CN219980560U - 一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及屏蔽泵的领域，公开了一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其包括主体，所述主体内开设有电机腔，所述主体上转动设置有电机轴，所述电机轴自由端穿过所述主体位于所述电机腔内，所述电机轴上套设有径向轴承与推力轴承，所述径向轴承为滚动轴承，所述径向轴承、所述推力轴承均与所述电机腔内壁相固定，所述电机腔内壁上与所述电机轴上分别设置有用于带动所述电机轴转动的定子组件与转子组件。本申请具有减少轴承磨损以提升轴承寿命的效果。

Description

一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构

技术领域

本申请涉及屏蔽泵的领域，尤其是涉及一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构。

背景技术

屏蔽泵是一种无轴封泵，由泵和屏蔽电机组成，电机腔和泵腔相通，没有泄漏，在高温高压场合和输送有毒有害介质中会大量使用到屏蔽泵。

现有技术中的一种卧式高温高压屏蔽电机，包括中空的主体，主体内转动有电机轴，电机轴驱动端套设有滑动轴承，电机轴自由端套设有推力盘式的推力轴承，滑动轴承与推力轴承通过轴承座安装在主体内腔的内壁上，电机轴上固定套设有转子，主体电机腔安装有定子，转子位于定子内。使用时，水介质充满主体内腔，转子在定子内转动，转子带动电机轴转动，电机轴转动时，电机轴会受到径向载荷，滑动轴承承受径向载荷，为了提高轴系稳定性，电机转子在设计上使其在运行状态下一直处于受拉状态，电机轴受到轴向载荷，推力盘式的推力轴承承受轴向载荷。

高温高压屏蔽电机转子重量较大，约为1吨，采用常规的滑动轴承作为径向轴承时，在泵组启动瞬间，滑动轴承形不成稳定液膜，启动阻力大，会磨损轴承，降低轴承寿命。

实用新型内容

为了减少轴承磨损以提升轴承寿命，本申请提供一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构。

本申请提供的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构采用如下的技术方案：

一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，包括主体，所述主体内开设有电机腔，所述主体上转动设置有电机轴，所述电机轴自由端穿过所述主体位于所述电机腔内，所述电机轴上套设有径向轴承与推力轴承，所述径向轴承为滚动轴承，所述径向轴承、所述推力轴承均与所述电机腔内壁相固定，所述电机腔内壁上与所述电机轴上分别设置有用于带动所述电机轴转动的定子组件与转子组件。

通过采用上述技术方案，启动时，定子组件与转子组件使得电机轴转动，电机轴转动时受到径向载荷与轴向载荷，推力轴承承受轴向载荷，径向轴承承受径向载荷，径向轴承为滚动轴承，相比于传统的滑动轴承，径向轴承不会形不成稳定液膜，启动阻力较小，径向轴承受到的磨损较小，使用寿命较长。

优选的，所述推力轴承为滚动轴承。

通过采用上述技术方案，传统的推力轴承为推力盘式轴承只能承受轴向载荷，滚动轴承能承受轴向载荷与部分径向载荷，推力轴承分担部分径向载荷，电机轴不需要额外布置径向轴承，减小轴向结构长度。

优选的，所述推力轴承与所述径向轴承的滚动体均为陶瓷球。

通过采用上述技术方案，陶瓷球在水介质中不容易受腐蚀，高温下不易膨胀，具备优秀的无油自润滑性，受力时不易变形。

优选的，所述电机轴自由端设置有辅叶轮，所述主体上设置有集成冷却器，所述集成冷却器上设置有外循环管，所述外循环管的两端分别与所述电机腔的两端连通。

通过采用上述技术方案，辅叶轮跟着电机轴转动时给水介质提供动力，水介质从电机腔的一端流向另一端，然后水介质流入外循环管被集中冷却器降温，最后水介质回到原点，完成降温循环。

优选的，所述电机腔内壁与所述辅叶轮之间形成环形缝隙。

通过采用上述技术方案，只有少量的水介质流过环形缝隙，大部分水介质需要经过辅叶轮被辅叶轮驱动，保证了辅叶轮提供动力的效率。

优选的，所述电机腔内壁上固定有两个轴承座，所述径向轴承与所述推力轴承分别固定于两个所述轴承座上，所述轴承座贯穿开设有通道。

通过采用上述技术方案，水介质流动时，需要穿过推力轴承与径向轴承，高速转动时推力轴承与径向轴承可通过的流量减小，辅助通道确保水介质可以流通，确保降温循环的通畅。

优选的，所述定子组件包括定子铁芯与固定于所述电机腔内壁上的定子屏蔽套，所述定子屏蔽套将所述电机腔分为定子腔与转子腔，所述转子腔位于所述定子屏蔽套内，所述定子腔位于所述定子屏蔽套外，所述定子铁芯位于所述定子腔内，所述转子组件包括固定套设于电机轴上的转子铁芯，所述电机轴与所述转子铁芯位于所述转子腔内，所述转子铁芯上设置有转子屏蔽套。

通过采用上述技术方案，定子铁芯连接有外界的电线通电，转子铁芯转动并带动电机轴，实现电机轴的转动，转子屏蔽套、定子屏蔽套将水介质与转子、定子隔离开来；水介质在流动时，需要穿过转子屏蔽套、定子屏蔽套之间的间隙。

优选的，所述壳体上设置有接线盒，所述接线盒与所述定子腔相连通。

通过采用上述技术方案，接线盒方便定子铁芯接线通电。

优选的，所述主体上开设有与所述转子腔连通的测速口，所述主体于所述测速口开口处设置有用于测量所述电机轴的转速传感器。

通过采用上述技术方案，电机轴转动时，转速传感器测量电机轴的转速。

优选的，所述主体上开设有与所述转子腔连通的测温口，所述主体于所述测温口开口处设置有用于测量温度的温度传感器。

通过采用上述技术方案，温度传感器检测水介质温度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.径向轴承承受径向载荷，径向轴承为滚动轴承，相比于传统的滑动轴承，径向轴承不会形不成稳定液膜，启动阻力较小，径向轴承受到的磨损较小，使用寿命较长；

2.推力轴承分担部分径向载荷，电机轴不需要额外布置径向轴承，减小轴向结构长度；

3.陶瓷球在水介质中不容易受腐蚀，高温下不易膨胀，具备优秀的无油自润滑性，受力时不易变形。

附图说明

图1是本申请实施例的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构的结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是图1中B处的局部放大图。

附图标记说明：1、主体；2、电机腔；3、测速口；4、安装口；5、电机轴；6、径向轴承；7、推力轴承；8、轴承座；9、定子屏蔽套；10、定子铁芯；11、固定管；12、定子腔；13、转子腔；14、定子屏蔽板；15、接线孔；16、接线盒；17、转子铁芯；18、转子屏蔽套；19、转子屏蔽板；20、辅叶轮；21、流动通道；22、挡环；23、环形缝隙；24、第一空间；25、第二空间；26、集成冷却器；27、外循环管；28、进水通道；29、出水通道；30、辅助通道；31、温度传感器；32、排气阀；33、排气孔；34、转速传感器；35、测温口。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构。

参照图1，一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构,包括主体1，主体1包括机体，机体的两端用螺钉固定有端盖与泵体。

参照图1，主体1内开设有电机腔2，主体1上开设有与电机腔2连通的测速口3与安装口4，测速口3与安装口4分别开设于主体1的左右两端，具体地，测速口3开设于端盖上，安装口4开设于泵体上。主体1于测速口3开口处安装有用于检测电机轴5转速的转速传感器34。

