一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，該電磁渦流剎車(chē)主體包括有轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)殼和激磁線圈，所述的轉(zhuǎn)子、定子和激磁線圈均設(shè)置于所述的機(jī)殼內(nèi)，所述的激磁線圈設(shè)置于定子上且靠近所述的轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子固定有轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器連接絞車(chē)滾筒軸，在所述的機(jī)殼上設(shè)置有用于水循環(huán)冷卻的進(jìn)水管和出水管，循環(huán)冷卻水充盈于所述轉(zhuǎn)軸和定子間的空間內(nèi)，在所述定子上設(shè)有線圈密封室，所述的激磁線圈設(shè)置于線圈密封室內(nèi)，在所述機(jī)殼的頂部設(shè)有一個(gè)油枕，該油枕通過(guò)油路連接于線圈密封室。本實(shí)用新型的剎車(chē)主體冷卻速度快、工作性能強(qiáng)且使用壽命長(zhǎng)，激磁線圈的使用壽命長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆采設(shè)備，特別涉及到用于石油鉆機(jī)絞車(chē)輔助剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的電磁渦流剎車(chē)主體。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁渦流剎車(chē)主體又稱電磁渦流制動(dòng)器，主要采用感應(yīng)渦流制動(dòng)的原理，將鉆具下鉆時(shí)產(chǎn)生的巨大機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，又將電能轉(zhuǎn)換為熱能的非摩擦式能量轉(zhuǎn)換裝置。其能量的轉(zhuǎn)換及強(qiáng)有力的剎車(chē)制動(dòng)過(guò)程，是通過(guò)電磁感應(yīng)原理完成的，因此沒(méi)有任何磨損件。在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的巨大熱能集中在剎車(chē)主體磁極和激磁線圈周?chē)陨崂鋮s，確保激磁線圈的絕緣性成為電磁渦流剎車(chē)系統(tǒng)所面對(duì)的核心問(wèn)題之一。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的水冷電磁渦流剎車(chē)主體采用單一的水冷卻系統(tǒng):由一個(gè)水泵供應(yīng)冷卻水，流經(jīng)渦流剎車(chē)主體帶走剎車(chē)內(nèi)部的熱量，然后返回強(qiáng)冷水罐冷卻，再次泵入剎車(chē)主體內(nèi)的循環(huán)過(guò)程。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的水冷卻式電磁渦流剎車(chē)主體的縱剖面圖。電磁渦流剎車(chē)主體中的轉(zhuǎn)子1、定子2和激磁線圈6位于機(jī)殼4內(nèi)；激磁線圈6纏繞在定子2上并且靠近轉(zhuǎn)子1，轉(zhuǎn)子I上固定有轉(zhuǎn)軸3，轉(zhuǎn)軸3通過(guò)聯(lián)軸器5與絞車(chē)滾筒軸相連接。當(dāng)剎車(chē)時(shí)激磁線圈通入直流電流，繞定子2高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子I停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)軸3通過(guò)聯(lián)軸器5與絞車(chē)滾筒軸相連接，使絞車(chē)滾筒停止旋轉(zhuǎn)。剎車(chē)時(shí)，電磁渦流剎車(chē)主體產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，此時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，機(jī)殼4內(nèi)的激磁線圈6、轉(zhuǎn)子1、定子2快速升溫?，F(xiàn)有技術(shù)中采用水來(lái)冷卻轉(zhuǎn)軸3和定子2，機(jī)殼4上設(shè)有用于冷卻水循環(huán)的進(jìn)水管7和出水管8，冷卻水充滿整個(gè)轉(zhuǎn)軸3和定子2的之間的空間。電磁渦流剎車(chē)主體需用的大量冷卻水使得渦流剎車(chē)的進(jìn)出水溫度在一定的范圍內(nèi)。其優(yōu)缺點(diǎn)如下:
[0004]1.單一的水冷卻由于其導(dǎo)電性要求，故不能直接冷卻磁極線圈，只能通過(guò)冷卻磁極間接達(dá)到對(duì)磁極線圈的冷卻，所以對(duì)磁極線圈的冷卻效果較差。
[0005]2.由于水的絕緣性差，導(dǎo)電系數(shù)高，高溫時(shí)不利于對(duì)激磁線圈絕緣性的保護(hù)；對(duì)冷卻水的水質(zhì)，酸堿性要求高，如水質(zhì)過(guò)硬，長(zhǎng)期使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生水垢集結(jié)與剎車(chē)體內(nèi)腔和管路，不易清理；水質(zhì)偏酸或偏堿都易腐蝕破壞激磁線圈的絕緣層。
