CN117833558B - 一种带有自主冷却功能的水冷电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有自主冷却功能的水冷电机，包括水冷机身、主轴、可拆卸安装于所述水冷机身两端的前端盖、后端盖；所述水冷机身沿周向间隔设置有多条冷却通道，所述前端盖设置有与所述冷却通道连通的进水口，所述后端盖设置有与所述冷却通道连通的出水口；其中，所述冷却通道的内部可转动的设置有清理刮，所述清理刮的回转外轮廓母线与所述冷却通道的内壁贴合，所述清理刮包括回转轴、设置于所述回转轴的外周面并沿轴向延伸的螺旋翼，所述螺旋翼的回转外轮廓母线与所述冷却通道的内壁贴合，所述螺旋翼的螺距大于或等于3cm，所述回转轴的直径小于或等于0.8cm。

Description

一种带有自主冷却功能的水冷电机

技术领域

本发明涉及电机散热技术领域，尤其涉及一种带有自主冷却功能的水冷电机。

背景技术

现代电机普遍采用高的电磁负荷，达到了节省材料、缩小体积和减少占地面积的作用，但同时也带来了电机内产生的热量过大，而散热面积相对不足的问题。针对现有的高功率电机，尤其是新能源电机，风冷已无法满足其散热需求。

而水冷电机本身存在许多固有的缺陷，如:腐蚀，水垢等。

现有的水冷电机，难以解决上述缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服上述现有技术之不足，本发明提供一种带有自主冷却功能的水冷电机，以解决现有技术中油水冷电机所带来的腐蚀、水垢的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带有自主冷却功能的水冷电机，包括水冷机身、主轴、可拆卸安装于所述水冷机身两端的前端盖、后端盖；所述水冷机身沿周向间隔设置有多条冷却通道，所述前端盖设置有与所述冷却通道连通的进水口，所述后端盖设置有与所述冷却通道连通的出水口；

其中，所述冷却通道的内部可转动的设置有清理刮，所述清理刮的回转外轮廓母线与所述冷却通道的内壁贴合；

所述清理刮包括回转轴、设置于所述回转轴的外周面并沿轴向延伸的螺旋翼，所述螺旋翼的回转外轮廓母线与所述冷却通道的内壁贴合，所述螺旋翼的螺距大于或等于3cm，所述回转轴的直径小于或等于0.8cm。

优选地，所述前端盖和/或所述后端盖沿周向间隔设置有若干个腔体，设置于所述前端盖的所述腔体与所述进水口及所述冷却通道连通，设置于所述后端盖的所述腔体与所述出水口及所述冷却通道连通，若干个所述腔体设置有弧形的安装梁，所述安装梁设置有安装件，所述清理刮通过所述安装件可拆卸的安装于所述前端盖与所述后端盖之间。

优选地，所述水冷机身沿周向间隔布置有若干个第一安装座，所述前端盖设置有与所述第一安装座相适配的第二安装座，所述后端盖设置有与所述第一安装座相适配的第三安装座，所述第二安装座和/或所述第三安装座通过紧固件连接于所述第一安装座，所述水冷机身与所述前端盖和/或所述后端盖之间设置有密封件。

优选地，所述密封件包括设置于所述水冷机身内壁和外壁的密封圈，所述前端盖和/或所述后端盖设置有与所述密封圈相适配的第一环槽；

所述密封件还包括环形气囊，所述前端盖和/或所述后端盖设置有与所述环形气囊相适配的第二环槽；

所述环形气囊和/或所述密封圈与所述水冷机身之间设置有界面剂。

优选地，所述水冷机身沿周向间隔设置有若干基座。

优选地，还包括与所述进水口连通有四通阀、处理中心，所述四通阀连通有冷却水源，所述冷却水源与所述四通阀的连通管道上设置有第一泵体、第一电磁阀，所述出水口连通有回收器，所述出水口与所述回收器的连通管道上设置有第二电磁阀。

优选地，所述四通阀通过管道连通有压缩机，所述四通阀与所述压缩机的连通管道上设置有第三电磁阀。

优选地，所述四通阀通过管道连通有泄压口。

优选地，所述出水口与所述回收器的连通管道上设置有湿度检测器、温度检测器。

本发明的有益效果是：冷却水从进水口流入并从出水口排出，冷却水在冷却通道中流过以带走电机所产生的热量。本发明通过设置清理刮，使得冷却水在冷却通道中流通时，清理刮在冷却水或外部动力源的驱动下转动，由于清理刮的回转外轮廓母线与冷却通道的内壁贴合，清理刮在转动的过程中会刮冷却通道的内壁，进而导致在冷却通道凝结的水垢被刮下并随冷却水排出，使得水垢不会附着在冷却通道内，进而避免了水垢附着在冷却通道影响冷却水与冷却通道之间的换热，同时清理刮在转动的过程中会使冷却水形成湍流，解决了靠近水冷机身轴心的冷却水容易温度过高而产生暴沸的问题，保证了装备运行的稳定性和可靠性。冷却水在冷却通道内流动的过程中，通过水流驱动螺旋翼带动回转轴转动，进而达到刮冷却通道内壁面的效果。通过水流来带动清理刮转动，避免了使用外部动力源，降低了装备的制造成本。同时为了避免清理刮影响冷却水的流通，使螺旋翼的螺距大于或等于3cm，回转轴的直径小于或等于0.8cm，以此来降低清理刮对冷却水的流通的影响。

附图说明

图1为带有自主冷却功能的水冷电机的立体结构示意图；

图2为带有自主冷却功能的水冷电机轴向剖面图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为带有自主冷却功能的水冷电机横向剖面图；

图5为带有自主冷却功能的水冷电机后端盖立体结构示意图；

图6为带有自主冷却功能的水冷电机后端盖侧视图；

图7为带有自主冷却功能的水冷电机前端盖立体结构示意图；

图8为冷却系统结构示意图。

图中：1、水冷机身；11、基座；12、第一安装座；13、冷却通道；2、后端盖；21、出水口；22、第三安装座；23、清理刮；231、回转轴；232、螺旋翼；3、主轴；4、前端盖；41、进水口；42、第二安装座；5、紧固件；61、密封圈；62、环形气囊；71、冷却水源；72、第一泵体；73、第一电磁阀；74、压缩机；75、第三电磁阀；76、四通阀；77、温度检测器；78、湿度检测器；79、回收器；710、第二电磁阀；711、泄压口；8、腔体；9、安装梁；91、安装件。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例

如图1-8所示，本实施例提供一种带有自主冷却功能的水冷电机，包括水冷机身1、主轴3、可拆卸安装于水冷机身1两端的前端盖4、后端盖2；水冷机身1沿周向间隔设置有多条冷却通道13，前端盖4设置有与冷却通道13连通的进水口41，后端盖2设置有与冷却通道13连通的出水口21；

其中，冷却通道13的内部可转动的设置有清理刮23，清理刮23的回转外轮廓母线与冷却通道13的内壁贴合；

清理刮23包括回转轴231、设置于回转轴231的外周面并沿轴向延伸的螺旋翼232，螺旋翼232的回转外轮廓母线与冷却通道13的内壁贴合，螺旋翼232的螺距大于或等于3cm，回转轴231的直径小于或等于0.8cm。

具体的，冷却水从进水口41流入并从出水口21排出，冷却水在冷却通道13中流过以带走电机所产生的热量。本发明通过设置清理刮23，使得冷却水在冷却通道13中流通时，清理刮23在冷却水或外部动力源的驱动下转动，由于清理刮23的回转外轮廓母线与冷却通道13的内壁贴合，清理刮23在转动的过程中会刮冷却通道13的内壁，进而导致在冷却通道13凝结的水垢被刮下并随冷却水排出，使得水垢不会附着在冷却通道13内，进而避免了水垢附着在冷却通道13影响冷却水与冷却通道13之间的换热，同时清理刮23在转动的过程中会使冷却水形成湍流，解决了靠近水冷机身1轴心的冷却水容易温度过高而产生暴沸的问题，保证了装备运行的稳定性和可靠性。冷却水在冷却通道13内流动的过程中，通过水流驱动螺旋翼232带动回转轴231转动，进而达到刮冷却通道13内壁面的效果。通过水流来带动清理刮23转动，避免了使用外部动力源，降低了装备的制造成本。同时为了避免清理刮23影响冷却水的流通，使螺旋翼232的螺距大于或等于3cm，回转轴231的直径小于或等于0.8cm，优选的，螺旋翼232的螺距大于或等于5cm小于或等于6cm，回转轴231的直径等于0.5cm，以此来降低清理刮23对冷却水的流通的影响。