参照图1，主体1于电机腔2内转动安装有水平放置的电机轴5，电机轴5的一端位于测速口3附近，电机轴5的另一端从安装口4穿出主体1并位于泵体内，并且，电机轴5周侧与安装口4形成极小的间隙，具体地，电机轴5靠近测速口3的部分为电机轴5的自由端，电机轴5靠近安装口4的部分为电机轴5的驱动端。

使用时，电机轴5在电机腔2内转动，电机轴5远离测速口3的一端穿过安装口4伸入泵体内，并与泵体内的其他结构相固定，电机轴5转动时，电机轴5为泵体内的其他结构提供动力；电机轴5转动时，转速传感器34检测电机轴5的转速。

参照图1，电机腔2内壁上与电机轴5上分别安装有用于带动电机轴5转动的定子组件与转子组件。

参照图1，电机轴5驱动端上同轴套设安装有径向轴承6，径向轴承6为双列深沟球轴承。电机轴5自由端同轴套设安装有推力轴承7，推力轴承7为背对背安装的双列角接触球轴承。电机腔2内壁上用螺钉固定有两个轴承座8，两个轴承座8分别安装在电机腔2的左右两端，径向轴承6与推力轴承7分别安装于两个轴承座8内。

使用时，水介质充满电机腔2，定子组件与转子组件产生电磁感应，转子组件带动电机轴5转动，同时，径向轴承6承受径向载荷，推力轴承7承受轴向载荷；

相比传统的滑动轴承，径向轴承6为滚珠轴承，启动时形成稳定液膜，启动阻力较小，径向轴承6受到的磨损较小，提升使用寿命，同时，径向轴承6为双列深沟球轴承，径向轴承6的负荷能力较高，能够承受径向载荷；

传统的推力盘轴承只能承受轴向载荷，推力轴承7为双列角接触球轴承，能同时承受轴向载荷与径向载荷，推力轴承7能为径向轴承6分担部分径向载荷，不需要布置额外的径向轴承6，减少轴向结构的长度。

径向轴承6与推力轴承7的滚动体均为陶瓷球，陶瓷球的材料为陶瓷。

使用时，陶瓷球的优点有：电机腔2中的介质为水，金属容易在水介质中生锈，陶瓷球不容易被腐蚀；陶瓷球热膨胀系数小，电机腔2升温时陶瓷球膨胀程度极低，径向轴承6与推力轴承7卡死的概率极低；陶瓷球摩擦系数小，具有优秀的无油自润滑性，径向轴承6与推力轴承7在充满水介质的电机腔2中磨损程度较低；陶瓷球的弹性模量比钢高，受力时不易变形，径向轴承6与推力轴承7使用寿命较长。

参照图1与图2，定子组件包括定子屏蔽套9与圆管状的定子铁芯10，定子屏蔽套9为薄壁圆筒结构，定子屏蔽套9材料为哈氏合金，定子屏蔽套9的两端同轴焊接有固定管11，固定管11远离定子屏蔽套9的一端与电机腔2内壁相固定。固定管11与定子屏蔽套9组成圆筒结构并将电机腔2分隔为定子腔12与转子腔13，定子腔12内腔呈管状，转子腔13内腔呈圆柱状，转子腔13位于定子屏蔽套9内且与测速口3连通，定子腔12位于定子屏蔽套9外。定子铁芯10位于定子腔12内并与电机腔2内壁相固定，定子铁芯10的两端均同轴固定安装有定子屏蔽板14，定子屏蔽板14呈环状。

参照图1，壳体上开设有与定子腔12连通的接线孔15，壳体于接线孔15开口处安装有接线盒16，接线盒16与接线孔15相连通。

参照图1与图2，电机轴5与转子组件位于转子腔13内，转子组件包括固定套设于电机轴5上的转子铁芯17，转子铁芯17的材料为铜，转子铁芯17位于转子腔13内，转子铁芯17上套设有转子屏蔽套18，转子屏蔽套18为薄壁圆筒结构，转子屏蔽套18材料为哈氏合金，转子屏蔽套18的两端同轴固定安装有转子屏蔽板19，转子屏蔽板19呈环状且套设在电机轴5上。

使用时，定子铁芯10接有外界的电线，电线从定子腔12穿到接线盒16并通电，定子铁芯10通电时，转子铁芯17转动，电机轴5被带动一起转动；转子屏蔽套18、定子屏蔽套9分别将转子铁芯17、定子铁芯10与电机腔2内的水介质隔绝开来；接线盒16方便定子铁芯10接线。

参照图1与图3，电机轴5自由端同轴安装有辅叶轮20，辅叶轮20比推力轴承7更靠近测速口3，辅叶轮20叶片之间自然形成有流动通道21。主体1于转子腔13内壁上固定安装有挡环22，挡环22与辅叶轮20之间形成狭小的环形缝隙23。

使用时，辅叶轮20跟着电机轴5转动，辅叶轮20给水介质提供动力，水介质从电机轴5自由端往电机轴5驱动端流动，环形缝隙23狭小只能通过少许水介质，大部分水介质都要从流动通道21经过，保证了辅叶轮20驱动水介质流动的效率；

参照图1与图3，在转子腔13内，电机轴5自由端、辅叶轮20、挡环22与电机腔2内壁围成与测速口3连通的第一空间24。在转子腔13内，电机轴5驱动端、径向轴承6、装有径向轴承6的轴承座8与电机腔2内壁围成与安装口4连通的第二空间25。并且，第一空间24与第二空间25分别为转子腔13的左右两端。

使用时，辅叶轮20给水介质提供动力，水介质从第一空间24流向第二空间25。

参照图1，主体1上安装有两个集成冷却器26，集成冷却器26上安装有外循环管27，主体1上开设有进水通道28与出水通道29，进水通道28与第一空间24连通，出水通道29与第二空间25连通，外循环管27的两端分别与进水通道28、出水通道29连通。

使用时，电机轴5转动时，大量热量使得电机腔2内温度极高，水介质从流动通道21被辅叶轮20驱动后，穿过推力轴承7，然后在定子屏蔽套9与转子屏蔽套18之间流动，再穿过径向轴承6来到第二空间25，进入第二空间25后水介质进入外循环管27，水介质流到集成冷却器26时被冷却，冷却后的水介质沿着外循环管27流入第一空间24内，再次被辅叶轮20驱动，实现循环，循环过程中，水介质得到降温。

参照图1，两个轴承座8沿水平方向贯穿开设有辅助通道30。使用时，水介质在循环时，水介质需要穿过径向轴承6与推力轴承7，高速转动时，径向轴承6与推力轴承7可通过的水介质流量减少，辅助通道30可供水介质通过，保证了水介质的循环顺畅。

参照图1，主体1上开设有与转子腔13连通的测温口35，主体1于测温口35开口处安装有温度传感器31。

使用时，温度传感器31检测水介质的温度。

参照图1，主体1顶部沿竖直向下的方向开设有与转子腔13连通的排气孔33，主体1于排气孔33开口安装有排气阀32。

给转子腔13加入水时，原本转子腔13内充满气体，泵体内的水介质无法进入转子腔13，打开排气阀32，转子腔13与外界连通，,泵体的水介质从安装口4流入转子腔13，随着水介质不断充满转子腔13，气体不断从排气阀32排到外界，等到排气阀32溢出水时，转子腔13内充满水介质，关闭排气阀32。

本申请实施例一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构的实施原理为：打开排气阀32，泵体的水介质从安装口4流入转子腔13，水介质不断流入转子腔13，同时转子腔13内的气体不断排出，排气阀32流出水介质后，关闭排气阀32，此时水介质充满转子腔13；

定子铁芯10通电，转子铁芯17带动电机轴5一起转动，电机轴5启动，转速传感器34测量电机轴5的转速，此时电机轴5受到径向载荷与轴向载荷，径向轴承6承受径向载荷，径向轴承6为双列深沟球轴承，不会像滑动轴承那样形不成稳定的液膜，此时启动阻力较小，径向轴承6受到的磨损较小，径向轴承6的使用寿命较长；

推力轴承7承受轴向载荷，推力轴承7为双列角接触球轴承，除了承受轴向载荷外还能承受径向载荷，推力轴承7分担一些径向载荷，不需要布置额外的径向轴承6，减少轴向结构的长度；

径向轴承6与推力轴承7的滚动体为陶瓷球，具有不易受腐蚀、膨胀系数低、自润滑性高与不易变形的优点；

电机轴5转动时，大量热量产生，需要对水介质进行降温，辅叶轮20随之电机轴5转动，第一空间24的水介质大部分经过流动通道21被辅叶轮20提供动力，水介质一次流经推力轴承7与辅助通道30、转子屏蔽套18与定子屏蔽套9之间的间隙、径向轴承6与辅助通道30来到第二空间25，水介质来到第二空间25后进入外循环管27，经过集成冷却管降温后，沿着外循环管27重新流到第一空间24，完成降温循环，同时，温度传感器31检测水介质的温度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：包括主体(1)，所述主体(1)内开设有电机腔(2)，所述主体(1)上转动设置有电机轴(5)，所述电机轴(5)自由端穿过所述主体(1)位于所述电机腔(2)内，所述电机轴(5)上套设有径向轴承(6)与推力轴承(7)，所述径向轴承(6)为滚动轴承，所述径向轴承(6)、所述推力轴承(7)均与所述电机腔(2)内壁相固定，所述电机腔(2)内壁上与所述电机轴(5)上分别设置有用于带动所述电机轴(5)转动的定子组件与转子组件。

2.根据权利要求1所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述推力轴承(7)为滚动轴承。

3.根据权利要求2所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述推力轴承(7)与所述径向轴承(6)的滚动体均为陶瓷球。

4.根据权利要求1所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述电机轴(5)自由端设置有辅叶轮(20)，所述主体(1)上设置有集成冷却器(26)，所述集成冷却器(26)上设置有外循环管(27)，所述外循环管(27)的两端分别与所述电机腔(2)的两端连通。

5.根据权利要求4所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述电机腔(2)内壁与所述辅叶轮(20)之间形成环形缝隙(23)。

6.根据权利要求4所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述电机腔(2)内壁上固定有两个轴承座(8)，所述径向轴承(6)与所述推力轴承(7)分别固定于两个所述轴承座(8)上，所述轴承座(8)贯穿开设有辅助通道(30)。

7.根据权利要求1所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述定子组件包括定子铁芯(10)与固定于所述电机腔(2)内壁上的定子屏蔽套(9)，所述定子屏蔽套(9)将所述电机腔(2)分为定子腔(12)与转子腔(13)，所述转子腔(13)位于所述定子屏蔽套(9)内，所述定子腔(12)位于所述定子屏蔽套(9)外，所述定子铁芯(10)位于所述定子腔(12)内，所述转子组件包括固定套设于电机轴(5)上的转子铁芯(17)，所述电机轴(5)与所述转子铁芯(17)位于所述转子腔(13)内，所述转子铁芯(17)上设置有转子屏蔽套(18)。

8.根据权利要求7所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述壳体上设置有接线盒(16)，所述接线盒(16)与所述定子腔(12)相连通。

9.根据权利要求7所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述主体(1)上开设有与所述转子腔(13)连通的测速口(3)，所述主体(1)于所述测速口(3)开口处设置有用于测量所述电机轴(5)的转速传感器(34)。

10.根据权利要求7所述的一种采用滚动轴承的卧式屏蔽电机结构，其特征在于：所述主体(1)上开设有与所述转子腔(13)连通的测温口(35)，所述主体(1)于所述测温口(35)开口处设置有用于测量温度的温度传感器(31)。