，热摩擦管18右侧末端处为热气流逸散室15，热气流逸散室15上设有调节制冷能力的制冷调节阀7，与热摩擦管18相对的涡流室17左侧设有冷气流出口16，所述涡流管10的进气口设于涡流室17上方，进气口下方设有通往涡流室17的喷嘴19。压缩空气进入涡流管10后分成冷热两股气流，热气流从热气流逸散室15的制冷调节阀7逸散排掉，冷气流经由冷却气体输送管4由电机进气口8进入电机3内部，对电机3进行冷却。

需要说明的是，本发明两个单向阀5均可以为电磁单向阀，此时通过控制模块控制两个单向阀5的启闭逻辑关系。

本发明提供一种安装应用的实例，所述可压缩气囊6安装在升降装置的升级板和底座之间，可压缩气囊6的两个盖板分别与升级板和底座相连，在升降装置运动过程中，利用升级板的升降驱动压缩气囊6的压缩和伸展，从而给涡流管10供给压缩空气吗，通过涡流管10输出冷气给该升降装置的电机散热降温。

本发明工作原理如下：

如图2所示，随着升降装置的升降运动往复运动，可压缩气囊6周期性的压缩和伸展，随着升降装置对可压缩气囊6上下部分的上盖板12和下盖板13施加压力，将可压缩气囊6挤压变形，对气囊中的气体进行压缩，当可压缩气囊6中气压达到压力阀门9所设定的空气压力阈值，压力阀门9门打开，气体便可从压力阀门9出去，进入涡流管10内，当可压缩气囊6失去挤压力时，可压缩气囊6在自身弹性(或外力)作用下回弹，出气口关闭，进气口打开，大气中的空气进入可压缩气囊6内，等待下一次被挤压。

涡流管10制冷工作原理：

如图3图4所示，压缩气体从涡流管进气口14进入，随后经由喷嘴19由切线方向进入下方的涡流室17，涡流室17内部形状为阿基米德螺线，气体进入涡流室17之后形成涡流，涡流通过热摩擦管18，在热摩擦管18中旋转，旋转的同时与其发生摩擦。当气体到达热气流逸散室15时，此时气体温度高于入口压缩气体温度。随后这些气体中的一部分气体会沿涡流管10中心线返回，形成回流，这一部分的回流气体与贴近管壁的涡流流向相反，因此会持续发生热交换，使得这部分气体的温度逐渐降低，形成冷气流。冷气流最终通过冷气流出口16流出，随后从此处通入电机3中进行冷却。

大型机械在运行过程中，对电机3冷却装置进行能量输入，使得可压缩气囊6循环的被压缩和伸展，类似于打气筒原理，使得可压缩气囊6输出压缩气体，压缩气体通过涡流管10后形成冷却气体，随后冷却气体对电机3进行冷却。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于涡流管效应的电机冷却装置，其特征在于：包括一个可压缩气囊和一个用于制冷的涡流管，所述可压缩气囊上设有至少一个带单向阀的进气口和一个带单向阀的出气口，可压缩气囊的进气口与大气相连，所述可压缩气囊的出气口通过压缩气体进气管与涡流管的进气口相连，所述涡流管的冷气流出口通过冷却气体输送管与电机相连，所述可压缩气囊安装在大型动设备的间隙处，利用大型动设备运行的动能驱动可压缩气囊压缩，给涡流管供给气体。

2.如权利要求1所述的电机冷却装置，其特征在于：所述可压缩气囊为自回弹性型气囊。

3.如权利要求1所述的电机冷却装置，其特征在于：所述可压缩气囊为采用橡胶制成的收腰型气囊，在收腰处设有腰环，收腰型气囊的顶部和底部分别设有一个盖板，所述进气口和出气口分别安装在两个盖板上，两个盖板分别与大型动设备的两个相对运动部件相连。

4.如权利要求3所述的电机冷却装置，其特征在于：所述可压缩气囊的出气口上设有达到设定压力才开启的压力阀门。

5.如权利要求3所述的电机冷却装置，其特征在于：所述涡流管的冷气流出口通过冷却气体输送管与电机的进气口相连，电机的进气口将冷气流导入电机内部散热。

6.如权利要求3所述的电机冷却装置，其特征在于：所述涡流管包括壳体和设于壳体内的涡流室，所述涡流室一侧设有热摩擦管，热摩擦管外端设有调节制冷能力的制冷调节阀，与热摩擦管相对的一侧设有冷气流出口，所述涡流管的进气口下方还设有通往涡流室的喷嘴。

7.如权利要求3-6任意一项所述的电机冷却装置，其特征在于：所述可压缩气囊安装在升降装置的升级板和底座之间，可压缩气囊的两个盖板分别与升级板和底座相连，在升降装置运动过程中，利用涡流管给该升降装置的电极散热降温。

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