CN102025227A - 湿式双功能防爆电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开的湿式双功能防爆电动机，电机轴(1)穿入到电机内部并由前轴承与后轴承支撑，转子组件和内水轮同定在内部的电机轴(1)上，机壳和定子组件之间的间隙设置有外水管道(13)，分水器(15)的进水口(17)和聚水器(16)的出水口(18)通过外水管道(13)相互连通，内水冷却水道是由机壳(2)、外水管道(13)、定子组件拼合形成的。该发明利用外水来冷却自身电机产生的热量，既可以在空气环境或***性气体环境下正常工作，又可以在潜水环境长期稳定可靠的工作，且其可与传统多级泵配套安装使用，可以对现有地下开采排水泵房实施改造，使排水***具备抗灾性，由于加装了调节囊，该发明的潜水深度大于水泵的额定扬程。

Description

湿式双功能防爆电动机

技术领域

本发明涉及一种既可以在空气或***性气体环境又可以在潜水环境长期稳定可靠运行的，并可与普通矿用排水泵组合连接的湿式双功能防爆电动机。

背景技术

目前电动机种类大致可分为干式和湿式两类。干式电动机长期在空气中运行，其冷却方式依靠电机主轴上带有的风扇转动强迫冷却，若在***性气体环境下，电动机内部产生的高温高压可通过壳体上隔爆间隙向外部释放，由于隔爆面对气体的冷却作用，使其温度降至于***气体燃点以下，不会点燃电动机外部***性气体，但此类电动机的水防护等级满足不了潜水运行；湿式电动机在水中长期使用，电机两端带有动、静密封，阻止外部水进入电机内部，其定子、转子的冷却必须依靠充满冷却介质(通常为水)的内部循环和电机外表面水流动，将热量带走，实现散热，此类电动机不易实现在空气环境下运行。

现实中，我国矿山井下采矿过程中不可避免会发生涌水现象，且作业环境经常为***性气体环境。井下防水设施主要包括防水岩柱、防水闸门、防水闸墙及水仓等组成部分，防水措施一般是设置与主排水通道相通的半圆形外水仓和内水仓，并在水仓上方设置排水泵房，通过主排水通道对其进行排水，从而达到水灾害预防的效果。当前井下排水泵房通常采用上述干式电动机驱动的排水泵，一旦井下涌水量超过其排水能力时，水位淹没泵房，电动机线组则会因绝缘值变小，短路烧毁，导致排水***瘫痪。若泵房采用潜水电动机驱动的排水泵，由于此类潜水电泵一般为立式运行，并根据井筒大小进行安装，由于受泵房水量及井下空间位置限制，需要开拓建造专用安装峒室和专用起重设施，基础投入过大，维护检修困难。所以，提供一种既可实现潜水和非潜水功能，又可与现有矿用排水泵方便对接的防爆型电动机，十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种既可以在空气或矿山***性气体环境下正常工作，又可以在潜水环境长期稳定可靠运行，并可与普通矿用排水泵组合连接配套使用的湿式双功能防爆电动机。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的湿式双功能防爆电动机，它包括电机轴、机壳、前端盖、机械密封装置、前轴承、定子组件、转子组件、内水轮、后轴承、后轴承盖、调节囊、后端盖，电机轴穿入到电动机内部并由前轴承与后轴承支撑，后轴承盖用于保护后轴承，定子组件固定于前端盖和后端盖之间，转子组件和内水轮固定在内部的电机轴上，前端盖和前轴承之间的部位设置有机械密封装置，调节囊固定于后端盖上，机壳和定子组件之间的间隙设置有外水管道，外水管道内为外水冷却水道，前端盖外部设置一个分水器，后端盖外部设置一个聚水器，分水器的进水口和聚水器的出水口通过若干外水管道相互连通，内水冷却水道是由机壳、外水管道、定子组件拼合形成的，前端盖与后端盖上设置有与各内水冷却水道对应并连通的内水流动孔。

所述外水管道为轴向均布设置在机壳和定子组件之间的空隙的多条圆形管道，视结构便利和冷却需要，该轴向冷却管道在不同的实施例中可以制成弧形、方形与其他形状，其数量是由电动机功率大小、散热量、电动机横截面积决定。作为优选，外水管道与内水冷却水道分布均匀，以实现水能够在内水冷却水道和外水冷却水道内畅通流动、无冷却盲区的功能为佳；所述的分水器的形状与安装位置以能实现外水均匀流入各外水管道为佳；所述电动机内部的电路部分均采用绝缘线缆。

本发明的工作原理如下：

本发明的湿式双功能防爆电动机在运行前，首先将电动机内部注满水，并将外部水源与分水器的进水口相连接，电动机在运行时，固定在电机轴上的内水轮与电机轴一起转动，内水轮带动电动机内部水流动，电动机内部的水被迫从转子组件与定子组件之间的间隙前端进入，并从间隙后端流出，从后端流出的水经内水流动孔进入内水冷却水道并流向电动机的前端，水流将热量传递给外水管道内的水流后，从电动机前端的内水流动孔再流入转子组件和定子组件之间的间隙，如此循环，同时，外部水源的水流从分水器的进水口进入，水流在外水冷却水道内的流动，与电动机进行充分的热量交换，并及时的将电动机产生的热量带走，从聚水器的出水口排出，从而实现充分散热；固定于后端盖上的调节囊可以保持电动机内外压力平衡，电动机的机械密封装置可以防止***性气体和其他物质进入电动机内部，使电动机具备防爆功能。

本发明的有益效果如下：

该发明在电动机外部设置管道并与外部水源连接，用外水来冷却自身电机产生的热量。该发明与排水泵组合自由，拆卸安装方便，通过排水泵吸入的水来冷却自身电动机产生的热量，避免了传统潜水电机潜水泵外径一致和设置导流罩的运行方式。通过调整电机底座和水泵底座，并统一固定安装于底板上，可立式或卧式运行。该发明既可以在空气环境或***性气体环境下正常工作，又可以在潜水环境长期稳定可靠的工作，由于其可与传统多级泵配套安装使用，可以对现有地下开采排水泵房实施改造，只需将原干式电机换为本发明的电动机，就可以使排水***具备抗灾性，由于加装了调节囊，本发明的电动机的潜水深度大于水泵的额定扬程。

附图说明

图1为本发明的外水结构半剖图；

图2为本发明的内水结构半剖图；

图3为本发明的整体结构示意图；

图4为本发明的整体结构A-A剖面图；

图5为采用本发明的潜水电泵结构示意图；

图中标记为：1：电机轴；2：机壳；3：前端盖；4：机械密封装置；5：前轴承；6：定子组件；7：转子组件；8：内水轮；9：后轴承；10：后轴承盖；11：调节囊；12：后端盖；13：外水管道；14：外水冷却水道；15：分水器；16：聚水器；17：进水口；18：出水口；19：内水流动孔；20：内水冷却水道；21：联轴器；22：排水泵；23：吸水口；24：排水口；25：导管；

图中实线箭头为外水水流方向；虚线箭头为内水水流方向。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述：

如图1、图2、图3、图4所示，本发明的湿式双功能防爆电动机，它包括电机轴1、机壳2、前端盖3、机械密封装置4、前轴承5、定子组件6、转子组件7、内水轮8、后轴承9、后轴承盖10、调节囊11、后端盖12，电机轴1穿入到电动机内部并由前轴承5与后轴承9支撑，后轴承盖10用于保护后轴承9，定子组件6固定于前端盖3和后端盖12之间，转子组件7和内水轮8固定在内部的电机轴1上，前端盖3和前轴承5之间的部位设置有机械密封装置4，调节囊11固定于后端盖12上，机壳2和定子组件6之间的间隙设置有外水管道13，外水管道13内为外水冷却水道14，前端盖3外部设置一个分水器15，后端盖12外部设置一个聚水器16，分水器14的进水口17和聚水器15的出水口18通过若干外水管道13相互连通，内水冷却水道20是由机壳2、外水管道13、定子组件6拼合形成的，前端盖3与后端盖12上设置有与各内水冷却水道20对应并连通的内水流动孔19。

采用本发明，首先将电动机内部注满水，并将外部水源与分水器15的进水口17相连接，本发明的电动机在潜水运行或非潜水运行工作时，固定在电机轴1上的内水轮8与电机轴1一起转动，内水轮8带动电动机内部水流动，电动机内部的水被迫从转子组件7与定子组件6之间的间隙前端进入，并从间隙后端流出，从后端流出的水经内水流动孔19进入内水冷却水道20并流向电动机的前端，水流将热量传递给外水管道13内的水流后，从电动机前端的内水流动孔19再流入转子组件7和定子组件6之间的间隙，如此循环，同时，外部水源的水流从分水器15的进水口17进入，水流在外水冷却水道14内的流动，与电动机进行充分的热量交换，并及时的将电动机产生的热量带走，从聚水器16的出水口18排出，从而实现充分散热。固定于后端盖12上的调节囊11可以保持电动机内外压力平衡，电动机的机械密封装置4可以防止***性气体和其他物质进入电动机内部，使电动机具备防爆功能。

