CN112713714B - 一种结构改进的水冷隔爆电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机的水冷散热领域，具体为一种结构改进的水冷隔爆电机，解决了背景技术中的技术问题，其包括外部保护结构替代原有外筒且与内筒的两端密封连接，内部电机结构的端盖与端环之间的转轴上设置有轴向风扇；或内部电机结构的轴承内侧的转轴上间隔设置两个唇形密封圈，两个唇形密封圈、靠近所述轴承的端盖以及转轴之间形成空气隔离层，端盖上设置有至少两个空气通道，空气通道使空气隔离层与外界大气相连通。本发明在减小隔爆电机整体体积及重量的同时，还能降低了轴承的温升，降低故障率，减少维护成本，实现了满足电机外形尺寸向小型化发展的同时还能满足散热的要求，适应市场发展和市场需求。

Description

一种结构改进的水冷隔爆电机
技术领域
本发明属于电机的水冷散热领域，具体为一种结构改进的水冷隔爆电机。
背景技术
随着我国综合国力不断提升，特别是煤矿行业不断做强，实现关键设备国产化的需求日益迫切。煤矿电机在朝着小型化的发展，煤矿行业对关键部件的要求越来越高，针对电机的要求越来越高；
既要电机满足小体积，又要满足散热的要求，通常煤矿电机机座为内置水冷结构，需要最少三层，一般为外筒、水道筋及内筒，如果采用这种三层的内置水冷结构，那么在保持外形尺寸朝着小型化发展的情况下，由于水冷结构将部分空间占去，只能选择减少电机内部空间，这将导致电机内部密度增加，从而增加散热难度，通常情况下，电机在安装之后还需要在外层加装一层保护结构，保护结构也有足够的厚度和强度；在电机外形逐渐向小型化发展的同时，电机内部空间相对减少，轴承与铁心距离减小，容易造成轴承过热，引起抱死等机械故障； 该电机还包括与电机本体直接焊接的接线盒，接线盒包括接线盒主腔和位于接线盒主腔内部的接线柱；在接线维护方面，隔爆电机的接线盒壁很厚，在外部尺寸不变的情况下，内部空间相对较小，内部空间紧凑，安装及维护相对麻烦，并且大部分接线盒一般突出电机本体高度，在运行过程中容易碰触，进而造成损坏，当接线盒损坏时需要把电机整体拉出维修，维护难度高。
发明内容
本发明旨在解决如何能在满足电机外形尺寸向小型化发展的同时还能满足散热要求的技术问题，提供了一种结构改进的水冷隔爆电机。
本发明解决其技术问题采用的第一种技术手段是：提供了一种结构改进的水冷隔爆电机，包括内部电机结构、内置水冷结构和外部保护结构，内置水冷结构包括水道筋和内筒，外部保护结构替代原有外筒且与内筒的两端密封连接，内部电机结构的端盖与端环之间的转轴上设置有轴向风扇。内部电机结构与现有技术中原隔爆电机的电机结构相同，包括原隔爆电机内部的所有结构。外部保护结构替代原有外筒后，外部保护结构与水道筋、内筒三者形成新的水冷结构，此时，在外部保护结构的尺寸不变或进一步缩小的情况下，内部电机结构的尺寸均能相对原本内部电机结构增大，从而降低内部电机结构的密度，改善内部电机结构的散热问题；或者如果外部保护结构进一步缩小，还能通过增加轴向风扇的方式，达到散热的要求，即当内部电机结构的端盖与端环之间距离较远时，增加轴向风扇，通过电机转动带动风扇转动，进而使轴承处拥有一个小型的空气循环系统，促使轴承，转轴及铁心的热量更迅速地传递到机座上，加速散热；此时轴向风扇设置在传动端或者非传动端应当根据电机的实际布局情况确定，实现了满足电机外形尺寸向小型化发展的同时还能满足散热的要求。
本发明解决其技术问题采用的第二种技术手段是：提供了一种结构改进的水冷隔爆电机，包括内部电机结构、内置水冷结构和外部保护结构，内置水冷结构包括水道筋和内筒，外部保护结构替代原有外筒且与内筒的两端密封连接，内部电机结构的轴承内侧的转轴上间隔设置两个与转轴同轴的唇形密封圈，两个唇形密封圈、靠近所述轴承的端盖以及转轴之间形成空气隔离层，所述端盖上设置有至少两个空气通道，空气通道使空气隔离层与外界大气相连通。内部电机结构与现有技术中原隔爆电机的电机结构相同，包括原隔爆电机内部的所有结构。外部保护结构替代原有外筒后，外部保护结构与水道筋、内筒三者形成新的水冷结构，此时，当外部尺寸需要进一步缩小时，为了改善内部电机结构的散热问题，当端盖与端环的距离较近而无法安装轴向风扇的话，那么在传动端或者非传动端的轴承内侧的转轴上设置两个唇形密封圈，其中轴承内侧指的是指向铁心的方向，两个唇形密封圈均与转轴同轴，那么两个唇形密封圈、端盖以及转轴之间形成空气隔离层，空气隔离层通过端盖上的空气通道与外界大气连通，达到阻断铁心热量向轴承的热传递，进而减少轴承温升，起到电机轴承温升降低的效果，进而减少轴承的故障频率。
