專利名稱:無封型潛水電泵的制作方法
本實用新型涉及新式潛水電泵，特別是無封型潛水電泵。
現(xiàn)有的潛水電泵都是小型泵，而且其結(jié)構(gòu)無論是油浸式或氣壓式，都有將電機與水泵嚴密隔絕的密封件。盡管潛水電泵有效率高、安裝使用方便等方面的優(yōu)越性，但是長期以來人們卻無法把它應用到大多數(shù)中、小型電泵上來，也就是大多數(shù)農(nóng)業(yè)灌溉或工業(yè)、生活用水卻不用潛水電泵。究其原因，就我所知有如下三大困難一是潛水電泵要求密封件與主軸有較長的密合長度才能有效密封，這就迫使主軸過度伸長，然而泵葉輪與支承軸承間的距離過長就會在大功率運行中產(chǎn)生彈性顫振甚至將主軸扭斷；二是在油浸式電機內(nèi)轉(zhuǎn)子與浸油之間的高速磨擦會損耗部分能量將油加熱，而且隨著功率越大也使轉(zhuǎn)子的磨擦速度與面積也增大，這樣對運行的阻力和功率損耗也就越大；三是使用者一般都不知密封件的磨損程度，況且更換密封件又很困難，因沒有按期更換密封件而燒毀電機是常見弊病。這些困難都要求對密封件進行改革。
本實用新型的任務就是提供一種不用密封件的潛水電泵，簡稱為無封型潛水電泵。此種電泵由于撤除了密封件。既縮短了主軸，又大大提高了泵的效率，就使大多數(shù)中小型電泵都可改制成潛水電泵。這樣，既節(jié)約了水泵房建設投資，又因為消除了初充水設備和傳動設備而降低造價，還消除了進水管路的漏氣故障，更重要的是消除了底閥門的進水阻力、電機冷卻風扇阻力、傳動阻力、密封件磨擦阻力以及轉(zhuǎn)子與浸油之間的磨擦阻力，從而大幅度地提高了泵的效率，也就達到了節(jié)約電能的效果。這就是發(fā)明無封型潛水電泵的目的。
此發(fā)明是這樣實現(xiàn)的將立式電機與水泵聯(lián)體共軸垂直置于水下，電機在上，水泵在下，電機外部(包括接線盒)全封閉。在機與泵之間有浮油室和浮動閥。浮油室是根據(jù)油(一般用變壓器絕緣油)浮于水的原理，配合電機內(nèi)空氣的熱脹冷縮而自動調(diào)整室內(nèi)水位線的高低。浮動閥是利用水的浮力自動開閉浮油室與外界水之間的閥門結(jié)構(gòu)，以免電機提出水面后漏出絕緣油。由于水份難以穿越油層(當然會將油緩慢潮濕、氧化以及出現(xiàn)酸類和殘渣，但時間較長，此題后面詳述)再竄入電機繞組，讓絕緣油本身對水份進行密封，由此省去了密封件。
發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、原理由以下的實施例並結(jié)合附圖作進一步詳細描述圖1是無封型潛水電泵的結(jié)構(gòu)縱截面示意圖。
圖2是浮油室和浮動閥結(jié)構(gòu)示意圖(圖1中A－B部分放大圖)在圖1中，電機(2)與泵體(5)通過支承座(10)聯(lián)體共軸聯(lián)結(jié)起來，支承座(10)是園桶型結(jié)構(gòu)，四邊有空洞讓水直入浮油室(11)的底部。浮油室(11)呈園碟形結(jié)構(gòu)，其底板有兩支管向外通出，其中一支是玻璃油標管(3)，另一支是進出油管(13)，此油管又分出向上伸出的加油咀(12)和向下伸出的放油咀(8)，還有電機頂蓋上的放氣咀(1)，這些油咀、氣咀都有螺蓋旋緊密封。浮油室底部是浮動閥，其具體結(jié)構(gòu)如圖2放大說明。泵體(5)內(nèi)有水泵葉輪(6)，葉輪上面是丁氰橡膠密封圈(7)，它是代替一般水泵中的填料防止高壓水向外射出的，這在農(nóng)用直聯(lián)水泵上已經(jīng)采用。泵體最底部是欄柵座(4)，它制成底面和周面都是柵條結(jié)構(gòu)，這既可攔污又對整體起支承座作用。
在圖2中，浮油室(11)的底部是油封墊(16)和浮動閥。油封墊(16)一般使用油封材料羊毛氈，其作用是阻擋泥砂污物進入浮油室。浮動閥是由擋油環(huán)(18)、橡膠圈(15)、托環(huán)(21)、托蓋(23)、杠桿(22)和浮動環(huán)(9)組成。這些部件的特征分別是擋油環(huán)(18)的下面車制成有向下突出的凸尖環(huán)，托環(huán)(21)是環(huán)形鐵圈埋嵌在橡膠圈(15)的內(nèi)底面上，杠桿(22)只有四支并均布四個方向，托蓋(23)則是園形鐵蓋板並在四個方向鑄成凸座孔用以穿接杠桿(22)上的轉(zhuǎn)動插銷，浮動環(huán)(9)卻是形似救生圈式內(nèi)充空氣的塑料環(huán)，橡膠圈(15)一般用耐磨、耐油的橡膠鑄成，其截面形狀如圖，它的上部與擋油環(huán)(18)的外沿底面貼合，下部富有彈性，且在自由狀態(tài)下與擋油環(huán)(18)下面的凸尖環(huán)尖鋒不接觸，有1－2MM的間隙。