專利名稱：濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種既可以在空氣或爆炸性氣體環(huán)境又可以在潛水環(huán)境長(zhǎng)期穩(wěn)定可 靠運(yùn)行的，并可與普通礦用排水泵組合連接的濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前電動(dòng)機(jī)種類(lèi)大致可分為干式和濕式兩類(lèi)。干式電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期在空氣中運(yùn)行， 其冷卻方式依靠電機(jī)主軸上帶有的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)迫冷卻，若在爆炸性氣體環(huán)境下，電動(dòng)機(jī) 內(nèi)部產(chǎn)生的高溫高壓可通過(guò)殼體上隔爆間隙向外部釋放，由于隔爆面對(duì)氣體的冷卻作 用，使其溫度降至于爆炸氣體燃點(diǎn)以下，不會(huì)點(diǎn)燃電動(dòng)機(jī)外部爆炸性氣體，但此類(lèi)電動(dòng) 機(jī)的水防護(hù)等級(jí)滿足不了潛水運(yùn)行；濕式電動(dòng)機(jī)在水中長(zhǎng)期使用，電機(jī)兩端帶有動(dòng)、靜 密封，阻止外部水進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，其定子、轉(zhuǎn)子的冷卻必須依靠充滿冷卻介質(zhì)(通常為 水)的內(nèi)部循環(huán)和電機(jī)外表面水流動(dòng)，將熱量帶走，實(shí)現(xiàn)散熱，此類(lèi)電動(dòng)機(jī)不易實(shí)現(xiàn)在 空氣環(huán)境下運(yùn)行。
現(xiàn)實(shí)中，我國(guó)礦山井下采礦過(guò)程中不可避免會(huì)發(fā)生涌水現(xiàn)象，且作業(yè)環(huán)境經(jīng)常 為爆炸性氣體環(huán)境。井下防水設(shè)施主要包括防水巖柱、防水閘門(mén)、防水閘墻及水倉(cāng)等組 成部分，防水措施一般是設(shè)置與主排水通道相通的半圓形外水倉(cāng)和內(nèi)水倉(cāng)，并在水倉(cāng)上 方設(shè)置排水泵房，通過(guò)主排水通道對(duì)其進(jìn)行排水，從而達(dá)到水災(zāi)害預(yù)防的效果。當(dāng)前 井下排水泵房通常采用上述干式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的排水泵，一旦井下涌水量超過(guò)其排水能力 時(shí)，水位淹沒(méi)泵房，電動(dòng)機(jī)線組則會(huì)因絕緣值變小，短路燒毀，導(dǎo)致排水系統(tǒng)癱瘓。若 泵房采用潛水電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的排水泵，由于此類(lèi)潛水電泵一般為立式運(yùn)行，并根據(jù)井筒大 小進(jìn)行安裝，由于受泵房水量及井下空間位置限制，需要開(kāi)拓建造專用安裝峒室和專用 起重設(shè)施，基礎(chǔ)投入過(guò)大，維護(hù)檢修困難。所以，提供一種既可實(shí)現(xiàn)潛水和非潛水功 能，又可與現(xiàn)有礦用排水泵方便對(duì)接的防爆型電動(dòng)機(jī)，十分必要。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既可以在空氣或礦山爆炸性氣體環(huán)境下正常工作，又 可以在潛水環(huán)境長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行，并可與普通礦用排水泵組合連接配套使用的濕式雙 功能防爆電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)，它包括電機(jī)軸、機(jī)殼、前端蓋、機(jī)械密封裝 置、前軸承、定子組件、轉(zhuǎn)子組件、內(nèi)水輪、后軸承、后軸承蓋、調(diào)節(jié)囊、后端蓋，電 機(jī)軸穿入到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部并由前軸承與后軸承支撐，后軸承蓋用于保護(hù)后軸承，定子組件 固定于前端蓋和后端蓋之間，轉(zhuǎn)子組件和內(nèi)水輪固定在內(nèi)部的電機(jī)軸上，前端蓋和前軸 承之間的部位設(shè)置有機(jī)械密封裝置，調(diào)節(jié)囊固定于后端蓋上，機(jī)殼和定子組件之間的間 隙設(shè)置有外水管道，外水管道內(nèi)為外水冷卻水道，前端蓋外部設(shè)置一個(gè)分水器，后端蓋 外部設(shè)置一個(gè)聚水器，分水器的進(jìn)水口和聚水器的出水口通過(guò)若干外水管道相互連通，內(nèi)水冷卻水道是由機(jī)殼、外水管道、定子組件拼合形成的，前端蓋與后端蓋上設(shè)置有與 各內(nèi)水冷卻水道對(duì)應(yīng)并連通的內(nèi)水流動(dòng)孔。
