专利名称:无封型潜水电泵的制作方法
本实用新型涉及新式潜水电泵，特别是无封型潜水电泵。
现有的潜水电泵都是小型泵，而且其结构无论是油浸式或气压式，都有将电机与水泵严密隔绝的密封件。尽管潜水电泵有效率高、安装使用方便等方面的优越性，但是长期以来人们却无法把它应用到大多数中、小型电泵上来，也就是大多数农业灌溉或工业、生活用水却不用潜水电泵。究其原因，就我所知有如下三大困难一是潜水电泵要求密封件与主轴有较长的密合长度才能有效密封，这就迫使主轴过度伸长，然而泵叶轮与支承轴承间的距离过长就会在大功率运行中产生弹性颤振甚至将主轴扭断；二是在油浸式电机内转子与浸油之间的高速磨擦会损耗部分能量将油加热，而且随着功率越大也使转子的磨擦速度与面积也增大，这样对运行的阻力和功率损耗也就越大；三是使用者一般都不知密封件的磨损程度，况且更换密封件又很困难，因没有按期更换密封件而烧毁电机是常见弊病。这些困难都要求对密封件进行改革。
本实用新型的任务就是提供一种不用密封件的潜水电泵，简称为无封型潜水电泵。此种电泵由于撤除了密封件。既缩短了主轴，又大大提高了泵的效率，就使大多数中小型电泵都可改制成潜水电泵。这样，既节约了水泵房建设投资，又因为消除了初充水设备和传动设备而降低造价，还消除了进水管路的漏气故障，更重要的是消除了底阀门的进水阻力、电机冷却风扇阻力、传动阻力、密封件磨擦阻力以及转子与浸油之间的磨擦阻力，从而大幅度地提高了泵的效率，也就达到了节约电能的效果。这就是发明无封型潜水电泵的目的。
此发明是这样实现的将立式电机与水泵联体共轴垂直置于水下，电机在上，水泵在下，电机外部(包括接线盒)全封闭。在机与泵之间有浮油室和浮动阀。浮油室是根据油(一般用变压器绝缘油)浮于水的原理，配合电机内空气的热胀冷缩而自动调整室内水位线的高低。浮动阀是利用水的浮力自动开闭浮油室与外界水之间的阀门结构，以免电机提出水面后漏出绝缘油。由于水份难以穿越油层(当然会将油缓慢潮湿、氧化以及出现酸类和残渣，但时间较长，此题后面详述)再窜入电机绕组，让绝缘油本身对水份进行密封，由此省去了密封件。
发明的具体结构、原理由以下的实施例並结合附图作进一步详细描述图1是无封型潜水电泵的结构纵截面示意图。
图2是浮油室和浮动阀结构示意图(图1中A－B部分放大图)在图1中，电机(2)与泵体(5)通过支承座(10)联体共轴联结起来，支承座(10)是园桶型结构，四边有空洞让水直入浮油室(11)的底部。浮油室(11)呈园碟形结构，其底板有两支管向外通出，其中一支是玻璃油标管(3)，另一支是进出油管(13)，此油管又分出向上伸出的加油咀(12)和向下伸出的放油咀(8)，还有电机顶盖上的放气咀(1)，这些油咀、气咀都有螺盖旋紧密封。浮油室底部是浮动阀，其具体结构如图2放大说明。泵体(5)内有水泵叶轮(6)，叶轮上面是丁氰橡胶密封圈(7)，它是代替一般水泵中的填料防止高压水向外射出的，这在农用直联水泵上已经采用。泵体最底部是栏栅座(4)，它制成底面和周面都是栅条结构，这既可拦污又对整体起支承座作用。
在图2中，浮油室(11)的底部是油封垫(16)和浮动阀。油封垫(16)一般使用油封材料羊毛毡，其作用是阻挡泥砂污物进入浮油室。浮动阀是由挡油环(18)、橡胶圈(15)、托环(21)、托盖(23)、杠杆(22)和浮动环(9)组成。这些部件的特征分别是挡油环(18)的下面车制成有向下突出的凸尖环，托环(21)是环形铁圈埋嵌在橡胶圈(15)的内底面上，杠杆(22)只有四支并均布四个方向，托盖(23)则是园形铁盖板並在四个方向铸成凸座孔用以穿接杠杆(22)上的转动插销，浮动环(9)却是形似救生圈式内充空气的塑料环，橡胶圈(15)一般用耐磨、耐油的橡胶铸成，其截面形状如图，它的上部与挡油环(18)的外沿底面贴合，下部富有弹性，且在自由状态下与挡油环(18)下面的凸尖环尖锋不接触，有1－2MM的间隙。浮动阀的工作原理是这样当机体沉入水下时，由于浮动环(9)受到水的浮力往上浮，就使橡胶圈(15)底部呈自由状态，外界水能穿过此间隙进入浮油室，或者从浮油室排出；反之，当机体拉出水面时，浮动环(9)失去水的浮力而以重力往下压，这通过杠杆(22)产生对托环(21)的往上压力，于是迫使橡胶圈(15)下部的弹性部分与挡油环(18)下面的凸尖环锋紧密接触，此尖锋接触面积小，而接触比压却很大，並且泥砂微粒粘不住锋尖，这就能有效地自动封闭浮油室中的水或油不往外渗漏。挡油环下部紧接着挡水环(20)，它是防止丁氰橡胶密封圈(7)被磨蚀后高压水直接射向浮动阀的。挡油环(18)和挡水环(20)都是以螺纹旋在主轴(14)上，然后用螺丝(19)固定，防止松动。
此种机使用前，必须拧开放气咀(1)和加油咀(12)，向加油咀内灌进绝缘油，这时油通过进出油管(13)进入浮油室(11)，内空气从放气咀(1)排出，充油量可以从玻璃油标管(3)中看到油位，一直到充满油标管为止，也就达到图1中绝缘油的上虚线(最高油位线)，这时拧紧並封闭放气咀、加油咀，就可沉入水中使用。机器运行后，由于内空气首先被水压力压缩，然后受线圈加热膨胀，会将油向下排挤出一小部分，而停机冷却后外界水会自动补进浮油室底部，绝缘油浮在水位线(17)之上，以后开机时浮油室底部就有水存在，並且临时拉出水面时也不能将这部分水放掉。由于机体沉入水中允许10度以内的倾斜，那么水位线(17)最高不得超过浮油室高度的1／2，而浮油室的大小和高度要根据内空气的热胀系数以及外界水压力来计算确定。
关于绝缘油的使用寿命是此机型的关键。尽管油浮于水，但这里油与水的接触面积大，又有主轴的旋转搅拌，水能使绝缘油潮湿，水中氧气还可使油氧化以至出现酸类和残渣，还有上部绝缘油还兼用电机下轴承的润滑油，由此加速残渣的形成。对于这些，根据经验和实验推断证明，绝缘油使用期为一年有如下根据一是将变压器绝缘油与水搅拌並混合存放五年后测出0.1MM油膜仍有0.6兆欧(500V摇表)的电阻；二是此种机型结构特点使上层油(电机内)受线圈热烘和轴承旋转加热而温度较高，但下层油(浮油室中)受水冷却温度低，由此下层含水份较多的油不会与上层油产生热对流，况且上、下层油之间的接触面积却很小，这样很难使上层油潮湿；三是与现有的油浸式潜水电泵对比，它的密封件並不能阻挡绝缘油的潮湿和氧化，浸油还受到转子的磨擦和轴承旋转的磨擦，而其绝缘油也能维持工作3000小时。这些都能证明对无封型潜水电泵每年进行一次拆洗、热烘並更换新油是可行的。
权利要求
1.一种由电机在上、水泵在下的联体共轴式无封型潜水电泵，其特征是在机与泵之间紧贴电机底部有浮油室(11)，浮油室底部是浮动阀，浮动阀是由挡油环(18)、橡胶圈(15)、托环(21)、托盖(23)、杠杆(22)和浮动环(9)组成，其中挡油环(18)的下面车制向下突出的凸尖环，橡胶圈(15)与挡油环(18)如此配合使橡胶圈(15)的上部与挡油环(18)的外沿底面贴合，下部富有弹性，且在自由状态下与挡油环下面的凸尖环尖锋不接触，有1-2MM的间隙。
2.根据权利要求
1所述的潜水电泵，其特征是浮油室(11)的底板通出一支玻璃油标管(3)和另一支进出油管(13)，此油管又分出向上伸出的加油咀(12)和向下伸出的放油咀(8)。
专利摘要
本实用新型提供了一种不使用密封件的无封型潜水电泵，是适用于工业、农业或生活用水的提水机械，其特征是让水进入电机底部的浮油室，而油浮于水，让绝缘油自行对水分进行密封，从而省去了密封件、缩短了主轴并提高了泵的效率，这样就使大多数中、小型电泵都可以改制成此型潜水电泵。
文档编号F04D13/08GK87202771SQ87202771
公开日1988年4月20日 申请日期1987年3月1日
发明者俞有庆 申请人:俞有庆导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan