CN202818008U

CN202818008U - 井用潜水电机冷却系统

Info

Publication number: CN202818008U
Application number: CN 201220528168
Authority: CN
Inventors: 方秀宝; 米勇; 吴刚
Original assignee: ZHEJIANG DONGYIN PUMP CO Ltd
Current assignee: Zhejiang Dongyin Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-10-15

Abstract

本实用新型提供了一种井用潜水电机冷却系统，属于机械工程技术领域。它解决了现有的井用潜水电泵电机工作时温度会过高的问题。本井用潜水电机冷却系统，包括一个位于主轴内使内腔上端部与下端部相联通的连通通道一；所述的主轴外侧面和屏蔽套内壁之间具有使内腔上端部与下端部相连通的连通通道二。在潜水电泵的电机上设置本冷却系统后有效地降低了电机转子和定子的温度，避免电机工作时温度过高；由此有效地保护了电机，延长了电机地使用稳定性及使用寿命。本井用潜水电机冷却系统由于介质对流稳定，由此具有冷却效果好的优点。

Description

井用潜水电机冷却系统

技术领域

本实用新型属于机械工程技术领域，涉及一种潜水电泵，特别是一种井用潜水电机冷却系统。

背景技术

潜水电泵是泵体叶轮和驱动叶轮的电机都潜入水中工作的一种水泵。潜水电泵用的电动机有干式（电机全部密封）、半干式（电机的定子密封，而转子在水中运转）、充油式（电机内部充油以防水分侵入绕组）和湿式（电机内部充水，定子和转子都在水中运转）等类型。关于潜水电泵的文献如中国专利文献公开的申请人申请地一种井用潜水电泵【申请号：200920120004.8；授权公告号：CN201401345Y】。

电泵工作时电机会产生热量，因为是潜水作业，电机只能通过周围水传导散热冷却。电机和周围水热传导率是固定的，当产热量大于散热量时，电机温度会急剧上升进而导致电机烧毁。为了解决上述存在的问题，人们设计出了不同的解决技术方案。如中国专利文献记载的一种强制冷却的潜水电泵【申请号：200820003901.6；公告号：CN201159179Y】，包括有电机和水泵，电机的第一外壳之外设置有相距一定间隙的第二外壳，第一外壳与第二外壳形成相对密封的腔室，在水泵的离心叶轮腔内的高水压处设置有进水孔并通过导管连通至腔室的上部，在水泵的离心叶轮腔内的低水压处设置有可使腔室内的水返回水泵的离心叶轮内或水泵的出水口处的回水孔。又如，中国专利文献记载的一种内循环冷却式潜水排污泵【申请号：200920190999.5；公告号：CN201474996U】和一种自冷却导叶下吸式潜水泵【申请号：201010585450.3；公告号：C N102003396A】。上述三种潜水电泵均通过泵产生的水流经过电机外侧，进而增大电机外侧水流流速来保证电机的温度。本方案虽然能够实现上述类型潜水电泵的电机冷却，但也会不适用某些类型的潜水电泵。如上述的申请人申请的一种井用潜水电泵【申请号：200920120004.8；授权公告号：CN201401345Y】。因为电机位于泵的下方和电机外侧无法布置封闭腔室或环形导流水道；所以上述方案并不适用本井用潜水电泵。由此，目前还没有解决本井用潜水电泵电机工作时温度会过高的方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能解决上述井用潜水电泵工作时温度会过高问题的井用潜水电机冷却系统。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种井用潜水电机冷却系统，电机包括机筒、屏蔽套、与机筒上端口部固定连接的上固定座、与机筒下端口部固定连接的下固定座，机筒的轴心处设有主轴，主轴上固定有转子，转子外侧设有定子，定子与机筒固定连接；屏蔽套设置在转子和定子之间，所述的屏蔽套将机筒腔室分隔为内腔和外腔；其特征在于，本电机冷却系统包括一个位于主轴内使内腔上端部与下端部相联通的连通通道一；所述的主轴外侧面和屏蔽套内壁之间具有使内腔上端部与下端部相连通的连通通道二。

本水电泵机筒腔室的内腔填充有介质，如水或油。电机工作时转子和定子切割磁感线发热，导致介质相对于内腔轴向的温度不同，即转子处温度较高，其余区域相对较低；介质具有形成对流趋势。由于设置了连通通道一和连通通道二使内腔形成一循环通道，由此使介质能沿着连通通道一和连通通道二循环地对流，即通过增大介质的流动性，降低转子区域介质温度，提高其他区域介质温度，进而提高电机散热效果；解决本潜水电泵电机工作时温度会过高的问题。