所述外水管道為軸向均布設(shè)置在機(jī)殼和定子組件之間的空隙的多條圓形管道， 視結(jié)構(gòu)便利和冷卻需要，該軸向冷卻管道在不同的實(shí)施例中可以制成弧形、方形與其他 形狀，其數(shù)量是由電動(dòng)機(jī)功率大小、散熱量、電動(dòng)機(jī)橫截面積決定。作為優(yōu)選，外水 管道與內(nèi)水冷卻水道分布均勻，以實(shí)現(xiàn)水能夠在內(nèi)水冷卻水道和外水冷卻水道內(nèi)暢通流 動(dòng)、無(wú)冷卻盲區(qū)的功能為佳；所述的分水器的形狀與安裝位置以能實(shí)現(xiàn)外水均勻流入各 外水管道為佳；所述電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的電路部分均采用絕緣線纜。
本發(fā)明的工作原理如下
本發(fā)明的濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行前，首先將電動(dòng)機(jī)內(nèi)部注滿水，并將外 部水源與分水器的進(jìn)水口相連接，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，固定在電機(jī)軸上的內(nèi)水輪與電機(jī)軸 一起轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)水輪帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部水流動(dòng)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的水被迫從轉(zhuǎn)子組件與定子組件 之間的間隙前端進(jìn)入，并從間隙后端流出，從后端流出的水經(jīng)內(nèi)水流動(dòng)孔進(jìn)入內(nèi)水冷卻 水道并流向電動(dòng)機(jī)的前端，水流將熱量傳遞給外水管道內(nèi)的水流后，從電動(dòng)機(jī)前端的內(nèi) 水流動(dòng)孔再流入轉(zhuǎn)子組件和定子組件之間的間隙，如此循環(huán)，同時(shí)，外部水源的水流從 分水器的進(jìn)水口進(jìn)入，水流在外水冷卻水道內(nèi)的流動(dòng)，與電動(dòng)機(jī)進(jìn)行充分的熱量交換， 并及時(shí)的將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量帶走，從聚水器的出水口排出，從而實(shí)現(xiàn)充分散熱；固定 于后端蓋上的調(diào)節(jié)囊可以保持電動(dòng)機(jī)內(nèi)外壓力平衡，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械密封裝置可以防止爆 炸性氣體和其他物質(zhì)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，使電動(dòng)機(jī)具備防爆功能。
本發(fā)明的有益效果如下
該發(fā)明在電動(dòng)機(jī)外部設(shè)置管道并與外部水源連接，用外水來(lái)冷卻自身電機(jī)產(chǎn)生 的熱量。該發(fā)明與排水泵組合自由，拆卸安裝方便，通過(guò)排水泵吸入的水來(lái)冷卻自身電 動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，避免了傳統(tǒng)潛水電機(jī)潛水泵外徑一致和設(shè)置導(dǎo)流罩的運(yùn)行方式。通過(guò) 調(diào)整電機(jī)底座和水泵底座，并統(tǒng)一固定安裝于底板上，可立式或臥式運(yùn)行。該發(fā)明既可 以在空氣環(huán)境或爆炸性氣體環(huán)境下正常工作，又可以在潛水環(huán)境長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的工作， 由于其可與傳統(tǒng)多級(jí)泵配套安裝使用，可以對(duì)現(xiàn)有地下開(kāi)采排水泵房實(shí)施改造，只需將 原干式電機(jī)換為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)，就可以使排水系統(tǒng)具備抗災(zāi)性，由于加裝了調(diào)節(jié)囊， 本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的潛水深度大于水泵的額定揚(yáng)程。


