專利名稱：具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特別適用于礦山生產(chǎn)主排水、強排水和淹井后復礦排水的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電機分為干式電機和濕式電機兩種。所謂干式電機也即電機只能在空氣中運行，而不能在被水淹沒或半淹沒的工況下工作。所謂濕式電機則是在電機內(nèi)部設(shè)置有冷卻流道，當電機在被淹沒的工況下工作時，環(huán)境水通過電機內(nèi)部的冷卻流道對電機進行冷卻，從而保證了濕式電機的穩(wěn)定工作；但是當濕式電機在空氣中運行時，由于沒有環(huán)境水對電機進行冷卻，將使得電機會由于高溫的原因被燒毀而不能工作。然而在礦山生產(chǎn)時，電機將時常需要在空氣中也即干式工況或被淹沒的情況下也即濕式工況下交替工作，如圖1所示，低位點A所示即為干式運行水位，高位點B所示則為濕式運行水位，也即當水位為B時，電機和水泵均浸沒在水中。當?shù)V山突發(fā)透水乃至發(fā)生淹礦現(xiàn)象時，水位將達到B處，此時干式電機不但不能工作，還會因為被水淹沒而可能遭到損壞；濕式電機雖然在被淹沒的狀況下能夠正常工作以排水，但當水位由B逐漸下降時，濕式電機也將逐漸暴露在空氣中，從而使得濕式電機內(nèi)部產(chǎn)生的熱量難以及時散發(fā)掉，此時濕式電機的工作將受到嚴重影響，當水位繼續(xù)降低時，則濕式電機可能被燒毀而無法工作。由此可見，現(xiàn)有的兩種電機在礦山突發(fā)透水時將會被動地失去排水作用而導致淹礦，甚至造成人員傷亡事故，給礦山造成重大的經(jīng)濟損失，因此亟待改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，本電機不但能夠在空氣中也即在干式工況下運行，而且能夠在被淹沒或半淹沒的狀況下也即在濕式工況下運行，同時本電機結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，電機外側(cè)設(shè)置有冷卻單元；所述電機通過電機殼體上的開口以及冷卻水管道與冷卻單元相連通以構(gòu)成對電機內(nèi)部進行冷卻的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。同時，本發(fā)明還可以通過以下技術(shù)措施得以進一步實現(xiàn)所述電機內(nèi)部設(shè)有電機轉(zhuǎn)軸，電機轉(zhuǎn)軸的軸身上穿設(shè)固定有隨電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的外側(cè)套設(shè)有固定在電機殼體內(nèi)側(cè)的定子，所述電機轉(zhuǎn)軸的設(shè)置在電機殼體內(nèi)部的一端設(shè)置有驅(qū)動冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水循環(huán)的葉輪。所述冷卻水管道包括冷卻水供水管道和冷卻水回水管道，冷卻水供水管道的一端與設(shè)置在電機殼體上的供水口相連，冷卻水供水管道的另一端與冷卻單元的冷卻水進水口相連，冷卻水回水管道的一端與設(shè)置在電機殼體上的回水口相連，冷卻水回水管道的另一端與冷卻單元的冷卻水出水口相連；所述電機殼體上的供水口設(shè)置在定子的遠離葉輪的一側(cè)，所述電機殼體上的回水口設(shè)置在葉輪的遠離定子的一端。優(yōu)選的，所述冷卻單元即為冷卻器，冷卻器包括封閉狀的冷卻器殼體以及自冷卻器殼體中穿過的輸水管，所述冷卻器殼體的內(nèi)壁與輸水管的外壁之間設(shè)置有供冷卻水流通的冷卻水通道，所述冷卻水進水口、冷卻水出水口分設(shè)在冷卻器殼體上。進一步的，所述冷卻器殼體呈圓筒狀，且冷卻器殼體和輸水管的軸線彼此重合。所述冷卻水進水口設(shè)置在冷卻器殼體的下側(cè)，冷卻水出水口設(shè)置在冷卻器殼體的上側(cè)；所述冷卻水通道設(shè)置在冷卻水進水口和冷卻水出水口之間且設(shè)置有多個，多個冷卻水通道均勻地環(huán)繞布設(shè)在輸水管的周側(cè)，所述冷卻水通道的軸線與輸水管的軸線相平行。優(yōu)選的，所述輸水管的伸出在冷卻器殼體的兩端部均設(shè)置有連接法蘭，以便于輸水管與水泵出水口或其他管道的連接。更進一步的，所述冷卻器殼體呈圓筒狀，且冷卻器殼體和輸水管的軸線彼此重合； 且所述冷卻水進水口設(shè)置在冷卻器殼體的下側(cè)，冷卻水出水口設(shè)置在冷卻器殼體的上側(cè)； 所述冷卻水通道設(shè)置在冷卻水進水口和冷卻水出水口之間且設(shè)置有多個，多個冷卻水通道均勻地環(huán)繞布設(shè)在輸水管的周側(cè)，所述冷卻水通道的軸線與輸水管的軸線相平行。