利用空氣頂託防水密封的潛水泵結構的設計方案的製作方法
2023-04-27 15:29:51 1
原案申請號「2011100696160」原案申請日「2011年3月21日」
原案發明名稱「一種潛水泵結構的全密封型防水密封方法」
技術領域
本發明涉及潛水泵的密封結構技術。
背景技術：
目前，大小規格與型號不同的各種潛水泵層出不窮，是用途相當廣泛而成熟的一種動力設備，其不足在於：運行時主要是它的軸封處容易對外洩漏其內部的液體，而這種洩漏對於構成潛水泵的作為其主體部分的液泵而言，是無關緊要的，而主要的問題是：一旦洩漏的該液體在該潛水泵的內部積少成多，侵入到液泵的拖動電機之後，將會造成該電機的損壞，結果造成潛水泵停機。——通常對於潛水泵的密封主要是依靠軟性非金屬密封墊圈及其螺絲一類的可拆卸型緊固件來實現的，如果在其裝配時很認真，則：在一次性潛水作業當中可以持續使用的時間較長(水侵入拖動電機的時間較慢)，否則，則：在一次性潛水作業當中可以持續使用的時間就很短了(水侵入拖動電機的時間較快)。
為此，人們使用潛水泵作業時，一般的持續時間不會太長，並且，使用後，就儘快地將它提出水面放置，讓已經進入潛水泵內部的滲水有機會重新滲出到該機體的外部。——小型潛水泵這樣做尚可，可大、中型潛水泵這樣做就有麻煩了
造成上述使用狀況的原因，主要是潛水泵密封結構設計的問題，其次也有人工裝配失誤的問題：例如，沒有將螺絲一類的緊固件旋緊，即便按照要求旋緊了也只是增加了上述的在一次性潛水作業當中可以持續使用的時間增加了一些而已；而難以做到：
讓該潛水泵一直在水下使用，停機之後又長期放置在水下，之後再次在水下使用，又再次長期放置在水下，之後又再次在水下使用，……，直到構成該潛水泵的液泵或拖動電機二者之一自己經過長期工作磨損之後造成壞損而停機。——即讓潛水泵一直在水下的環境中「終其一生」。
技術實現要素：
本發明之目的：
就是為了通過對現有技術的密封結構改進，解決上述的「難以做到」的問題，實現能夠讓潛水泵一直在水下的環境中「終其一生」的問題。
為了實現本發明目的，擬採用以下的技術：
本發明包括：常規結構形式的由轉子與嵌入繞組的定子二者構成的拖動電機通過它的轉軸帶動的液泵，以及位於最外層的防護外套；其特徵在於：
至少是上述由轉子與定子二者構成的拖動電機被金屬密封隔離屏蔽以立體形式包圍著，並且，在該金屬密封隔離屏蔽呈倒錐形的底部設置了電機軸封；
所述的金屬密封隔離屏蔽涉及到的所有縫隙都是通過不可拆卸的焊接工藝來實現的(金屬分子形成的立體防線能夠阻止氣體分子和液體分子從中穿透)，並且，金屬密封隔離罩是在整機裝配過程中通過焊接而最後成型的。
所述的金屬密封隔離屏蔽是通過可拆卸的螺絲緊固件與液泵實施定位的(此處的可拆卸無礙於實現本發明的特點)。
本發明與現有技術比較的特點：
由於本發明主要是通過了在現有常規而普通的液泵結構形式基礎上，增加了主要是對由電機轉子與電機定子二者構成的拖動電機以立體包圍性質的金屬密封隔離屏蔽來實現的，並通過該隔離屏蔽內腔中的空氣壓力，至少能夠制止住從其電機軸封處向上洩漏進來的水最後觸及到並進而讓電機轉子在水中轉動的可能性，——水的粘稠度很大，將會導致電機轉子的轉速大幅度降低而最終損壞(燒壞)嵌入電機定子中的繞組。——如此的「讓外界的水難以進入，或只能夠微量進入」，為在密封結構上解決了上述的「難以做到」讓潛水泵一直在水下的環境中「終其一生」的問題創造了條件；如果無需讓本發明永遠置於水下「終其一生」時，至少可以為：讓本發明在水下一次性的工作與閒置的累計時間遠多於現有技術結構能夠達到的水平創造了條件。
附圖說明
圖示意了一種設置了金屬密封隔離屏蔽的本發明的結構實施例。