需要强调的是，电机为成熟的现有技术，本发明的改进点仅涉及水冷机身1，以及水冷结构，对水冷机身1内的其他结构的具体外形及连接方式在此不做重复赘述。

进一步的，前端盖4和/或后端盖2沿周向间隔设置有若干个腔体8，设置于前端盖4的腔体8与进水口41及冷却通道13连通，设置于后端盖2的腔体8与出水口21及冷却通道13连通，若干个腔体8设置有弧形的安装梁9，安装梁9设置有安装件91，清理刮23通过安装件91可拆卸的安装于前端盖4与后端盖2之间。后端盖2设置有与出水口21及冷却通道13连通的若干个腔体8，清理刮23可转动的安装于后端盖的安装件91上，在组装机身的过程中，先将后端盖2机器上的清理刮23安装到水冷机身1上，再安装前端盖4，以使清理刮23能布置到冷却通道13的内部。安装件91可以为轴承、转轴孔等中的一种，只要能实现可转动的安装清理刮23的效果即可，对其具体结构不做过多的限制。

进一步的，水冷机身1沿周向间隔布置有若干个第一安装座12，前端盖4设置有与第一安装座12相适配的第二安装座42，后端盖2设置有与第一安装座12相适配的第三安装座22，第二安装座42和/或第三安装座22通过紧固件5连接于第一安装座12，水冷机身1与前端盖4和/或后端盖2之间设置有密封件，第二安装座42和第三安装座22均设置有螺纹通孔，第一安装座12的两端设置有分别适配第二安装座42、第三安装座22的螺纹通孔的螺纹盲孔，紧固件5穿过螺纹通孔并连接到螺纹盲孔内以将第二安装座42或第三安装座22安装到第一安装座12上。由于水冷的水压较大，通过沿周向间隔布置多个第一安装座12来增大水冷机身1与前端盖4、后端盖2之间连接的稳固性。

进一步的，密封件包括设置于水冷机身1内壁和外壁的密封圈61，前端盖4和/或后端盖2设置有与密封圈61相适配的第一环槽；密封件还包括环形气囊62，前端盖4和/或后端盖2设置有与环形气囊62相适配的第二环槽；环形气囊62和/或密封圈61与水冷机身1之间设置有界面剂，通过使用密封圈61与环形气囊62的双重密封方式来保证密封效果，环形气囊62内填充有氦气或氮气，在水冷机身1的温度升高时，认定此时需要的冷却水的流速较大，也即水压增大了，此时氦气或氮气受热膨胀，进而提升水冷机身1与前后端盖之间的密封效果，避免因为水压过大而导致密封失效。优选的，第一环槽和第二环槽内也设置有界面剂，通过界面剂来进一步的提升密封效果。

进一步的，水冷机身1沿周向间隔设置有若干基座11，由于水冷机身1内设置有清理刮23，在运行的过程中震动较大，通过若干基座11来将水冷机身1安装到外部部件上，提升水冷机身1的稳定性。

进一步的，还包括与进水口41连通有四通阀76、处理中心，四通阀76连通有冷却水源71，冷却水源71与四通阀76的连通管道上设置有第一泵体72、第一电磁阀73，出水口21连通有回收器79，出水口21与回收器79的连通管道上设置有第二电磁阀710，处理中心电信连接各电磁阀、四通阀、压缩机、泵体，用于控制各个电器元件的通断，处理中心具体的结构及其与各个电器原件的连接方式为成熟的现有技术，此处对其不再重复的赘述，参照现有技术即可。处理中心接收电机的输入功率，通过输入功率来确定是否需要通过水冷来散热，当电机的输入功率大于90kw时，启动第一泵体72、第一电磁阀73、第二电磁阀710，并使四通阀76连通进水口41与冷却水源71之间的回路，使冷却水开始流通，并且电机的输入功率越大，冷却水流速越快，当电机的输入功率重新小于90kw时截止第一泵体72、第一电磁阀73、第二电磁阀710。

进一步的，四通阀76通过管道连通有压缩机74，四通阀76与压缩机74的连通管道上设置有第三电磁阀75，具体的，当冷却水停止流通时，四通阀76连通压缩机74与进水口41的回路并打开第三电磁阀75、第二电磁阀710，使空气进入冷却通道13中进而将冷却水压出冷却通道13，并排入回收器79中。在冷却水完全排出后，压缩机74持续工作一段时间，以使冷却通道13内残余的水分挥发掉，降低腐蚀对电机的损害。

进一步的，四通阀76通过管道连通有泄压口711，四通阀76与泄压口711的连通阀口为常开阀，当出现压力异常时，泄压口711被高压压开进而将压力介质排出。

进一步的，出水口21与回收器79的连通管道上设置有湿度检测器78、温度检测器77，温度检测器77用于检测流出的冷却水温度，当流出的冷却水温度过高时可以将信号传递回处理中心，通过处理中心加快冷却水的流速，湿度检测器78用于检测排出的气体的湿度，并将湿度信号传递回处理中心，当湿度过高时，持续通风，当湿度较低时，截止压缩机74。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

Claims (1)

1.一种带有自主冷却功能的水冷电机，其特征在于，包括水冷机身（1）、主轴（3）、可拆卸安装于所述水冷机身（1）两端的前端盖（4）、后端盖（2）；所述水冷机身（1）沿周向间隔设置有多条冷却通道（13），所述前端盖（4）设置有与所述冷却通道（13）连通的进水口（41），所述后端盖（2）设置有与所述冷却通道（13）连通的出水口（21）；

其中，所述冷却通道（13）的内部可转动的设置有清理刮（23），所述清理刮（23）的回转外轮廓母线与所述冷却通道（13）的内壁贴合；

所述清理刮（23）包括回转轴（231）、设置于所述回转轴（231）的外周面并沿轴向延伸的螺旋翼（232），所述螺旋翼（232）的回转外轮廓母线与所述冷却通道（13）的内壁贴合，所述螺旋翼（232）的螺距大于或等于3cm，所述回转轴（231）的直径小于或等于0.8cm；

所述前端盖（4）和/或所述后端盖（2）沿周向间隔设置有若干个腔体（8），设置于所述前端盖（4）的所述腔体（8）与所述进水口（41）及所述冷却通道（13）连通，设置于所述后端盖（2）的所述腔体（8）与所述出水口（21）及所述冷却通道（13）连通，若干个所述腔体（8）设置有弧形的安装梁（9），所述安装梁（9）设置有安装件（91），所述清理刮（23）通过所述安装件（91）可拆卸的安装于所述前端盖（4）与所述后端盖（2）之间；

所述水冷机身（1）沿周向间隔布置有若干个第一安装座（12），所述前端盖（4）设置有与所述第一安装座（12）相适配的第二安装座（42），所述后端盖（2）设置有与所述第一安装座（12）相适配的第三安装座（22），所述第二安装座（42）和/或所述第三安装座（22）通过紧固件（5）连接于所述第一安装座（12），所述水冷机身（1）与所述前端盖（4）和/或所述后端盖（2）之间设置有密封件；

所述密封件包括设置于所述水冷机身（1）内壁和外壁的密封圈（61），所述前端盖（4）和/或所述后端盖（2）设置有与所述密封圈（61）相适配的第一环槽；

所述密封件还包括环形气囊（62），所述前端盖（4）和/或所述后端盖（2）设置有与所述环形气囊（62）相适配的第二环槽，所述环形气囊（62）内填充有氦气；

所述环形气囊（62）和/或所述密封圈（61）与所述水冷机身（1）之间设置有界面剂；

所述水冷机身（1）沿周向间隔设置有若干基座（11）；

还包括与所述进水口（41）连通有四通阀（76）、处理中心，所述四通阀（76）连通有冷却水源（71），所述冷却水源（71）与所述四通阀（76）的连通管道上设置有第一泵体（72）、第一电磁阀（73），所述出水口（21）连通有回收器（79），所述出水口（21）与所述回收器（79）的连通管道上设置有第二电磁阀（710）；

所述四通阀（76）通过管道连通有压缩机（74），所述四通阀（76）与所述压缩机（74）的连通管道上设置有第三电磁阀（75）；

所述四通阀（76）通过管道连通有泄压口（711）；

所述出水口（21）与所述回收器（79）的连通管道上设置有湿度检测器（78）、温度检测器（77）。