井用潛水電機冷卻系統的製作方法

2023-05-09 21:32:46 2

專利名稱：井用潛水電機冷卻系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於機械工程技術領域，涉及一種潛水電泵，特別是一種井用潛水電機冷卻系統。
背景技術：
潛水電泵是泵體葉輪和驅動葉輪的電機都潛入水中工作的一種水泵。潛水電泵用的電動機有乾式(電機全部密封)、半乾式(電機的定子密封，而轉子在水中運轉)、充油式(電機內部充油以防水分侵入繞組)和溼式(電機內部充水，定子和轉子都在水中運轉)等類型。關於潛水電泵的文獻如中國專利文獻公開的申請人申請地一種井用潛水電泵申請號200920120004. 8 ;授權公告號CN201401345Y。電泵工作時電機會產生熱量，因為是潛水作業，電機只能通過周圍水傳導散熱冷卻。電機和周圍水熱傳導率是固定的，當產熱量大於散熱量時，電機溫度會急劇上升進而導致電機燒毀。為了解決上述存在的問題，人們設計出了不同的解決技術方案。如中國專利文獻記載的一種強制冷卻的潛水電泵申請號20082000390L6 ;公告號CN201159179Y，包括有電機和水泵，電機的第一外殼之外設置有相距一定間隙的第二外殼，第一外殼與第二外殼形成相對密封的腔室，在水泵的離心葉輪腔內的高水壓處設置有進水孔並通過導管連通至腔室的上部，在水泵的離心葉輪腔內的低水壓處設置有可使腔室內的水返回水泵的離心葉輪內或水泵的出水口處的回水孔。又如，中國專利文獻記載的一種內循環冷卻式潛水排汙泵申請號200920190999· 5 ;公告號CN201474996U和一種自冷卻導葉下吸式潛水泵申請號201010585450· 3 ;公告號C N102003396A。上述三種潛水電泵均通過泵產生的水流經過電機外側，進而增大電機外側水流流速來保證電機的溫度。本方案雖然能夠實現上述類型潛水電泵的電機冷卻，但也會不適用某些類型的潛水電泵。如上述的申請人申請的一種井用潛水電泵申請號=200920120004. 8 ;授權公告號CN201401345Y。因為電機位於泵的下方和電機外側無法布置封閉腔室或環形導流水道；所以上述方案並不適用本井用潛水電泵。由此，目前還沒有解決本井用潛水電泵電機工作時溫度會過高的方案。
發明內容本實用新型的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種能解決上述井用潛水電泵工作時溫度會過高問題的井用潛水電機冷卻系統。本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現一種井用潛水電機冷卻系統，電機包括機筒、屏蔽套、與機筒上埠部固定連接的上固定座、與機筒下埠部固定連接的下固定座，機筒的軸心處設有主軸，主軸上固定有轉子，轉子外側設有定子，定子與機筒固定連接；屏蔽套設置在轉子和定子之間，所述的屏蔽套將機筒腔室分隔為內腔和外腔；其特徵在於，本電機冷卻系統包括一個位於主軸內使內腔上端部與下端部相聯通的連通通道一；所述的主軸外側面和屏蔽套內壁之間具有使內腔上端部與下端部相連通的連通通道
--O[0006]本水電泵機筒腔室的內腔填充有介質，如水或油。電機工作時轉子和定子切割磁感線發熱，導致介質相對於內腔軸向的溫度不同，即轉子處溫度較高，其餘區域相對較低；介質具有形成對流趨勢。由於設置了連通通道一和連通通道二使內腔形成一循環通道，由此使介質能沿著連通通道一和連通通道二循環地對流，即通過增大介質的流動性，降低轉子區域介質溫度，提高其他區域介質溫度，進而提高電機散熱效果；解決本潛水電泵電機工作時溫度會過高的問題。在上述的井用潛水電機冷卻系統中，所述的電機還包括具有空腔的下支撐座，下支撐座與下固定座固定連接，下支撐座內設有軸承塊和軸承體，所述的軸承體與主軸下端相連接，所述的軸承塊的兩端面分別與軸承體和下支撐座相抵靠；所述的軸承塊和軸承體形成一擾動腔室；所述的連通通道一通過擾動腔室和下支撐座空腔與內腔下端部相連通。電機工作時帶動軸承塊和軸承體運動，進而帶動擾動腔室內介質旋轉，使介質具有向上作用力；由此擾動腔室內介質進入連通通道一併向上運動進入連通通道二，下支撐座空腔內介質進入擾動腔室，連通通道二內介質進入下支撐座空腔；即形成有序地循環。該結構使介質對流流動更加有序，進而提聞了散熱效果。