PL158180B1 - Method of cooling the rotor of electric motors used in mines and housing such motors - Google Patents

Abstract

Casing of a mining electric motor, which at the same time is its cooling system, consisting of the body composed of two concentric pipes constituting external and internal jacket for cooling liquid and of bearing disks, characterized in that the external pipe (4) of the body (1), constituting the external jacket for cooling liquid (16) is equipped with longitudinal ventilating ducts (12) forming the closed loop of the circulation of air cooling the rotor (14) of the motor.<IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest obudowa górniczego siliuka elektyycznego, spełniająca wymogi ognloszcze1ności i prczclwnrbuchowntcy.The subject of the invention is a mining electric silicon casing that meets the requirements of fire-resistance and fireproofing.

Górnicze silniki elektryczne ze względu na występujące w kopalniach zagrożenia wybuchem metanu lub pyłu węglowego muszą spełniać wymogi przepisów w zakresie ognioszczelności i przeclwnrbucnowntśy. Wymóg ognioszczelności powoduje konieczność stosowania siin^ów o speccalnej zamknętej ^oowie oez motllntścl wymiany powietrza newnątΓc nouoonr siIoIóów z atmusferą kopalnianą. Od si irnóów górniczych wymagana jest również konieczność dostosowania do pracy orzy zmiennych oociążeniach z dużą ilością rozrodów w jednostce czasu, wymaga to odprowadzenia z wirnika silnH<a znacznych Hości wydzze1 ającej się energii cieplnej, co jest realmn-ane przez wymuszony przepływ cieczy chłodzącej w drążonym wale wrnika lub wymuszony przepływ powietrza przez osiowe kanały wirnika.Mining electric motors, due to the methane or coal dust explosion hazards occurring in mines, must meet the requirements of the regulations in the field of flameproof and anti-damage. The requirement of flameproof resistance makes it necessary to use grids with a special closed lead with the ability to exchange the air with a new nourishing force with the mine atmosphere. Mining forces also require the necessity to adapt to work with variable loads with a large number of reproductions per time unit, this requires the removal of significant heat energy from the rotor, which is real due to the forced flow of the cooling liquid in the hollow rotor shaft or forced air flow through the rotor axial channels.

Znane są sposoby chłodzenia wirnika przepływającym w jego kanałach powietrzem, które kierowane jest następnie do kanałów wewnnęrznych chłodzonej cieczą lub powietrzem obudowy, gdzie energia cieplna powietrza jest przekazywana przez ścianki kanałów bezpośrednio do cieczy chłodzącej lub przepływającego powietrza (opis patentowy ZSRR nr 796 990).There are known methods of cooling the rotor with air flowing in its channels, which is then directed to internal channels of a liquid or air cooled housing, where the thermal energy of the air is transferred through the walls of the channels directly to the cooling liquid or the flowing air (USSR Patent No. 796,990).

Znane są również sposoby chłodzenia, w których powietrze jest kierowane do kanałów w pakiecie żelaza czynnego stojana, gdzie energia cieplna powietrza jest oddawana do cieczy chłodzącej przez płaszcz wewnętΓcny obudowy chłodzonej cieczą. Chłodzone powietrze z kanałów wewnątrznych obudowy lub kanałów w pakiecie żelaza czynnego stojana jest kierowane ponom^e do kanałów wirnika.Cooling methods are also known in which air is directed to channels in the stator active iron packet, where the thermal energy of the air is transferred to the cooling liquid through the liquid-cooled internal jacket. The cooled air from the internal channels of the casing or channels in the active iron packet of the stator is directed down to the channels of the rotor.

Wadą znanych rozwiązań jest umieszczenie kanałów newnntΓcnych obudowy pomiędzy cewnętΓCnym a wewnętrznym płaszczem cieczy chłodzącej, co powoduje znaczny wzrost wymiarów gabarytowych i ciężaru silnika. Ponadto, kanały w pakiecie żelaza czynnego stojana pogarszają warunki odprowadzenia energii cieplnej wydzćelającej się na i ^^i^nąąrz pakietu. Warunek zachowania odpi^ł^ńe^c^nżej ze względu na nasycenie magnetyczne objętości żelaza czynnego wymusza konieczność stosowania blach czynnych o odpowiednio większych średnicach lub stosowania odpowiednio dłuższych pakietów, co prowadzi do wzrostu wymiarów gabarytowych i ciężaru silnH<a.The disadvantage of the known solutions is the placement of the internal casing channels between the inner and inner cooling liquid jacket, which causes a significant increase in the overall dimensions and weight of the engine. Moreover, the channels in the active iron package of the stator deteriorate the conditions for the dissipation of thermal energy emerging from the package. Due to the magnetic saturation of the active iron volume, the condition of keeping the active iron unfastened requires the use of active sheets of correspondingly larger diameters or the use of suitably longer packages, which leads to an increase in overall dimensions and weight of strong iron.