本發(fā)明的有益效果在于1)、本發(fā)明中的冷卻器和設(shè)置在電機轉(zhuǎn)軸上的葉輪相配合，當電機工作時，電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并驅(qū)動干、濕兩用離水泵工作，水泵將水通過冷卻器上的輸水管排出，此時電機轉(zhuǎn)軸上的葉輪驅(qū)動冷卻水流經(jīng)電機內(nèi)部，從而帶走電機內(nèi)部的熱量并被加熱，被加熱的冷卻水通過冷卻水供水管道進入冷卻器中的冷卻水通道，冷卻水在冷卻水通道內(nèi)通過時與輸水管內(nèi)的冷水產(chǎn)生熱交換而被降溫，降溫后的冷卻水經(jīng)冷卻水回水管道再次進入電機殼體內(nèi)部，并對電機進行降溫冷卻，由此不斷循環(huán)，保證了電機和水泵安全穩(wěn)定的工作。2)、進一步的，本發(fā)明既能暴露在空氣中正常工作，又能在礦山突發(fā)透水時潛入水中正常工作，也即本電機既可以在干式工況下運行，也能在濕式工況下工作，從而不會影響整個泵組的排水性能。3)、本發(fā)明中的葉輪為驅(qū)動部件，冷卻器為冷卻部件，由此本發(fā)明改變了以往電機只能被動散熱或冷卻的方式，只要電機和水泵開始工作，由葉輪和冷卻器構(gòu)成的冷卻循環(huán)系統(tǒng)即開始工作，從而實現(xiàn)對電機的主動且實時高效地冷卻作用，確保了本電機在干式或濕式工況下均能夠安全穩(wěn)定的工作。


圖1是本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是電機與冷卻器的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標記的含義如下10-電機 11-定子 12-轉(zhuǎn)子 13-電機轉(zhuǎn)軸14-葉輪 15-電機殼體 20-水泵 21-水泵進水管22-出水管30-冷卻器 31-冷卻水供水管道
32-冷卻水回水管道 33-冷卻器殼體 34-輸水管35-冷卻水通道 36-第一連接法蘭 37-第二連接法蘭A-干式運行水位 B-濕式運行水位
具體實施例方式如圖1、2所示，一種具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，電機10 外側(cè)設(shè)置有冷卻單元；所述電機10通過電機殼體15上的開口以及冷卻水管道與冷卻單元相連通以構(gòu)成對電機10內(nèi)部進行冷卻的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。所述的冷卻單元既可以為單獨的冷卻部件，也可以為驅(qū)動部件和冷卻部件的組合，比如冷卻單元可以為變頻水泵與冷卻器的組合，此時變頻水泵可根據(jù)電機轉(zhuǎn)速的快慢而調(diào)整冷卻水量的大小，以確保對電機的冷卻效果。進一步的，如圖3所示，所述電機10內(nèi)部設(shè)有電機轉(zhuǎn)軸13，電機轉(zhuǎn)軸13的軸身上穿設(shè)固定有隨電機轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子12，轉(zhuǎn)子12的外側(cè)套設(shè)有固定在電機殼體15內(nèi)側(cè)的定子11，所述電機轉(zhuǎn)軸13的設(shè)置在電機殼體15內(nèi)部的一端設(shè)置有驅(qū)動冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水循環(huán)的葉輪14。所述葉輪14既可以直接固定在電機轉(zhuǎn)軸13上，也可以通過連接部件與電機轉(zhuǎn)軸 13相連。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明以固設(shè)在電機轉(zhuǎn)軸13端部的葉輪14為驅(qū)動部件，從而充分利用了電機的能量，簡化了結(jié)構(gòu)，同時也實現(xiàn)了對電機進行實時冷卻的功能，確保了冷卻效果。優(yōu)選的，如圖1、3、4所示，所述冷卻水管道包括冷卻水供水管道31和冷卻水回水管道32，冷卻水供水管道31的一端與設(shè)置在電機殼體15上的供水口相連，冷卻水供水管道31的另一端與冷卻單元的冷卻水進水口相連，冷卻水回水管道32的一端與設(shè)置在電機殼體15上的回水口相連，冷卻水回水管道32的另一端與冷卻單元的冷卻水出水口相連；所述電機殼體15上的供水口設(shè)置在定子11的遠離葉輪14的一側(cè)，所述電機殼體15上的回水口設(shè)置在葉輪14的遠離定子11的一端。