專利名稱：一種隔爆型臥式電動機及臥式電動機內置式冷凝結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動機冷凝技術領域，尤其涉及一種電動機內置式冷凝結構，此外，本 發(fā)明還涉及電動機領域，尤其涉及一種隔爆型異步電動機。
背景技術：
隨著電子技術的發(fā)展，電動機在工農業(yè)生產、交通運輸、國防、商業(yè)及家用電器、醫(yī) 療電器設備等各方面廣泛應用，為泵類、風機類或者壓縮機類設備提供動力。在通常情況 下，電動機除按規(guī)定的檢修期檢查外，不允許出現臨時故障或者停機維修，用戶對該設備的 使用要求是可靠、平穩(wěn)，以便保證大工業(yè)生產的連續(xù)進行。電動機在運轉過程中發(fā)生故障的 原因有很多，但電動機過熱是常見的故障原因。目前，電動機的散熱較常規(guī)的做法是采用風冷卻的方式，此外，對于水輪發(fā)電機和 汽輪發(fā)電機可以采用蒸發(fā)冷卻的冷卻方式。蒸發(fā)冷卻方式使定子浸泡的各部分均勻冷卻， 無局部過熱點，是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ碾妱訖C冷卻方式。以蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機的冷卻方 式為例來說明現有技術中所采用的冷卻結構。該結構中，在定子和轉子之間設置有絕緣密封筒，絕緣密封筒的兩端與機殼密封 連接，這樣就將絕緣密封筒與機殼一起將整個定子完全密封在一個腔體內。腔體內充放有 低沸點、高絕緣、不燃燒、無毒、化學性質穩(wěn)定的液態(tài)蒸發(fā)冷卻介質，定子完全浸在蒸發(fā)冷卻 介質中。在機殼頂端外部設置有水冷凝裝置，即將水冷凝裝置安裝在機殼外部，在水冷凝裝 置與機殼的外殼頂部之間通過螺栓孔等緊固件連接，實現定子的蒸發(fā)冷卻。上述冷凝結構僅能在普通的電動機上使用，不能應用于隔爆型異步電動機這種對 密封要求較高的電動機。這是由于隔爆型異步電動機多應用于礦山、冶煉等各類爆炸性危 險環(huán)境中，在工作過程中電動機運行中產生的火花會給生產帶來很大的安全隱患，其應能 承受通過外殼任何接合面滲透到外殼內部的可燃性混合物在內部爆炸而不損壞，并且不會 引起外部爆炸性環(huán)境的點燃。按照隔爆型電動機的結構規(guī)范，其殼體與機座不能有外露的 連接部件或者零件，比如不能有露出的螺絲等，并且對于隔爆結合面也有相應的參數要求。 因此，現有技術中將冷凝裝置整體與電動機機殼外部連接的方式并不能適用于對密封要求 較高的隔爆型電動機。因此，提供一種能應用于隔爆型電動機這種對密封要求較高的電動機的蒸發(fā)冷卻 結構是本領域技術人員所要解決的技術問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種臥式電動機的內置式冷凝結構，該內置式冷凝結構能夠 將蒸發(fā)冷卻技術應用于隔爆型電動機等對密封性要求較高的電動機，結構簡單。本發(fā)明的 另一個目的是提供一種具備上述內置式冷凝結構的隔爆型異步電動機。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種臥式電動機內置式冷凝結構，包括套裝 在定子與轉子之間的套筒，所述套筒與機殼之間形成用于容置定子的密封腔，所述密封腔內承載有冷卻介質，所述冷卻介質上方的殼體內設置有冷凝管，所述冷凝管的進口和出口 分別位于所述機殼的外部。優(yōu)選地，所述套筒的兩端與所述機殼密封連接，所述冷凝管與所述機殼的連接處 密封。優(yōu)選地，還包括分別設置在所述定子兩側的側壁部件，所述冷凝管穿過兩側的所 述側壁部件并與所述側壁部件封固連接，所述側壁部件與所述機殼和所述套筒構成所述密 封腔。優(yōu)選地，所述側壁部件為環(huán)狀板，所述側壁部件的外緣與所述機殼連接，且兩側所 述側壁部件的內緣分別與所述套筒的兩端部連接。優(yōu)選地，所述側壁部件與所述套筒之間通過連接件連接，所述連接件包括套裝于 所述套筒外沿的筒部，沿所述筒部外側端面周向設置法蘭部，所述法蘭部與所述側壁部件 的內緣連接。優(yōu)選地，所述連接件的法蘭部和所述側壁部件的內緣均設置有螺紋孔，所述連接 件與所述側壁部件之間通過螺紋緊固件密封連接。優(yōu)選地，所述套筒與所述機殼的兩側殼體連接，所述側壁部件包括環(huán)狀部和筒狀 部，所述環(huán)狀部設置于所述筒狀部的外沿周向位置，所述環(huán)狀部與所述機殼的頂部殼體連 接，所述筒狀部與所述機殼的側部殼體連接，所述環(huán)狀部設置有用于安裝冷凝管的安裝孔。優(yōu)選地，所述冷凝管具體為通風管。優(yōu)選地，所述冷凝管的管體與所述定子之間設置有固定板。本發(fā)明還提供了一種隔爆型臥式電動機，包括機殼，所述機殼內設置有定子，所述 定子內設置有轉子，所述隔爆型臥式電動機采用上述任一項所述的內置式冷凝結構。本發(fā)明所提供的臥式電動機內置式冷凝結構，包括套裝于定子和轉子之間的套 筒，套筒和機殼之間形成能夠容置定子的密封腔，密封腔內承載有冷卻介質，定子浸在冷卻 介質中，在冷卻介質的上方設置有冷凝管，冷凝管的進口和出口分別位于機殼的外部。電動 機工作時，被單獨密封的定子由于各種損耗產生大量熱量，使充滿在其周圍的液態(tài)冷卻介 質溫度升高，直到達到飽和溫度沸騰，冷卻介質吸熱汽化上浮，遇到位于冷卻介質上方的冷 凝管，由于冷凝管與汽化的冷卻介質之間存在溫差，汽化的冷卻介質將熱量傳遞給冷凝管 后液化，又滴回到冷卻介質中。采用內置式冷凝結構，將蒸發(fā)冷卻技術中的冷凝裝置設置在 機殼內，使蒸發(fā)冷卻的冷凝過程在電動機的機殼內完成。本發(fā)明中的冷凝管進口和出口分 別設置在機殼的外部，即將冷凝裝置的動力裝置設置在機殼外，不會影響對其正常的維護 保養(yǎng)，僅將起到冷卻作用的冷凝管設置在機殼內，使冷凝管與定子密封在同一密封腔內；顯 然，本方案的外設接口較少，機殼上待密封部位也相應的減少，從而能將蒸發(fā)冷卻技術可靠 的應用于隔爆型異步電動機等對密封要求較高的電動機。在另一種優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明所提供的內置式冷凝結構還包括位于定子兩 側的側壁部件，該側壁部件為環(huán)狀板其外緣與機殼連接，且兩側所述側壁部件的內緣分別 與所述套筒的兩端部連接，冷凝管穿過兩側側壁部件并與側壁部件封固連接，套筒與側壁 部件以及機殼構成了密封腔。采用這種結構，不僅能夠實現蒸發(fā)冷卻技術在隔爆型異步電 動機等對密封要求較高的電動機上的應用，并能解決套筒與機殼連接工藝復雜，密封腔的 實現不方便的問題，簡化密封腔的實現工藝，減少介質的使用量。
圖1為本發(fā)明所提供的臥式電動機內置式冷凝結構的示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的臥式電動機內置式冷凝結構一種具體實施方式
的示意圖；圖3為圖2所示臥式電動機內置式冷凝結構所提供的側壁部件的主視圖；圖4為圖2所示A處的局部放大圖；圖5為圖2所示臥式電動機內置式冷凝結構所提供的連接件的右視圖；圖6為圖2所示臥式電動機內置的冷凝結構所提供的連接件的主視圖；圖7為本發(fā)明所提供的臥式電動機內置式冷凝結構的另一種具體實施方式
的示 意圖；圖8為圖7所示臥式電動機內置式冷凝結構所提供的側壁部件的剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種臥式電動機內置式冷凝結構，該內置式冷凝結構能夠將 蒸發(fā)冷卻技術應用于隔爆型電動機等對密封要求較高的電動機，擴大了蒸發(fā)冷卻技術的應 用范圍，并且結構簡單。本發(fā)明的另一核心是提供一種具有上述內置式冷凝結構的隔爆型 臥式電動機。為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的臥式電動機內置式冷凝結構的示意圖。如圖中所示，套筒4套裝在定子2和轉子6之間，套筒4用于將定子2單獨密封， 其與機殼3之間形成能夠容納定子2的密封腔，在密封腔內充放有冷卻介質5，定子2浸在 冷卻介質5中，冷卻介質5可以是具有低沸點、高絕緣、不燃燒、化學性質穩(wěn)定等特點的任何 冷卻液，在冷卻介質5的上方設置有冷凝管1，冷凝管1的進口和出口設置在機殼3的外部。套筒4由于設置在定子2和轉子6之間，因此，套筒4應當選用絕緣的、非導磁的 材料。這里套筒4與機殼3之間所形成的密封腔，可以是僅由兩者密封形成密封腔，也可 以借助其他的部件在套筒4和機殼3之間形成密封腔。電動機運行前，先將密封腔抽成一定程度的真空，將常溫下為液態(tài)的冷卻介質5 質充入密封腔體內，冷卻介質5可以浸沒定子鐵心，將定子2完全浸泡。但最好不要充入過 多的冷卻介質5，以免減小密封腔內的蒸發(fā)空間，導致壓力過大，沸點溫度上升等不良現象 出現。電動機運行時，定子2整體因各種損耗產生大量的熱，加熱了密封腔內的冷卻介質5， 液態(tài)的冷卻介質5溫度升高，直到達到飽和溫度沸騰，冷卻介質5吸熱汽化上浮，遇到位于 冷卻介質5上方的冷凝管1，由于冷凝管1與汽化的冷卻介質5之間存在溫差，汽化的冷卻 介質5將熱量傳遞給冷凝管1后液化，又滴回到冷卻介質5中，這樣就將定子2的熱量及時 散到電動機的外部，形成自循環(huán)的蒸發(fā)冷卻過程。采用上述冷凝結構，將冷凝管1設置在機殼3內并與定子2密封在同一密封腔內， 也就是將冷卻介質5汽化后的二次冷凝過程，在電動機的內部完成，不需要設置外置的水 冷凝裝置。這樣就將蒸發(fā)冷卻技術應用到隔爆型電動機等對密封要求較高的電動機中，擴
5大了蒸發(fā)冷卻技術的應用范圍，并且結構簡單。套筒4與機殼3兩者密封構成密封腔的情況如圖中所示，此時，應當將套筒4與機 殼3之間采用密封連接的方式，在冷凝管1與機殼3的連接處也采用密封連接?？梢圆捎?焊接或者密封件將套筒4與機殼3、冷凝管1與機殼3密封。采用這種方式不需要其他的輔助部件就可以很方便的解決本發(fā)明所要解決的技 術問題，將冷凝管1與定子2密封同一密封腔體內，實現定子2的蒸發(fā)冷卻。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供的臥式電動機內置式冷凝結構一種具體實施方 式的示意圖。如圖中所示，在定子25兩側設置有側壁部件22，冷凝管23穿過兩側的側壁部件 22并與側壁部件22封固連接，側壁部件22與機殼21和套筒27構成密封腔，冷卻介質26 充放在密封腔內。此種實施方式即為前述提到的利用其他的部件在套筒與機殼之間形成密封腔。設 置側壁部件22可以簡化加工過程，原本需要在機殼21上設置安裝孔，將冷凝管23與機殼 21進行封固連接，增加側壁部件22后只要在側壁部件22上進行加工即可，使加工更為簡 便。在定子25與冷凝管23管體之間設置有固定板24。對于一些大型電動機，設置固 定板24可以保證部件之間的結構緊湊，尤其在非正常的狀態(tài)下，比如電動機發(fā)生爆炸時， 可以防止部件過于散落，對施工帶來更大的危害。固定板24與冷凝管23和定子25的安裝方式可以根據加工需要采用焊接或者其 他方式。此外，套筒27靠近轉子的內壁在加工制造過程中由于拔模的需要，形成很小錐 度，一般不超過5度，從而在定子25和轉子28之間形成楔形氣隙，有助于轉子28的散熱。具體地，請參考圖3，圖3為圖2所示臥式電動機內置式冷凝結構所提供的側壁部 件的主視圖。側壁部件22為環(huán)狀板，側壁部件22的外緣與機殼21連接，且位于定子25兩側的 側壁部件22的內緣分別與套筒27的兩端部連接，側壁部件22相應的設置有用于安裝冷凝 管23的安裝孔221。安裝孔221的在側壁部件22上的具體位置根據安裝需要進行設置，如 圖中所示，安裝孔221只設置在側壁部件22的局部。此外，安裝孔221的形狀可以根據冷 凝管23的結構形狀相應設置。側壁部件22設置為環(huán)形板，不僅能夠實現蒸發(fā)冷卻技術在隔爆型異步電動機等 對密封要求較高的電動機上的應用，并能解決套筒與機殼連接工藝復雜，密封腔的實現不 方便的問題，簡化密封密封腔的實現工藝。同時側壁部件22與套筒27連接與機殼21構成 密封腔，相比于套筒與機殼連接夠成密封腔，只利用了定子兩端的小部分空間，不必耗費大 量的介質。側壁部件22的外緣與機殼21可以采用焊接密封或者其他密封連接方式，其內緣 與套筒27的端部可以也采用焊接或者通過連接件連接等其他密封方式。請參考圖4、圖5和圖6，圖4為圖2所示A處的局部放大圖，圖5為圖2所示臥式 電動機內置式冷凝結構所提供的連接件的右視圖，圖6為圖2所示臥式電動機內置的冷凝 結構所提供的連接件的主視圖。
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如圖4中所示，采用連接件29將側壁部件22的內緣與套筒27連接。由于套筒27采用的是絕緣材料，其材質與側壁部件22焊接工藝較復雜，因此，通 過連接件29連接側壁部件22和套筒27能夠使裝配過程更為簡便。連接件29的材料優(yōu)選為強度較高的環(huán)氧層壓板，尤其有機硅環(huán)氧層壓板具有較 高機械強度、耐熱性和介電性能，適于本發(fā)明中所使用的具有絕緣性能的套筒連接。當然， 連接件29也可以為其他能夠達到密封和強度要求的材料。進一步地，如圖5和圖6所示，連接件29包括筒部292，筒部292套裝于套筒27的 外沿，沿筒部292外側端面周向設置有法蘭部291，法蘭部291與側壁部件22的內緣連接。將連接件29設置為法蘭部291和筒部292的組合，主要是根據側壁部件22和套 筒27的結構形式所進行的設置，更方便于連接件29與側壁部件22和套筒27的安裝。連接件29的具體結構可以采用上述的形式，也可以為其他能起到密封連接的結 構形式。法蘭部291與側壁部件22的連接可以采用螺紋緊固件進行密封，此時，在法蘭部 291上均勻設置有若干法蘭螺紋孔293，側壁部件22上均勻設置有與法蘭部螺紋孔293相 應的側壁螺紋孔222，螺紋緊固件插裝在在法蘭螺紋孔293和側壁螺紋孔222之間。螺紋緊 固件可以選用螺栓、螺絲釘等。在法蘭部291和側壁部件22之間通過螺紋緊固件連接主要是為了方便部件的安 裝。兩者也可以采用其他的連接方式。請參考圖7和圖8，圖7為本發(fā)明所提供的臥式電動機內置式冷凝結構的另一種具 體實施方式的示意圖，圖8為圖7所示臥式電動機內置式冷凝結構所提供的側壁部件的剖 視圖。如圖中所示，在本實施方式中，套筒33設置在定子35與轉子37之間，其兩端與機 殼32連接，側壁部件31包括環(huán)狀部311和筒狀部312，環(huán)狀部311設置在筒狀部312的外 沿周向，環(huán)狀部311與機殼32的頂部殼體連接，筒狀部312與機殼32的側部殼體連接，在 環(huán)狀部311設置有用于安裝冷凝管34的安裝孔，側壁部件31、機殼32和套筒33三者共同 構成了容納定子35的密封腔，密封腔內充放冷卻介質36。將側壁部件31設置為環(huán)狀部311和筒狀部312的組合，能夠將冷凝管34與機殼 32密封，在機殼32上設置安裝孔的加工，簡化為冷凝管34與側壁部件31的環(huán)狀部311密 封的方式，同時將側壁部件31的筒狀部312與機殼32密封連接，使側壁部件31與機殼32 和套筒33構成密封腔。此外，筒狀部312的直徑可以大于定子35直徑，也可以小于定子35的直徑，當然 在筒狀部312不同直徑的情況下，密封腔的容積會有不同，所承載的冷卻介質的量也會有 所不同，在保證冷卻效果的前提下盡量減少冷卻介質的用量為宜。進一步地，上述任一實施方式中冷凝管具體為通風管。采用通風管結構簡單，并且風冷卻技術成熟應用范圍廣泛。具體地，通風管可以采用直管，插裝在機殼之間，其進風口和出風口均設置在機殼 的外部并分別設置在機殼的兩側，與定子密封在同一密封腔的管體之間不存在任何隔離。 通風管的材料和尺寸可以根據電動機的尺寸、容量和損耗情況來確定，如采用鐵材料，內徑 2-2. 5毫米，管壁厚2毫米等。通風管使用鐵材料能夠方便通風管與機殼或者側壁部件的焊接密封，當然通風管也可以采用銅或者鋁等易于導熱的材料。此外，通風管也可以為盤形管，增加通風管與汽化冷卻介質的接觸面積，達到更高 的冷卻效率。在這種結構中，通風管的進風口和出風口同樣均設置在機殼的外部。進一步地，上述任一實施方式中的冷凝管具體可以為通水管。在冷凝管中充放水作為冷卻液體同樣能夠達到較好的冷卻效果，并且水冷卻也是 一種常見的冷卻方式，應用方便。除上述臥式電動機內置式冷凝結構，本發(fā)明還提供了一種隔爆型臥式電動機，包 括機殼，機殼內設置有定子，定子內設置有轉子，該隔爆型臥式電動機采用上述內置式冷凝 結構。需要說明的是，該隔爆型臥式電動機的其他結構部件請參考現有技術，本文不再贅 述。以上對本發(fā)明所提供的隔爆型臥式電動機及臥式電動機內置式冷凝結構進行了 詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的 說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改 進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
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權利要求
一種臥式電動機內置式冷凝結構，包括套裝在定子與轉子之間的套筒，所述套筒與機殼之間形成用于容置定子的密封腔，所述密封腔內承載有冷卻介質，其特征在于，所述冷卻介質上方的殼體內設置有冷凝管，所述冷凝管的進口和出口分別位于所述機殼的外部。
2.根據權利要求1所述的臥式電動機內置式冷凝結構，其特征在于，所述套筒的兩端 與所述機殼密封連接，所述冷凝管與所述機殼的連接處密封。
3.根據權利要求1所述的臥式電動機內置式冷凝結構，其特征在于，還包括分別設置 在所述定子兩側的側壁部件，所述冷凝管穿過兩側的所述側壁部件并與所述側壁部件封固 連接，所述側壁部件與所述機殼和所述套筒構成所述密封腔。
4.根據權利要求3所述的臥式電動機內置式冷凝結構，其特征在于，所述側壁部件為 環(huán)狀板，所述側壁部件的外緣與所述機殼連接，且兩側所述側壁部件的內緣分別與所述套 筒的兩端部連接。
5.根據權利要求4所述的臥式電動機內置式冷凝結構，其特征在于，所述側壁部件與 所述套筒之間通過連接件連接，所述連接件包括套裝于所述套筒外沿的筒部，沿所述筒部 外側端面周向設置法蘭部，所述法蘭部與所述側壁部件的內緣連接。
6.根據權利要求5所述的臥式電動機內置式冷凝結構，其特征在于，所述連接件的法 蘭部和所述側壁部件的內緣均設置有螺紋孔，所述連接件與所述側壁部件之間通過螺紋緊 固件密封連接。
7.根據權利要求3所述的臥式電動機內置式冷凝結構，其特征在于，所述套筒與所述 機殼的兩側殼體連接，所述側壁部件包括環(huán)狀部和筒狀部，所述環(huán)狀部設置于所述筒狀部 的外沿周向位置，所述環(huán)狀部與所述機殼的頂部殼體連接，所述筒狀部與所述機殼的側部 殼體連接，所述環(huán)狀部設置有用于安裝冷凝管的安裝孔。
8.根據權利要求1-7任一項所述的臥式電動機內置式冷凝結構，其特征在于，所述冷 凝管具體為通風管。
9.根據權利要求1-7任一項所述的臥式電動機內置式冷凝結構，其特征在于，所述冷 凝管的管體與所述定子之間設置有固定板。
10.一種隔爆型臥式電動機，包括機殼，所述機殼內設置有定子，所述定子內設置有轉 子，其特征在于，所述隔爆型臥式電動機采用上述1-9任一項所述的內置式冷凝結構。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種臥式電動機內置式冷凝結構，包括套裝在定子與轉子之間的套筒，所述套筒與機殼之間形成用于容置定子的密封腔，所述密封腔內承載有冷卻介質，所述冷卻介質上方的殼體內設置有冷凝管，所述冷凝管的進口和出口分別位于所述機殼的外部。采用本發(fā)明所提供的臥式電動機內置式冷凝結構能夠將蒸發(fā)冷卻技術應用于隔爆型電動機等對密封要求較高的電動機，擴大了蒸發(fā)冷卻技術的應用范圍，并且結構簡單。此外，本發(fā)明還提供了一種具有上述臥式電動機內置式冷凝結構的隔爆型臥式電動機。
文檔編號H02K9/20GK101976911SQ20101053659
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權日2010年11月8日
發(fā)明者欒茹, 肖富凱 申請人:肖富凱;欒茹;中冶京誠(湘潭)重工設備有限公司