在上述的井用潛水電機冷卻系統中，所述的連通通道一包括位於主軸軸心處的軸向通道和位於主軸上端部的徑向通道；軸向通道的下端軸向延伸並貫通且的下埠與擾動腔室相連通，軸向通道的上端與徑向通道內端相連通；徑向通道的外埠與內腔上端部相連通。在上述的井用潛水電機冷卻系統中，所述的徑向通道的數量為I 4個。在上述的井用潛水電機冷卻系統中，所述的軸向通道的內徑與主軸與轉子相連處直徑的比例值為O. 2 0.4。在上述的井用潛水電機冷卻系統中，所述的電機還包括與上固定座固定連接的上軸承座和與下固定座固定連接的下軸承座；所述的連通通道二包括位於上軸承座上的通孔一、位於下軸承座上的通孔二和位於屏蔽套內壁與對應部件之間間隙。在上述的井用潛水電機冷卻系統中，所述的對應部件為上軸承座、主軸、轉子和/或下軸承座。與現有技術相比，在潛水電泵的電機上設置本冷卻系統後有效地降低了電機轉子和定子的溫度，避免電機工作時溫度過高；由此有效地保護了電機，延長了電機地使用穩定性及使用壽命。本井用潛水電機冷卻系統充分利用了電機本身所具有結構，本井用潛水電機冷卻系統需對電機本身所具有結構改進小，由此本井用潛水電機冷卻系統具有結構簡單、生產成本低的優點。本井用潛水電機冷卻系統由於介質對流穩定，由此具有冷卻效果好的優點。

圖I是本井用潛水電機冷卻系統的下端部結構示意圖。圖2是本井用潛水電機冷卻系統的上端部結構示意圖。圖中，I、機筒；2、屏蔽套；3、上固定座；4、下固定座；5、主軸；6、軸承；7、上軸承座；8、下軸承座；9、轉子；10、定子；11、下支撐座；12、軸承塊；13、軸承體；14、機筒腔室內腔的上端部；15、機筒腔室內腔的下端部；16、擾動腔室；17、軸向通道；18、徑向通道；19、通孔一 ；20、通孔二 ；21、間隙。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型並不限於這些實施例。如圖I和圖2所示，本潛水電泵的電機機筒I、屏蔽套2、與機筒I上埠部固定連接的上固定座3、與機筒I下埠部固定連接的下固定座4。機筒I的軸心處設有主軸5，主軸5的上端通過軸承6和上軸承座7與上固定座3定位連接；上軸承座7與上固定座3固定連接。主軸5的下端通過軸承6和下軸承座8與下固定座4定位連接；下軸承座8與下固定座4固定連接。主軸5中部固定有轉子9，轉子9外側設有定子10，定子10與機筒I固定連接；屏蔽套2設置在轉子9和定子10之間，屏蔽套2的兩端分別與上固定座3和下固定座4密封固定連接；由此屏蔽套2將機筒I腔室分隔為內腔和外腔。電機還包括具有空腔的下支撐座11，下支撐座11位於下固定座4下側，下支撐座11與下固定座4固定連接。下支撐座11內設有軸承塊12和軸承體13，軸承體13與主軸5下端相連接，軸承塊12的兩端面分別與軸承體13和下支撐座11相抵靠。機筒I腔室的內腔及與內腔相連通的腔室內均填充有介質。如圖I和圖2所述,本井用潛水電機冷卻系統一個位於主軸5內的連通通道一和位於主軸5外側面和屏蔽套2內壁之間的連通通道二。為了更清楚地且準確地表述，限定機筒I腔室內腔的上軸承座7處為機筒腔室內腔的上端部14，機筒I腔室內腔的下軸承座8處為機筒腔室內腔的下端部15。具體來說，連通通道一用於聯通機筒腔室內腔的上端部14與下端部。連通通道二也用於連通機筒腔室內腔的上端部14與下端部。軸承塊12呈圓環狀，其具有腔室，該腔室的一埠被軸承體13封蓋，另一埠與下支撐座11空腔相連通；則軸承塊12和軸承體13形成的腔室限定為擾動腔室16。下支撐座11空腔與機筒腔室內腔的下端部15相連通。連通通道一包括位於主軸5軸心處的軸向通道17和位於靠近密封組件處的徑向通道18 ;軸向通道17的下端軸向延伸並貫通且的下埠與擾動腔室16相連通，連通處位於軸承塊12的中心處。軸向通道17的上端與徑向通道18內端相連通；徑向通道18的外埠與內腔上端部相聯通。由此連通通道一通過擾動腔室16和下支撐座11空腔與內腔下端部相連通。軸向通道17的內徑與主軸5與轉子9相連處直徑的比例值為O. 2 O. 4。根據實際工況可靈活地選擇上述比例值。根據大量地試驗驗證，上述比例值取O. 2 O. 4之內數值時，即容易加工軸向通道17和保證介質對流的流速以及在不增加主軸5直徑的前提下不影響主軸5的強度。徑向通道18的數量為I 4個，所有徑向通道18截面面積總和和軸向通道17截面面積基本相同。本實施例和附圖給出的徑向通道18的數量為2個。連通通道二包括位於上軸承座7上的通孔一 19、位於下軸承座8上的通孔二 20和位於屏蔽套2內壁與對應部件之間間隙21。本實施例給出對應部件為上軸承座7、主軸5、轉子9和下軸承座8 ;根據不同型號的電機，對應部件可能會適應性地調整。綜上所述，連通通道一、機筒腔室內腔的上端部14、連通通道二、機筒腔室內腔的下端部15、下支撐座11空腔和擾動腔室16形成一環形循環通道。如圖I和圖2所不,本井用潛水電機冷卻系統的工作原理是電機工作時轉子9和定子10切割磁感線發熱導致介質相對於內腔軸向的溫度不同，即轉子9處溫度較高，其餘區域相對較低；介質具有形成對流趨勢。電機工作時同時帶動軸承塊12和軸承體13運動，進而帶動擾動腔室16內介質旋轉，使介質具有向上作用力；由此擾動腔室16內介質進入連通通道一併向上運動依次進入機筒腔室內腔的上端部14和連通通道二 ；下支撐座11空腔內介質進入擾動腔室16，連通通道二內介質進入下支撐座11空腔；即使介質對流進行有序地循環。圖中的箭頭表示電機工作時介質對流流向。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
權利要求1 · 一種井用潛水電機冷卻系統，電機包括機筒(I)、屏蔽套(2)、與機筒(I)上埠部固定連接的上固定座(3)、與機筒(I)下埠部固定連接的下固定座(4),機筒(I)的軸心處設有主軸(5)，主軸(5)上固定有轉子(9)，轉子(9)外側設有定子(10)，定子(10)與機筒(I) 固定連接；屏蔽套(2)設置在轉子(9)和定子(10)之間，所述的屏蔽套(2)將機筒(I)腔室分隔為內腔和外腔；其特徵在於，本電機冷卻系統包括一個位於主軸(5)內使內腔上端部與下端部相聯通的連通通道一；所述的主軸(5)外側面和屏蔽套(2)內壁之間具有使內腔上端部與下端部相連通的連通通道二。
2.根據權利要求I所述的井用潛水電機冷卻系統，其特徵在於，所述的電機還包括具有空腔的下支撐座(11)，下支撐座(11)與下固定座(4)固定連接，下支撐座(11)內設有軸承塊(12)和軸承體(13)，所述的軸承體(13)與主軸(5)下端相連接，所述的軸承塊(12)的兩端面分別與軸承體(13)和下支撐座(11)相抵靠；所述的軸承塊(12)和軸承體(13)形成一擾動腔室(16);所述的連通通道一通過擾動腔室(16)和下支撐座(11)空腔與內腔下端部相連通。
3.根據權利要求I所述的井用潛水電機冷卻系統，其特徵在於，所述的連通通道一包括位於主軸(5)軸心處的軸向通道(17)和位於主軸(5)上端部的徑向通道(18);軸向通道 (17)的下端軸向延伸並貫通且的下埠與擾動腔室(16)相連通，軸向通道(17)的上端與徑向通道(18)內端相連通；徑向通道(18)的外埠與內腔上端部相連通。
4.根據權利要求3所述的井用潛水電機冷卻系統，其特徵在於，所述的徑向通道(18) 的數量為I 4個。
5.根據權利要求3所述的井用潛水電機冷卻系統，其特徵在於，所述的軸向通道(17) 的內徑與主軸(5)與轉子(9)相連處直徑的比例值為O. 2 O. 4。
6.根據權利要求I至5中的任意一項所述的井用潛水電機冷卻系統，其特徵在於，所述的電機還包括與上固定座(3)固定連接的上軸承座(7)和與下固定座(4)固定連接的下軸承座(8);所述的連通通道二包括位於上軸承座(7)上的通孔一(19)、位於下軸承座(8)上的通孔二(20)和位於屏蔽套(2)內壁與對應部件之間間隙(21)。
7.根據權利要求6所述的井用潛水電機冷卻系統，其特徵在於，所述的對應部件為上軸承座(7)、主軸(5)、轉子(9)和/或下軸承座(8)。
專利摘要本實用新型提供了一種井用潛水電機冷卻系統，屬於機械工程技術領域。它解決了現有的井用潛水電泵電機工作時溫度會過高的問題。本井用潛水電機冷卻系統，包括一個位於主軸內使內腔上端部與下端部相聯通的連通通道一；所述的主軸外側面和屏蔽套內壁之間具有使內腔上端部與下端部相連通的連通通道二。在潛水電泵的電機上設置本冷卻系統後有效地降低了電機轉子和定子的溫度，避免電機工作時溫度過高；由此有效地保護了電機，延長了電機地使用穩定性及使用壽命。本井用潛水電機冷卻系統由於介質對流穩定，由此具有冷卻效果好的優點。
文檔編號H02K9/197GK202818008SQ201220528168
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者方秀寶, 米勇, 吳剛 申請人:浙江東音泵業股份有限公司