CN220210179U - 一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，包括定子组件、转子组件、机壳，以及电机外的泵体，还包括定子冷却系统和转子冷却系统。定子冷却系统包括轴向冷却和径向冷却，轴向冷却利用导液通道流过的低温介质进行降温，径向冷却利用定子压板空腔内的低温介质进行降温。转子冷却系统利用转轴和转子铁芯中心轴内流过的低温介质进行降温。与现有技术相比，本实用新型冷却方法不需要借助外在冷却系统，不需要耗费冷却介质和回收冷却介质，只需借助泵内的部分低温介质进行冷却即可。作为低温泵用电机，定子组件特有的导液通道会增大流通量。由于不同低温介质的特性不同，本实用新型冷却方法在保证电机密封性的基础上，确保低温介质不流经电机内部。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机冷却结构，具体涉及一种具有并列式液冷结构的低温泵用永磁电机，属于电气工程技术领域。
背景技术
潜液式低温泵常用于输送各种低温液体介质，而电机通常浸泡在低温液体中，电机的稳定运行决定着潜液泵的输送效率。
潜液式低温泵用电机运行时需保证绝对密封性，所以传统电机常用的风冷、水冷、油冷等冷却方式不太适合。而过高的温升也会导致低温介质的气化，造成气蚀现象。本实用新型针对低温泵用电机内部温升过高的问题，提出了一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机。与传统冷却方式不同的是，本实用新型冷却方法不需要冷却介质进入电机气隙内，不需要考虑耗费、回收冷却介质的问题，保证电机运行时的密封性、安全性。
实用新型内容
一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，包括机壳、定子组件、转子组件，所述定子组件固定在机壳的内侧壁上，包括定子铁芯、定子压以及绕组，定子压板固定在定子铁芯两端，所述转子组件位于定子组件内，包括轴承、转轴、转子铁芯、永磁体，转轴通过轴承安装在机壳两侧端盖上。
所述机壳和泵体之间形成主流道，泵体底部为流体入口、上部为流体出口，流体入口、出口均与主流道连通。
所述定子铁芯和两侧定子压板轴向开孔形成第一导液通道，用作定子轴向冷却，解决低温介质流动阻力和冷却效率问题，为了不影响定子轭部磁通分布，开孔位置尽量远离绕组，设置在两定子槽的夹角处，导液孔与定子同心周向分布，数量与定子槽数相等，导液孔圆心、两定子槽圆心三者位置互成等腰三角形，且导液孔的半径为定子槽半径的一半；
所述定子径向冷却包括进液口、出液口和定子压板空腔，定子压板位于定子铁芯的两侧，将定子压板做成空腔形状，一方面起到压紧定子硅钢片的作用，另一方面压板空腔内的低温介质起到降低定子铁芯温度的作用；
所述转轴和转子铁芯沿中心轴向开孔形成第二导液通道，第二导液通道内壁光滑平整，以保障转子高速旋转的情况下液体也可以完整流过。
进一步地：定子压板两侧安装有密封罩，定子、密封罩、转子之间形成密闭空气域，因为各种低温介质性质的不同，设置密封罩用来防止泵内低温介质流入，密封罩外表面直接接触低温介质，有效降低密闭空气域的温度。
进一步地：少部分低温介质流入电机内，轴承两侧区域的低温介质可以起到润滑轴承和降低轴承温度的作用。
进一步地：第一导液通道内壁形状设置成特斯拉阀结构，保证低温介质单向流动、增大冷却面积。
进一步地：流体入口和出口处的电机外壳根据流体的速度做成不同的流线型，目的是减小机壳对液体的阻力，泵体形状尽量贴合电机外壳形状，使得两者之间的主流道尽量圆润平滑，以减小液体流动阻力。
本实用新型的目的就是为了克服现有技术存在的缺陷而提供一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，采用电机定子和转子并列式冷却结构，有效提高电机的冷却效率。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1.本实用新型对电机的定子组件和转子组件都使用低温介质进行冷却，超低温的介质可以有效降温，且不需要额外增设装置；相比传统的单一定子冷却方式，定子转子并列式液冷结构可以有效降低电机内部温度，提高冷却效率。
2.低温介质可以起到润滑、冷却轴承的作用，所以无需增设轴承降温的装置，提高轴承可靠性。
3.完成冷却后的低温介质不需要增设排出装置，直接流出泵。
4.本实用新型所用的导液通道，在完成降温的基础上，还可以起到增大流通量的作用。
附图说明
图1为本实用新型所述一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机剖面图。
图2为定子铁芯压板剖面图，包括第一导液通道。
图3为定子压板空腔结构。
图4为第一导液通道所用的特斯拉阀结构。
图中：1-泵体、2-1-泵体底部入口、2-2-泵体上部出口、3-主流道、4-机壳、5-1-机壳底部入口、5-2-机壳上部出口、6-转子铁芯、7-转轴、8-第二导液通道、9-轴承、10-1-机壳底部端盖入口、10-2-机壳上部端盖出口、11-密封罩、12-定子铁芯、13-定子压板、14-第一导液通道、15-密闭气隙、16-第一导液通道的导液孔、17-压板入口、18-压板内空腔、19-方形储液槽、20-特斯拉阀结构。
具体实施方式
