专利名称：湿式双功能防爆电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种既可以在空气或爆炸性气体环境又可以在潜水环境长期稳定可 靠运行的，并可与普通矿用排水泵组合连接的湿式双功能防爆电动机。
背景技术：
目前电动机种类大致可分为干式和湿式两类。干式电动机长期在空气中运行， 其冷却方式依靠电机主轴上带有的风扇转动强迫冷却，若在爆炸性气体环境下，电动机 内部产生的高温高压可通过壳体上隔爆间隙向外部释放，由于隔爆面对气体的冷却作 用，使其温度降至于爆炸气体燃点以下，不会点燃电动机外部爆炸性气体，但此类电动 机的水防护等级满足不了潜水运行；湿式电动机在水中长期使用，电机两端带有动、静 密封，阻止外部水进入电机内部，其定子、转子的冷却必须依靠充满冷却介质(通常为 水)的内部循环和电机外表面水流动，将热量带走，实现散热，此类电动机不易实现在 空气环境下运行。
现实中，我国矿山井下采矿过程中不可避免会发生涌水现象，且作业环境经常 为爆炸性气体环境。井下防水设施主要包括防水岩柱、防水闸门、防水闸墙及水仓等组 成部分，防水措施一般是设置与主排水通道相通的半圆形外水仓和内水仓，并在水仓上 方设置排水泵房，通过主排水通道对其进行排水，从而达到水灾害预防的效果。当前 井下排水泵房通常采用上述干式电动机驱动的排水泵，一旦井下涌水量超过其排水能力 时，水位淹没泵房，电动机线组则会因绝缘值变小，短路烧毁，导致排水系统瘫痪。若 泵房采用潜水电动机驱动的排水泵，由于此类潜水电泵一般为立式运行，并根据井筒大 小进行安装，由于受泵房水量及井下空间位置限制，需要开拓建造专用安装峒室和专用 起重设施，基础投入过大，维护检修困难。所以，提供一种既可实现潜水和非潜水功 能，又可与现有矿用排水泵方便对接的防爆型电动机，十分必要。发明内容
本发明的目的是提供一种既可以在空气或矿山爆炸性气体环境下正常工作，又 可以在潜水环境长期稳定可靠运行，并可与普通矿用排水泵组合连接配套使用的湿式双 功能防爆电动机。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现
本发明的湿式双功能防爆电动机，它包括电机轴、机壳、前端盖、机械密封装 置、前轴承、定子组件、转子组件、内水轮、后轴承、后轴承盖、调节囊、后端盖，电 机轴穿入到电动机内部并由前轴承与后轴承支撑，后轴承盖用于保护后轴承，定子组件 固定于前端盖和后端盖之间，转子组件和内水轮固定在内部的电机轴上，前端盖和前轴 承之间的部位设置有机械密封装置，调节囊固定于后端盖上，机壳和定子组件之间的间 隙设置有外水管道，外水管道内为外水冷却水道，前端盖外部设置一个分水器，后端盖 外部设置一个聚水器，分水器的进水口和聚水器的出水口通过若干外水管道相互连通，内水冷却水道是由机壳、外水管道、定子组件拼合形成的，前端盖与后端盖上设置有与 各内水冷却水道对应并连通的内水流动孔。
所述外水管道为轴向均布设置在机壳和定子组件之间的空隙的多条圆形管道， 视结构便利和冷却需要，该轴向冷却管道在不同的实施例中可以制成弧形、方形与其他 形状，其数量是由电动机功率大小、散热量、电动机横截面积决定。作为优选，外水 管道与内水冷却水道分布均勻，以实现水能够在内水冷却水道和外水冷却水道内畅通流 动、无冷却盲区的功能为佳；所述的分水器的形状与安装位置以能实现外水均勻流入各 外水管道为佳；所述电动机内部的电路部分均采用绝缘线缆。
本发明的工作原理如下
本发明的湿式双功能防爆电动机在运行前，首先将电动机内部注满水，并将外 部水源与分水器的进水口相连接，电动机在运行时，固定在电机轴上的内水轮与电机轴 一起转动，内水轮带动电动机内部水流动，电动机内部的水被迫从转子组件与定子组件 之间的间隙前端进入，并从间隙后端流出，从后端流出的水经内水流动孔进入内水冷却 水道并流向电动机的前端，水流将热量传递给外水管道内的水流后，从电动机前端的内 水流动孔再流入转子组件和定子组件之间的间隙，如此循环，同时，外部水源的水流从 分水器的进水口进入，水流在外水冷却水道内的流动，与电动机进行充分的热量交换， 并及时的将电动机产生的热量带走，从聚水器的出水口排出，从而实现充分散热；固定 于后端盖上的调节囊可以保持电动机内外压力平衡，电动机的机械密封装置可以防止爆 炸性气体和其他物质进入电动机内部，使电动机具备防爆功能。
本发明的有益效果如下
该发明在电动机外部设置管道并与外部水源连接，用外水来冷却自身电机产生 的热量。该发明与排水泵组合自由，拆卸安装方便，通过排水泵吸入的水来冷却自身电 动机产生的热量，避免了传统潜水电机潜水泵外径一致和设置导流罩的运行方式。通过 调整电机底座和水泵底座，并统一固定安装于底板上，可立式或卧式运行。该发明既可 以在空气环境或爆炸性气体环境下正常工作，又可以在潜水环境长期稳定可靠的工作， 由于其可与传统多级泵配套安装使用，可以对现有地下开采排水泵房实施改造，只需将 原干式电机换为本发明的电动机，就可以使排水系统具备抗灾性，由于加装了调节囊， 本发明的电动机的潜水深度大于水泵的额定扬程。
图1为本发明的外水结构半剖图2为本发明的内水结构半剖图3为本发明的整体结构示意图4为本发明的整体结构A-A剖面图5为采用本发明的潜水电泵结构示意图中标记为1 电机轴；2 机壳；3 前端盖；4 机械密封装置；5 前 轴承；6 定子组件；7 转子组件；8 :内水轮；9 :后轴承；10 后轴承盖；11 调 节囊;12 :后端盖；13 外水管道；14 外水冷却水道；15 分水器；16 聚水器； 17 进水口 ； 18 出水口； 19 内水流动孔；20 内水冷却水道；21 联轴器；22 排水泵；23 吸水口 ； M 排水口 ； 25 :导管；
图中实线箭头为外水水流方向；虚线箭头为内水水流方向。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的湿式双功能防爆电动机，它包括电机轴 1、机壳2、前端盖3、机械密封装置4、前轴承5、定子组件6、转子组件7、内水轮8、 后轴承9、后轴承盖10、调节囊11、后端盖12，电机轴1穿入到电动机内部并由前轴承 5与后轴承9支撑，后轴承盖10用于保护后轴承9，定子组件6固定于前端盖3和后端盖 12之间，转子组件7和内水轮8固定在内部的电机轴1上，前端盖3和前轴承5之间的部 位设置有机械密封装置4，调节囊11固定于后端盖12上，机壳2和定子组件6之间的间 隙设置有外水管道13，外水管道13内为外水冷却水道14，前端盖3外部设置一个分水器 15，后端盖12外部设置一个聚水器16，分水器14的进水口 17和聚水器15的出水口 18 通过若干外水管道13相互连通，内水冷却水道20是由机壳2、外水管道13、定子组件6 拼合形成的，前端盖3与后端盖12上设置有与各内水冷却水道20对应并连通的内水流动 孔19。
采用本发明，首先将电动机内部注满水，并将外部水源与分水器15的进水口 17 相连接，本发明的电动机在潜水运行或非潜水运行工作时，固定在电机轴1上的内水轮8 与电机轴1一起转动，内水轮8带动电动机内部水流动，电动机内部的水被迫从转子组件 7与定子组件6之间的间隙前端进入，并从间隙后端流出，从后端流出的水经内水流动孔 19进入内水冷却水道20并流向电动机的前端，水流将热量传递给外水管道13内的水流 后，从电动机前端的内水流动孔19再流入转子组件7和定子组件6之间的间隙，如此循 环，同时，外部水源的水流从分水器15的进水口 17进入，水流在外水冷却水道14内的 流动，与电动机进行充分的热量交换，并及时的将电动机产生的热量带走，从聚水器16 的出水口 18排出，从而实现充分散热。固定于后端盖12上的调节囊11可以保持电动机 内外压力平衡，电动机的机械密封装置4可以防止爆炸性气体和其他物质进入电动机内 部，使电动机具备防爆功能。
应当说明的是，所述外水管道13为轴向均布设置在机壳2和定子组件6之间的 空隙的多条圆形管道，视结构便利和冷却需要，该轴向冷却管道在不同的实施例中可以 制成弧形、方形与其他形状，其数量是由电动机功率大小、散热量、电动机横截面积决 定。作为优选，外水管道13与内水冷却水道20分布均勻，以实现水能够在内水冷却水 道20和外水冷却水道14内畅通流动、无冷却盲区的功能为佳；所述的分水器15的形状 与安装位置以能实现外水均勻流入各外水管道为佳；所述电动机内部的电路部分均采用 绝缘线缆。
如图5所示，以采用本发明驱动的潜水电泵为例，首先电动机的电机轴1通过联 轴器21与潜水泵22同心连接，然后潜水泵22的排水口 M通过导管25与分水器15的进 水口 17连接，聚水器16的出水口 18与排水管道相连接，并将电动机内部注满水，采用 本发明的潜水电泵在潜水运行或非潜水运行工作时，固定在电机轴1上的内水轮与电机 轴1一起转动，内水轮带动电动机内部水流动，电动机内部的水被迫从转子组件与定子组件之间的间隙前端进入，并从间隙后端流出，从后端流出的水经内水流动孔进入内水 冷却水道并流向电动机的前端，水流将热量传递给外水管道内的水流后，从电动机前端 的内水流动孔再流入转子组件和定子组件之间的间隙，如此循环，同时，井下水流从潜 水泵22的吸水口 23进入，并从排水口 M的流出，然后顺着导管25进入分水器15的进 水口 17，水流在外水冷却水道内的流动，与潜水电机进行充分的热量交换，并及时的将 潜水电机产生的热量带走，从聚水器16的出水口 18排出，从而实现充分散热。固定于 后端盖12上的调节囊可以保持电动机内外压力平衡，电动机的机械密封装置可以防止爆 炸性气体和其他物质进入电动机内部，使电动机具备防爆功能。
该发明在电动机外部设置管道并与外部水源连接，用外水来冷却自身电机产生 的热量。该发明与排水泵组合自由，拆卸安装方便，通过排水泵吸入的水来冷却自身电 动机产生的热量，避免了传统潜水电机潜水泵外径一致和设置导流罩的运行方式。通过 调整电机底座和水泵底座，并统一固定安装于底板上，可立式或卧式运行。该发明既可 以在空气环境或爆炸性气体环境下正常工作，又可以在潜水环境长期稳定可靠的工作， 由于其可与传统多级泵配套安装使用，可以对现有地下开采排水泵房实施改造，只需将 原干式电机换为本发明的电动机，就可以使排水系统具备抗灾性，由于加装了调节囊， 本发明的电动机的潜水深度大于水泵的额定扬程。
权利要求
1.湿式双功能防爆电动机，它包括电机轴(1)、机壳(2)、前端盖(3)、机械密封装 置(4)、前轴承(5)、定子组件(6)、转子组件(7)、内水轮(8)、后轴承(9)、后轴承盖 (10)、调节囊(11)、后端盖(12)，电机轴⑴穿入到电机内部并由前轴承(5)与后轴承 (9)支撑，定子组件(6)固定于前端盖(3)和后端盖(12)之间，转子组件(7)和内水轮 (8)固定在内部的电机轴(1)上，前端盖(3)和前轴承(5)之间的部位设置有机械密封装 置(4)，调节囊(11)固定于后端盖(12)上，其特征在于机壳(2)和定子组件(6)之间 的间隙设置有外水管道(13)，外水管道(13)内为外水冷却水道(14)。
2.如权利要求1所述的湿式双功能防爆电动机，其特征在于前端盖(3)外部设置一 个分水器(15)，后端盖(12)外部设置一个聚水器(16)，分水器(15)的进水口(17)和聚 水器(16)的出水口(18)通过若干外水管道(13)相互连通。
3.如权利要求1所述的湿式双功能防爆电动机，其特征在于内水冷却水道(20)是 由机壳(2)、外水管道(13)、定子组件(6)拼合形成的。
4.如权利要求1所述的湿式双功能防爆电动机，其特征在于前端盖(3)与后端盖 (12)上设置有与各内水冷却水道(20)对应并连通的内水流动孔(19)。
全文摘要
本发明公开的湿式双功能防爆电动机，电机轴(1)穿入到电机内部并由前轴承与后轴承支撑，转子组件和内水轮同定在内部的电机轴(1)上，机壳和定子组件之间的间隙设置有外水管道(13)，分水器(15)的进水口(17)和聚水器(16)的出水口(18)通过外水管道(13)相互连通，内水冷却水道是由机壳(2)、外水管道(13)、定子组件拼合形成的。该发明利用外水来冷却自身电机产生的热量，既可以在空气环境或爆炸性气体环境下正常工作，又可以在潜水环境长期稳定可靠的工作，且其可与传统多级泵配套安装使用，可以对现有地下开采排水泵房实施改造，使排水系统具备抗灾性，由于加装了调节囊，该发明的潜水深度大于水泵的额定扬程。
文档编号H02K5/20GK102025227SQ20101054567
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者冯立杰, 刘振锋, 李国景, 李朝辉, 王慧智, 王金凤, 翟雪琪, 胡新平, 马新毅 申请人:郑州大学