CN208874426U - 钻机用大功率电机的风冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻机用大功率电机的风冷系统，电机总进风道上段设有蒸发器，蒸发器包括多组呈倒V形排列的蒸发器列管，沿风的流向相邻两排的蒸发器列管错排排列，每组蒸发器列管的上方覆盖有倒V形的蒸发器盔甲，各蒸发器盔甲的下端分别设有收集蒸发器列管外壁冷凝水的导流槽；总进风道外侧设有与蒸发器相配套的冷凝器、压缩机和外风机，冷凝器进风道的下端与回风道的左端相连，回风道的右端与电机内腔出风端相连；回风道的上游设有回风调节门、回风出风口和出风口隔爆罩，下游设有新风调节门、新风进风口和新风口隔爆罩；总进风道中段自上而下依次设有粗滤网、中等滤网和细滤网。该系统可以去除空气中的湿度，杜绝颗粒物进入电机腔体内。

Description

钻机用大功率电机的风冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种钻机用大功率电机，尤其涉及一种钻机用大功率电机的风冷系统，属于钻机附属设施技术领域。

背景技术

石油钻机配套使用的大功率电机有直流电机和交流电机两种，因功率较大，需要强制通风。一方面对电机腔体内绕组进行冷却，另一方面起到正压防爆的作用。在大功率电机的进风口上部安装有11KW的冷却风机。但冷却风道的选用存在两个问题：一是对潮湿的空气不能有效杜绝，二是安装的过滤装置比较简单，对砂粒有一定的过滤效果，但对细微小飞虫和灰尘无法过滤。

大功率电机的进风口如果没有安装过滤装置，在冷却风机强大抽吸力的作用下，空气中的飞虫、灰尘会被吸进电机腔体内，时间久了导致线圈缝隙处被堵，散热效果差。此外，大功率电机长期工作在高温高湿环境下，容易导致转子结构件的加速腐蚀，时间长了容易导致结构件断落，一旦出现结构件断落必然导致转子动平衡破环，由于电机的转动惯量巨大，失去动平衡将严重影响电机的使用寿命。金属结构件在转子高速旋转时脱落，容易直接导致电机定子线圈和转子绝缘破环，烧毁电机。

有些大功率电机的进风口只安装了简易的过滤装置，存在如下不足：1. 不具备对气流除湿作用，空气中水汽仍然随气流进入电机腔体内，因此只能适用于干燥环境，在空气湿度高的环境适用性差。2.对上部风机电机支撑点少，容易导致冷却装置因震动产生裂纹。3.结构过于简单，对吸入的空气仅起到导流作用，并将较大的固体颗粒物等收集在装置的边缘，细微颗粒随气流通过上部空隙吹入大功率电机的内腔。4.高温环境下运转时的电机冷却效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种钻机用大功率电机的风冷系统，可以去除空气中的湿度，杜绝砂粒、小飞虫和灰尘进入电机腔体内。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种钻机用大功率电机的风冷系统，大功率电机内腔进风端分别与定子风冷通道及转子风冷通道的入口相连，定子风冷通道及转子风冷通道的出口分别与大功率电机内腔出风端相连，所述大功率电机内腔进风端的上端口连接有总进风道，所述总进风道的上段设有冷却空气的蒸发器，所述蒸发器包括多组呈倒V形排列的蒸发器列管，沿风的流向相邻两排的蒸发器列管错排排列，每组蒸发器列管的上方覆盖有倒V形的蒸发器盔甲，各蒸发器盔甲的下端分别设有收集蒸发器列管外壁冷凝水的导流槽；所述总进风道外侧设有与所述蒸发器相配套的冷凝器、压缩机和外风机，所述冷凝器的入口与所述总进风道的外壁之间设有冷凝器进风道，所述冷凝器进风道的下端与回风道的左端相连，所述回风道的右端与所述大功率电机内腔出风端的上端口相连；所述回风道的一侧侧壁上设有回风出风口，所述回风出风口的外侧覆盖有出风口隔爆罩，所述回风出风口处铰接有可将回风出风口打开或关闭的回风调节门；所述回风道的另一侧侧壁上设有新风进风口，所述新风进风口位于所述回风出风口的下游，所述新风进风口的外侧覆盖有新风口隔爆罩，所述新风进风口处铰接有可将新风进风口打开或关闭的新风调节门；所述总进风道的中段自上而下依次设有粗滤网、中等滤网和细滤网。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：空气进入总进风道中时，先经过蒸发器将其冷却至露点温度以下，空气中的水蒸气析出成为冷凝水，流入导流槽中，导流槽中的水最终汇入冷凝水总管排出，空气中的湿度得以去除，避免潮湿的空气进入钻机用大功率电机的内腔，延缓电机的腐蚀，保护电机定子线圈和转子的绝缘性能。蒸发器相当于家用空调的室内机，冷凝器相当于家用空调的室外机，气相的制冷剂流经冷凝器，由外风机对其进行冷却，再由压缩机压缩回到液相，接着回到蒸发器蒸发，利用制冷剂的汽化潜热冷却空气实现除湿的目的。由于野外作业环境恶劣，空气中经常含有砂粒，高速冲刷蒸发器列管会导致其很快磨损，本实用新型将蒸发器列管呈倒V形排列且覆盖蒸发器盔甲，既保护了蒸发器列管，又保证其有足够的迎风面积，同时保证换热效率和使用寿命。相邻两排的蒸发器列管错排排列，进一步提高了换热效率。经过除湿的空气依次经过粗滤网、中等滤网和细滤网进行三级过滤，完全滤去空气中的砂粒、小飞虫和灰尘，使进入电机腔体内的空气干燥、低温、洁净，可有效地对电机绕组降温，提高电机效率。在非寒冷地区作业时，回风调节门和新风调节门均处于垂直于回风道轴线的位置，即回风出风口和新风进风口同时被打开，大功率电机内腔出风端排出的热风从回风出风口经出风口隔爆罩全部排出；新鲜的空气从新风口隔爆罩和新风进风口进入回风道的下游进入，然后向左再向上流动，进入冷凝器进风道，流经冷凝器对其进行降温。在寒冷地区作业时，由于环境温度太低，压缩机可能无法启动，此时回风调节门和新风调节门均处于贴合在回风道侧壁的位置，即回风出风口和新风进风口同时被关闭，大功率电机内腔出风端排出的热风从进入回风道后向左再向上流动，进入冷凝器进风道，提高冷凝器工作的环境温度，保证压缩机等顺利启动，同时仍然对冷凝器进行降温，使蒸发器保持除湿功能。回风调节门和新风调节门可以根据环境温度的高低，调整启闭的角度，使低温的新风和较高温度的回风混合至合适的比例，既保证压缩机等顺利启动并稳定工作，又降低能耗。

作为本实用新型的改进，所述总进风道的前侧壁铰接有可以启闭的风道检修门，所述粗滤网、中等滤网和细滤网分别嵌于相应的滤网滑槽中，各滤网滑槽分别沿总进风道的左右侧壁向后延伸。打开风道检修门，可以很方便地清除蒸发器盔甲上的积灰，同时可以将粗滤网、中等滤网和细滤网从各自的滤网滑槽中抽出，进行彻底清洗。

作为本实用新型的进一步改进，所述总进风道中段的左右方向宽度大于上端进风口和下端出风口左右方向的宽度。总进风道上段呈上窄下宽的形状，总进风道下段呈上宽下窄的形状，总进风道中段的宽度最宽，有利于空气流经粗滤网、中等滤网和细滤网时降低风速，便于将不同等级颗粒物截留。

作为本实用新型的进一步改进，所述回风道在前后方向对称设有两根，两回风道的右端分别与所述大功率电机内腔出风端的上端口相连。回风道对称设有两根，可以使大功率电机内腔出风端的出风更加均匀，从而使电机内腔的绕组能够均匀地得到冷却。

作为本实用新型的进一步改进，所述总进风道的下段安装有机械式风压指示器。机械式风压指示器便于操作人员直接观察总进风道的风压，如果风压偏低，则说明各级滤网已堵塞严重，冷却风的流量过小，容易导致电机绕组的温度过高，此时需要及时清理滤网或提高蒸发器的冷却效果。

作为本实用新型的进一步改进，所述总进风道的下段安装有风压开关。当总进风道的风压低于下限值时，说明冷却风的流量过小，此时风压开关断开，使大功率电机自动停机，避免出现电机烧毁的风险。

附图说明

图1为本实用新型钻机用大功率电机的风冷系统的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中冷凝器部位的右视图。

图4为图1中总进风道的主视图。

图5为图4隐掉风道检修门后的主视图。

图中：1.总进风道；1a.滤网滑槽；1b.风道检修门；1b1.内嵌把手；2.蒸发器；2a.蒸发器盔甲；2b.蒸发器列管；2c.导流槽；2d.冷凝水总管；3.冷凝器；3a.冷凝器护罩总成；3b.冷凝器进风道；4.压缩机；5.外风机；6.粗滤网；7.中等滤网；8.细滤网；9.回风道；9a.出风口隔爆罩；9b.回风调节门；9c.新风口隔爆罩； 9d.新风调节门；10.机械式风压指示器；11.风压开关；12a.大功率电机内腔进风端；12b.定子风冷通道；12c.转子风冷通道；12d.大功率电机内腔出风端。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型钻机用大功率电机的风冷系统，大功率电机内腔进风端12a分别与定子风冷通道12b及转子风冷通道12c的入口相连，定子风冷通道12b及转子风冷通道12c的出口分别与大功率电机内腔出风端12d相连，大功率电机内腔进风端12a的上端口连接有总进风道1，总进风道1的上段设有冷却空气的蒸发器2，蒸发器2包括多组呈倒V形排列的蒸发器列管2b，沿风的流向相邻两排的蒸发器列管2b错排排列，每组蒸发器列管2b的上方覆盖有倒V形的蒸发器盔甲2a，各蒸发器盔甲2a的下端分别设有收集蒸发器列管2b外壁冷凝水的导流槽2c。

总进风道1外侧设有与蒸发器2相配套的冷凝器3、压缩机4和外风机5，冷凝器3、压缩机4和外风机5均安装在冷凝器护罩总成3a内，冷凝器3的入口与总进风道1的外壁之间设有冷凝器进风道3b，冷凝器进风道3b的下端与回风道9的左端相连，回风道9的右端与大功率电机内腔出风端12d的上端口相连。

回风道9的一侧侧壁上设有回风出风口，回风出风口的外侧覆盖有出风口隔爆罩9a，回风出风口处铰接有可将回风出风口打开或关闭的回风调节门9b；回风道9的另一侧侧壁上设有新风进风口，新风进风口位于回风出风口的下游，新风进风口的外侧覆盖有新风口隔爆罩9c，新风进风口处铰接有可将新风进风口打开或关闭的新风调节门9d；总进风道1的中段自上而下依次设有粗滤网6、中等滤网7和细滤网8。

空气进入总进风道1中时，先经过蒸发器2将其冷却至露点温度以下，空气中的水蒸气析出成为冷凝水，流入导流槽2c中，导流槽2c中的水最终汇入冷凝水总管2d排出，空气中的湿度得以去除，避免潮湿的空气进入钻机用大功率电机的内腔，延缓电机的腐蚀，保护电机定子线圈和转子的绝缘性能。蒸发器2相当于家用空调的室内机，冷凝器3相当于家用空调的室外机，气相的制冷剂流经冷凝器3，由外风机5对其进行冷却，再由压缩机4压缩回到液相，接着回到蒸发器2蒸发，利用制冷剂的汽化潜热冷却空气实现除湿的目的。由于野外作业环境恶劣，空气中经常含有砂粒，高速冲刷蒸发器列管2b会导致其很快磨损，本实用新型将蒸发器列管2b呈倒V形排列且覆盖蒸发器盔甲2a，既保护了蒸发器列管2b，又保证其有足够的迎风面积，同时保证换热效率和使用寿命。

相邻两排的蒸发器列管2b错排排列，进一步提高了换热效率。经过除湿的空气依次经过粗滤网6、中等滤网7和细滤网8进行三级过滤，完全滤去空气中的砂粒、小飞虫和灰尘，使进入电机腔体内的空气干燥、低温、洁净，可有效地对电机绕组降温，提高电机效率。

在非寒冷地区作业时，回风调节门9b和新风调节门9d均处于垂直于回风道9轴线的位置，即回风出风口和新风进风口同时被打开，大功率电机内腔出风端12d排出的热风从回风出风口经出风口隔爆罩9a全部排出；新鲜的空气从新风口隔爆罩9c和新风进风口进入回风道9的下游进入，然后向左再向上流动，进入冷凝器进风道3b，流经冷凝器3对其进行降温。

在寒冷地区作业时，由于环境温度太低，压缩机4可能无法启动，此时回风调节门9b和新风调节门9d均处于贴合在回风道9侧壁的位置，即回风出风口和新风进风口同时被关闭，大功率电机内腔出风端12d排出的热风从进入回风道9后向左再向上流动，进入冷凝器进风道3b，提高冷凝器3工作的环境温度，保证压缩机4等顺利启动，同时仍然对冷凝器3进行降温，使蒸发器2保持除湿功能。

回风调节门9b和新风调节门9d可以根据环境温度的高低，调整启闭的角度，使低温的新风和较高温度的回风混合至合适的比例，既保证压缩机4等顺利启动并稳定工作，又降低能耗。

总进风道1的前侧壁铰接有可以启闭的风道检修门1b，风道检修门1b上设有内嵌把手1b1，粗滤网6、中等滤网7和细滤网8分别嵌于相应的滤网滑槽1a中，各滤网滑槽1a分别沿总进风道1的左右侧壁向后延伸。打开风道检修门1b，可以很方便地清除蒸发器盔甲2a上的积灰，同时可以将粗滤网6、中等滤网7和细滤网8从各自的滤网滑槽1a中抽出，进行彻底清洗。

总进风道1中段的左右方向宽度大于上端进风口和下端出风口左右方向的宽度。总进风道上段呈上窄下宽的形状，总进风道下段呈上宽下窄的形状，总进风道中段的宽度最宽，有利于空气流经粗滤网6、中等滤网7和细滤网8时降低风速，便于将不同等级颗粒物截留。

回风道9在前后方向对称设有两根，两回风道9的右端分别与大功率电机内腔出风端12d的上端口相连。回风道9对称设有两根，可以使大功率电机内腔出风端12d的出风更加均匀，从而使电机内腔的绕组能够均匀地得到冷却。

总进风道1的下段安装有机械式风压指示器10。机械式风压指示器10便于操作人员直接观察总进风道1的风压，如果风压偏低，则说明各级滤网已堵塞严重，冷却风的流量过小，容易导致电机绕组的温度过高，此时需要及时清理滤网或提高蒸发器2的冷却效果。

总进风道1的下段安装有风压开关11。当总进风道1的风压低于下限值时，说明冷却风的流量过小，此时风压开关11断开，使大功率电机自动停机，避免出现电机烧毁的风险。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (6)

1.一种钻机用大功率电机的风冷系统，大功率电机内腔进风端分别与定子风冷通道及转子风冷通道的入口相连，定子风冷通道及转子风冷通道的出口分别与大功率电机内腔出风端相连，所述大功率电机内腔进风端的上端口连接有总进风道，其特征在于：所述总进风道的上段设有冷却空气的蒸发器，所述蒸发器包括多组呈倒V形排列的蒸发器列管，沿风的流向相邻两排的蒸发器列管错排排列，每组蒸发器列管的上方覆盖有倒V形的蒸发器盔甲，各蒸发器盔甲的下端分别设有收集蒸发器列管外壁冷凝水的导流槽；所述总进风道外侧设有与所述蒸发器相配套的冷凝器、压缩机和外风机，所述冷凝器的入口与所述总进风道的外壁之间设有冷凝器进风道，所述冷凝器进风道的下端与回风道的左端相连，所述回风道的右端与所述大功率电机内腔出风端的上端口相连；所述回风道的一侧侧壁上设有回风出风口，所述回风出风口的外侧覆盖有出风口隔爆罩，所述回风出风口处铰接有可将回风出风口打开或关闭的回风调节门；所述回风道的另一侧侧壁上设有新风进风口，所述新风进风口位于所述回风出风口的下游，所述新风进风口的外侧覆盖有新风口隔爆罩，所述新风进风口处铰接有可将新风进风口打开或关闭的新风调节门；所述总进风道的中段自上而下依次设有粗滤网、中等滤网和细滤网。

2.根据权利要求1所述的钻机用大功率电机的风冷系统，其特征在于：所述总进风道的前侧壁铰接有可以启闭的风道检修门，所述粗滤网、中等滤网和细滤网分别嵌于相应的滤网滑槽中，各滤网滑槽分别沿总进风道的左右侧壁向后延伸。

3.根据权利要求1所述的钻机用大功率电机的风冷系统，其特征在于：所述总进风道中段的左右方向宽度大于上端进风口和下端出风口左右方向的宽度。

4.根据权利要求1所述的钻机用大功率电机的风冷系统，其特征在于：所述回风道在前后方向对称设有两根，两回风道的右端分别与所述大功率电机内腔出风端的上端口相连。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的钻机用大功率电机的风冷系统，其特征在于：所述总进风道的下段安装有机械式风压指示器。

6.根据权利要求5所述的钻机用大功率电机的风冷系统，其特征在于：所述总进风道的下段安装有风压开关。