本发明解决其技术问题采用的第三种技术手段是：提供了一种结构改进的水冷隔爆电机，包括内部电机结构、内置水冷结构和外部保护结构，内置水冷结构包括水道筋和内筒，其特征在于，外部保护结构替代原有外筒且与内筒的两端密封连接；内部电机结构其中一侧的轴承的端盖与其距离最近的端环之间的转轴上设置有轴向风扇；内部电机结构的另一侧的轴承内侧的转轴上间隔设置两个与转轴同轴的唇形密封圈，两个唇形密封圈、靠近该侧轴承的端盖以及转轴之间形成空气隔离层，所述端盖上设置有至少两个空气通道，空气通道使空气隔离层与外界大气相连通。内部电机结构与现有技术中原隔爆电机的电机结构相同，包括原隔爆电机内部的所有结构。外部保护结构替代原有外筒后，外部保护结构与水道筋、内筒三者形成新的水冷结构，此时，当外部尺寸需要进一步缩小时，为了改善内部电机结构的散热问题，当内部电机结构的空间满足条件时，可以在电机上同时设置轴向风扇和空气隔离层，具体为，选择内部电机结构中的端盖与端环之间距离较远的一端，在端盖与端环之间的转轴上设置有轴向风扇，选择内部电机结构中的端盖与端环之间距离较近的一端，在这一端轴承内侧的转轴上设置两个唇形密封圈，从而形成空气隔离层，两种结构的组合使用，起到电机轴承温升降低的效果，进而减少轴承的故障频率。
以下是对上述三种技术手段的进一步优化。
优选的，接线盒上焊接有与接线盒主腔相连通的新设副腔，新设副腔的底部设置有通孔，电机本体的电缆线穿过通孔后与接线柱相连接，从新设副腔内部将的其底部与电机本体通过螺栓螺母组件固定连接，新设副腔的底部与电机本体之间还设置有第一密封圈；新设副腔的侧壁上还开有维修口，新设副腔的侧壁上通过螺栓螺母组件连接有用于密封维修口的封盖。先将封盖通过螺栓螺母组件拆开，然后伸手进入新设副腔中，将连接新设副腔的底部与电机本体的螺栓螺母组件拆开，就能将接线盒和新设副腔从电机本体上拆下来，避免了在维修接线盒时需要将电机整体拉出维修，降低了维护难度，简化了维修维护步骤，而且满足隔爆要求。
优选的，水道筋沿电机转轴的径向延伸至保护结构的内壁处，相邻水道筋上设置有用于通水且相交错的开口。这样设置更加合理，使电机散热达到最理想状态。
优选的，外部保护结构、水道筋和内筒形成的水冷通道覆盖电机本体的全部铁心，且进水口位于外部保护结构的上部，出水口位于外部保护结构的下部。这是为了保证电机水冷通道覆盖全部铁心位置，使电机散热达到理想状态。
本发明的有益效果是：通过去除外筒，并用外部保护结构来替代外筒，形成新的水冷结构，设计新颖，而且减小了隔爆电机整体的体积及重量，减小了隔爆电机的使用空间，降低了生产成本，进而降低售价，使产品更加有竞争力，而且在隔爆电机外部尺寸减小的同时；本发明又通过对轴承散热的设计，增加轴向风扇或者空气隔离层能起到很好的散热作用，在减小隔爆电机整体体积及重量的同时，还能降低了轴承的温升，降低故障率，减少维护成本，实现了满足电机外形尺寸向小型化发展的同时还能满足散热的要求，适应市场发展和市场需求。
附图说明
图1为本发明所述隔爆电机的内部水冷结构的结构示意图（不包含外部保护结构）。
图2为本发明所述轴向风扇的安装结构示意图。
图3为本发明两个所述唇形密封圈的安装结构示意图。
图4为本发明所述端盖上设置空气通道的结构示意图。
图5为本发明所述接线盒、新设副腔以及电机本体的安装结构示意图。
图6为图5中A向的结构示意图。
图中：1-水道筋；2-内筒；3-端盖；4-端环；5-转轴；6-轴向风扇；7-接线盒主腔；8-接线柱；9-新设副腔；10-通孔；11-电缆线；12-第一密封圈；13-维修口；14-封盖；15-开口；16-轴承；17-唇形密封圈；18-空气隔离层；19-空气通道；20-进水口；21-出水口。
具体实施方式
参照图1-图6，对本发明所述的一种结构改进的水冷隔爆电机进行详细说明。
一种结构改进的水冷隔爆电机，包括内部电机结构、内置水冷结构和外部保护结构，内置水冷结构包括水道筋1和内筒2，外部保护结构替代原有外筒且与内筒2的两端密封连接，内部电机结构的端盖3与端环4之间的转轴5上设置有轴向风扇6。外部保护结构替代原有外筒后，外部保护结构与水道筋1、内筒2三者形成新的水冷结构，此时，在外部保护结构的尺寸不变或进一步缩小的情况下，内部电机结构的尺寸均能相对增大，从而降低内部电机结构的密度，改善内部电机结构的散热问题；或者如果外部保护结构进一步缩小，还能通过增加轴向风扇6的方式，达到散热的要求，即当内部电机结构的端盖3与端环4之间距离较远时，增加轴向风扇6，通过电机转动带动风扇转动，进而使轴承16处拥有一个小型的空气循环系统，促使轴承16，转轴5及铁心的热量更迅速地传递到机座上，加速散热；此时轴向风扇6设置在传动端或者非传动端应当根据电机的实际布局情况确定，其实现了满足电机外形尺寸向小型化发展的同时还能满足散热的要求。
一种结构改进的水冷隔爆电机，包括内部电机结构、内置水冷结构和外部保护结构，内置水冷结构包括水道筋1和内筒2，外部保护结构替代原有外筒且与内筒2的两端密封连接，内部电机结构的轴承16内侧的转轴5上间隔设置两个与转轴5同轴的唇形密封圈17，两个唇形密封圈17、靠近所述轴承16的端盖3以及转轴5之间形成空气隔离层18，所述端盖3上设置有至少两个空气通道19，空气通道19使空气隔离层18与外界大气相连通。外部保护结构替代原有外筒后，外部保护结构与水道筋1、内筒2三者形成新的水冷结构，此时，当外部尺寸需要进一步缩小时，为了改善内部电机结构的散热问题，当端盖3与端环4的距离较近而无法安装轴向风扇6的话，那么在传动端或者非传动端的轴承16内侧的转轴5上设置两个唇形密封圈17，其中轴承16内侧指的是指向铁心的方向，两个唇形密封圈17均与轴承16同轴，那么两个唇形密封圈17、端盖3以及转轴5之间形成空气隔离层18，空气隔离层18通过端盖3上的空气通道19与外界大气连通，达到阻断铁心热量向轴承16的热传递，进而减少轴承16温升，起到电机轴承16温升降低的效果，进而减少轴承16的故障频率，其实现了满足电机外形尺寸向小型化发展的同时还能满足散热的要求，具体的，两个唇形密封圈17设置在传动端或者非传动端应当根据电机的实际布局情况确定。
一种结构改进的水冷隔爆电机，包括内部电机结构、内置水冷结构和外部保护结构，内置水冷结构包括水道筋1和内筒2，其特征在于，外部保护结构替代原有外筒且与内筒2的两端密封连接；内部电机结构其中一侧的轴承16的端盖3与其距离最近的端环4之间的转轴5上设置有轴向风扇6；内部电机结构的另一侧的轴承16内侧的转轴5上间隔设置两个与转轴5同轴的唇形密封圈17，两个唇形密封圈17、靠近该侧轴承16的端盖3以及转轴5之间形成空气隔离层18，所述端盖3上设置有至少两个空气通道19，空气通道19使空气隔离层18与外界大气相连通。外部保护结构替代原有外筒后，外部保护结构与水道筋1、内筒2三者形成新的水冷结构，此时，当外部尺寸需要进一步缩小时，为了改善内部电机结构的散热问题，当内部电机结构的空间满足条件时，可以在电机上同时设置轴向风扇6和空气隔离层18，具体为，选择内部电机结构中的端盖3与端环4之间距离较远的一端，在端盖3与端环4之间的转轴5上设置有轴向风扇6，选择内部电机结构中的端盖3与端环4之间距离较近的一端，在这一端轴承16内侧的转轴5上设置两个唇形密封圈17，从而形成空气隔离层18，两种结构的组合使用，起到电机轴承16温升降低的效果，进而减少轴承16的故障频率，实现了满足电机外形尺寸向小型化发展的同时还能满足散热的要求。
进一步的，作为本发明所述的一种结构改进的水冷隔爆电机的一种具体实施方式，接线盒上焊接有与接线盒主腔7相连通的新设副腔9，新设副腔9的底部设置有通孔10，电机本体的电缆线11穿过通孔10后与接线柱8相连接，从新设副腔9内部将的其底部与电机本体通过螺栓螺母组件固定连接，新设副腔9的底部与电机本体之间还设置有第一密封圈12；新设副腔9的侧壁上还开有维修口13，新设副腔9的侧壁上通过螺栓螺母组件连接有用于密封维修口13的封盖14。先将封盖14通过螺栓螺母组件拆开，然后伸手进入新设副腔9中，将连接新设副腔9的底部与电机本体的螺栓螺母组件拆开，就能将接线盒和新设副腔9从电机本体上拆下来，避免了在维修接线盒时需要将电机整体拉出维修，降低了维护难度，简化了维修维护步骤，而且满足隔爆要求。
进一步的，作为本发明所述的一种结构改进的水冷隔爆电机的一种具体实施方式，水道筋1沿电机转轴5的径向延伸至保护结构的内壁处，相邻水道筋1上设置有用于通水且相交错的开口15。这样设置更加合理，使电机散热达到最理想状态。
进一步的，作为本发明所述的一种结构改进的水冷隔爆电机的一种具体实施方式，外部保护结构、水道筋1和内筒2形成的水冷通道覆盖电机本体的全部铁心，且进水口20位于外部保护结构的上部，出水口21位于外部保护结构的下部。这是为了保证电机水冷通道覆盖全部铁心位置，使电机散热达到理想状态。
以上具体结构是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或者替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种结构改进的水冷隔爆电机，包括内部电机结构、内置水冷结构和外部保护结构，内置水冷结构包括水道筋（1）和内筒（2），其特征在于，外部保护结构替代原有外筒且与内筒（2）的两端密封连接，内部电机结构的轴承（16）内侧的转轴（5）上间隔设置两个与转轴（5）同轴的唇形密封圈（17），两个唇形密封圈（17）、靠近所述轴承（16）的端盖（3）以及转轴（5）之间形成空气隔离层（18），所述端盖（3）上设置有至少两个空气通道（19），空气通道（19）使空气隔离层（18）与外界大气相连通。
2.根据权利要求1所述的一种结构改进的水冷隔爆电机，还包括接线盒，接线盒包括接线盒主腔（7）和接线柱（8），其特征在于，接线盒上焊接有与接线盒主腔（7）相连通的新设副腔（9），新设副腔（9）的底部设置有通孔（10），电机本体的电缆线（11）穿过通孔（10）后与接线柱（8）相连接，从新设副腔（9）内部将的其底部与电机本体通过螺栓螺母组件固定连接，新设副腔（9）的底部与电机本体之间还设置有第一密封圈（12）；新设副腔（9）的侧壁上还开有维修口（13），新设副腔（9）的侧壁上通过螺栓螺母组件连接有用于密封维修口（13）的封盖（14）。
3.根据权利要求1或2所述的一种结构改进的水冷隔爆电机，其特征在于，水道筋（1）沿电机转轴（5）的径向延伸至保护结构的内壁处，相邻水道筋（1）交错设置有用于通水的开口（15）。
4.一种结构改进的水冷隔爆电机，包括内部电机结构、内置水冷结构和外部保护结构，内置水冷结构包括水道筋（1）和内筒（2），其特征在于，外部保护结构替代原有外筒且与内筒（2）的两端密封连接；内部电机结构其中一侧的轴承（16）的端盖（3）与其距离最近的端环（4）之间的转轴（5）上设置有轴向风扇（6）；内部电机结构的另一侧的轴承（16）内侧的转轴（5）上间隔设置两个与转轴（5）同轴的唇形密封圈（17），两个唇形密封圈（17）、靠近该侧轴承（16）的端盖（3）以及转轴（5）之间形成空气隔离层（18），所述端盖（3）上设置有至少两个空气通道（19），空气通道（19）使空气隔离层（18）与外界大气相连通。
5.根据权利要求4所述的一种结构改进的水冷隔爆电机，还包括接线盒，接线盒包括接线盒主腔（7）和接线柱（8），其特征在于，接线盒上焊接有与接线盒主腔（7）相连通的新设副腔（9），新设副腔（9）的底部设置有通孔（10），电机本体的电缆线（11）穿过通孔（10）后与接线柱（8）相连接，从新设副腔（9）内部将的其底部与电机本体通过螺栓螺母组件固定连接，新设副腔（9）的底部与电机本体之间还设置有第一密封圈（12）；新设副腔（9）的侧壁上还开有维修口（13），新设副腔（9）的侧壁上通过螺栓螺母组件连接有用于密封维修口（13）的封盖（14）。
6.根据权利要求4或5所述的一种结构改进的水冷隔爆电机，其特征在于，水道筋（1）沿电机转轴（5）的径向延伸至保护结构的内壁处，相邻水道筋（1）上设置有用于通水且相交错的开口（15）。
7.根据权利要求6所述的一种结构改进的水冷隔爆电机，其特征在于，外部保护结构、水道筋（1）和内筒（2）形成的水冷通道覆盖电机本体的全部铁心，且进水口（20）位于外部保护结构的上部，出水口（21）位于外部保护结构的下部。
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