应当说明的是，所述外水管道13为轴向均布设置在机壳2和定子组件6之间的空隙的多条圆形管道，视结构便利和冷却需要，该轴向冷却管道在不同的实施例中可以制成弧形、方形与其他形状，其数量是由电动机功率大小、散热量、电动机横截面积决定。作为优选，外水管道13与内水冷却水道20分布均匀，以实现水能够在内水冷却水道20和外水冷却水道14内畅通流动、无冷却盲区的功能为佳；所述的分水器15的形状与安装位置以能实现外水均匀流入各外水管道为佳；所述电动机内部的电路部分均采用绝缘线缆。

如图5所示，以采用本发明驱动的潜水电泵为例，首先电动机的电机轴1通过联轴器21与潜水泵22同心连接，然后潜水泵22的排水口24通过导管25与分水器15的进水口17连接，聚水器16的出水口18与排水管道相连接，并将电动机内部注满水，采用本发明的潜水电泵在潜水运行或非潜水运行工作时，固定在电机轴1上的内水轮与电机轴1一起转动，内水轮带动电动机内部水流动，电动机内部的水被迫从转子组件与定子组件之间的间隙前端进入，并从间隙后端流出，从后端流出的水经内水流动孔进入内水冷却水道并流向电动机的前端，水流将热量传递给外水管道内的水流后，从电动机前端的内水流动孔再流入转子组件和定子组件之间的间隙，如此循环，同时，井下水流从潜水泵22的吸水口23进入，并从排水口24的流出，然后顺着导管25进入分水器15的进水口17，水流在外水冷却水道内的流动，与潜水电机进行充分的热量交换，并及时的将潜水电机产生的热量带走，从聚水器16的出水口18排出，从而实现充分散热。固定于后端盖12上的调节囊可以保持电动机内外压力平衡，电动机的机械密封装置可以防止***性气体和其他物质进入电动机内部，使电动机具备防爆功能。

该发明在电动机外部设置管道并与外部水源连接，用外水来冷却自身电机产生的热量。该发明与排水泵组合自由，拆卸安装方便，通过排水泵吸入的水来冷却自身电动机产生的热量，避免了传统潜水电机潜水泵外径一致和设置导流罩的运行方式。通过调整电机底座和水泵底座，并统一固定安装于底板上，可立式或卧式运行。该发明既可以在空气环境或***性气体环境下正常工作，又可以在潜水环境长期稳定可靠的工作，由于其可与传统多级泵配套安装使用，可以对现有地下开采排水泵房实施改造，只需将原干式电机换为本发明的电动机，就可以使排水***具备抗灾性，由于加装了调节囊，本发明的电动机的潜水深度大于水泵的额定扬程。

Claims (4)

1.湿式双功能防爆电动机，它包括电机轴(1)、机壳(2)、前端盖(3)、机械密封装置(4)、前轴承(5)、定子组件(6)、转子组件(7)、内水轮(8)、后轴承(9)、后轴承盖(10)、调节囊(11)、后端盖(12)，电机轴(1)穿入到电机内部并由前轴承(5)与后轴承(9)支撑，定子组件(6)固定于前端盖(3)和后端盖(12)之间，转子组件(7)和内水轮(8)固定在内部的电机轴(1)上，前端盖(3)和前轴承(5)之间的部位设置有机械密封装置(4)，调节囊(11)固定于后端盖(12)上，其特征在于：机壳(2)和定子组件(6)之间的间隙设置有外水管道(13)，外水管道(13)内为外水冷却水道(14)。

2.如权利要求1所述的湿式双功能防爆电动机，其特征在于：前端盖(3)外部设置一个分水器(15)，后端盖(12)外部设置一个聚水器(16)，分水器(15)的进水口(17)和聚水器(16)的出水口(18)通过若干外水管道(13)相互连通。

3.如权利要求1所述的湿式双功能防爆电动机，其特征在于：内水冷却水道(20)是由机壳(2)、外水管道(13)、定子组件(6)拼合形成的。

4.如权利要求1所述的湿式双功能防爆电动机，其特征在于：前端盖(3)与后端盖(12)上设置有与各内水冷却水道(20)对应并连通的内水流动孔(19)。

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