CN113691062B - 一种风冷换热式双效散热型电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷换热式双效散热型电机，属于电动机领域，通过在相邻散热鳞片之间设置换热引风管，在电机本体运行期间，通过转轴带动转盘和推块进行同步转动，对曲面环板起到间隔性推动作用，实现换热引风管的充分伸展以及失水收缩过程，不仅与散热鳞片之间进行换热，同时提高了相邻散热鳞片之间及其周围的空气流动性，促进电机本体和散热鳞片上的热量进行散发，实现对散热鳞片的双重降温，进而提高二者对电机本体内部的散热效率。

Description

一种风冷换热式双效散热型电机

技术领域

本发明涉及电动机领域，更具体地说，涉及一种风冷换热式双效散热型电机。

背景技术

电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。

电动机在持续运行中，很容易出现过热情况，温度不断升高之后，电机内部的电阻也会增加，这个时候电动机的效率和出力就会急剧下降，较高的温度也会影响到电动机内部的润滑和绝缘，甚至有可能烧坏电机。

现有技术中通常会在电机表面设置散热鳞片，增大与空气的接触面积，流动的空气带动热量，从而增大散热效率，达到散热的效果，此为风冷（空冷）散热，但在电动机持续运行过程中，仅仅依靠散热鳞片远远不够，难以达到良好的散热效果，电动机的运行稳定仍存在较大隐患。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种风冷换热式双效散热型电机，它通过在相邻散热鳞片之间设置换热引风管，在电机本体运行期间，通过转轴带动转盘和推块进行同步转动，对曲面环板起到间隔性推动作用，实现换热引风管的充分伸展以及失水收缩过程，不仅与散热鳞片之间进行换热，同时提高了相邻散热鳞片之间及其周围的空气流动性，促进电机本体和散热鳞片上的热量进行散发，实现对散热鳞片的双重降温，进而提高二者对电机本体内部的散热效率。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种风冷换热式双效散热型电机，包括电机本体和转轴，所述转轴转动连接于电机本体的前端，所述电机本体的外端固定连接有多个均匀分布的散热鳞片，所述电机本体的外侧套有外薄管，所述外薄管位于转轴和散热鳞片之间，所述外薄管和电机本体之间滑动连接有曲面环板，所述外薄管和电机本体之间固定连接有定环片，所述曲面环板位于转轴和定环片之间，所述曲面环板和定环片之间填充有冷却水，相邻所述散热鳞片之间设有换热引风管，所述换热引风管的一端与定环片固定连接，所述转轴的外端固定连接有转盘，所述转盘靠近曲面环板的一端固定连接有推块。

进一步的，所述换热引风管包括一端与定环片固定连接的防水套，定环片上开设有多个与防水套一一对应的出水孔，所述出水孔与防水套内侧相通。

进一步的，所述防水套远离定环片的内壁上固定连接有端球，所述端球与定环片之间固定连接有弹性带。

进一步的，所述曲面环板包括相互固定连接的密封片和斜面环板，所述密封片位于靠近定环片的一侧，所述斜面环板远离密封片的端面由螺旋面和斜面组成。

进一步的，所述推块位于外薄管的内侧，所述推块靠近斜面环板的一端涂设有磁片，所述斜面环板靠近推块的螺旋端面上涂设有磁性涂层。

进一步的，所述斜面环板的螺旋端面沿转轴的旋转方向逐渐向转盘倾斜。

进一步的，所述密封片和定环片之间固定连接有多个均匀分布的无弹性拉绳，所述外薄管靠近转盘的端部到定环片的垂直距离大于无弹性拉绳的长度。

进一步的，所述外薄管的内底面固定连接有滑块，所述滑块位于定环片靠近曲面环板的一侧，所述曲面环板的下端开设有滑槽，所述滑块滑动连接于滑槽内部。

进一步的，当所述无弹性拉绳处于拉直状态时，所述推块到密封片的垂直距离是斜面环板最大厚度的0.4倍到0.6倍。

进一步的，所述散热鳞片的一端固定连接有限位条板，所述端球位于电机本体和限位条板之间，所述限位条板到相邻散热鳞片的垂直距离小于端球的外圈直径。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过在相邻散热鳞片之间设置换热引风管，在电机本体运行期间，通过转轴带动转盘和推块进行同步转动，对曲面环板起到间隔性推动作用，实现换热引风管的充分伸展以及失水收缩过程，不仅与散热鳞片之间进行换热，同时提高了相邻散热鳞片之间及其周围的空气流动性，促进电机本体和散热鳞片上的热量进行散发，实现对散热鳞片的双重降温，进而提高二者对电机本体内部的散热效率。

（2）当曲面环板向定环片靠近时，二者之间的冷却水因受压，会通过出水孔进入防水套中，使防水套发生充水膨胀，沿相邻散热鳞片之间的区域逐渐伸展，一方面，通过防水套和散热鳞片之间的接触，冷却水和散热鳞片之间可进行换热，吸收散热鳞片上的热量，实现对散热鳞片的一重降温。

（3）处于注水膨胀-伸展状态的防水套逐渐填充在相邻散热鳞片之间，促使相邻散热鳞片之间的气流向外流出，当防水套随后发生进行失水收缩时，释放出相邻散热鳞片之间的空间，使得外界的气体又进入相邻散热鳞片之间，因此，通过防水套的伸展-收缩过程，可提高相邻散热鳞片之间及其周围的空气流动性，促进电机本体和散热鳞片上的热量进行散发，实现对散热鳞片的二重降温，通过上述过程，双重作用下提高了对电机本体内部的散热效率。

（4）限位条板对端球起到限位阻挡作用，有效保持端球位于限位条板和电机本体之间，从而使得端球对防水套起到限位作用，使防水套在充水伸展过程中，其可以有效保持位于相邻散热鳞片之间区域中，与一对散热鳞片相接触，实现冷却水和散热鳞片之间的换热。

（5）当电机本体启动运行时，转轴带动转盘进行转动，转盘带动推块沿着斜面环板的螺旋端面转动，因推块位置固定，推块在转动过程中会对斜面环板产生推力，使得曲面环板向定环片方向移动靠近，从而使得二者之间的冷却水受压进入换热引风管中，实现换热引风管的充水伸展过程。

（6）通过磁性涂层和磁片之间较大的磁引力，使推块对曲面环板存在吸引力，当推块挤压一次斜面环板后，推块转动至距离转盘较远的螺旋端面位置时，推块与斜面环板之间处于不接触状态，此时曲面环板失去推块的挤压力，在磁引力作用下，推块吸引曲面环板进行回移，远离定环片，从而使得曲面环板和定环片之间压强增大，促使冷却水进行回流，实现换热引风管的失水收缩过程。

（7）无弹性拉绳可限制曲面环板的回移距离，使曲面环板不易移出外薄管的内侧，不易造成冷却水泄露。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明去掉外薄管后的立体图一；

图3为本发明去掉外薄管后的立体图二；

图4为本发明在运行时的立体图；

图5为本发明的曲面环板的立体图；

图6为本发明的侧面结构示意图；

图7为图6中A处的结构示意图；

图8为图6中B处的结构示意图；

图9为本发明在运行时的侧面结构示意图；

图10为本发明的正面结构示意图；

图11为图10中C处的结构示意图；

图12为本发明的曲面环板和推块的立体图；

图13为本发明的局部顶面结构示意图。

图中标号说明：

1电机本体、2转轴、3散热鳞片、4外薄管、401滑块、5曲面环板、51密封片、52斜面环板、5201斜面、5202磁性涂层、6定环片、601出水孔、7换热引风管、71防水套、72端球、73弹性带、8转盘、9推块、901磁片、10无弹性拉绳、11限位条板。

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，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1和图2，一种风冷换热式双效散热型电机，包括电机本体1和转轴2，转轴2转动连接于电机本体1的前端，电机本体1的外端固定连接有多个均匀分布的散热鳞片3，电机本体1的外侧套有外薄管4，外薄管4位于转轴2和散热鳞片3之间，外薄管4和电机本体1之间滑动连接有曲面环板5，外薄管4和电机本体1之间固定连接有定环片6，曲面环板5位于转轴2和定环片6之间，曲面环板5和定环片6之间填充有冷却水，相邻散热鳞片3之间设有换热引风管7，换热引风管7的一端与定环片6固定连接，请参阅图2和图3，转轴2的外端固定连接有转盘8，转盘8靠近曲面环板5的一端固定连接有推块9。

请参阅图7，换热引风管7包括一端与定环片6固定连接的防水套71，防水套71采用无弹性软质防水布料制成，定环片6上开设有多个与防水套71一一对应的出水孔601，出水孔601与防水套71内侧相通，当曲面环板5向定环片6靠近时，二者之间的冷却水因受压，会通过出水孔601进入防水套71中，使防水套71发生充水膨胀，沿相邻散热鳞片3之间的区域逐渐伸展，一方面，通过防水套71和散热鳞片3之间的接触，冷却水和散热鳞片3之间可进行换热，吸收散热鳞片3上的热量，实现对散热鳞片3的一重降温，另一方面，处于注水膨胀-伸展状态的防水套71逐渐填充在相邻散热鳞片3之间，促使相邻散热鳞片3之间的气流向外流出，当防水套71随后发生进行失水收缩时，释放出相邻散热鳞片3之间的空间，使得外界的气体又进入相邻散热鳞片3之间，因此，通过防水套71的伸展-收缩过程，可提高相邻散热鳞片3之间及其周围的空气流动性，促进电机本体1和散热鳞片3上的热量进行散发，实现对散热鳞片3的二重降温，通过上述过程，双重作用下提高了对电机本体1内部的散热效率。

请参阅图7，防水套71远离定环片6的内壁上固定连接有端球72，端球72与定环片6之间固定连接有弹性带73，当防水套71发生充水伸展时，端球72向远离定环片6的方向移动，带动弹性带73进行拉伸，当防水套71失水收缩时，通过弹性带73的弹性恢复可辅助防水套71进行收缩。

请参阅图10-11，散热鳞片3的一端固定连接有限位条板11，端球72位于电机本体1和限位条板11之间，限位条板11到相邻散热鳞片3的垂直距离小于端球72的外圈直径，限位条板11对端球72起到限位阻挡作用，有效保持端球72位于限位条板11和电机本体1之间，从而使得端球72对防水套71起到限位作用，使防水套71在充水伸展过程中，其可以有效保持位于相邻散热鳞片3之间区域中，与一对散热鳞片3相接触，实现冷却水和散热鳞片3之间的换热。

请参阅图5，曲面环板5包括相互固定连接的密封片51和斜面环板52，密封片51位于靠近定环片6的一侧，斜面环板52远离密封片51的端面由螺旋面和斜面5201组成，斜面环板52的螺旋端面沿转轴2的旋转方向逐渐向转盘8倾斜，请参阅图4，当电机本体1启动运行时，转轴2带动转盘8进行转动，转盘8带动推块9沿着斜面环板52的螺旋端面转动，因推块9位置固定，推块9在转动过程中会对斜面环板52产生推力，使得曲面环板5向定环片6方向移动靠近，从而使得二者之间的冷却水受压进入换热引风管7中，实现换热引风管7的充水伸展过程。

请参阅图12，推块9位于外薄管4的内侧，推块9靠近斜面环板52的一端涂设有磁片901，斜面环板52靠近推块9的螺旋端面上涂设有磁性涂层5202，通过磁性涂层5202和磁片901之间较大的磁引力，使推块9对曲面环板5存在吸引力，当推块9挤压一次斜面环板52后，推块9转动至距离转盘8较远的螺旋端面位置时，推块9与斜面环板52之间处于不接触状态，此时曲面环板5失去推块9的挤压力，在磁引力作用下，推块9吸引曲面环板5进行回移，远离定环片6，从而使得曲面环板5和定环片6之间压强增大，促使冷却水进行回流，实现换热引风管7的失水收缩过程。

请参阅图7，密封片51和定环片6之间固定连接有多个均匀分布的无弹性拉绳10，外薄管4靠近转盘8的端部到定环片6的垂直距离大于无弹性拉绳10的长度，无弹性拉绳10可限制曲面环板5的回移距离，使曲面环板5不易移出外薄管4的内侧，不易造成冷却水泄露。

请参阅图8，外薄管4的内底面固定连接有滑块401，滑块401位于定环片6靠近曲面环板5的一侧，曲面环板5的下端开设有滑槽，滑块401滑动连接于滑槽内部，通过滑块401和滑槽的配合，使曲面环板5在滑动的同时不易产生旋转，滑块401和密封片51均采用密封橡胶材料，不易造成冷却水的泄露，并且，滑块401的长度足够长，使曲面环板5在滑动过程中不易发生脱离滑块401的情况。

请参阅图13，当无弹性拉绳10处于拉直状态时，推块9到密封片51的垂直距离是斜面环板52最大厚度的0.4倍到0.6倍，使得在转轴2和转盘8旋转360°的过程中，在经过距离转盘8较远的斜面环板52螺旋端面位置时，与斜面环板52处于不接触状态，在经过距离转盘8较近的斜面环板52螺旋端面位置时，与斜面环板52接触并对其进行挤压，从而便于实现曲面环板5的来回移动，以及换热引风管7的伸展和收缩过程。

本发明通过在相邻散热鳞片3之间设置换热引风管7，在电机本体1运行期间，通过转轴2带动转盘8和推块9进行同步转动，对曲面环板5起到间隔性推动作用，冷却水受压进入换热引风管7中，使其发生充水膨胀，沿相邻散热鳞片3之间的区域逐渐伸展，一方面，通过防水套71和散热鳞片3之间的接触，冷却水和散热鳞片3之间可进行换热，吸收散热鳞片3上的热量，实现对散热鳞片3的一重降温，另一方面，换热引风管7的膨胀伸展会促使相邻散热鳞片3之间的气流向外流出，结合换热引风管7的失水收缩过程，可提高相邻散热鳞片3之间及其周围的空气流动性，促进电机本体1和散热鳞片3上的热量进行散发，实现对散热鳞片3的二重降温，进而提高二者对电机本体1内部的散热效率。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种风冷换热式双效散热型电机，包括电机本体（1）和转轴（2），所述转轴（2）转动连接于电机本体（1）的前端，所述电机本体（1）的外端固定连接有多个均匀分布的散热鳞片（3），其特征在于：所述电机本体（1）的外侧套有外薄管（4），所述外薄管（4）位于转轴（2）和散热鳞片（3）之间，所述外薄管（4）和电机本体（1）之间滑动连接有曲面环板（5），所述外薄管（4）和电机本体（1）之间固定连接有定环片（6），所述曲面环板（5）位于转轴（2）和定环片（6）之间，所述曲面环板（5）和定环片（6）之间填充有冷却水，相邻所述散热鳞片（3）之间设有换热引风管（7），所述换热引风管（7）的一端与定环片（6）固定连接，所述转轴（2）的外端固定连接有转盘（8），所述转盘（8）靠近曲面环板（5）的一端固定连接有推块（9）；

所述换热引风管（7）包括防水套（71）、端球（72）和弹性带（73），所述定环片（6）上开设有多个与防水套（71）一一对应的出水孔（601），所述防水套（71）的一端与定环片（6）固定连接，所述出水孔（601）与防水套（71）内侧相通，所述端球（72）固定连接于防水套（71）远离定环片（6）的内壁上，所述弹性带（73）固定连接于端球（72）与定环片（6）之间；

所述曲面环板（5）包括相互固定连接的密封片（51）和斜面环板（52），所述密封片（51）位于靠近定环片（6）的一侧，所述斜面环板（52）远离密封片（51）的端面由螺旋面和斜面（5201）组成，所述推块（9）位于外薄管（4）的内侧，所述推块（9）靠近斜面环板（52）的一端涂设有磁片（901），所述斜面环板（52）靠近推块（9）的螺旋端面上涂设有磁性涂层（5202）。

2.根据权利要求1所述的一种风冷换热式双效散热型电机，其特征在于：所述斜面环板（52）的螺旋端面沿转轴（2）的旋转方向逐渐向转盘（8）倾斜。

3.根据权利要求1所述的一种风冷换热式双效散热型电机，其特征在于：所述密封片（51）和定环片（6）之间固定连接有多个均匀分布的无弹性拉绳（10），所述外薄管（4）靠近转盘（8）的端部到定环片（6）的垂直距离大于无弹性拉绳（10）的长度。

4.根据权利要求1所述的一种风冷换热式双效散热型电机，其特征在于：所述外薄管（4）的内底面固定连接有滑块（401），所述滑块（401）位于定环片（6）靠近曲面环板（5）的一侧，所述曲面环板（5）的下端开设有滑槽，所述滑块（401）滑动连接于滑槽内部。

5.根据权利要求3所述的一种风冷换热式双效散热型电机，其特征在于：当所述无弹性拉绳（10）处于拉直状态时，所述推块（9）到密封片（51）的垂直距离是斜面环板（52）最大厚度的0.4倍到0.6倍。

6.根据权利要求1所述的一种风冷换热式双效散热型电机，其特征在于：所述散热鳞片（3）的一端固定连接有限位条板（11），所述端球（72）位于电机本体（1）和限位条板（11）之间，所述限位条板（11）到相邻散热鳞片（3）的垂直距离小于端球（72）的外圈直径。

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