浮動閥的工作原理是這樣當機體沉入水下時，由于浮動環(huán)(9)受到水的浮力往上浮，就使橡膠圈(15)底部呈自由狀態(tài)，外界水能穿過此間隙進入浮油室，或者從浮油室排出；反之，當機體拉出水面時，浮動環(huán)(9)失去水的浮力而以重力往下壓，這通過杠桿(22)產(chǎn)生對托環(huán)(21)的往上壓力，于是迫使橡膠圈(15)下部的彈性部分與擋油環(huán)(18)下面的凸尖環(huán)鋒緊密接觸，此尖鋒接觸面積小，而接觸比壓卻很大，並且泥砂微粒粘不住鋒尖，這就能有效地自動封閉浮油室中的水或油不往外滲漏。擋油環(huán)下部緊接著擋水環(huán)(20)，它是防止丁氰橡膠密封圈(7)被磨蝕后高壓水直接射向浮動閥的。擋油環(huán)(18)和擋水環(huán)(20)都是以螺紋旋在主軸(14)上，然后用螺絲(19)固定，防止松動。
此種機使用前，必須擰開放氣咀(1)和加油咀(12)，向加油咀內(nèi)灌進絕緣油，這時油通過進出油管(13)進入浮油室(11)，內(nèi)空氣從放氣咀(1)排出，充油量可以從玻璃油標管(3)中看到油位，一直到充滿油標管為止，也就達到圖1中絕緣油的上虛線(最高油位線)，這時擰緊並封閉放氣咀、加油咀，就可沉入水中使用。機器運行后，由于內(nèi)空氣首先被水壓力壓縮，然后受線圈加熱膨脹，會將油向下排擠出一小部分，而停機冷卻后外界水會自動補進浮油室底部，絕緣油浮在水位線(17)之上，以后開機時浮油室底部就有水存在，並且臨時拉出水面時也不能將這部分水放掉。由于機體沉入水中允許10度以內(nèi)的傾斜，那么水位線(17)最高不得超過浮油室高度的1／2，而浮油室的大小和高度要根據(jù)內(nèi)空氣的熱脹系數(shù)以及外界水壓力來計算確定。
關于絕緣油的使用壽命是此機型的關鍵。盡管油浮于水，但這里油與水的接觸面積大，又有主軸的旋轉(zhuǎn)攪拌，水能使絕緣油潮濕，水中氧氣還可使油氧化以至出現(xiàn)酸類和殘渣，還有上部絕緣油還兼用電機下軸承的潤滑油，由此加速殘渣的形成。對于這些，根據(jù)經(jīng)驗和實驗推斷證明，絕緣油使用期為一年有如下根據(jù)一是將變壓器絕緣油與水攪拌並混合存放五年后測出0.1MM油膜仍有0.6兆歐(500V搖表)的電阻；二是此種機型結(jié)構(gòu)特點使上層油(電機內(nèi))受線圈熱烘和軸承旋轉(zhuǎn)加熱而溫度較高，但下層油(浮油室中)受水冷卻溫度低，由此下層含水份較多的油不會與上層油產(chǎn)生熱對流，況且上、下層油之間的接觸面積卻很小，這樣很難使上層油潮濕；三是與現(xiàn)有的油浸式潛水電泵對比，它的密封件並不能阻擋絕緣油的潮濕和氧化，浸油還受到轉(zhuǎn)子的磨擦和軸承旋轉(zhuǎn)的磨擦，而其絕緣油也能維持工作3000小時。這些都能證明對無封型潛水電泵每年進行一次拆洗、熱烘並更換新油是可行的。
權(quán)利要求
1.一種由電機在上、水泵在下的聯(lián)體共軸式無封型潛水電泵，其特征是在機與泵之間緊貼電機底部有浮油室(11)，浮油室底部是浮動閥，浮動閥是由擋油環(huán)(18)、橡膠圈(15)、托環(huán)(21)、托蓋(23)、杠桿(22)和浮動環(huán)(9)組成，其中擋油環(huán)(18)的下面車制向下突出的凸尖環(huán)，橡膠圈(15)與擋油環(huán)(18)如此配合使橡膠圈(15)的上部與擋油環(huán)(18)的外沿底面貼合，下部富有彈性，且在自由狀態(tài)下與擋油環(huán)下面的凸尖環(huán)尖鋒不接觸，有1-2MM的間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的潛水電泵，其特征是浮油室(11)的底板通出一支玻璃油標管(3)和另一支進出油管(13)，此油管又分出向上伸出的加油咀(12)和向下伸出的放油咀(8)。
專利摘要
本實用新型提供了一種不使用密封件的無封型潛水電泵，是適用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)或生活用水的提水機械，其特征是讓水進入電機底部的浮油室，而油浮于水，讓絕緣油自行對水分進行密封，從而省去了密封件、縮短了主軸并提高了泵的效率，這樣就使大多數(shù)中、小型電泵都可以改制成此型潛水電泵。
文檔編號F04D13/08GK87202771SQ87202771
公開日1988年4月20日 申請日期1987年3月1日
發(fā)明者俞有慶 申請人:俞有慶導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan