專利名稱：水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)及排水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)被廣泛地應(yīng)用于排水泵及其它泵設(shè)備中。永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)工作時(shí)線圈和定子鐵芯會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此需要散熱降溫。現(xiàn)有的永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)的降溫方式主要有如下三種1、通過電機(jī)的定子鐵芯和線圈表面自然輻射散熱的方式進(jìn)行的，散熱效果有限。2、通過集成于泵體上的自成水箱來散去鐵芯熱量，達(dá)到降溫目的的做法。但是該方式由于是通過工作時(shí)泵送的水來實(shí)現(xiàn)鐵芯的降溫，受到泵送的水中雜質(zhì)的影響，使泵體自成水箱中殘留較多雜質(zhì)、水垢，泵體自成水箱中的水長(zhǎng)時(shí)間存放變質(zhì)更是造成了對(duì)外部整機(jī)的水質(zhì)污染。3、在殼體上自成密閉水腔或在線圈和鐵芯上外加水箱，通過水箱內(nèi)的水進(jìn)行冷卻，此方式由于水在水箱內(nèi)不能快速流動(dòng)，散熱比較慢。授權(quán)公告號(hào)為CN201197099Y，授權(quán)公告日為2009年2月18日，發(fā)明名稱為“一種水冷永磁同步牽引電機(jī)”的中國(guó)實(shí)用新型專利，公開了一種水冷永磁同步牽引電機(jī)，其是在機(jī)座上固聯(lián)有焊接蓋板，焊接蓋板的內(nèi)圈與定子外圓過盈配合，焊接蓋板上開有水冷通道， 并設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口與水箱相聯(lián)，出水口與水泵聯(lián)，還設(shè)有與水冷通道相適配的封圈，形成水冷循環(huán)通道。授權(quán)公告號(hào)為CN201588791U，授權(quán)公告日為2010年9月22日，發(fā)明名稱為“一種水冷式泵”的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種水冷式泵，是在轉(zhuǎn)子的外圍設(shè)置導(dǎo)通水泵進(jìn)水口的水冷結(jié)構(gòu)，利用該水冷結(jié)構(gòu)降低水泵工作時(shí)的溫度。授權(quán)公告號(hào)為CN20170868U，授權(quán)公告日為2011年2月2日，發(fā)明名稱為“一種水冷式泵”的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種水冷式泵，設(shè)置有散熱座，散熱座內(nèi)設(shè)有冷水循環(huán)的冷水道，水泵殼體上設(shè)有與泵腔相通的二條管道，各管道分別與冷水道的進(jìn)水口和出水口連接相通，管道與冷水道形成一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)，散熱座或泵蓋上設(shè)有進(jìn)入殼體泵腔的進(jìn)水口。上述專利的冷卻水均來自于水泵的進(jìn)水口，利用泵送的工作流體本身完成水泵電機(jī)的冷卻降溫，因此均存在冷卻系統(tǒng)乃至泵體中殘留較多雜質(zhì)、水垢，對(duì)外部整機(jī)水質(zhì)造成污染的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述問題，設(shè)置一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，自帶冷卻水箱的電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的快速散熱自我冷卻，經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證使用本發(fā)明電機(jī)比沒有使用水冷方式的電機(jī)溫升可以減低約15K。水箱內(nèi)用水獨(dú)立于水泵所泵送的工作流體。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)， 包括殼體、轉(zhuǎn)子組件及安裝有繞組的定子鐵芯，所述殼體設(shè)有用于容納冷卻液的冷卻腔，所述冷卻腔由內(nèi)部容置有所述轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子腔及包裹于所述定子鐵芯外的水冷腔構(gòu)成，且所述轉(zhuǎn)子腔及水冷腔相互連通。所述轉(zhuǎn)子組件包括永磁轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子軸，安置于所述轉(zhuǎn)子腔中，且與轉(zhuǎn)子腔內(nèi)壁之間留有可供冷卻液流動(dòng)的空間，通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)冷卻液的流動(dòng)，加速傳熱。所述轉(zhuǎn)子腔設(shè)有供轉(zhuǎn)子軸向外伸出的開口，所述轉(zhuǎn)子軸與開口的腔壁之間采用軸密封件密封連接。 所述水冷腔設(shè)有環(huán)繞于轉(zhuǎn)子腔外徑的環(huán)形開口，所述殼體設(shè)有殼體壓蓋，封堵于所述環(huán)形開口，并以密封圈密封連接。所述水冷腔的腔壁包括包裹于所述定子鐵芯外的內(nèi)腔壁及作為殼體外壁的外腔壁，內(nèi)腔壁與外腔壁相對(duì)延伸連成水冷腔的底部。為了改善傳熱效果，所述冷卻腔腔壁的局部或全部為采用導(dǎo)熱良好的材料制造的傳熱壁。所述殼體壓蓋的局部或全部為采用導(dǎo)熱良好的材料制造的傳熱壁，以改善殼體壓蓋的傳熱效果。所述冷卻液體為水、水溶液或其他液體。所述轉(zhuǎn)子腔及水冷腔由殼體自身形成且一次注塑成型。一種使用如上所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)的排水泵，包括如上所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，還包括葉輪組件。本發(fā)明的電機(jī)殼體直接形成冷卻腔，該冷卻腔包括包裹于定子鐵芯外通過腔壁對(duì)定子鐵芯實(shí)現(xiàn)間接冷卻的水冷腔及把轉(zhuǎn)子容置于其中，使轉(zhuǎn)子浸沒于冷卻液中的轉(zhuǎn)子腔， 利用轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使冷卻液處于流動(dòng)狀態(tài)，從而加速冷卻液的傳熱效率，把工作中線圈和定子鐵芯產(chǎn)生的熱量迅速傳至冷卻腔中的冷卻液，再通過冷卻腔的其余壁面及泵體壓蓋把冷卻液的熱量傳至泵送的工作流體，通過工作流體不斷帶走熱量，達(dá)到對(duì)電機(jī)散熱降溫的目的，有效地降低了電機(jī)的溫升。本發(fā)明散熱效果好，結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)，工藝可行，適于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，具有以下有益效果1、冷卻腔中的冷卻液體與電機(jī)水泵所泵送的流體各自獨(dú)立，避免泵送流體中的雜質(zhì)水垢污染泵體，進(jìn)而污染外部整機(jī)水質(zhì)。2、冷卻腔由泵殼自身形成，結(jié)構(gòu)緊湊，裝配、維修方便。3、利用轉(zhuǎn)子工作時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)冷卻液的流動(dòng)，增強(qiáng)熱交換效果。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是安裝有葉輪的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)的結(jié)構(gòu)分解圖。圖3a是本發(fā)明水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)的俯向剖示圖。圖北是圖3a的A-A剖面圖。圖4是電機(jī)殼體的正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中可見到水冷腔與轉(zhuǎn)子腔相連的通道。圖5是電機(jī)殼體的背面結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是電機(jī)殼體與冷卻水箱密封件的裝配示意圖。圖7是電機(jī)殼體的正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中可見到水冷腔與轉(zhuǎn)子腔連通的另一種實(shí)施方式。其中，1線圈，2殼體，21水冷腔，22轉(zhuǎn)子腔，23冷卻液，3后軸承，4永磁轉(zhuǎn)子，5轉(zhuǎn)子軸，6密封圈，7定子鐵芯，8前軸承，9殼體壓蓋，10軸密封件，軸封壓蓋11，葉輪12。
具體實(shí)施方式
如圖1 2所示，為安裝有葉輪的本發(fā)明的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其包括殼體2、轉(zhuǎn)子組件及包裹于轉(zhuǎn)子組件外的安裝有繞組的定子鐵芯7。殼體2設(shè)有用于容納冷卻液23的冷卻腔，該冷卻腔由轉(zhuǎn)子腔22及水冷腔21構(gòu)成，且轉(zhuǎn)子腔22及水冷腔21相互連通，冷卻液23可在轉(zhuǎn)子腔22及水冷腔21內(nèi)自由流動(dòng)。永磁轉(zhuǎn)子4、轉(zhuǎn)子軸5置于轉(zhuǎn)子腔22中，浸沒于冷卻液23內(nèi)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)轉(zhuǎn)子腔中的冷卻液流動(dòng)。如圖3a 北所示，水冷腔 21包裹于定子鐵芯外，具有緊貼定子鐵芯7的內(nèi)腔壁211及充當(dāng)殼體外壁的外腔壁212，內(nèi)腔壁211與外腔壁在底部相對(duì)延伸連動(dòng)水冷腔的底壁。內(nèi)腔壁211與定子鐵芯7接觸，帶走定子鐵芯7在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，由冷卻液對(duì)定子鐵芯進(jìn)行間接冷卻。轉(zhuǎn)子腔22設(shè)有開口，可容轉(zhuǎn)子軸5向前伸出(以驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng))。轉(zhuǎn)子腔開口的外周設(shè)有水冷腔的環(huán)形開口，殼體壓蓋9封堵于該環(huán)形開口，并以密封圈6密封。殼體壓蓋9前方安裝有由轉(zhuǎn)子軸傳動(dòng)的葉輪12等組件。如圖4所示，轉(zhuǎn)子腔與水冷腔之間通過槽M連通。轉(zhuǎn)子腔與水冷腔的連通方式有多種實(shí)施方式，除圖4所示外，還可采用圖6所示方式及其它連通結(jié)構(gòu)。殼體2與殼體壓蓋9、轉(zhuǎn)子軸5、密封圈6及軸密封件10將冷卻液23密封于腔內(nèi)， 具體結(jié)構(gòu)如圖2、圖6所示，密封圈6及軸密封件10可防止冷卻腔內(nèi)的液體泄漏出腔外，也防止腔外液體，如排水泵所泵送的水流入冷卻腔中，對(duì)冷卻腔造成污染。