本实用新型给出了一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，其目的在于：提升低温介质对定子组件和转子组件的冷却效果，降低电机内部温度；解决传统低温泵用电机温升过大造成局部介质气化问题；增大泵内流通量。
为使本实用新型达到上述目的，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行更直观更简明的概述。
结合附图说明本实施方式，如图1所示，一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，包括机壳(4)、定子组件、转子组件以及泵体(1)。定子组件固定在机壳的内侧壁上，转子组件位于定子组件内部。定子、转子、密封罩(11)之间形成内腔气隙(15)。
如图1所示，低温介质由泵体入口(2-1)流入，大部分低温介质经主流道(3)流出，少部分则由机壳底部入口(5-1)流入作为进一步冷却用。其中一部分低温介质穿过转轴(7)和转子铁芯(6)轴心位置的第二导液通道(8)，贯穿整个转子的低温介质能够降低转子铁芯中部的高温，由转轴的另一端流出。另一部分低温介质穿过机壳下侧端盖入口(10-1)，流经用于定子冷却的第一导液通道(14)。当低温介质流入或者流出机壳两侧端盖口时，整个轴承(9)、密封罩(11)以及两端的轴承(7)都浸泡在低温介质中，一方面可以润滑轴承，另一方面也可以降低轴承部位温度、降低转子两侧温度，整个密封罩的外表面直接接触低温介质，同样起到降低密闭空气域温度的作用。
如图2所示，用于定子轴向冷却的第一导液通道(14)沿定子铁芯(12)和定子压板(13)轴向开孔。在兼顾定子轭部磁通分布和增大流通量的前提下，导液孔(16)设置在两定子槽的夹角处，导液孔圆心、两定子槽圆心三者位置互成等腰三角形，且导液孔的半径为定子槽半径的一半。
如图3所示，低温介质在流经第二导液通道(8)前，先流入定子压板的入口(17)，入口直通压板空腔(18)，整个空腔除了环形流动结构外还在两定子槽中间设置了方形储液槽(19)，目的是为了进一步增大冷却面积，提高冷却效率。压板空腔内低温介质储满时，由另一半压板的出口流出到第二导液通道。
如图4所示，用于定子轴向冷却的第一导液通道(14)做成特斯拉阀结构(20)。特斯拉阀具有特殊的回路设计，使得液体只能按照图示方向流动，而不能反向流动。这就可以确保低温介质按照单一方向流动，另外特斯拉阀结构能够增加局部流体流速和换热面积，提高了湍流程度，进一步增强了换热性能。
如图1所示，第二导液通道(8)流出的低温介质穿出机壳上侧端盖出口(10-2)，以及第一导液通道(14)流出的低温介质，两者汇于机壳上部出口(5-2)，最终与主流道(3)的低温介质流出泵体。
Claims (7)
1.一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，其特征在于：包括机壳(4)、定子组件、转子组件，所述定子组件固定在机壳的内侧壁上，包括定子铁芯(12)、定子压板(13)以及绕组，定子压板固定在定子铁芯两端，所述转子组件位于定子组件内，包括轴承(9)、转轴(7)、转子铁芯(6)、永磁体，转轴通过轴承安装在机壳两侧端盖上。
2.根据权利要求1所述的一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，其特征在于：机壳(4)和泵体(1)之间形成主流道(3)，泵体底部入口(2-1)、泵体上部出口(2-2)与主流道相连通。
3.根据权利要求1所述的一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，其特征在于：定子铁芯(12)和两侧定子压板(13)轴向开孔形成第一导液通道(14)，用作定子轴向冷却，开孔位置在两定子槽的夹角处，导液孔(16)与定子同心周向分布，数量与定子槽数相等，导液孔圆心、两定子槽圆心三者位置互成等腰三角形，且导液孔的半径为定子槽半径的一半；
定子径向冷却包括进液口、出液口和定子压板空腔(18)，定子压板(13)位于定子铁芯(12)的两侧，定子压板的空腔形状一方面起到压紧定子硅钢片的作用，另一方面压板空腔内的低温介质起到降低定子铁芯温度的作用；
转轴(7)和转子铁芯(6)沿中心轴向开孔形成第二导液通道(8)，第二导液通道内壁光滑平整。
4.根据权利要求1所述的一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，其特征在于：定子压板(13)两侧安装有密封罩(11)，定子、密封罩、转子之间形成密闭空气域(15)。
5.根据权利要求1所述的一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，其特征在于：少部分低温介质流入电机内，轴承(9)两侧区域的低温介质可以起到润滑轴承和降低轴承温度的作用。
6.根据权利要求3所述的一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，其特征在于：第一导液通道内壁形状设置成特斯拉阀结构(20)，以保证低温介质单向流动、增大冷却面积。
7.根据权利要求2所述的一种具有并列式液冷结构的低温泵用电机，其特征在于：泵体底部入口(2-1)和泵体上部出口(2-2)处电机外壳做成减小流体阻力的流线型，泵体形状贴合电机外壳形状。
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