CN114123615A - 一种高温高压水冷变频特种电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温高压水冷变频特种电机，属于特种电机领域，旨在解决风冷冷却效果较差，电机使用寿命较短，而且电机密封效果、耐高温和高压的性能较差，无法对电机内部进行通风换气的问题；通过前水槽、保温层、空腔、水冷腔、水冷结构、散热腔和通气孔的设置，能够实现对电机前端和电机壳体的均匀水冷散热，延长了电机的使用寿命，同时散热腔和通气孔能够对电机尾端进行通风散热，避免尾端过热，从而提高了电机的冷却效果；通过导热板、通风结构的设置，能够将电机内壁的水汽及时干燥排出，实现对电机内部的通风换气，还可以避免外界水分进入电机内部，同时整个装置多处密封，从而提高电机的耐高温和耐高压性能。

Description

一种高温高压水冷变频特种电机
技术领域
本发明涉及特种电机领域，具体为一种高温高压水冷变频特种电机。
背景技术
电机作为驱动的主要动力源，广泛应用于工业、农业、国防、公共设施、家用电器等各个领域。随着变频技术的飞速发展，交流变频调速电动机已经在冶金、起重、纺织、化工等行业得到了广泛应用，由于交流变频调速电动机调速范围广，控制***简单可靠，已逐渐替代各种调速电动机。其中特种电机是指为了满足各类机械设备对其拖动电机性能要求的不同，而专门针对某一类型的机械设备特殊需要而单独设计、制造的特殊专用电机，国民经济的增长为特种电机行业的持续快速发展奠定了良好的基础。特种电机也是相对于传统有刷直流电机和交流异步电机模糊概念。特种电机和发电机在综合结构上基本相同，两者具有可逆性，在工作原理上特种电机是利用电流转变成机械能，带动外部物体转动，而发电机是利用电磁感应将机械能转变为电能。特种电机主要分为：新型旋转电机、直线电机和非电磁类电机三类。传统上，除有刷直流电机、交流异步电机外，所有电动机都叫做特种电机。而非运用于特种场合的电机才是特种电机。随着中小型电机中产品结构的调整和优化，特种专用电机将成为电机行业发展的重点，其市场需求及发展速度将在本行业中处于领先地位。中小型电机行业内的大型企业生产电机的品种和系列较多，综合实力占优；规模略小的企业则关注于特定的一种或几种电机的生产，力争在细分产品市场取得优势。我国长期以来中小型电机特种产品品种少，产品结构不合理，表现为基本系列多，派生专用系列少；一般品种多，专用品种少。各企业根据市场需要，也注重了专用电机的发展，经过多个五年计划的技术改造，调整产品结构，特种专用电机都有不同程度的发展。因此一些高效节能的电机、高品位的出口电机和机电一体化的特种电机将有很好的市场前景。
目前现有的特种电机在使用时存在一定的弊端，其散热形式主要是利用散热风机或风扇通过空气流动的风冷***来冷却电机，冷却效果较差，内部电机内部温度过高，使用寿命较短，而且电机密封效果不佳，耐高温和高压的性能较差，内壁也容易产生水雾，无法对电机内部进行通风换气，将湿气及时排出。
发明内容
鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种高温高压水冷变频特种电机，采用的技术方案是，包括电机壳体、电机轴、前轴承法兰和后轴承，所述电机壳体的内部设置有电机轴，所述电机壳体的一侧固定连接有前轴承法兰，所述电机壳体的内部位于电机轴的一端设置有后轴承，所述前轴承法兰的前端依次设置有前内端盖、前法兰和嵌入式法兰，所述前轴承法兰的后端设置有前轴承端盖，通过前内端盖、前法兰、嵌入式法兰和前轴承端盖的设置，能够对电机壳体的前端进行密封，并对前轴承法兰进行限位，所述前法兰的内部开设有前水槽，所述嵌入式法兰的内部设置有保温层，所述保温层的内部开设有空腔，通过前水槽、保温层和空腔的设置，能够将水导入前水槽内，并流经保温层内的空腔后排出，实现对前法兰、保温层和电机轴的水冷散热，提高冷却效果，所述电机壳体的内壁固定连接有导热板，所述导热板的内部设置有通风结构，通过导热板和通风结构的设置，能够利用通风结构，将电机内壁的水汽及时干燥排出，实现对电机内部的通风换气，同时密封效果更佳，可以避免外界水分进入电机内部，所述电机壳体的外表面固定连接有水冷腔，所述水冷腔的内部设置有水冷结构，通过水冷腔和水冷结构的设置，能够将冷水导入水冷腔，并使冷水呈Z形水路流动，实现对电机壳体的均匀水冷散热，提高了对电机壳体的冷却效果，避免电机壳体内部温度过高，延长了电机的使用寿命，所述后轴承的后端设置有后轴承端盖，所述电机壳体的尾端固定连接有盖板，所述后轴承与盖板之间设置有散热腔，所述散热腔的下方设置有通气孔，通过散热腔和通气孔的设置，能够对电机尾端进行通风散热，避免尾端过热。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前轴承法兰与前轴承端盖之间、前轴承法兰与前内端盖之间、电机壳体与前法兰之间、前法兰与嵌入式法兰之间、后轴承与后轴承端盖之间、电机壳体与盖板之间均通过螺栓连接，通过各处采用螺栓的连接，能够提高连接的稳定性，同时安装拆卸更加方便。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前轴承法兰的内部设置有前轴承，所述前轴承和后轴承均为深沟球绝缘轴承，通过采用深沟球绝缘轴承，能够减小电机轴转动时的摩擦阻力。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后轴承的前端设置有后挡油圈，所述前内端盖、前轴承端盖、后挡油圈与电机轴之间均设置有毛毡圈，通过后挡油圈和毛毡圈的设置，能够提高电机轴的密封性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前水槽与空腔连通，所述前水槽的底部设置有第一进水口，所述前水槽的顶部设置有第一出水口，通过第一进水口和第一出水口的设置，能够方便冷水进出前水槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述保温层的内部设置有密封垫，所述嵌入式法兰与前法兰之间设置有石墨垫片，所述前轴承法兰与前法兰和电机壳体之间均设置有O形密封圈，所述前内端盖与前轴承法兰之间设置有波形垫圈，通过密封垫、石墨垫片、O形密封圈和波形垫圈的设置，能够提高各处的密封性从而提高电机的耐高温和耐高压性能。
作为本发明的一种优选技术方案，所述通风结构包括调节柄、锥齿轮、转杆、螺杆、堵头、通孔、干燥剂、通风孔、挡盖，所述电机壳体的外表面设置有通风孔，所述通风孔的内部设置有挡盖，所述挡盖的下方设置有调节柄，所述调节柄的下方通过转杆和锥齿轮活动连接有螺杆，所述螺杆的外表面活动连接有堵头，所述导热板的内部设置有预堵头相适配的通孔，所述通孔的一侧设置有干燥剂，通过调节柄、锥齿轮、转杆、螺杆、堵头、通孔、干燥剂、通风孔、挡盖的设置，能够实现对电机内部的通风换气，同时密封效果更佳，可以避免外界水分进入电机内部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述水冷结构包括水道、第二进水口和第二出水口，所述水冷腔的内部设置有水道，所述水道呈Z形结构，所述水冷腔的底部设置有两个第二进水口，所述水冷腔的顶部设置有两个第二出水口，通过水道、第二进水口和第二出水口的设置，能够实现对电机壳体的均匀水冷散热，提高冷却效果，避免电机壳体内部温度过高，延长了电机的使用寿命。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后轴承的上方设置有接线柱，所述接线柱通过绝缘套、外六角法兰面堵头和外六角螺母固定，所述绝缘套与接线柱之间设置有多个橡胶圈，通过接线柱、绝缘套、外六角法兰面堵头、外六角螺母和橡胶圈的设置，绝缘套、外六角法兰面堵头、外六角螺母能够对接线柱进行安装固定，橡胶圈提高密封性能。
本发明的有益效果：本发明通过前水槽、保温层、空腔、水冷腔、水冷结构、散热腔和通气孔的设置，能够将水导入前水槽内，并流经保温层内的空腔后排出，实现对电机前端的水冷散热，并能够将冷水导入水冷腔，使冷水呈Z形水路流动，实现对电机壳体的均匀水冷散热，提高了对电机壳体的冷却效果，避免电机壳体内部温度过高，延长了电机的使用寿命，同时散热腔和通气孔能够对电机尾端进行通风散热，避免尾端过热，从而提高了电机的冷却效果；通过导热板、通风结构的设置，能够利用通风结构，将电机内壁的水汽及时干燥排出，实现对电机内部的通风换气，还可以避免外界水分进入电机内部，同时整个装置多处密封，提高了电机的密封性能，从而提高电机的耐高温和耐高压性能。
附图说明
图1为本发明主视剖面结构示意图；
图2为本发明主视部分结构示意图；
图3为本发明A处放大结构示意图；
图4为本发明B处放大结构示意图；
图5为本发明C处放大结构示意图。
图中：1、电机壳体；2、电机轴；3、前轴承法兰；4、后轴承；5、前内端盖；6、前法兰；7、嵌入式法兰；8、前轴承端盖；9、前水槽；10、保温层；11、空腔；12、导热板；13、通风结构；1301、调节柄；1302、锥齿轮；1303、转杆；1304、螺杆；1305、堵头；1306、通孔；1307、干燥剂；1308、通风孔；1309、挡盖；14、水冷腔；15、水冷结构；1501、水道；1502、第二进水口；1503、第二出水口；16、后轴承端盖；17、盖板；18、散热腔；19、通气孔；20、螺栓；21、前轴承；22、后挡油圈；23、毛毡圈；24、第一进水口；25、第一出水口；26、密封垫；27、石墨垫片；28、O形密封圈；29、波形垫圈；30、接线柱；31、绝缘套；32、外六角法兰面堵头；33、外六角螺母；34、橡胶圈。
具体实施方式
实施例1
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图5所示，本发明公开了一种高温高压水冷变频特种电机，采用的技术方案是，包括电机壳体1、电机轴2、前轴承法兰3和后轴承4，所述电机壳体1的内部设置有电机轴2，所述电机壳体1的一侧固定连接有前轴承法兰3，所述电机壳体1的内部位于电机轴2的一端设置有后轴承4，所述前轴承法兰3的前端依次设置有前内端盖5、前法兰6和嵌入式法兰7，所述前轴承法兰3的后端设置有前轴承端盖8，安装电机时，先安装电机轴2、前轴承法兰3、前内端盖5、前法兰6、嵌入式法兰7和前轴承端盖8，所述前法兰6的内部开设有前水槽9，所述嵌入式法兰7的内部设置有保温层10，所述保温层10的内部开设有空腔11，将冷水导入前水槽9内，并流经保温层10内的空腔11后排出，可以对电机前端进行水冷散热，提高冷却效果，所述电机壳体1的内壁固定连接有导热板12，所述导热板12的内部设置有通风结构13，利用导热板12和通风结构13可以将电机内壁的水汽及时干燥排出，并通风换气，还可以避免外界水分进入电机内部，所述电机壳体1的外表面固定连接有水冷腔14，所述水冷腔14的内部设置有水冷结构15，将冷水导入水冷腔14，水冷结构15使冷水呈Z形水路流动，可以对电机壳体1进行均匀水冷散热，提高冷却效果，避免电机壳体1内部温度过高，延长了电机的使用寿命，所述后轴承4的后端设置有后轴承端盖16，后轴承端盖16对电机轴2尾端进行限位，所述电机壳体1的尾端固定连接有盖板17，盖板17对电机壳体1尾端进行密封，所述后轴承4与盖板17之间设置有散热腔18，所述散热腔18的下方设置有通气孔19，散热腔18内的热量可以从通气孔19及时排出。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前轴承法兰3与前轴承端盖8之间、前轴承法兰3与前内端盖5之间、电机壳体1与前法兰6之间、前法兰6与嵌入式法兰7之间、后轴承4与后轴承端盖16之间、电机壳体1与盖板17之间均通过螺栓20连接，螺栓20连接多处，使各部件之间的连接更加稳定，同时方便安装拆卸。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前轴承法兰3的内部设置有前轴承21，所述前轴承21和后轴承4均为深沟球绝缘轴承，前轴承21和后轴承4采用的深沟球绝缘轴承，可以减小与电机轴2的摩擦阻力。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后轴承4的前端设置有后挡油圈22，所述前内端盖5、前轴承端盖8、后挡油圈22与电机轴2之间均设置有毛毡圈23，后挡油圈22和毛毡圈23提高电机密封性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前水槽9与空腔11连通，所述前水槽9的底部设置有第一进水口24，所述前水槽9的顶部设置有第一出水口25，第一进水口24和第一出水口25可以方便冷水进出前水槽9。
作为本发明的一种优选技术方案，所述保温层10的内部设置有密封垫26，所述嵌入式法兰7与前法兰6之间设置有石墨垫片27，所述前轴承法兰3与前法兰6和电机壳体1之间均设置有O形密封圈28，所述前内端盖5与前轴承法兰3之间设置有波形垫圈29，密封垫26、石墨垫片27、O形密封圈28和波形垫圈29可以提高各处的密封性，进而使电机更耐高温和高压。
作为本发明的一种优选技术方案，所述通风结构13包括调节柄1301、锥齿轮1302、转杆1303、螺杆1304、堵头1305、通孔1306、干燥剂1307、通风孔1308、挡盖1309，所述电机壳体1的外表面设置有通风孔1308，所述通风孔1308的内部设置有挡盖1309，所述挡盖1309的下方设置有调节柄1301，所述调节柄1301的下方通过转杆1303和锥齿轮1302活动连接有螺杆1304，所述螺杆1304的外表面活动连接有堵头1305，所述导热板12的内部设置有预堵头1305相适配的通孔1306，所述通孔1306的一侧设置有干燥剂1307，打开挡盖1309，转动调节柄1301，使转杆1303和螺杆1304带动螺杆1304转动，进而对堵头1305的位置进行调节，使电机壳体1内的水汽经过干燥剂1307干燥后从通孔1306和通风孔1308排出，实现对电机内部的通风换气。
作为本发明的一种优选技术方案，所述水冷结构15包括水道1501、第二进水口1502和第二出水口1503，所述水冷腔14的内部设置有水道1501，所述水道1501呈Z形结构，所述水冷腔14的底部设置有两个第二进水口1502，所述水冷腔14的顶部设置有两个第二出水口1503，将冷水从第二进水口1502导入水冷腔14，冷水流经Z形结构的水道1501后从第二出水口1503排出，实现对电机壳体1的均匀水冷散热。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后轴承4的上方设置有接线柱30，所述接线柱30通过绝缘套31、外六角法兰面堵头32和外六角螺母33固定，所述绝缘套31与接线柱30之间设置有多个橡胶圈34，利用绝缘套31、外六角法兰面堵头32和外六角螺母33可以固定接线柱30，橡胶圈34提高密封性。
本发明的工作原理：安装电机时，首先利用螺栓20安装电机壳体1、电机轴2、前轴承法兰3、前内端盖5、前法兰6、嵌入式法兰7和前轴承端盖8，然后利用后轴承端盖16对电机轴2尾端进行限位，接着利用绝缘套31、外六角法兰面堵头32和外六角螺母33固定接线柱30，橡胶圈34提高密封性，最后安装盖板17对电机壳体1尾端进行密封；使用电机时，将冷水从第一进水口24导入前水槽9内，并流经保温层10内的空腔11后从第一出水口25排出，可以对电机前端进行水冷散热，提高冷却效果，然后打开挡盖1309，转动调节柄1301，使转杆1303和螺杆1304带动螺杆1304转动，进而对堵头1305的位置进行调节，使电机壳体1内的水汽经过导热板12内的干燥剂1307干燥后从通孔1306和通风孔1308排出，实现对电机内部的通风换气，接着将冷水从第二进水口1502导入水冷腔14，冷水流经Z形结构的水道1501后从第二出水口1503排出，实现对电机壳体1的均匀水冷散热，最后散热腔18内的热量可以从通气孔19及时排出，进一步的，采用深沟球绝缘轴承的前轴承21和后轴承4可以减小与电机轴2的摩擦阻力，后挡油圈22、毛毡圈23、波形垫圈29，密封垫26、石墨垫片27、O形密封圈28和波形垫圈29可以提高电机各处的密封性，进而使电机更耐高温和高压。
本发明涉及的机械连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
本文中未详细说明的部件为现有技术。
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种高温高压水冷变频特种电机，包括电机壳体(1)、电机轴(2)、前轴承法兰(3)和后轴承(4)，所述电机壳体(1)的内部设置有电机轴(2)，所述电机壳体(1)的一侧固定连接有前轴承法兰(3)，所述电机壳体(1)的内部位于电机轴(2)的一端设置有后轴承(4)，其特征在于：所述前轴承法兰(3)的前端依次设置有前内端盖(5)、前法兰(6)和嵌入式法兰(7)，所述前轴承法兰(3)的后端设置有前轴承端盖(8)，所述前法兰(6)的内部开设有前水槽(9)，所述嵌入式法兰(7)的内部设置有保温层(10)，所述保温层(10)的内部开设有空腔(11)，所述电机壳体(1)的内壁固定连接有导热板(12)，所述导热板(12)的内部设置有通风结构(13)，所述电机壳体(1)的外表面固定连接有水冷腔(14)，所述水冷腔(14)的内部设置有水冷结构(15)，所述后轴承(4)的后端设置有后轴承端盖(16)，所述电机壳体(1)的尾端固定连接有盖板(17)，所述后轴承(4)与盖板(17)之间设置有散热腔(18)，所述散热腔(18)的下方设置有通气孔(19)。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压水冷变频特种电机，其特征在于：所述前轴承法兰(3)与前轴承端盖(8)之间、前轴承法兰(3)与前内端盖(5)之间、电机壳体(1)与前法兰(6)之间、前法兰(6)与嵌入式法兰(7)之间、后轴承(4)与后轴承端盖(16)之间、电机壳体(1)与盖板(17)之间均通过螺栓(20)连接。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压水冷变频特种电机，其特征在于：所述前轴承法兰(3)的内部设置有前轴承(21)，所述前轴承(21)和后轴承(4)均为深沟球绝缘轴承。
4.根据权利要求1所述的一种高温高压水冷变频特种电机，其特征在于：所述后轴承(4)的前端设置有后挡油圈(22)，所述前内端盖(5)、前轴承端盖(8)、后挡油圈(22)与电机轴(2)之间均设置有毛毡圈(23)。
5.根据权利要求1所述的一种高温高压水冷变频特种电机，其特征在于：所述前水槽(9)与空腔(11)连通，所述前水槽(9)的底部设置有第一进水口(24)，所述前水槽(9)的顶部设置有第一出水口(25)。
6.根据权利要求1所述的一种高温高压水冷变频特种电机，其特征在于：所述保温层(10)的内部设置有密封垫(26)，所述嵌入式法兰(7)与前法兰(6)之间设置有石墨垫片(27)，所述前轴承法兰(3)与前法兰(6)和电机壳体(1)之间均设置有O形密封圈(28)，所述前内端盖(5)与前轴承法兰(3)之间设置有波形垫圈(29)。
7.根据权利要求1所述的一种高温高压水冷变频特种电机，其特征在于：所述通风结构(13)包括调节柄(1301)、锥齿轮(1302)、转杆(1303)、螺杆(1304)、堵头(1305)、通孔(1306)、干燥剂(1307)、通风孔(1308)、挡盖(1309)，所述电机壳体(1)的外表面设置有通风孔(1308)，所述通风孔(1308)的内部设置有挡盖(1309)，所述挡盖(1309)的下方设置有调节柄(1301)，所述调节柄(1301)的下方通过转杆(1303)和锥齿轮(1302)活动连接有螺杆(1304)，所述螺杆(1304)的外表面活动连接有堵头(1305)，所述导热板(12)的内部设置有预堵头(1305)相适配的通孔(1306)，所述通孔(1306)的一侧设置有干燥剂(1307)。
8.根据权利要求1所述的一种高温高压水冷变频特种电机，其特征在于：所述水冷结构(15)包括水道(1501)、第二进水口(1502)和第二出水口(1503)，所述水冷腔(14)的内部设置有水道(1501)，所述水道(1501)呈Z形结构，所述水冷腔(14)的底部设置有两个第二进水口(1502)，所述水冷腔(14)的顶部设置有两个第二出水口(1503)。
9.根据权利要求1所述的一种高温高压水冷变频特种电机，其特征在于：所述后轴承(4)的上方设置有接线柱(30)，所述接线柱(30)通过绝缘套(31)、外六角法兰面堵头(32)和外六角螺母(33)固定，所述绝缘套(31)与接线柱(30)之间设置有多个橡胶圈(34)。
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