[0006]3.在同一溫度工況下，水的導(dǎo)熱系數(shù)較變壓油導(dǎo)熱系數(shù)高，且水的粘度小，流動(dòng)性好，易于大流量循環(huán)散熱；但是水循環(huán)冷卻無(wú)污染，較為環(huán)保，對(duì)循環(huán)管路的密封性要求較低，成本低廉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，保留其優(yōu)點(diǎn)，提供一種新型的具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體。本實(shí)用新型的電磁渦流剎車(chē)主體既能夠保留住水冷卻的優(yōu)點(diǎn)，又能夠進(jìn)一步地提高激磁線圈的冷卻效率，保護(hù)激磁線圈的絕緣層。
[0008]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0009]一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，該電磁渦流剎車(chē)主體包括有轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)殼和激磁線圈，所述的轉(zhuǎn)子、定子和激磁線圈均設(shè)置于所述的機(jī)殼內(nèi)，所述的激磁線圈設(shè)置于定子上且靠近所述的轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子固定有轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器連接絞車(chē)滾筒軸，在所述的機(jī)殼上設(shè)置有用于水循環(huán)冷卻的進(jìn)水管和出水管，循環(huán)冷卻水充盈于所述轉(zhuǎn)軸和定子間的空間內(nèi)，在所述定子上設(shè)有線圈密封室，所述的激磁線圈設(shè)置于線圈密封室內(nèi)，在所述機(jī)殼的頂部設(shè)有一個(gè)油枕，該油枕通過(guò)油路連接于線圈密封室。
[0010]在本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體中，所述的定子與轉(zhuǎn)子之間的激磁線圈有四道，所述的線圈密封室有四個(gè)，每個(gè)線圈密封室內(nèi)容納有一道所述激磁線圈。
[0011]在本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體中，所述轉(zhuǎn)子的中心兩側(cè)的定子上各設(shè)有兩個(gè)線圈密封室，每側(cè)的兩個(gè)線圈密封室通過(guò)管路連通。
[0012]在本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體中，所述的油枕為圓筒形，該油枕的軸線與電磁渦流剎車(chē)主體的軸線平行。
[0013]在本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體中，所述的油路包括有高位油路和低位油路，所述的高位油路的一端連通于所述線圈密封室的上端，另一端連通于所述油枕的輸出管路，所述的低位油路連通于線圈密封室的下端，在高位油路和低位油路之間設(shè)有連通管路。
[0014]在本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體中，所述油枕的兩端各設(shè)有一個(gè)輸出管路，每側(cè)的兩個(gè)線圈密封室中外側(cè)的線圈密封室上端與高位油路連通，每側(cè)的兩個(gè)線圈密封室中外側(cè)的線圈密封室下端與低位油路連通。
[0015]基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的電磁渦流剎車(chē)主體與現(xiàn)有技術(shù)的電磁渦流剎車(chē)主體相比具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.本實(shí)用新型的電磁渦流剎車(chē)主體的冷卻采用油、水雙冷的冷卻方式，既有水冷卻的優(yōu)點(diǎn)，又有油冷卻的優(yōu)點(diǎn)，二種冷卻方式相互作用，大大提升了電磁渦流剎車(chē)工作性倉(cāng)泛。
[0017]2.本實(shí)用新型中油冷的使用，保證了激磁線圈不受潮，使線圈抗老化作用增強(qiáng)，從而保護(hù)了線圈的絕緣性，延長(zhǎng)線圈的使用壽命；而油枕的使用，確保了線圈密封室內(nèi)在各個(gè)油溫工況下都充滿油液，使得冷油與熱油上下對(duì)流，起到冷卻的作用，且冷卻油里面雜質(zhì)可以由油枕集污盒里排出，從而避免了油液與空氣的接觸。
