一种实验室用防火花电机的制作方法

本实用新型涉及电动机领域，具体的说是一种实验室用防火花电机。

背景技术：

电动机的碳刷和发电机的碳刷又统称电机碳刷或电机电刷，电机碳刷的样子有点像擦铅笔的橡皮条那样，顶上有导线引出，体积有大有小。

而在电动机上使用的绕线式碳刷经常会出现冒火花这种情况，冒火花时容易引发事故烧毁电机，因此，减小碳刷冒火花的几率十分有必要，而在电动机上的绕线式碳刷会冒火花的原因是：

我们在使用绕线式电动机碳刷的时候，由于在长期的运行之中，不断的对碳刷进行磨损，发生接触面不平、碳刷的压力不够或者是集电滑环不圆，以及轴承上有油滴或其它的杂物落到集电滑环和碳刷之间等等多种情况，都会造成碳刷冒出火花。

如何消除碳刷冒火花的小方法：我们可以使用细砂纸将碳刷和集电滑环的接触面打磨的光滑一些，或者对碳刷的压力进行适当的调整，并检查集电滑环是否圆，若粘附或滞留在刷握里的若积垢较多，应用刷子扫除或用空气吹扫。做好集电滑环和碳刷的防护措施，都可以有效的减少绕线式点击碳刷发生冒火花的几率。

中国专利公布的公告号为CN106059168A的一种防火花交流电机，其能够有效减小电机冒火花的概率，但是，该专利有两个缺陷：1、本设计对碳刷压力的调整采用气缸伸缩来实现，在一个电机上安装六根气缸，极大的增加了电机成本；2、本设计采用除尘囊对刷握吹气的方式虽然能够有效的将刷握上的积垢吹去，但是，在不连接外部空气压缩机时，仅对除尘囊反复挤压的情况下，除尘囊始终是将电刷罩内的脏气体吸入，再通过挤压将脏气体吹出，无法达到良好的除尘效果，同时容易造成除尘囊的阻塞与腐蚀；3、本设计无法判断集电滑环是否圆整。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种实验室用防火花电机，其能够减小电刷冒火花的概率，有效的保障电机的安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实验室用防火花电机，包括电机壳、定子、转子、电机主轴和风扇；电机的内部结构及工作原理皆不是本案的创新之处，在此不再赘述；本实用新型还包括电刷罩、绝缘套筒、滑环、刷杆、电刷、除尘囊、温度传感器、按压螺柱、支撑架、压力传感器、声光报警器和PLC控制板，PLC控制板用于控制本发明温度传感器、压力传感器和声光报警器的自动作业；所述的滑环固连在绝缘套筒上，所述的绝缘套筒固连在电机主轴上，所述的刷杆固连在电刷罩内侧上部，所述的刷杆上等间距均匀安装有三个电刷，所述的除尘囊与按压气缸均位于电刷罩上部。

所述的电刷包括刷握、接线端子和一对碳棒，所述的刷握包括上刷握和左右刷握，所述的上刷握固连在刷杆上，所述的上刷握上端部设置有接线端子，所述的一对碳棒固连在左右刷握内，且一对碳棒对称位于滑环上部两端并与滑环上部两端相接触；

所述的除尘囊数量为三，三个除尘囊分别安装在各上刷握正上方的电刷罩上；

各除尘囊均包括出气管、出气弹簧、出气球、气囊、进气管、进气弹簧和进气球，所述的出气管与进气管均为金属材质的空心圆柱形管，出气管竖直固连在电刷罩上并贯穿电刷罩，出气球直径与出气管内径相等并位于出气管内，进气球直径与进气管内径相等并位于进气管内；

所述的出气弹簧上端固连在出气管内壁上端，出气弹簧下端固连出气球，初始状态下，出气球位于出气管下部，出气弹簧处于拉伸状态；

所述的进气管包括闭风区和位于闭风区下端的通风区，通风区上均匀设置有通气孔，进气弹簧上端固连在进气管内壁上端，进气弹簧下端固连进气球，初始状态下，进气球位于进气管下部的通风区，弹簧处于拉伸状态；

所述的气囊为空心橡胶材质，气囊下端与出气管相固连，气囊上端与进气管相固连，且进气管的通风区位于气囊内部。

当刷握上积垢较多时，容易引起电火花，此时可通过空气吹扫的方法将积垢去除，因此，操作人员可定期挤压除尘囊，挤压除尘囊时，除尘囊内的气体有向出气管和进气管运动的趋势，此时，高压气体将位于通风区的进气球推送至闭风区以堵塞进气管，高压气体将位于出气管内的出气球推离出气管，从而使得气囊内的气体从出气管吹到刷握上，以对刷握上的积垢进行去除，当刷握上的积垢被气体吹去后，人手放开气囊，出气球在出气弹簧恢复力的作用下向上运动以重新阻塞出气管，进气球在重力作用下重新回落到通风区内，外界新鲜空气从通风区进入气囊内以填充气囊，以此反复挤压，从而实现外部空气对刷握上积垢的清除，从而本实用新型去除刷握积垢时，无需将刷握取出，也无需拧开旋转块，只需在电刷罩外挤压除尘囊即可，清理效果好，且操作十分便捷，减小了刷握上积垢堆积的可能，减少了电火花发生的概率。

所述的按压螺柱数量为六，所述的六个按压螺柱每两个为一组，所述的每组按压螺柱分别对称安装在各电刷两端，且各按压螺柱一端与电刷罩螺纹连接，其另一端与碳棒上端面相接触；工作时，当碳棒磨损过多，碳棒下端面与滑环接触不平、压力不够时，则人工转动按压螺柱，使按压螺柱向下运动以对碳棒施加压力。

所述的电刷罩包括罩体和旋转块，所述的罩体后端设置有螺纹孔，所述的旋转块上设置有外螺纹，所述的旋转块螺纹连接在罩体后端，旋转块上均匀设置有流通孔；初始状态下，旋转块安装在罩体后端，当需要查看电刷罩内滑块与电刷等情况，或者更换碳棒，或者安置支撑架时，只需将旋转块从罩体后端卸下，再从罩体后端对罩体内情况进行观察并进行相应操作，从而相对于传统封闭形罩体，本罩体的设计更加人性化，操作方便，节省人力。

所述的电刷罩内壁下部固连有支撑架，支撑架上安装有三个压力传感器，各压力传感器顶端均与滑环相接触；所述的电刷罩上还安装有PLC控制器和声光报警器。工作过程中，滑环始终与压力传感器相接触，当滑环不圆时，则压力传感器上的压力出现不规则的变化，此时声光报警器工作以发出警报，便于工作者及时对滑环进行跟换维修，避免事故的发生。

所述各电刷的左右刷握上均设置有温度传感器，从而本实用新型能够及时了解电刷与滑环摩擦时的温度，防止摩擦温度过高。

有益效果：

(1)本实用新型通过对螺柱的旋转来调整碳刷的压力，取代了气缸伸缩调整碳刷压力的方式，在实现碳刷压力调整的同时极大的减小了电机成本。

(2)本实用新型的除尘囊从外界吸入新鲜空气，再将吸入的新鲜空气吹到碳刷上，并且，电刷罩内的污浊空气无法进入除尘囊内，相对于将电刷罩内的脏气体吸入，再通过挤压将脏气体吹出的方式，本发明达到了良好的除尘效果，并且不易造成除尘囊的阻塞。

(3)本实用新型通过压力传感器的压力变化情况，能够实现对滑环圆整情况的自动判断，当滑环不圆整时，会出现自动报警，从而避免事故的发生，安全性更高。

(4)本实用新型温度传感器的设计使得本实用新型能够及时了解电刷与滑环摩擦时的温度，防止摩擦温度过高，有效的保障了本实用新型的安全运行。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的全剖示意图；

图2是图1中A-A方向的局部剖开示意图；

图3是本发明除尘囊的示意图；

图4是图3的B处放大图；

图中：电机壳1、定子2、转子3、电机主轴4、风扇5、电刷罩6、绝缘套筒7、滑环8、刷杆9、电刷10、除尘囊11、温度传感器12、按压螺柱13、支撑架14、压力传感器15、声光报警器16、刷握101、接线端子102、碳棒103、上刷握1011、左右刷握1012、出气管111、出气弹簧112、出气球113、气囊114、进气管115、闭风区1151、通风区1152、进气弹簧116、进气球117、罩体61、旋转块62。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1、图2、图3或图4所示，本实用新型所述的一种实验室用防火花电机，包括电机壳1、定子2、转子3、电机主轴4和风扇5；电机的内部结构及工作原理皆不是本案的创新之处，在此不再赘述；本实用新型还包括电刷罩6、绝缘套筒7、滑环8、刷杆9、电刷10、除尘囊11、温度传感器12、按压螺柱13、支撑架14、压力传感器15、声光报警器16和PLC控制板，PLC控制板用于控制本发明温度传感器12、压力传感器15和声光报警器16的自动作业；所述的滑环8固连在绝缘套筒7上，所述的绝缘套筒7固连在电机主轴4上，所述的刷杆9固连在电刷罩6内侧上部，所述的刷杆9上等间距均匀安装有三个电刷10，所述的除尘囊11与按压气缸13均位于电刷罩6上部。

所述的电刷10包括刷握101、接线端子102和一对碳棒103，所述的刷握101包括上刷握1011和左右刷握1012，所述的上刷握1011固连在刷杆9上，所述的上刷握1011上端部设置有接线端子102，所述的一对碳棒103固连在左右刷握1012内，且一对碳棒103对称位于滑环8上部两端并与滑环8上部两端相接触；

所述的除尘囊11数量为三，三个除尘囊11分别安装在各上刷握1011正上方的电刷罩6上；

各除尘囊11均包括出气管111、出气弹簧112、出气球113、气囊114、进气管115、进气弹簧116和进气球117，所述的出气管111与进气管115均为金属材质的空心圆柱形管，出气管111竖直固连在电刷罩6上并贯穿电刷罩6，出气球113直径与出气管111内径相等并位于出气管111内，进气球117直径与进气管115内径相等并位于进气管115内；

所述的出气弹簧112上端固连在出气管111内壁上端，出气弹簧112下端固连出气球113，初始状态下，出气球113位于出气管111下部，出气弹簧112处于拉伸状态；

所述的进气管115包括闭风区1151和位于闭风区1151下端的通风区1152，通风区1152上均匀设置有通气孔，进气弹簧116上端固连在进气管115内壁上端，进气弹簧116下端固连进气球117，初始状态下，进气球117位于进气管115下部的通风区1152，弹簧处于拉伸状态；

所述的气囊114为空心橡胶材质，气囊114下端与出气管111相固连，气囊114上端与进气管115相固连，且进气管115的通风区1152位于气囊114内部。

当刷握101上积垢较多时，容易引起电火花，此时可通过空气吹扫的方法将积垢去除，因此，操作人员可定期挤压除尘囊11，挤压除尘囊11时，除尘囊11内的气体有向出气管111和进气管115运动的趋势，此时，高压气体将位于通风区1152的进气球117推送至闭风区1151以堵塞进气管115，高压气体将位于出气管111内的出气球113推离出气管111，从而使得气囊114内的气体从出气管111吹到刷握101上，以对刷握101上的积垢进行去除，当刷握上的积垢被气体吹去后，人手放开气囊114，出气球113在出气弹簧112恢复力的作用下向上运动以重新阻塞出气管111，进气球117在重力作用下重新回落到通风区1152内，外界新鲜空气从通风区1152进入气囊114内以填充气囊114，以此反复挤压，从而实现外部空气对刷握101上积垢的清除，从而本实用新型去除刷握积垢时，无需将刷握101取出，也无需拧开旋转块62，只需在电刷罩6外挤压除尘囊11即可，清理效果好，且操作十分便捷，减小了刷握101上积垢堆积的可能，减少了电火花发生的概率。

所述的按压螺柱13数量为六，所述的六个按压螺柱13每两个为一组，所述的每组按压螺柱13分别对称安装在各电刷10两端，且各按压螺柱13一端与电刷罩6螺纹连接，其另一端与碳棒103上端面相接触；工作时，当碳棒103磨损过多，碳棒103下端面与滑环8接触不平、压力不够时，则人工转动按压螺柱13，使按压螺柱13向下运动以对碳棒103施加压力。

所述的电刷罩6包括罩体61和旋转块62，所述的罩体61后端设置有螺纹孔，所述的旋转块62上设置有外螺纹，所述的旋转块62螺纹连接在罩体61后端，旋转块62上均匀设置有流通孔；初始状态下，旋转块62安装在罩体61后端，当需要查看电刷罩6内滑块62与电刷10等情况，或者更换碳棒103，或者安置支撑架14时，只需将旋转块62从罩体61后端卸下，再从罩体61后端对罩体61内情况进行观察并进行相应操作，从而相对于传统封闭形罩体61，本罩体61的设计更加人性化，操作方便，节省人力。

所述的电刷罩6内壁下部固连有支撑架14，支撑架14上安装有三个压力传感器15，各压力传感器15顶端均与滑环8相接触；所述的电刷罩6上还安装有PLC控制器和声光报警器16。工作过程中，滑环8始终与压力传感器15相接触，当滑环8不圆时，则压力传感器15上的压力出现不规则的变化，此时声光报警器16工作以发出警报，便于工作者及时对滑环8进行跟换维修，避免事故的发生。

所述各电刷10的左右刷握1012上均设置有温度传感器12，从而本实用新型能够及时了解电刷10与滑环8摩擦时的温度，防止摩擦温度过高。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。