Obudowa górniczego silrnka elektrccżnεgo stanowiąca jednocześnie jego układ chłodzenia, złożona z kadłuba utworzonego z dwóch rur współ środkowych tworzących płaszcz newnętrcny i zewnętrzny dla cieczy chłodzącej oraz z tarcz łożyskowych według wynalazku, ma rurę cewnęęΓCną kadłuba, tworzącą płaszcz zewnętrzny dla cieczy chłodzącej, zaopatrzoną we wzdłużne wentylacyjne kanały stanowiące obwód zamknięty obiegu powietrza chłodzącego wirnik silnika.The casing of the mining electric engine, which at the same time constitutes its cooling system, consists of the hull made of two coaxial pipes forming the outer and outer jacket for the cooling liquid, and of the bearing shields according to the invention, it has a hull core pipe, forming the outer jacket for the cooling liquid, with longitudinal ventilation channels constituting a closed circuit of the air circulation cooling the engine rotor.

158 180158 180

Wzdłużne wentylacyjne kanały w przekroju poprzecznym stanowią wycinki kołowego pierścienia, a ścianki boczne wzdłużnych wennylacyjnych kanałów są styczne w płaszczyźnie poziomej i pionowej do rury zewnntrznej kadłuba obuoowy.The cross-sectional longitudinal ventilation ducts are sections of a circular ring, and the side walls of the longitudinal ventilation ducts are tangent in the horizontal and vertical plane to the outer tube of the hull of the two-cylinder hull.

Zaletą rozwiązania jest uproszczenie konstrukcji obudowy silnika uzyskane poprzez wykonanie zaramknę^tej obudowy cnłodzonej cieczą i powietrznym przewietrzaniem wewnntrznym, uzyskane przez osadzenie kanałów wennylacyjnych bezpośrednio na rurze kadłuba obudowy. Ponadto, dogodne usu^^nie nieszczelności połączenia kanałów wennylacyjnych z kadłubem oraz całkowita eliminacja awaan silnika powodowanych przedost^waneem się przez nieszczelności cieczy chłodzącej do kanałów wewnętrznego przewietrzania obudowy silnika.The advantage of the solution is the simplification of the structure of the motor casing obtained by making the casing closed with a liquid cooled and internal air ventilation, obtained by placing the ventilation channels directly on the casing hull pipe. Moreover, it is convenient to remove leaks at the connection of the ventilation ducts to the fuselage and the complete elimination of engine accidents caused by leakage of the cooling liquid to the internal ventilation ducts of the engine housing.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.l przedstawia półprzekrój wzdłużny silnika przez kanał wennylacyjny obudowy, a fig.2 przekrój poprzeczny silnkka elektrycznego.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal half-section of the engine through a ventilation channel of the housing, and Fig. 2 a cross-section of an electric motor.

Obudowa górniczego silnkza elektrycznego składa się z kadłuba 1 i tarcz łożyskowych 2,The casing of the mining electric motor consists of fuselage 1 and bearing plates 2,

3. Kadłub 1 wykonany jest z dwóch rur współśrodkowych - zewnętrznej 4 i wewnttΓznej 5. Rury3. Hull 1 is made of two concentric tubes - outer 4 and inner 5.