[0018]3.本實(shí)用新型的改進(jìn)方案中采用高位油路和低位油路的組合設(shè)計(jì)，使得激磁線圈各個(gè)部位冷卻均勻，避免了線圈某段因集中受熱而發(fā)生絕緣層的損毀；由于油路長(zhǎng)度相對(duì)較短，管路大部分采用不銹鋼管件制成，且增加了線圈密封室和油枕，避免了油路因油溫升高，油液體積膨脹而發(fā)生的溢油現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的水冷卻式電磁渦流剎車(chē)主體的縱剖面圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體的機(jī)殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體機(jī)殼外部的油路連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0022]下面我們結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體做進(jìn)一步的詳細(xì)闡述，以求更清楚的理解本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，但不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0023]圖2是本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體的機(jī)殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。該圖為平行于電磁渦流剎車(chē)主體軸線的軸向觀察所得，結(jié)合圖2可知電磁渦流剎車(chē)主體中的轉(zhuǎn)子1、定子2和激磁線圈6位于機(jī)殼4內(nèi)；機(jī)殼4上設(shè)有用于冷卻水循環(huán)的進(jìn)水管7和出水管8，冷卻水充滿整個(gè)轉(zhuǎn)軸3和定子2的空間。激磁線圈6密封在線圈密封室9內(nèi)，線圈密封室9通過(guò)油路與油枕10相連通。轉(zhuǎn)子I繞定子2高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)剎車(chē)時(shí)在激磁線圈6里通入電流，電磁渦流剎車(chē)主體產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，此時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，機(jī)殼4內(nèi)的激磁線圈6、轉(zhuǎn)子1、定子2快速升溫。用冷卻性能好的水來(lái)冷卻轉(zhuǎn)軸3和定子2，用不導(dǎo)電的油來(lái)冷卻激磁線圈6，采用油、水結(jié)合的雙冷卻方式提高了對(duì)電磁渦流剎車(chē)主體的冷卻效果，并延長(zhǎng)了使用壽命。
[0024]由于水的比熱容較大決定其冷卻效果很好，在轉(zhuǎn)軸3和定子2之間的空間內(nèi)充有冷卻水，冷卻水通過(guò)機(jī)殼4上的進(jìn)水管7進(jìn)入并由出水管8排出，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸3和定子2的冷卻。在冷卻水流進(jìn)流出的過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)水的重復(fù)利用，并且不會(huì)帶來(lái)任何污染。但是由于水具有導(dǎo)電性，在定子2上設(shè)有線圈密封室9。激磁線圈6位于線圈密封室9內(nèi)，線圈密封室9將激磁線圈6與外界水環(huán)境隔離，從而使冷卻水不能與激磁線圈6接觸。由于冷卻水不能與激磁線圈6相接觸導(dǎo)致不能實(shí)現(xiàn)激磁線圈6的冷卻。激磁線圈6溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致激磁線圈6的絕緣層損壞或者激磁線圈6斷路，使個(gè)電磁渦流剎車(chē)主體壞掉。在定子2和轉(zhuǎn)子I之間的激磁線圈6有四道，四道激磁線圈平行設(shè)置。四道激磁線圈6分別容納在四個(gè)線圈密封室9內(nèi)。保證激磁線圈6與冷卻水不接觸，防止與水接觸后導(dǎo)電。
[0025]轉(zhuǎn)子I中心兩側(cè)各設(shè)兩個(gè)線圈密封室9，每側(cè)的兩個(gè)密封室通過(guò)管路連通，使轉(zhuǎn)軸中心兩側(cè)的兩個(gè)線圈密封室9內(nèi)均能充滿冷卻用油。
[0026]在機(jī)殼4上設(shè)一個(gè)盛有油的油枕10,油枕10固定在機(jī)殼4上，固定方式可以是焊接和捆綁連接等。由于油受熱后會(huì)膨脹，油枕10內(nèi)不能盛滿油即在油枕10內(nèi)留有油的膨脹空間,在線圈密封室9中通入不導(dǎo)電的油，油枕10通過(guò)油路使油在線圈密封室9和油枕10之間循環(huán)，實(shí)現(xiàn)線圈的冷卻。
[0027]油枕10為圓形桶，油枕10的軸線和電磁渦流剎車(chē)主體的軸線平行。當(dāng)油枕10和的軸線和電磁渦流剎車(chē)主體的軸線不平行時(shí)，可能會(huì)使油枕10內(nèi)的空氣通過(guò)油路進(jìn)入線圈密封室9內(nèi)，導(dǎo)致激磁線圈6的冷卻效果不佳。
[0028]圖3為本實(shí)用新型電磁渦流剎車(chē)主體機(jī)殼4外部的油路連接示意圖。該圖為沿電磁渦流剎車(chē)主體軸線的軸向觀察所得，結(jié)合圖2和圖3可知，油路包括有高位油路12和低位油路13。高位油路12 —端連通于線圈密封室9的上端，另一端連通于油枕10的輸出管路；低位油路13連通于線圈密封室9的下端，使油枕10中的油可以比較均勻的與激磁線圈6相接觸。在高位油路12和低位油路13之間通過(guò)連通管路11連通，連通管路11設(shè)在機(jī)殼4的外面，實(shí)現(xiàn)分布線圈密封室9的上端和下端從機(jī)殼4外部連通，由于連通管路11在機(jī)殼外使連通管路11中溫度較低，連通管路中的冷卻用油可直接流進(jìn)線圈密封室9的下端，能更好的實(shí)現(xiàn)冷卻效果。連通管路11的一端與低位油路13對(duì)接連通，另一端與高位油路12相連通。連通管路11與高位油路12連通的方式可以是通過(guò)三通接頭與高位油路12相連接，三通接頭設(shè)在高位油路12上任意位置。
[0029]油枕10的兩端各設(shè)有一個(gè)輸出管路11，每側(cè)的兩個(gè)線圈密封室9中外側(cè)的線圈密封室9上端與高位油路12連通，每側(cè)的兩個(gè)線圈密封室9中外側(cè)的線圈密封室9下端與低位油路12連通。使四道激磁線圈6均能達(dá)到良好的冷卻效果。
[0030]本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，不僅可以應(yīng)用到石油鉆機(jī)絞車(chē)輔助剎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中。還可以應(yīng)用到其它的制動(dòng)系統(tǒng)中，例如，可以應(yīng)用到車(chē)輛的剎車(chē)系統(tǒng)，還可以應(yīng)用到起升器械的制動(dòng)系統(tǒng)中。
[0031]本實(shí)用新型具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，不僅僅利用水冷卻快、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)來(lái)冷卻電磁渦流剎車(chē)主體中的轉(zhuǎn)軸和定子，還規(guī)避了水直接冷卻激磁線圈的缺點(diǎn)。采用油冷卻的方式直接冷卻激磁線圈，有效的防止了因線圈受熱發(fā)生絕緣皮損壞或者線圈斷路而導(dǎo)致的電磁渦流剎車(chē)無(wú)法正常工作。本實(shí)用新型的具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，該電磁渦流剎車(chē)主體包括有轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)殼和激磁線圈，所述的轉(zhuǎn)子、定子和激磁線圈均設(shè)置于所述的機(jī)殼內(nèi)，所述的激磁線圈設(shè)置于定子上且靠近所述的轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子固定有轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器連接絞車(chē)滾筒軸，在所述的機(jī)殼上設(shè)置有用于水循環(huán)冷卻的進(jìn)水管和出水管，循環(huán)冷卻水充盈于所述轉(zhuǎn)軸和定子間的空間內(nèi)，其特征在于，在所述定子上設(shè)有線圈密封室，所述的激磁線圈設(shè)置于線圈密封室內(nèi)，在所述機(jī)殼的頂部設(shè)有一個(gè)油枕，該油枕通過(guò)油路連接于線圈密封室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，其特征在于，所述的定子與轉(zhuǎn)子之間的激磁線圈有四道，所述的線圈密封室有四個(gè)，每個(gè)線圈密封室內(nèi)容納有一道所述激磁線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的中心兩側(cè)的定子上各設(shè)有兩個(gè)線圈密封室，每側(cè)的兩個(gè)線圈密封室通過(guò)管路連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，其特征在于，所述的油枕為圓筒形，該油枕的軸線與電磁渦流剎車(chē)主體的軸線平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，其特征在于，所述的油路包括有高位油路和低位油路，所述的高位油路的一端連通于所述線圈密封室的上端，另一端連通于所述油枕的輸出管路，所述的低位油路連通于線圈密封室的下端，在高位油路和低位油路之間設(shè)有連通管路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有雙冷卻功能的電磁渦流剎車(chē)主體，其特征在于，所述油枕的兩端各設(shè)有一個(gè)輸出管路，每側(cè)的兩個(gè)線圈密封室中外側(cè)的線圈密封室上端與高位油路連通，每側(cè)的兩個(gè)線圈密封室中外側(cè)的線圈密封室下端與低位油路連通。
【文檔編號(hào)】B66D5/30GK203667894SQ201320758472
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】楊佳怡, 趙良山, 凌衛(wèi)國(guó) 申請(qǐng)人:中曼石油天然氣集團(tuán)股份有限公司, 上海中曼石油裝備有限公司