如圖1、3、4所示，所述冷卻單元即為冷卻器30，冷卻器30包括封閉狀的冷卻器殼體33以及自冷卻器殼體33中穿過的輸水管34，所述冷卻器殼體33的內(nèi)壁與輸水管34的外壁之間設(shè)置有供冷卻水流通的冷卻水通道35，所述冷卻水進水口、冷卻水出水口分設(shè)在冷卻器殼體33上。進一步的，所述冷卻器殼體33呈圓筒狀，且冷卻器殼體33和輸水管34的軸線彼此重合。如圖3、4所示，所述冷卻水進水口設(shè)置在冷卻器殼體33的下側(cè)，冷卻水出水口設(shè)置在冷卻器殼體33的上側(cè)；所述冷卻水通道35設(shè)置在冷卻水進水口和冷卻水出水口之間且設(shè)置有多個，多個冷卻水通道35均勻地環(huán)繞布設(shè)在輸水管34的周側(cè)，所述冷卻水通道35 的軸線與輸水管；34的軸線相平行。所述輸水管34的伸出在冷卻器殼體33的兩端部均設(shè)置有連接法蘭，也即如圖3 所示，輸水管；34的上端設(shè)置有第一連接法蘭36，下端設(shè)置有第二連接法蘭37，以使得輸水管34便于和水泵20的出水口或其他管道相連接。
更進一步的，所述冷卻器殼體33呈圓筒狀，且冷卻器殼體33和輸水管34的軸線彼此重合。所述冷卻水進水口設(shè)置在冷卻器殼體33的下側(cè)，冷卻水出水口設(shè)置在冷卻器殼體33的上側(cè)；所述冷卻水通道35設(shè)置在冷卻水進水口和冷卻水出水口之間且設(shè)置有多個， 多個冷卻水通道35均勻地環(huán)繞布設(shè)在輸水管34的周側(cè)，所述冷卻水通道35的軸線與輸水管34的軸線相平行。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作過程作進一步說明。如圖1所示，電機10與水泵20也即干、濕兩用離心泵相連，水泵20的進水口與水泵進水管21相連，水泵20的出水口與輸水管34下端的第二連接法蘭37相連，輸水管34 通過其上端的第一連接法蘭36與出水管22相連。如圖1、3所示，冷卻器殼體33上的冷卻水進水口通過冷卻水供水管道31與電機殼體15上的供水口，冷卻器殼體33上的冷卻水出水口通過冷卻水回水管道32與電機殼體 15上的回水口相連。所述電機殼體15上的供水口設(shè)置在定子11靠近水泵20的一側(cè)，所述電機殼體15 上的回水口設(shè)置在葉輪14遠離水泵20的一端。圖3中所示的葉輪14、電機內(nèi)部定子11和轉(zhuǎn)子12之間的冷卻通道、電機殼體15 上的供水口、冷卻水供水管道31、冷卻器30、冷卻水回水管道32以及電機殼體15上的回水口彼此相連以構(gòu)成一個完整的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，冷卻水在冷卻循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)流動以對電機 10進行冷卻。圖1、2中的虛線箭頭所示為水泵20中的水流方向，圖3、4中的實線箭頭所示為冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水流向。當電機10工作時，電機轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動并驅(qū)動干、濕兩用離水泵工作，水泵20將水通過冷卻器30上的輸水管34排出，此時電機轉(zhuǎn)軸13上的葉輪14驅(qū)動冷卻水流經(jīng)電機10 內(nèi)部，也即冷卻水自定子11和轉(zhuǎn)子12之間的間隙中流過，從而帶走電機內(nèi)部的熱量并被加熱，被加熱的冷卻水通過冷卻水供水管道31進入冷卻器30中的冷卻水通道35，冷卻水在冷卻水通道35內(nèi)通過時與輸水管34內(nèi)的冷水產(chǎn)生熱交換而被降溫，降溫后的冷卻水經(jīng)冷卻水回水管道32再次進入電機殼體15內(nèi)部，并對電機10進行降溫冷卻，由此不斷循環(huán)，保證了電機10安全穩(wěn)定的工作。
權(quán)利要求
1.一種具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，其特征在于電機(10)外側(cè)設(shè)置有冷卻單元；所述電機(10)通過電機殼體(1 上的開口以及冷卻水管道與冷卻單元相連通以構(gòu)成對電機(10)內(nèi)部進行冷卻的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，其特征在于所述電機(10)內(nèi)部設(shè)有電機轉(zhuǎn)軸(13)，電機轉(zhuǎn)軸(13)的軸身上穿設(shè)固定有隨電機轉(zhuǎn)軸(1 轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子(12)，轉(zhuǎn)子(1 的外側(cè)套設(shè)有固定在電機殼體(1 內(nèi)側(cè)的定子 (11)，所述電機轉(zhuǎn)軸(1 的設(shè)置在電機殼體(1 內(nèi)部的一端設(shè)置有驅(qū)動冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水循環(huán)的葉輪(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，其特征在于所述冷卻水管道包括冷卻水供水管道(31)和冷卻水回水管道(32)，冷卻水供水管道 (31)的一端與設(shè)置在電機殼體(1 上的供水口相連，冷卻水供水管道(31)的另一端與冷卻單元的冷卻水進水口相連，冷卻水回水管道(3 的一端與設(shè)置在電機殼體(1 上的回水口相連，冷卻水回水管道(3 的另一端與冷卻單元的冷卻水出水口相連；所述電機殼體 (15)上的供水口設(shè)置在定子(11)的遠離葉輪(14)的一側(cè)，所述電機殼體(15)上的回水口設(shè)置在葉輪(14)的遠離定子(11)的一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機， 其特征在于所述冷卻單元即為冷卻器(30)，冷卻器(30)包括封閉狀的冷卻器殼體(33) 以及自冷卻器殼體(3 中穿過的輸水管(34)，所述冷卻器殼體(3 的內(nèi)壁與輸水管(34) 的外壁之間設(shè)置有供冷卻水流通的冷卻水通道(35)，所述冷卻水進水口、冷卻水出水口分設(shè)在冷卻器殼體(3 上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，其特征在于所述冷卻器殼體(3 呈圓筒狀，且冷卻器殼體(3 和輸水管(34)的軸線彼此重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，其特征在于所述冷卻水進水口設(shè)置在冷卻器殼體(3 的下側(cè)，冷卻水出水口設(shè)置在冷卻器殼體 (33)的上側(cè)；所述冷卻水通道(3 設(shè)置在冷卻水進水口和冷卻水出水口之間且設(shè)置有多個，多個冷卻水通道(3 均勻地環(huán)繞布設(shè)在輸水管(34)的周側(cè)，所述冷卻水通道(35)的軸線與輸水管(34)的軸線相平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，其特征在于所述輸水管(34)的伸出在冷卻器殼體(3 的兩端部均設(shè)置有連接法蘭。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機，其特征在于所述冷卻水進水口設(shè)置在冷卻器殼體(3 的下側(cè)，冷卻水出水口設(shè)置在冷卻器殼體 (33)的上側(cè)；所述冷卻水通道(3 設(shè)置在冷卻水進水口和冷卻水出水口之間且設(shè)置有多個，多個冷卻水通道(3 均勻地環(huán)繞布設(shè)在輸水管(34)的周側(cè)，所述冷卻水通道(35)的軸線與輸水管(34)的軸線相平行。
全文摘要
本發(fā)明屬于電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特別適用于礦山生產(chǎn)主排水、強排水和淹井后復礦排水的具有自循環(huán)冷卻功能的干式-濕式兩用充水式電機。本兩用電機在電機外側(cè)設(shè)置有冷卻單元；所述電機通過電機殼體上的開口以及冷卻水管道與冷卻單元相連通以構(gòu)成對電機內(nèi)部進行冷卻的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明既能暴露在空氣中正常工作，又能在礦山突發(fā)透水時潛入水中正常工作，也即本電機既可以在干式工況下運行，也能在濕式工況下工作，從而不會影響整個泵組的排水性能。同時本發(fā)明實現(xiàn)了對電機的主動且實時高效地冷卻作用，進一步確保了本泵組在干式或濕式工況下均能夠安全穩(wěn)定的工作。
文檔編號H02K9/19GK102570717SQ20121001451
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者劉國濤, 單麗, 張帥, 張解, 閆化龍 申請人:合肥三益江海泵業(yè)有限公司