圖1為本發(fā)明的外水結(jié)構(gòu)半剖圖2為本發(fā)明的內(nèi)水結(jié)構(gòu)半剖圖3為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)A-A剖面圖5為采用本發(fā)明的潛水電泵結(jié)構(gòu)示意圖中標(biāo)記為1 電機(jī)軸；2 機(jī)殼；3 前端蓋；4 機(jī)械密封裝置；5 前 軸承；6 定子組件；7 轉(zhuǎn)子組件；8 :內(nèi)水輪；9 :后軸承；10 后軸承蓋；11 調(diào) 節(jié)囊;12 :后端蓋；13 外水管道；14 外水冷卻水道；15 分水器；16 聚水器； 17 進(jìn)水口 ； 18 出水口； 19 內(nèi)水流動(dòng)孔；20 內(nèi)水冷卻水道；21 聯(lián)軸器；22 排水泵；23 吸水口 ； M 排水口 ； 25 :導(dǎo)管；
圖中實(shí)線箭頭為外水水流方向；虛線箭頭為內(nèi)水水流方向。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明的濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)，它包括電機(jī)軸 1、機(jī)殼2、前端蓋3、機(jī)械密封裝置4、前軸承5、定子組件6、轉(zhuǎn)子組件7、內(nèi)水輪8、 后軸承9、后軸承蓋10、調(diào)節(jié)囊11、后端蓋12，電機(jī)軸1穿入到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部并由前軸承 5與后軸承9支撐，后軸承蓋10用于保護(hù)后軸承9，定子組件6固定于前端蓋3和后端蓋 12之間，轉(zhuǎn)子組件7和內(nèi)水輪8固定在內(nèi)部的電機(jī)軸1上，前端蓋3和前軸承5之間的部 位設(shè)置有機(jī)械密封裝置4，調(diào)節(jié)囊11固定于后端蓋12上，機(jī)殼2和定子組件6之間的間 隙設(shè)置有外水管道13，外水管道13內(nèi)為外水冷卻水道14，前端蓋3外部設(shè)置一個(gè)分水器 15，后端蓋12外部設(shè)置一個(gè)聚水器16，分水器14的進(jìn)水口 17和聚水器15的出水口 18 通過(guò)若干外水管道13相互連通，內(nèi)水冷卻水道20是由機(jī)殼2、外水管道13、定子組件6 拼合形成的，前端蓋3與后端蓋12上設(shè)置有與各內(nèi)水冷卻水道20對(duì)應(yīng)并連通的內(nèi)水流動(dòng) 孔19。
采用本發(fā)明，首先將電動(dòng)機(jī)內(nèi)部注滿水，并將外部水源與分水器15的進(jìn)水口 17 相連接，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)在潛水運(yùn)行或非潛水運(yùn)行工作時(shí)，固定在電機(jī)軸1上的內(nèi)水輪8 與電機(jī)軸1一起轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)水輪8帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部水流動(dòng)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的水被迫從轉(zhuǎn)子組件 7與定子組件6之間的間隙前端進(jìn)入，并從間隙后端流出，從后端流出的水經(jīng)內(nèi)水流動(dòng)孔 19進(jìn)入內(nèi)水冷卻水道20并流向電動(dòng)機(jī)的前端，水流將熱量傳遞給外水管道13內(nèi)的水流 后，從電動(dòng)機(jī)前端的內(nèi)水流動(dòng)孔19再流入轉(zhuǎn)子組件7和定子組件6之間的間隙，如此循 環(huán)，同時(shí)，外部水源的水流從分水器15的進(jìn)水口 17進(jìn)入，水流在外水冷卻水道14內(nèi)的 流動(dòng)，與電動(dòng)機(jī)進(jìn)行充分的熱量交換，并及時(shí)的將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量帶走，從聚水器16 的出水口 18排出，從而實(shí)現(xiàn)充分散熱。固定于后端蓋12上的調(diào)節(jié)囊11可以保持電動(dòng)機(jī) 內(nèi)外壓力平衡，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械密封裝置4可以防止爆炸性氣體和其他物質(zhì)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi) 部，使電動(dòng)機(jī)具備防爆功能。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，所述外水管道13為軸向均布設(shè)置在機(jī)殼2和定子組件6之間的 空隙的多條圓形管道，視結(jié)構(gòu)便利和冷卻需要，該軸向冷卻管道在不同的實(shí)施例中可以 制成弧形、方形與其他形狀，其數(shù)量是由電動(dòng)機(jī)功率大小、散熱量、電動(dòng)機(jī)橫截面積決 定。作為優(yōu)選，外水管道13與內(nèi)水冷卻水道20分布均勻，以實(shí)現(xiàn)水能夠在內(nèi)水冷卻水 道20和外水冷卻水道14內(nèi)暢通流動(dòng)、無(wú)冷卻盲區(qū)的功能為佳；所述的分水器15的形狀 與安裝位置以能實(shí)現(xiàn)外水均勻流入各外水管道為佳；所述電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的電路部分均采用 絕緣線纜。
如圖5所示，以采用本發(fā)明驅(qū)動(dòng)的潛水電泵為例，首先電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸1通過(guò)聯(lián) 軸器21與潛水泵22同心連接，然后潛水泵22的排水口 M通過(guò)導(dǎo)管25與分水器15的進(jìn) 水口 17連接，聚水器16的出水口 18與排水管道相連接，并將電動(dòng)機(jī)內(nèi)部注滿水，采用 本發(fā)明的潛水電泵在潛水運(yùn)行或非潛水運(yùn)行工作時(shí)，固定在電機(jī)軸1上的內(nèi)水輪與電機(jī) 軸1一起轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)水輪帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部水流動(dòng)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的水被迫從轉(zhuǎn)子組件與定子組件之間的間隙前端進(jìn)入，并從間隙后端流出，從后端流出的水經(jīng)內(nèi)水流動(dòng)孔進(jìn)入內(nèi)水 冷卻水道并流向電動(dòng)機(jī)的前端，水流將熱量傳遞給外水管道內(nèi)的水流后，從電動(dòng)機(jī)前端 的內(nèi)水流動(dòng)孔再流入轉(zhuǎn)子組件和定子組件之間的間隙，如此循環(huán)，同時(shí)，井下水流從潛 水泵22的吸水口 23進(jìn)入，并從排水口 M的流出，然后順著導(dǎo)管25進(jìn)入分水器15的進(jìn) 水口 17，水流在外水冷卻水道內(nèi)的流動(dòng)，與潛水電機(jī)進(jìn)行充分的熱量交換，并及時(shí)的將 潛水電機(jī)產(chǎn)生的熱量帶走，從聚水器16的出水口 18排出，從而實(shí)現(xiàn)充分散熱。固定于 后端蓋12上的調(diào)節(jié)囊可以保持電動(dòng)機(jī)內(nèi)外壓力平衡，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械密封裝置可以防止爆 炸性氣體和其他物質(zhì)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，使電動(dòng)機(jī)具備防爆功能。
該發(fā)明在電動(dòng)機(jī)外部設(shè)置管道并與外部水源連接，用外水來(lái)冷卻自身電機(jī)產(chǎn)生 的熱量。該發(fā)明與排水泵組合自由，拆卸安裝方便，通過(guò)排水泵吸入的水來(lái)冷卻自身電 動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，避免了傳統(tǒng)潛水電機(jī)潛水泵外徑一致和設(shè)置導(dǎo)流罩的運(yùn)行方式。通過(guò) 調(diào)整電機(jī)底座和水泵底座，并統(tǒng)一固定安裝于底板上，可立式或臥式運(yùn)行。該發(fā)明既可 以在空氣環(huán)境或爆炸性氣體環(huán)境下正常工作，又可以在潛水環(huán)境長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的工作， 由于其可與傳統(tǒng)多級(jí)泵配套安裝使用，可以對(duì)現(xiàn)有地下開(kāi)采排水泵房實(shí)施改造，只需將 原干式電機(jī)換為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)，就可以使排水系統(tǒng)具備抗災(zāi)性，由于加裝了調(diào)節(jié)囊， 本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的潛水深度大于水泵的額定揚(yáng)程。
權(quán)利要求
1.濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)，它包括電機(jī)軸(1)、機(jī)殼(2)、前端蓋(3)、機(jī)械密封裝 置(4)、前軸承(5)、定子組件(6)、轉(zhuǎn)子組件(7)、內(nèi)水輪(8)、后軸承(9)、后軸承蓋 (10)、調(diào)節(jié)囊(11)、后端蓋(12)，電機(jī)軸⑴穿入到電機(jī)內(nèi)部并由前軸承(5)與后軸承 (9)支撐，定子組件(6)固定于前端蓋(3)和后端蓋(12)之間，轉(zhuǎn)子組件(7)和內(nèi)水輪 (8)固定在內(nèi)部的電機(jī)軸(1)上，前端蓋(3)和前軸承(5)之間的部位設(shè)置有機(jī)械密封裝 置(4)，調(diào)節(jié)囊(11)固定于后端蓋(12)上，其特征在于機(jī)殼(2)和定子組件(6)之間 的間隙設(shè)置有外水管道(13)，外水管道(13)內(nèi)為外水冷卻水道(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)，其特征在于前端蓋(3)外部設(shè)置一 個(gè)分水器(15)，后端蓋(12)外部設(shè)置一個(gè)聚水器(16)，分水器(15)的進(jìn)水口(17)和聚 水器(16)的出水口(18)通過(guò)若干外水管道(13)相互連通。
3.如權(quán)利要求1所述的濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)，其特征在于內(nèi)水冷卻水道(20)是 由機(jī)殼(2)、外水管道(13)、定子組件(6)拼合形成的。
4.如權(quán)利要求1所述的濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)，其特征在于前端蓋(3)與后端蓋 (12)上設(shè)置有與各內(nèi)水冷卻水道(20)對(duì)應(yīng)并連通的內(nèi)水流動(dòng)孔(19)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的濕式雙功能防爆電動(dòng)機(jī)，電機(jī)軸(1)穿入到電機(jī)內(nèi)部并由前軸承與后軸承支撐，轉(zhuǎn)子組件和內(nèi)水輪同定在內(nèi)部的電機(jī)軸(1)上，機(jī)殼和定子組件之間的間隙設(shè)置有外水管道(13)，分水器(15)的進(jìn)水口(17)和聚水器(16)的出水口(18)通過(guò)外水管道(13)相互連通，內(nèi)水冷卻水道是由機(jī)殼(2)、外水管道(13)、定子組件拼合形成的。該發(fā)明利用外水來(lái)冷卻自身電機(jī)產(chǎn)生的熱量，既可以在空氣環(huán)境或爆炸性氣體環(huán)境下正常工作，又可以在潛水環(huán)境長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的工作，且其可與傳統(tǒng)多級(jí)泵配套安裝使用，可以對(duì)現(xiàn)有地下開(kāi)采排水泵房實(shí)施改造，使排水系統(tǒng)具備抗災(zāi)性，由于加裝了調(diào)節(jié)囊，該發(fā)明的潛水深度大于水泵的額定揚(yáng)程。
文檔編號(hào)H02K5/20GK102025227SQ20101054567
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者馮立杰, 劉振鋒, 李國(guó)景, 李朝輝, 王慧智, 王金鳳, 翟雪琪, 胡新平, 馬新毅 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)