在上述的井用潜水电机冷却系统中，所述的电机还包括具有空腔的下支撑座，下支撑座与下固定座固定连接，下支撑座内设有轴承块和轴承体，所述的轴承体与主轴下端相连接，所述的轴承块的两端面分别与轴承体和下支撑座相抵靠；所述的轴承块和轴承体形成一扰动腔室；所述的连通通道一通过扰动腔室和下支撑座空腔与内腔下端部相连通。电机工作时带动轴承块和轴承体运动，进而带动扰动腔室内介质旋转，使介质具有向上作用力；由此扰动腔室内介质进入连通通道一并向上运动进入连通通道二，下支撑座空腔内介质进入扰动腔室，连通通道二内介质进入下支撑座空腔；即形成有序地循环。该结构使介质对流流动更加有序，进而提高了散热效果。

在上述的井用潜水电机冷却系统中，所述的连通通道一包括位于主轴轴心处的轴向通道和位于主轴上端部的径向通道；轴向通道的下端轴向延伸并贯通且的下端口与扰动腔室相连通，轴向通道的上端与径向通道内端相连通；径向通道的外端口与内腔上端部相连通。

在上述的井用潜水电机冷却系统中，所述的径向通道的数量为1～4个。

在上述的井用潜水电机冷却系统中，所述的轴向通道的内径与主轴与转子相连处直径的比例值为0.2～0.4。

在上述的井用潜水电机冷却系统中，所述的电机还包括与上固定座固定连接的上轴承座和与下固定座固定连接的下轴承座；所述的连通通道二包括位于上轴承座上的通孔一、位于下轴承座上的通孔二和位于屏蔽套内壁与对应部件之间间隙。

在上述的井用潜水电机冷却系统中，所述的对应部件为上轴承座、主轴、转子和/或下轴承座。

与现有技术相比，在潜水电泵的电机上设置本冷却系统后有效地降低了电机转子和定子的温度，避免电机工作时温度过高；由此有效地保护了电机，延长了电机地使用稳定性及使用寿命。

本井用潜水电机冷却系统充分利用了电机本身所具有结构，本井用潜水电机冷却系统需对电机本身所具有结构改进小，由此本井用潜水电机冷却系统具有结构简单、生产成本低的优点。

本井用潜水电机冷却系统由于介质对流稳定，由此具有冷却效果好的优点。

附图说明

图1是本井用潜水电机冷却系统的下端部结构示意图。

图2是本井用潜水电机冷却系统的上端部结构示意图。

图中，1、机筒；2、屏蔽套；3、上固定座；4、下固定座；5、主轴；6、轴承；7、上轴承座；8、下轴承座；9、转子；10、定子；11、下支撑座；12、轴承块；13、轴承体；14、机筒腔室内腔的上端部；15、机筒腔室内腔的下端部；16、扰动腔室；17、轴向通道；18、径向通道；19、通孔一；20、通孔二；21、间隙。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本潜水电泵的电机机筒1、屏蔽套2、与机筒1上端口部固定连接的上固定座3、与机筒1下端口部固定连接的下固定座4。机筒1的轴心处设有主轴5，主轴5的上端通过轴承6和上轴承座7与上固定座3定位连接；上轴承座7与上固定座3固定连接。主轴5的下端通过轴承6和下轴承座8与下固定座4定位连接；下轴承座8与下固定座4固定连接。

主轴5中部固定有转子9，转子9外侧设有定子10，定子10与机筒1固定连接；屏蔽套2设置在转子9和定子10之间，屏蔽套2的两端分别与上固定座3和下固定座4密封固定连接；由此屏蔽套2将机筒1腔室分隔为内腔和外腔。

电机还包括具有空腔的下支撑座11，下支撑座11位于下固定座4下侧，下支撑座11与下固定座4固定连接。下支撑座11内设有轴承块12和轴承体13，轴承体13与主轴5下端相连接，轴承块12的两端面分别与轴承体13和下支撑座11相抵靠。

机筒1腔室的内腔及与内腔相连通的腔室内均填充有介质。

如图1和图2所述，本井用潜水电机冷却系统一个位于主轴5内的连通通道一和位于主轴5外侧面和屏蔽套2内壁之间的连通通道二。

为了更清楚地且准确地表述，限定机筒1腔室内腔的上轴承座7处为机筒腔室内腔的上端部14，机筒1腔室内腔的下轴承座8处为机筒腔室内腔的下端部15。

具体来说，连通通道一用于联通机筒腔室内腔的上端部14与下端部。连通通道二也用于连通机筒腔室内腔的上端部14与下端部。

轴承块12呈圆环状，其具有腔室，该腔室的一端口被轴承体13封盖，另一端口与下支撑座11空腔相连通；则轴承块12和轴承体13形成的腔室限定为扰动腔室16。

下支撑座11空腔与机筒腔室内腔的下端部15相连通。

连通通道一包括位于主轴5轴心处的轴向通道17和位于靠近密封组件处的径向通道18；轴向通道17的下端轴向延伸并贯通且的下端口与扰动腔室16相连通，连通处位于轴承块12的中心处。轴向通道17的上端与径向通道18内端相连通；径向通道18的外端口与内腔上端部相联通。由此连通通道一通过扰动腔室16和下支撑座11空腔与内腔下端部相连通。

轴向通道17的内径与主轴5与转子9相连处直径的比例值为0.2～0.4。根据实际工况可灵活地选择上述比例值。根据大量地试验验证，上述比例值取0.2～0.4之内数值时，即容易加工轴向通道17和保证介质对流的流速以及在不增加主轴5直径的前提下不影响主轴5的强度。

径向通道18的数量为1～4个，所有径向通道18截面面积总和和轴向通道17截面面积基本相同。本实施例和附图给出的径向通道18的数量为2个。

连通通道二包括位于上轴承座7上的通孔一19、位于下轴承座8上的通孔二20和位于屏蔽套2内壁与对应部件之间间隙21。本实施例给出对应部件为上轴承座7、主轴5、转子9和下轴承座8；根据不同型号的电机，对应部件可能会适应性地调整。

综上所述，连通通道一、机筒腔室内腔的上端部14、连通通道二、机筒腔室内腔的下端部15、下支撑座11空腔和扰动腔室16形成一环形循环通道。

如图1和图2所示，本井用潜水电机冷却系统的工作原理是：电机工作时转子9和定子10切割磁感线发热导致介质相对于内腔轴向的温度不同，即转子9处温度较高，其余区域相对较低；介质具有形成对流趋势。

电机工作时同时带动轴承块12和轴承体13运动，进而带动扰动腔室16内介质旋转，使介质具有向上作用力；由此扰动腔室16内介质进入连通通道一并向上运动依次进入机筒腔室内腔的上端部14和连通通道二；下支撑座11空腔内介质进入扰动腔室16，连通通道二内介质进入下支撑座11空腔；即使介质对流进行有序地循环。图中的箭头表示电机工作时介质对流流向。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种井用潜水电机冷却系统，电机包括机筒（1）、屏蔽套（2）、与机筒（1）上端口部固定连接的上固定座（3）、与机筒（1）下端口部固定连接的下固定座（4），机筒（1）的轴心处设有主轴（5），主轴（5）上固定有转子（9），转子（9）外侧设有定子（10），定子（10）与机筒（1）固定连接；屏蔽套（2）设置在转子（9）和定子（10）之间，所述的屏蔽套（2）将机筒（1）腔室分隔为内腔和外腔；其特征在于，本电机冷却系统包括一个位于主轴（5）内使内腔上端部与下端部相联通的连通通道一；所述的主轴（5）外侧面和屏蔽套（2）内壁之间具有使内腔上端部与下端部相连通的连通通道二。

2.根据权利要求1所述的井用潜水电机冷却系统，其特征在于，所述的电机还包括具有空腔的下支撑座（11），下支撑座（11）与下固定座（4）固定连接，下支撑座（11）内设有轴承块（12）和轴承体（13），所述的轴承体（13）与主轴（5）下端相连接，所述的轴承块（12）的两端面分别与轴承体（13）和下支撑座（11）相抵靠；所述的轴承块（12）和轴承体（13）形成一扰动腔室（16）；所述的连通通道一通过扰动腔室（16）和下支撑座（11）空腔与内腔下端部相连通。

3.根据权利要求1所述的井用潜水电机冷却系统，其特征在于，所述的连通通道一包括位于主轴（5）轴心处的轴向通道（17）和位于主轴（5）上端部的径向通道（18）；轴向通道（17）的下端轴向延伸并贯通且的下端口与扰动腔室（16）相连通，轴向通道（17）的上端与径向通道（18）内端相连通；径向通道（18）的外端口与内腔上端部相连通。

4.根据权利要求3所述的井用潜水电机冷却系统，其特征在于，所述的径向通道（18）的数量为1～4个。

5.根据权利要求3所述的井用潜水电机冷却系统，其特征在于，所述的轴向通道（17）的内径与主轴（5）与转子（9）相连处直径的比例值为0.2～0.4。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的井用潜水电机冷却系统，其特征在于，所述的电机还包括与上固定座（3）固定连接的上轴承座（7）和与下固定座（4）固定连接的下轴承座（8）；所述的连通通道二包括位于上轴承座（7）上的通孔一（19）、位于下轴承座（8）上的通孔二（20）和位于屏蔽套（2）内壁与对应部件之间间隙（21）。

7.根据权利要求6所述的井用潜水电机冷却系统，其特征在于，所述的对应部件为上轴承座（7）、主轴（5）、转子（9）和/或下轴承座（8）。