4, 5 trwale połączone pierścienaami 6 tworzą szczelny płaszcz chłodzenia wodnego silnkka na długości pakietu stojana 7. Rura wewnętrzna 4 zakończona obustronnie trwale połączonymi pierścienaami 8, posiada cztery obwodowe wycięcia 9 pomiędzy pierścienaami 6, 8 po stronie napędu i stronie przeciwnej. Pierścienie czołowe 8 w miejscach wycięć 9 połączone są czterema nakładkami 10, będącymi wycinkecu powierzchni bocznej walca, ścianki boczne 11 wzdłużnych kanałów 12 są styczne w płaszczyźnie poziomej i pionowej do rury zewnętΓzneJ 4 i połączone trwale z nakładkami 10. Nakładki 10 i boczne ścianki 11 tworzą wzdłużne neπtylacrjtιe kanały 12, które w przekroju poprzecznym są wycinkami pierścienia kołowego.4, 5 permanently connected by rings 6 form a tight jacket of water cooling of the engine along the length of the stator package 7. The inner tube 4 ends on both sides with permanently connected rings 8, has four circumferential cuts 9 between the rings 6, 8 on the drive side and the opposite side. The front rings 8 in the places of the cuts 9 are connected by four caps 10, being a section of the side surface of the cylinder, the side walls 11 of the longitudinal channels 12 are tangent in the horizontal and vertical plane to the external pipe 4 and permanently connected with the caps 10. The caps 10 and the side walls 11 form longitudinal neπtylacrjtιe channels 12, which in cross-section are segments of a circular ring.

Chłodzenie wrniks górniczego silnkka elektyycznego polega na wymuszeniu przez wennylator 13, osadzony na wałku wrnika 14, przepływu powietrza chłoozącego przez osiowe kanały 13 wirnika 14. Powietrze z osiowych kanałów 15 wirnika 14 kierowane jest następnie przez wycięcia 9 w rurze rewnntΓzneJ 4 do wzdłużnych wennylacyjnych kanałów 12. Energia cieplna przepły mającego przez wπt^lryrjne kanały 12 powietrza odbierana jest poprzez rurę zewnętrzną 4 do cieczy chłodzącej 16 oraz poprzez nakładki 10 i boczne·ścianki 11 wzdłużnych wennylacyjnych kanałów 12 do otoczenia. Schłodzony strumień powietrza kreowany jest następnie przez wycięcia 9 do komory silnkka od strony napędu, skąd jest zasysany ponownie w osiowe kanały 15 wirnika 14.The cooling of the frame of the mining electric motor consists in forcing the cooling air flow through the axial channels 13 of the rotor 14. The air from the axial channels 15 of the rotor 14 is then directed through the cuts 9 in the drain pipe 4 to the longitudinal ventilation channels 12 The thermal energy of the air flowing through the internal air passages 12 is received through the outer tube 4 to the cooling liquid 16 and through the caps 10 and side walls 11 of the longitudinal venylation channels 12 to the surroundings. The cooled air stream is then created through the cutouts 9 into the drive-end motor chamber, from where it is sucked back into the axial channels 15 of the rotor 14.

158 180158 180

i. 9i. 9

6 1 16 12 7 5 6 96 1 16 12 7 5 6 9

Fig. 1 Sl \kFig. 1 Sl \ k

J7777/.J7777 /.

Fig. 2Fig. 2

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.Department of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 5,000.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Obudowa górniczego silnika elektrycznego stanowiąca jednocześnie jego układ chłodzenia, złożona z kadłuba utworzonego z dwóch rur współśrodkowych tworzących płaszcz zewnętrzny i wewnętrzny cla cieczy chłodzącej, oraz z tarcz łożyskowych, z n a m i e η n a t y m, że rura zewnętrzna (4) kadłuba (1), tworząca płaszcz zewnętrzny dla cieczy słodzącej (16) jest zaopatrzona we wzdłużne wennylacyjne kanały (12). stanowiące obwód zamknięty obiegu powietrza chioczącego wirnik (14) sil^nil^a.1. The casing of the mining electric motor, which is also its cooling system, consisting of a hull made of two concentric pipes forming the outer and inner jacket of the cooling liquid, and bearing plates, characterized by η as the outer tube (4) of the hull (1), the outer jacket for the sweetening liquid (16) is provided with longitudinal venylation channels (12). constituting a closed circuit of the air circulation chirping the rotor (14) of the engine. 2. Obudowa według zast^. 1, znamienna tym, ze wzdłużne wentylacyjne kanały (12) w przekroju poprzecznym stanowią wycinki kołowego pierścienia, a boczne ścianki (11) wzdłużnych wen zylacyjnych kanałów (12) są styczne w płaszczyźnie poziomej i pionowej do rury cewnntΓcnej (4) kadłuDa (1) obudowy.2. Housing according to the replacement. A section according to claim 1, characterized in that the cross-sectional longitudinal ventilation channels (12) are segments of a circular ring, and the side walls (11) of the longitudinal ventilation channels (12) are tangent in the horizontal and vertical plane to the external pipe (4) of the hull (1) housing. ♦ * *♦ * *