當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，線圈1和定子鐵芯7產(chǎn)生的熱量通過與其接觸的水冷腔腔壁導(dǎo)入冷卻液中，熱量被流動(dòng)的冷卻液吸收，并通過與冷卻液接觸的殼體2的其余腔壁及殼體壓蓋9將熱量導(dǎo)走。因?yàn)槔鋮s液23有流動(dòng)，熱量可被快速導(dǎo)走，使電機(jī)工作過程始終保持良好的性能。為了加強(qiáng)傳熱效果，內(nèi)腔壁211的局部或全部可采用導(dǎo)熱良好的材料制造，如鋁， 形成傳熱壁；同理，殼體壓蓋9的局部或全部也可采用導(dǎo)熱良好的金屬材料制造，其余部分則由塑料材料制造，以盡快地把定子鐵芯產(chǎn)生的熱量經(jīng)傳熱壁——冷卻液——壓蓋，再由殼體壓蓋外表面91傳至葉輪腔中的流體，不斷被帶走。殼體2為整體注塑成型，圖4、5分別可見殼體2的正面及背面，轉(zhuǎn)子腔與水冷腔之間的連通可采用多種方式，不限于如圖4所示的槽M的形式。殼體2可以具有多種形狀， 水冷腔、轉(zhuǎn)子腔及葉輪腔的具體形狀，更會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)子的型號(hào)、尺寸、葉輪及適用的泵的類型、 型號(hào)的不同而異。冷卻腔中盛裝的冷卻液一般采用廉價(jià)且易獲取的自來水，但也可采用其它冷卻液，以達(dá)到加強(qiáng)冷卻效果的目的。本發(fā)明包括但并不限于上述實(shí)施例及附圖所示的內(nèi)容，其它一切與本發(fā)明的技術(shù)方案具有相同實(shí)質(zhì)性內(nèi)容的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括殼體、轉(zhuǎn)子組件及安裝有繞組的定子鐵芯，其特征在于所述殼體設(shè)有用于容納冷卻液的冷卻腔，所述冷卻腔由內(nèi)部容置有所述轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子腔及包裹于所述定子鐵芯外的水冷腔構(gòu)成，且所述轉(zhuǎn)子腔及水冷腔相互連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子組件包括永磁轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子軸，安置于所述轉(zhuǎn)子腔中，且與轉(zhuǎn)子腔內(nèi)壁之間留有可供冷卻液流動(dòng)的空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子腔設(shè)有供轉(zhuǎn)子軸向外伸出的開口，所述轉(zhuǎn)子軸與開口的腔壁之間采用軸密封件密封連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述水冷腔設(shè)有環(huán)繞于轉(zhuǎn)子腔外徑的環(huán)形開口，所述殼體設(shè)有殼體壓蓋，封堵于所述環(huán)形開口，并以密封圈密封連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述水冷腔的腔壁包括包裹于所述定子鐵芯外的內(nèi)腔壁及作為殼體外壁的外腔壁，內(nèi)腔壁與外腔壁相對(duì)延伸連成水冷腔的底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述冷卻腔腔壁的局部或全部為采用導(dǎo)熱良好的材料制造的傳熱壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述殼體壓蓋的局部或全部為采用導(dǎo)熱良好的材料制造的傳熱壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述冷卻液體為水、水溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子腔及水冷腔由殼體自身形成且一次注塑成型。
10.一種使用如權(quán)利要求1 9所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)的排水泵，其特征在于包括如權(quán)利要求1 9所述的水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，還包括葉輪組件。
專利摘要一種水冷式永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括殼體、轉(zhuǎn)子組件及安裝有繞組的定子鐵芯，所述殼體設(shè)有用于容納冷卻液的冷卻腔，所述冷卻腔由內(nèi)部容置有所述轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)子腔及包裹于所述定子鐵芯外的水冷腔構(gòu)成，且所述轉(zhuǎn)子腔及水冷腔相互連通。本實(shí)用新型的電機(jī)殼體直接形成冷卻腔，該冷卻腔包括包裹于定子鐵芯外通過腔壁對(duì)定子鐵芯實(shí)現(xiàn)間接冷卻的水冷腔及把轉(zhuǎn)子容置于其中使轉(zhuǎn)子浸沒于冷卻液中的轉(zhuǎn)子腔，利用轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使冷卻液處于流動(dòng)狀態(tài)，從而加速冷卻液的傳熱效率，把工作中線圈和定子鐵芯產(chǎn)生的熱量迅速傳至冷卻液，再通過冷卻腔的其余壁面及泵體壓蓋把冷卻液的熱量傳至泵送的工作流體，通過工作流體不斷帶走熱量，達(dá)到對(duì)電機(jī)散熱降溫的目的。
文檔編號(hào)H02K9/197GK202076877SQ201120190960
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者池文茂, 石華山, 鄭立楷, 黃訪新 申請(qǐng)人:江門市地爾漢宇電器股份有限公司