專利名稱：井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機械工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種潛水電泵，特別是一種井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置。
背景技術(shù)：
潛水電泵是泵體葉輪和驅(qū)動葉輪的電機都潛入水中工作的一種水泵。潛水電泵用的電動機有干式(電機全部密封)、半干式(電機的定子密封，而轉(zhuǎn)子在水中運轉(zhuǎn))、充油式(電機內(nèi)部充油以防水分侵入繞組)和濕式(電機內(nèi)部充水，定子和轉(zhuǎn)子都在水中運轉(zhuǎn))等類型。關(guān)于潛水電泵的文獻如中國專利文獻公開的申請人申請地一種井用潛水電泵申請?zhí)?200920120004.8 ;授權(quán)公告號:CN201401345Y。在自然界中，越深處水壓強越大，每下潛10米約增加一個大氣壓；顯然，電機下潛深度越大會導(dǎo)致電機內(nèi)外壓力越大。為了避免發(fā)生因壓差而導(dǎo)致電機無法工作現(xiàn)象，目前常用的技術(shù)手段如通過增加電機殼體厚度或更換材料來實現(xiàn)增強電機殼體抗壓差等級，或如國家專利文獻記載的潛水電泵電機腔氣體平衡器申請?zhí)?02256519.1 ;公告號:CN2569431Y，在潛水電泵的電機外壁安裝一個進出氣體的橡膠囊，通過連接器與電機內(nèi)部連通。當電機工作時溫度升高，氣體膨脹，因此橡膠囊變形膨脹的阻力遠小于軸封的密封阻力，膨脹氣體自然進入橡膠囊內(nèi)，使橡膠囊膨脹而不向軸封外泄漏，當潛水電機停止運行時，電機內(nèi)部溫度下降，橡膠囊內(nèi)的氣體自然地回到電機腔內(nèi)。又如，中國專利文獻記載的潛水泵注油電機內(nèi)、外壓力平衡器申請?zhí)?201020279365.X ;公告號:CN201781355U，在殼體內(nèi)壁安裝油囊，油囊與殼體密封連接。當內(nèi)壓增大時，油囊薄壁向內(nèi)壓縮，頂部向下擠壓，油腔體積增大，降低了內(nèi)壓。當外壓增大時，油囊薄壁向四周伸展，頂部向上擠壓，油腔體積變小，降低了外壓，保護電機內(nèi)密封機構(gòu)。上述兩種電機雖 然能夠?qū)崿F(xiàn)電機內(nèi)腔壓力平衡，但由于油囊或橡膠囊伸縮能力非常有限；即導(dǎo)致調(diào)節(jié)電機內(nèi)外壓力差值有限。當電機下潛深度大于油囊或橡膠囊極限后便會造成油囊或橡膠囊破裂，雜質(zhì)隨水進入電機內(nèi)，進而導(dǎo)致電機損壞。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置。本內(nèi)腔壓力平衡裝置能解決電機內(nèi)腔與外界壓力差過大橡膠囊破裂的問題。本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，本潛水電機包括定子、轉(zhuǎn)子和具有內(nèi)腔和外腔的殼體組件，定子位于外腔中，轉(zhuǎn)子位于內(nèi)腔中；其特征在于，本內(nèi)腔壓力平衡裝置包括固定在殼體組件內(nèi)的進水單向閥，所述的進水單向閥出口與內(nèi)腔相連通，所述的進水單向閥進口與外界相連通。殼體組件包括機筒、上固定座、下固定座、屏蔽套和水囊等部件。隨著潛水電泵不斷地向深處沉降時，外界的壓強越來越大，則電機內(nèi)腔和外界的壓力越來越大，當壓差大于進水單向閥開啟壓差時，進水單向閥自動打開，外界地水自動地經(jīng)過進水單向閥補入內(nèi)腔中；當壓差小于進水單向閥開啟壓差后，進水單向閥自動關(guān)閉；由此使電機內(nèi)腔和外界壓力差小于進水單向閥開啟壓差，進水單向閥開啟壓差小于水囊承受壓差；由此在電機上述設(shè)置本內(nèi)腔壓力平衡裝置后杜絕了殼體組件因壓差過大而變形和破裂等現(xiàn)象發(fā)生，尤其是水囊。本內(nèi)腔壓力平衡裝置尤其適用于沖水式潛水電泵。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的壓力平衡裝置還包括固定在殼體組件內(nèi)排水單向閥，所述的排水單向閥進口與內(nèi)腔相連通，所述的排水單向閥出口與外界相連通。隨著潛水電泵從深處不斷地向地面提起時，外界的壓強越來越小，則電機內(nèi)腔和外界的壓力差越來越大，當壓差大于排水單向閥開啟壓差時，排水單向閥自動打開，內(nèi)腔中水自動經(jīng)過排水單向閥排至外界；當壓差小于排水單向閥開啟壓差后，排水單向閥自動關(guān)閉；由此使電機內(nèi)腔和外界壓力小于排水單向閥開啟壓差，避免殼體組件因壓差過大而變形和破裂等現(xiàn)象發(fā)生。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的進水單向閥的開啟壓差值為
0.02 0.07MPa。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的排水單向閥的開啟壓差值為
0.02 0.07MPa。進水單向閥的開啟壓差和排水單向閥的開啟壓差相同，采用上述數(shù)值使得殼體組件可采用常用材料和厚度制成，這有效地降低潛水電泵電機的生產(chǎn)成本，尤其是深水潛水電泵電機。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的進水單向閥包括具有通水通道的閥體和具有通水孔的蓋板；所述的閥體的通水通道側(cè)壁上具有密封面；所述的通水通道中設(shè)有采用橡膠材料制成的閥芯，所述的蓋板固定在閥體上，所述的閥芯和蓋板之間設(shè)有使閥芯始終具有向密封面抵靠趨勢的彈簧。在彈簧的彈力作用下閥芯抵靠在密封面上，當進口壓力與出口壓力的壓差大于開啟壓力時，閥芯克服彈簧彈力脫離密封面，通水通道處于連通狀態(tài)。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的閥芯具有呈半球形的密封罩部和位于密封罩部半球形球面頂部處的彈簧定位部；所述的密封罩部半球形底面中心處具有呈半球形的彈性增強槽。該彈性增強槽即能使密封罩部彈性能力增強，進而提高密封效果，又可提聞進水的穩(wěn)定性。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的通水通道的出口處具有環(huán)形凹肩，所述的蓋板抵靠在環(huán)形凹肩底面上；所述的閥體上具有局部向內(nèi)翻折且將蓋板固定的翻邊。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的排水單向閥和進水單向閥的結(jié)構(gòu)相同。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的殼體組件包括上固定座，所述的上固定座上開有進水通道，所述的進水單向閥的閥體位于進水通道內(nèi)。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的進水單向閥的閥體和上固定座通過過盈配合或螺紋連接。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的殼體組件包括上固定座，所述的上固定座上開有排水通道，所述的排水單向閥的閥體位于排水通道內(nèi)。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的排水單向閥的閥體和上固定座通過過盈配合或螺紋連接。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的進水單向閥的進口處設(shè)有過濾網(wǎng)一。在上述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置中，所述的排水單向閥的出口處設(shè)有過濾網(wǎng)二。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置具有以下優(yōu)點:1、通過設(shè)置進水單向閥則有效地杜絕電機下潛時因內(nèi)腔與外界壓力差過大而導(dǎo)致殼體組件變形和破裂現(xiàn)象發(fā)生。2、通過設(shè)置排水單向閥則有效地杜絕電機上提時因內(nèi)腔與外界壓力差過大而導(dǎo)致殼體組件變形和破裂現(xiàn)象發(fā)生。3、通過設(shè)置過濾網(wǎng)一和過濾網(wǎng)二能有效地杜絕水中雜質(zhì)進入內(nèi)腔，即杜絕了雜質(zhì)影響電機正常運動。4、將進水單向閥和排水單向閥設(shè)置在上固定座內(nèi)，能杜絕當閥損壞時內(nèi)腔中的水完全排出。5、進水單向閥和排水單向閥僅包括閥體、閥芯、蓋板和彈簧，由此具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、密封性高及性能穩(wěn)定的優(yōu)點。6、在電機上設(shè)置本內(nèi)腔壓力平衡裝置對電機原本結(jié)構(gòu)改變極小，因此具有設(shè)計方便，改進成本低的優(yōu)點。7、在電機上設(shè)置本內(nèi)腔壓力平衡裝置能有效地降低電機的生產(chǎn)成本，尤其是深水潛水電機。同時還有效地提高電機的使用穩(wěn)定性及使用壽命。

圖1是本實用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是潛水電機的下部分的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中局部結(jié)構(gòu)放大圖。圖4是圖1中局部結(jié)構(gòu)增設(shè)過濾網(wǎng)一后的放大圖。圖5是本實用新型實施例二的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、定子；2、轉(zhuǎn)子；3、內(nèi)腔；4、進水單向閥；5、閥體；5a、通水通道；5b、密封面；5c、翻邊；6、蓋板；6a、通水孔；7、閥芯；7a、密封罩部；7b、彈簧定位部；7c、彈性增強槽；
8、彈簧；9、機筒；10、上固定座；11、下固定座；12、屏蔽套；13、下支撐座；14、底座；15、水囊；16、進水通道；17、過濾網(wǎng)一 ；18、排水單向閥；19、排水通道；20、過濾網(wǎng)二。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖1和圖2所示，潛水電機包括定子1、轉(zhuǎn)子2和具有內(nèi)腔3和外腔的殼體組件；定子I位于外腔中，轉(zhuǎn)子2位于內(nèi)腔3中。本井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置包括固定在殼體組件內(nèi)的進水單向閥4。進水單向閥4出口與內(nèi)腔3相連通，進水單向閥4進口與外界相連通。如圖1至圖3所示，進水單向閥4包括具有通水通道5a的閥體5和具有通水孔6a的蓋板6 ;閥體5的通水通道5a側(cè)壁上具有密封面5b ;通水通道5a中設(shè)有采用橡膠材料制成的閥芯7，閥芯7具有呈半球形的密封罩部7a和位于密封罩部7a半球形球面頂部處的彈簧定位部7b ;密封罩部7a半球形底面中心處具有呈半球形的彈性增強槽7c。通水通道5a的出口處具有環(huán)形凹肩，蓋板6抵靠在環(huán)形凹肩底面上；閥體5上具有局部向內(nèi)翻折且將蓋板6固定的翻邊5c。閥芯7和蓋板6之間設(shè)有使閥芯7始終具有向密封面5b抵靠趨勢的彈簧8 ;彈簧8的一端套設(shè)在彈簧定位部7b上且與密封罩部7a相抵靠，另一端與蓋板6相抵靠。 為了更清楚及準確地表達本井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，在此舉一潛水電機殼體組件例子。如圖1和圖2所示，殼體組件包括機筒9、上固定座10、下固定座11、屏蔽套12、下支撐座13、底座14和水囊15等部件。機筒9兩端分別與上固定座10和下固定座11固定連接，轉(zhuǎn)子2通過軸承組件分別與上固定座10和下固定座11定位連接；轉(zhuǎn)子2和上固定座10之間還設(shè)有機械密封組件。下支撐座13的一端與下固定座11固定連接，另一端通過水囊15封蓋；底座14位于水囊15外側(cè)，底座14上具有進水孔。如圖1和圖3所示，上固定座10上開有進水通道16，進水單向閥4的閥體5位于進水通道16內(nèi)。進水單向閥4的閥體5和上固定座10通過過盈配合或螺紋連接。進水單向閥4的開啟壓差為0.02 0.07MPa。本實施例給出進水單向閥4的開啟壓差為0.05MPa ;根據(jù)不同地電機機型可靈活地選擇適合地開啟壓差值的進水單向閥4。如圖4所示，為了避免雜質(zhì)隨水進入電機內(nèi)腔3，于是在進水單向閥4的進口處設(shè)有過濾網(wǎng)一 17。實施例二如圖5所不,本實施例同實施例一的結(jié)構(gòu)及原理基本相同，不一樣的地方在于:壓力平衡裝置還包括固定在殼體組件內(nèi)排水單向閥18，排水單向閥18進口與內(nèi)腔3相連通，排水單向閥18出口與外界相連通。排水單向閥18和進水單向閥4的結(jié)構(gòu)相同，在此不再累贅描述。排水單向閥18的開啟壓差為0.02 0.07MPa。進水單向閥4的開啟壓差和排水單向閥18的開啟壓差相同。上固定座10上開有排水通道19，排水單向閥18的閥體5位于排水通道19內(nèi)。排水單向閥18的閥體5和上固定座10通過過盈配合或螺紋連接。排水單向閥18的出口處設(shè)有過濾網(wǎng)二 20。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.種井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，本潛水電機包括定子(I)、轉(zhuǎn)子(2)和具有內(nèi)腔(3)和外腔的殼體組件，定子(I)位于外腔中，轉(zhuǎn)子(2)位于內(nèi)腔(3)中；其特征在于，本內(nèi)腔壓力平衡裝置包括固定在殼體組件內(nèi)的進水單向閥(4)，所述的進水單向閥(4)出口與內(nèi)腔(3)相連通，所述的進水單向閥(4)進口與外界相連通。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的壓力平衡裝置還包括固定在殼體組件內(nèi)排水單向閥(18)，所述的排水單向閥(18)進口與內(nèi)腔(3)相連通，所述的排水單向閥(18)出口與外界相連通。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的進水單向閥(4)的開啟壓差值為0.02 0.07MPa。
4.據(jù)權(quán)利要求2所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的排水單向閥(18)的開啟壓差值為0.02 0.07MPa。
5.據(jù)權(quán)利要求2所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的進水單向閥(4)包括具有通水通道(5a)的閥體(5)和具有通水孔(6a)的蓋板(6);所述的閥體(5)的通水通道(5a)側(cè)壁上具有密封面(5b);所述的通水通道(5a)中設(shè)有采用橡膠材料制成的閥芯(7)，所述的蓋板(6)固定在閥體(5)上，所述的閥芯(7)和蓋板(6)之間設(shè)有使閥芯(7)始終具有向密封面(5b)抵靠趨勢的彈簧(8)。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的閥芯(7)具有呈半球形的密封罩部(7a)和位于密封罩部(7a)半球形球面頂部處的彈簧(8)定位部(7b);所述的密封罩部(7a)半球形底面中心處具有呈半球形的彈性增強槽(7c)。
7.據(jù)權(quán)利要求5所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的通水通道(5a)的出口處具有環(huán)形凹肩，所述的蓋板(6)抵靠在環(huán)形凹肩底面上；所述的閥體(5)上具有局部向內(nèi)翻折且將蓋板(6 )固定的翻邊(5c )。
8.據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的排水單向閥(18 )和進水單向閥(4 )的結(jié)構(gòu)相同。
9.據(jù)權(quán)利要求8所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的殼體組件包括上固定座(10)，所述的上固定座(10)上開有進水通道(16)，所述的進水單向閥(4)的閥體(5)位于進水通道(16)內(nèi)；所述的上固定座(10)上開有排水通道(19)，所述的排水單向閥(18)的閥體(5)位于排水通道(19)內(nèi)。
10.據(jù)權(quán)利要求9所述的井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，其特征在于，所述的進水單向閥(4)的進口處設(shè)有過濾網(wǎng)一(17)。
專利摘要本實用新型提供了一種井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，屬于機械工程技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的井用潛水電機下潛深度大于油囊或橡膠囊極限后便會造成油囊或橡膠囊破裂的問題。本井用潛水電機內(nèi)腔壓力平衡裝置，本潛水電泵的電機包括定子、轉(zhuǎn)子和具有內(nèi)腔和外腔的殼體組件，定子位于外腔中，轉(zhuǎn)子位于內(nèi)腔中；本內(nèi)腔壓力平衡裝置包括固定在殼體組件內(nèi)的進水單向閥，所述的進水單向閥出口與內(nèi)腔相連通，所述的進水單向閥進口與外界相連通。在電機上設(shè)置本內(nèi)腔壓力平衡裝置能有效地降低電機的生產(chǎn)成本，尤其是深水潛水電機。同時還有效地提高電機的使用穩(wěn)定性及使用壽命。
文檔編號H02K5/132GK202931081SQ20122052681
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者方秀寶, 米勇, 吳剛 申請人:浙江東音泵業(yè)股份有限公司