1：嵌入繞組的電機定子；2：電機轉子；3：電機軸承；4：金屬密封隔離屏蔽；5：電機轉軸；6：電機軸封或設置該軸封的位置；7：排液管接口；8：液泵(例如：常用的葉片型)；9：螺絲；10：進液管接口。
具體實施方式
本發明的關鍵在於，由電機定子1與電機轉子2二者構成的電機全部被金屬密封隔離屏蔽4封閉在其中，而該電機轉軸5向下通過電機軸封6直接拖動液泵8旋轉工作。——顯然，通過焊接成型的金屬密封隔離屏蔽4腔內的空氣對於欲通過電機軸封6進入該腔內的外界液體將會產生一個強有力的頂託作用：
由於本發明工作時(電機升溫)與不工作時該隔離屏蔽4腔體內的空氣溫度是不一樣的，根據熱脹冷縮的原理：
當電機停止工作時，即金屬密封隔離屏蔽4腔內溫度相對較低時，外界極少量的水會從電機軸封6處(可採用普通的防水軸封——在其二端有壓差的情況下就難以方滲水了)滲入進來，同時也會提高該腔內的空氣對上述的滲水的頂託力度，使得該滲水量與該空氣的頂託力度達到平衡。——滲水沉積在該隔離屏蔽4腔內倒錐形的下部位置。
當電機工作時，即金屬密封隔離屏蔽4腔內溫度相對較高時，該腔內空氣對於滲進來的水向外的頂託力度將會增加，迫使上述已經進入該隔離屏蔽4腔內的滲水由原路從該隔離屏蔽4腔內倒錐形的下部位置退出。
此外，如果本發明一直設置在水下，則夏季與冬季的水下環境溫度的變化也會影響隔離屏蔽4內腔下部的平均正常積水數量。
顯然，本發明能夠成立的關鍵在於：通過焊接讓金屬密封隔離屏蔽4最後在本發明的結構上成型，而且，還不應該允許存在虛焊或假焊的拼縫部位存在。——讓金屬密封隔離屏蔽4成為「全密封」型的空氣儲存實體，達到讓空氣分子或水分子絕對無法從中穿透的程度。
如果，金屬密封隔離屏蔽4的某個部位是採用可拆卸的非金屬橡皮一類的密封材料通過螺絲9的緊固來實施密封的，那麼，該隔離屏蔽4腔體內部的空氣仍然會從上述柔性非金屬密封材料中穿透出去的，只是其穿透速率可能會慢一些(自行車與汽車內胎一段時間不打氣是不行的——其本身無法阻止氣體分子的穿透)而已。
如果，金屬密封隔離屏蔽4的某個部位是採用可拆卸的二個非常光滑的金屬平面通過螺絲9的緊固來實施密封的，那麼，該隔離屏蔽4腔體內部的空氣仍然會從上述二個非常光滑的金屬平面之間穿過的(再光滑的任何平面也都存在粗糙度的——其緊壓的光滑縫隙無法阻止氣體分子或液體分子的穿透)，只是其穿透速率可能會慢一些而已。
以上二個實例充分證明了為是麼現有技術潛水泵存在著「背景技術」中所述的「難以做到」長期在水下「終其一生」的問題。——這是由於：現有技術中在其關鍵部位採用的可拆卸的密封結構無法抵禦氣體分子或液體分子從其密封防線中穿透的緣故。
至於本發明中採用的普通而常規液泵8的結構形式，是允許其可以拆卸的，這是因為它的可以拆卸的結構，在其水下工作時，哪怕到處洩漏或進水，也是不會影響其正常工作的；只要液泵8拖動電機中的轉子不浸水旋轉就行。——因為，作為液體水的粘稠度是很大的，將會在很大程度上限制或降低電機轉子2的轉速與力矩的輸出。轉子2的轉速減慢會大幅度增加嵌入定子1的繞組中通過的電流(最後燒壞電機)。因此，本發明的關鍵在於設法讓拖動電機絕對不可夠浸水轉動，而依靠焊接成型的「全密封」型的金屬密封屏蔽結構是本發明能夠成立的最關鍵。
一般來說，電機是個非常成熟的產品，只要確保其中的電機轉子2始終是在空氣中旋轉工作的，那麼，電機就非常不容易損壞。因此，將本發明中的電機轉子2設置在金屬密封隔離屏蔽4內也就不用擔心在長時期運行之後容易發生自損的問題了。——一般的由電機拖動的耐用器械，例如：洗衣機、電冰箱與空凋器，等等，其電機的一次性配用壽命大都在10年以上，而世界名牌產品配用的電機的一次性配用壽命大都在15年或20年以上。