一种输送液态氮的泵用加长轴变频三相电动机的制作方法

本实用新型涉及用于输送低温介质的高速泵用电动机技术领域，更具体地说是一种输送液态氮的泵用加长轴变频三相电动机。

背景技术：

在液态氮的输送过程中，有时需要通过泵进行驱动传输，这种泵一般是通过电动机驱动叶轮来实现，叶轮和电机轴前端均浸泡在温度达到-196℃的液态氮中。现有的电机轴较短，由于叶轮和电机轴前端长时间浸泡在低温的液态氮中，会导致电机轴上靠近液态氮一侧的轴承温度较低，当温度低于-75℃时，轴承的润滑脂就会失效，进而导致轴承失效，严重影响电动机的正常使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种输送液态氮的泵用加长轴变频三相电动机，降低电机轴上靠近液态氮一侧轴承的失效概率，延长了电动机的正常使用时间。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种输送液态氮的泵用加长轴变频三相电动机，包括电机主体和电机轴，电机主体包括机座、设置在机座内部的定子及转子、设在机座内部的散热风扇；电机主体固定在呈盘状结构且与电机主体同轴线的电机支座上，电机支座位于电机主体的前端且设有中心通孔；电机轴为贯穿电机支座的加长轴，包括一体成型的电机主轴和同轴固设在电机主轴前端的传动轴，传动轴上安装有诱导轮和叶轮；传动轴与电机支座中心通孔的配合处设有用于阻挡液态氮与电机主轴接触的机械密封；散热风扇位于电机主轴的后侧且与电机主轴后端面之间有间距。

所述传动轴为阶梯轴，包括从前至后依次排列且直径递增的第一轴段、第二轴段、第三轴段、第四轴段和第五轴段；诱导轮套设在第一轴段上，叶轮的主体套设在第二轴段上。

诱导轮包括叶片和固定套，叶片沿周向设在固定套前部的圆周面上，第二轴段直径大于固定套内径且小于固定套外径，固定套与第二轴段的前端面抵接，固定套后端与第二轴段前端之间形成前阶梯结构；第二轴段后端与第三轴段前端之间形成后阶梯结构；叶轮卡设在前阶梯结构与后阶梯结构之间。

叶轮包括前叶轮和后叶轮，前叶轮和后叶轮之间设有用于隔开前叶轮、后叶轮的第一轴套。

所述机械密封的前侧设有用于限制机械密封轴向移动的第二轴套，第二轴套固定在第四轴段上且与机械密封的前端抵接，机械密封的主体套设在第五轴段上。

所述第一轴段、第二轴段、第三轴段、第四轴段和第五轴段的直径分别为21~23mm、26~28mm、31~33mm、34~36mm、39~41mm。

电动机的电源频率范围为在3~180Hz。

机座上靠近机座前端的法兰通过螺栓与电机支座固定连接。

定子包括定子铁芯和定子绕组，定子绕组为四极绕组。

所述电机轴由耐低温高强度不锈钢制成。

本实用新型将电机轴设计成加长轴，电机轴由一体成型的电机主轴和固定在电机主轴前端的传动轴组成，传动轴包括从前至后依次排列的第一轴段、第二轴段、第三轴段、第四轴段和第五轴段，将叶轮的主体套设在第二轴段上，在输送液态氮的过程中，只需要将叶轮和传动轴浸泡在低温的液态氮中，另外通过将电机支座罩设在电动机前端且在传动轴与电机支座中心通孔配合处设置机械密封，阻挡了液态氮与电机主轴的接触，因此有效避免了电机主轴上靠近液态氮一侧的轴承温度较低的现象，降低了轴承润滑脂失效的概率，延长了轴承的使用寿命，进而延长了电动机的正常使用时间；将散热风扇设置电机主轴的后侧且与电机主轴后端面之间有间距，减少了电动机因电机主轴带动散热风扇旋转而产生的机械损耗，提高了电动机的效率；诱导轮的固定套后端与第二轴段前端之间形成前阶梯结构，第二轴段后端与第三轴段前端之间形成后阶梯结构，前阶梯结构和后阶梯结构便于叶轮的安装与固定；在机械密封的前侧设有与机械密封前端抵接且固定在第四轴段上的第二轴套，可以限制机械密封在运行过程中发生向前的轴向移动。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中电机主体的内部结构示意图；

图3是图1中A处放大图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示，一种输送液态氮的泵用加长轴变频三相电动机，包括电机主体1、电机轴2和位于电机主体1内部且固定在电机轴2后部的散热风扇3。电机主体1固定在外形呈盘状结构且与电机主体1同轴线的电机支座4上，电机支座4位于电机主体1的前端且设有中心通孔。电机主体1包括机座5、设在机座5内部的定子6和转子，定子6包括定子铁芯15和定子绕组16，定子绕组16为四极绕组；机座5上靠近机座5前端的法兰9通过螺栓与电机支座固定连接。电机轴2为耐低温高强度不锈钢制成的加长轴且贯穿电机支座4，包括一体成型的电机主轴10和同轴固设在电机主轴10前端的传动轴11，传动轴11上安装有诱导轮12和叶轮13。传动轴11与电机支座4中心通孔的配合处设有用于阻挡液态氮与电机主轴10接触的机械密封14，电机主轴10不与液态氮接触，从而使得电机主轴10上靠近液态氮一侧轴承的温度能保持在-75℃以上。散热风扇3与电机主轴10的后端面之间有间距，即散热风扇3与电机主轴10分离，减少了电动机因电机主轴10带动散热风扇3旋转而产生的机械损耗，提高了电动机的效率。

传动轴11为阶梯轴，包括从前至后依次排列且直径递增的第一轴段17、第二轴段18、第三轴段19、第四轴段20和第五轴段21，第一轴段17、第二轴段18、第三轴段19、第四轴段20和第五轴段21的直径分别为21~23mm、26~28mm、31~33mm、34~36mm、39~41mm。诱导轮12套设在第一轴段17上，叶轮13的主体套设在第二轴段18上。

诱导轮12包括叶片24和固定套25，叶片24沿周向设在固定套25前部的圆周面上，第二轴段18直径大于固定套25内径且小于固定套25外径，固定套25与第二轴段18的前端面抵接，固定套25后端与第二轴段18前端之间形成前阶梯结构；第二轴段18后端与第三轴段19前端之间形成后阶梯结构；叶轮13卡设在前阶梯结构与后阶梯结构之间。

叶轮13包括前叶轮22和后叶轮23，前叶轮22和后叶轮23之间设有用于隔开前叶轮22、后叶轮23的第一轴套8。

机械密封14的前侧设有用于限制机械密封14轴向移动的第二轴套7，第二轴套7固定在第四轴段20上且与机械密封14的前端抵接，机械密封14的主体套设在第五轴段21上。

本实施例的电动机输出功率按照55kW设计，电动机相对应的基准频率为100Hz，因此电动机的电源频率范围为在3~180Hz。

本实施例中电机轴由耐低温高强度不锈钢制成，这种材质在电动机的转子中不导磁。在电机轴不导磁的前提下，如果电动机的定子和转子采用两极设计，就会隔断电动机定子和转子的磁路，因此，本实用新型的电动机采用四极设计，电动机的四极设计为现有技术，在此不再赘述。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。