专利名称：密封、充液、密封层内外压力自动衡定平衡的电机—泵系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于电机在潜水、潜油、潜卤、(以下简称潜液)，以及防腐、防爆、方面的改进。
现在的潜液电机是定子、转子置于密封体内并充油、充水，使电机内部与外部液体隔离，但是轴封仅仅是一个动密封，很容易泄漏，加上充油、充水的电机体内外压力经常不平衡，使内外介质互相渗透非常严重。它有一个置于密封体内的储油(或储水)的橡皮囊，目的是使密封体内油或水保持一定的量，不能起到使电机密封体内部的压力随时与外部泵腔处的压力保持平衡的作用。所以密封很困难。防腐、防爆电机也是存在密封困难的问题。
本发明就是针对上述的动密封容易泄漏，充油、充水电机体内外压力经常不平衡，使泄漏更加严重，以及防腐、防爆电机存的密封困难的问题提出了新的密封结构和随时保持电机体内外压力平衡结构。
本发明是一种密封、充液、密封层内外压力自动衡定平衡的电机-泵系统。其特征是电机的定子或整个电机置于一个密封体中，电机密封体外有一个在压力下很容易变形的容器(通常是一个橡皮囊，也可以用薄的金属和塑料制成，在我的图纸中，它的形状象小救生圈)，它称为压力跟随器，放置于电机密封体外部与泵相连通的空腔B中，以下简称为外腔，(该外腔通常通过机械轴密封与泵隔开，但是泵的压力还是通过无法绝对密封的轴封处传递过来)，然后在电机密封体的内腔Q和压力跟随器*3中充液(如充油、充水)。外腔的压力受泵1压力的影响处在不断的变化中，因为压力跟随器*3的压力始终与外腔B压力相等，而压力跟随器*3通过连通管4与电机的密封体内腔Q相连通，所以使电机密封体内腔Q的压力随时与外腔B的压力保持平衡，电机密封体即包络层没有内外的压力差，所以比传统的方法更容易密封。在此系统中，压力跟随器是所有种类结构的一个共有的关键特征，另一个特征是包络层，它可分为静密封包络层和动密封包络层两类。
图1是第一类定子包络层，它是静密封。图2是图1包络层形成的示意图，图2中定子内圆表面的粗黑线*8是包络层在位于定子内圆表面的部分，它是关键部分之一。用不锈钢作为包络层的这一部分包在定子齿外是一种方法，但是这会使涡流增大且气隙增大引起空载电流增加。为了不损害电机的机电性能，包络层在位于定子内圆表面的这一部分(图2中的粗黑线*8)采用在齿间的槽楔处填满树脂材料是一种好方法，树脂材料与铁芯的齿部共同组成密封层，然后用压力浸渍涂料将缝隙填满。如果要注重电机的效率，电机定子铁芯内圆表面(图2中的粗黑线*8)可采用磁性套筒作为包络层的一部分，磁性套筒由软磁性材料做成。
磁性套筒具有密封的功能和降低齿谐波损耗的功能，它分为三种结构。
1、整筒式磁性套筒。采用很薄的硅钢片焊成的圆筒，其外径等于定子铁芯的内径。
2、薄圆环叠层式磁性套筒。图3是一个薄圆环单层式磁性套筒，其外径等于定子铁芯的内径，它是由一些薄的硅钢片长条焊制而成的圆环组成，相当于将一个薄圆筒切成许多小段以减小涡流损耗，装入定子铁芯内圆表面，就成了薄圆环单层式磁性套筒，将环与环之间的缝隙用胶填满，使之不渗漏也可以作为包络层的一部分，但是因为每两个相邻的圆环之间都有一条缝隙，有可能泄漏，为了密封可靠，采用薄圆环叠层式磁性套筒较好，再装入一组同样宽的圆环，其外径等于前一个磁性套筒的内径，两组磁性套筒的接缝相互错开，就组成了叠层式磁性套筒，这样就得到了很好的密封效果。
3、薄长条螺旋叠层式磁性套筒。图4是一个薄长条螺旋单层式磁性套筒，其外径等于定子铁芯的内径，它是由一根薄且窄的硅钢片长条绕制而成的螺旋式磁性套筒，装入定子铁芯内圆表面，就成了薄长条螺旋单层式磁性套筒。将相邻的环与环之间的缝隙用胶填满，使之不渗漏也可以作为包络层的一部分，但是因为每两个相邻的环之间都有一条缝隙，有可能泄漏，为了密封可靠，采用薄长条螺旋叠层式磁性套筒较好，即再装入一组同样的薄长条螺旋单层式磁性套筒，其外径等于前一个磁性套筒的内径，两组磁性套筒的接缝相互错开，就组成了叠层式磁性套筒，这样就得到了很好的密封效果。
实施例结合以下附图加以说明。
以图1的结构为例，1表示泵体，B是泵所处的空间，*3是压力跟随器，*8是定子包络层(图1中的粗黑线)，它将定子线圈与铁芯7全部包络并密封起来，实现静密封，包络层内腔Q通过连通管4与压力跟随器*3连通，包络层内腔Q和压力跟随器*3内充满液体，当外腔压力(泵和转子所处的空腔B的压力)高时，压力跟随器*3中的液体被压向包络层内腔Q，使内腔Q压力升高至与外压平衡，当内腔压力高时，压力跟随器被鼓大，内腔Q压力下降至与外腔压力平衡。在这样一个可以随时保持内外压平衡的包络层密封装置中，因为包络层无须承受大的压力，所以密封和避免泄漏的问题可以比目前的方法更容易得到很好的解决。
静密封包络层的整体结构有两种一种是独立包络层，图2中的包络层上部1、2和包络层下部5、6与定子内圆包络层(图2中的粗黑线*8)共同组成一个独立包络层，包络层上部2的内径与包络层下部6的外径相等并预留一段叠合长度，各部分之间的结合采用叠合粘接的方式。
另一种是共用机壳式包络层，图5中，定子内圆包络层及延伸体(图5中的粗黑线*8)与上端盖5、机壳6、下端盖10共同组成包络层。
粘接用胶和包络层部件以及压力跟随器采用耐(所接触的介质)腐蚀的材料，那么这种电机就成了定子耐腐蚀电机。可以做成氨制冷封闭式压缩机的电机或耐氟电机。
第二类是整个电机密封(轴为动密封)层，这是准密封层。图6的定子7没有包络层，而通过上端盖5、机壳6、下端盖10在电机外壳形成密封，轴部是一个动密封2，从广义上说，对整个电机构成了一个准包络层。其外腔B装置了一个压力跟随器*3，通过连通管4与电机内腔Q连通，使电机内腔Q与外腔之间压力相等，从而使电机内腔Q充的油(或水)不外泄，防止了腐蚀性介质进入电机。为了使密封更加可靠，可以加一级或多级隔离舱。图6中壳体13与轴封12构成了一级隔离舱，它同样在外腔B处装置了一个压力跟随器*15，通过连通管14使舱内外压力相等。
如果将第一类和第二类的复合结构也算作一类的话，就算为图7的第三类，既采用了静密封的定子包络层，又采用了动密封的(仅有轴为动密封，其它部位为静密封)整个电机的准包络层，每个包络层都有一个压力跟随器相配合，压力跟随器*3与静密封的定子包络层(5、6、*8、10)相配合，压力跟随器*12与动密封的整个电机准包络层(2、5、6、10)相配合。
以上结构的电机可用于潜水、潜油、潜卤，只要将密封材料选用为耐腐蚀的材料，则整个电机将具有很强的防腐蚀能力，成了防腐蚀电机。
图8是一个防爆电机，它的火花被由上端盖5、机壳6、下端盖10共同组成包络层中的油与外界隔开。如果压力跟随器*3中的液面下将太多，液位继电器12将切断电机电源。
权利要求
1.一种密封、充液、密封层内外压力自动衡定平衡的电机-泵系统。其特征是电机的定子或整个电机置于一个密封体中，电机密封体外有一个在压力下很容易变形的容器(通常是一个橡皮囊，也可以用薄的金属和塑料制成，在我的图纸中，它的形状象小救生圈)，它称为压力跟随器，放置于电机密封体外部与泵相连通的空腔B中，以下简称为外腔，(该外腔通常通过机械轴密封与泵隔开，但是泵的压力还是通过无法绝对密封的轴封处传递过来)，然后在电机密封体的内腔Q和压力跟随器*3中充液(如充油、充水)。外腔的压力受泵1压力的影响处在不断的变化中，因为压力跟随器*3的压力始终与外腔B压力相等，而压力跟随器*3通过连通管4与电机的密封体内腔Q相连通，所以使电机密封体内腔Q的压力随时与外腔B的压力保持平衡，电机密封体即包络层没有内外的压力差，所以比传统的方法更容易密封。在此系统中，压力跟随器是所有种类结构的一个共有的关键特征，另一个特征是包络层，它可分为静密封包络层和动密封包络层两类。包络层在位于定子内圆表面的部分(图2中的*8，用粗黑线表示)是关键部分之一。用整块的不锈钢片做一个薄壁圆筒作为包络层的这一部分包在定子齿外是一种方法，但是这会使涡流增大且气隙增大引起空载电流增加。为了不损害电机的机电性能，包络层在位于定子内圆表面的这一部分(图2中的粗黑线*8)采用在齿间的槽楔处填满树脂材料是一种好方法，树脂材料与铁芯的齿部共同组成密封层，然后用压力浸渍涂料将缝隙填满。如果要注重电机的效率，电机定子铁芯内圆表面(图2中的粗黑线*8)可采用磁性套筒作为包络层的一部分，磁性套筒由软磁性材料做成。磁性套筒具有密封的功能和降低齿谐波损耗的功能，它分为三种结构。1、整筒式磁性套筒。采用很薄的硅钢片焊成的圆筒，其外径等于定子铁芯的内径。2、薄圆环叠层式磁性套筒。薄圆环单层式磁性套筒(图3)，其外径等于定子铁芯的内径，它是由一些薄硅钢片长条焊制而成的圆环组成，相当于将一个薄圆筒切成许多小段以减小涡流损耗，装入定子铁芯内圆表面，就成了薄圆环单层式磁性套筒，将环与环之间的缝隙用胶填满，使之不渗漏也可以作为包络层的一部分，但是因为每两个相邻的圆环之间都有一条缝隙，有可能泄漏，为了密封可靠，采用薄圆环叠层式磁性套筒较好，再装入一组同样宽的圆环，其外径等于前一个磁性套筒的内径，两组磁性套筒的接缝相互错开，就组成了叠层式磁性套筒，得到了很好的密封效果。3、薄长条螺旋叠层式磁性套筒。薄长条螺旋单层式磁性套筒(图4)的外径等于定子铁芯内径，它是由薄且窄的硅钢片长条绕制而成的螺旋式磁性套筒，装入定子铁芯内圆表面，就成了薄长条螺旋单层式磁性套筒。将相邻的环与环之间的缝隙用胶填满，使之不渗漏也可以作为包络层的一部分，但是因为每两个相邻的环之间都有一条缝隙，有可能泄漏，为了密封可靠，采用薄长条螺旋叠层式磁性套筒较好，即再装入一组同样的薄长条螺旋单层式磁性套筒，其外径等于前一个磁性套筒的内径，两组磁性套筒的接缝相互错开，就组成了叠层式磁性套筒，得到了很好的密封效果。定子包络层(图1中的粗黑线*8)将定子线圈与铁芯7全部包络并密封起来，实现静密封，包络层内腔Q通过连通管4与压力跟随器*3连通，包络层内腔Q和压力跟随器*3内充满液体，当外腔压力(泵1和转子所处的空腔B的压力)高时，压力跟随器*3中的液体被压向包络层内腔Q，使内腔Q压力升高至与外压平衡，当内腔压力高时，压力跟随器被鼓大，内腔Q压力下降至与外腔压力平衡。在这样一个可以随时保持内外压平衡的包络层密封装置中，因为包络层无须承受大的压力，所以密封和避免泄漏的问题可以比目前的方法更容易得到很好的解决。静密封定子包络层的整体结构有两种一种是独立包络层，包络层(图2中的)上部1、2和包络层下部5、6与定子内圆包络层(图2中的粗黑线*8)共同组成一个独立包络层，包络层上部2的内径与包络层下部6的外径相等并预留一段叠合长度，各部分之间的结合采用叠合粘接的方式。另一种是共用机壳式包络层，定子内圆包络层及延伸体(图5中的粗黑线*8)与上端盖5、机壳6、下端盖10共同组成包络层。粘接用胶和包络层部件以及压力跟随器采用耐(所接触的介质)腐蚀的材料，那么这种电机就成了定子耐腐蚀电机。可以做成氨制冷封闭式压缩机的电机或耐氟电机。第二类是整个电机密封(轴为动密封)层，这是准密封层。图6的定子7没有包络层，而通过上端盖5、机壳6、下端盖10在电机外壳形成密封，轴部是一个动密封2，从广义上说，对整个电机构成了一个准包络层。其外腔B装置了一个压力跟随器*3，通过连通管4与电机内腔Q连通，使电机内腔Q与外腔之间压力相等，从而使电机内腔Q充的油(或水)不外泄，防止了腐蚀性介质进入电机。为了使密封更加可靠，可以加一级或多级隔离舱。壳体13与轴封12构成了一级隔离舱，它同样在外腔B处装置了一个压力跟随器*15，通过连通管14使舱内外压力相等。如果将第一类和第二类的复合结构也算作一类的话，就算为第三类，既采用静密封的定子包络层，又采用动密封的(仅有轴为动密封，其它部位为静密封)整个电机的准包络层，每个包络层都有一个压力跟随器相配合，压力跟随器(图7中的)*3与静密封的定子包络层(5、6、*8、10)相配合，压力跟随器*12与动密封的整个电机准包络层(2、5、6、10)相配合。以上结构的电机可用于潜水、潜油、潜卤，只要将密封材料选用为耐腐蚀的材料，则整个电机将具有很强的防腐蚀能力，成了防腐蚀电机。这种结构还可以构成防爆电机，它的火花被由(图8)上端盖5、机壳6、下端盖10共同组成包络层中的油与外界隔开。如果压力跟随器*3中的液面下将太多，液位继电器12将切断电机电源。
2.根据权利要求1所述的电机-泵系统，其进一步的特征是它的定子包络层，静密封包络层由图2中的*8与上盖1、2以及下盖5、6构成，定子内圆表面的粗黑线*8是包络层嵌在位于定子内圆表面的部分，它是关键部分之一。用不锈钢作为包络层的这一部分包在定子齿外是一种方法，但是这会使涡流增大且气隙增大引起空载电流增加。为了不损害电机的机电性能，包络层在位于定子内圆表面的这一部分(图2中的粗黑线*8)采用在齿间的槽楔处填满树脂材料是一种好方法，树脂材料与铁芯的齿部共同组成密封层，然后用压力浸渍涂料将缝隙填满。如果要注重电机的效率，电机定子铁芯内圆表面(图2中的粗黑线*8)可采用磁性套筒作为包络层的一部分，磁性套筒由软磁性材料做成。
3.根据权利要求1、2所述的电机-泵系统，其进一步的特征是磁性套筒，磁性套筒具有密封的功能和降低齿谐波损耗的功能，它分为三种结构。整筒式磁性套筒是用薄硅钢片焊成的圆筒，外径等于定子铁芯的内径。薄圆环叠层式磁性套筒。薄圆环单层式磁性套筒(图3)的外径等于定子铁芯的内径，它是由一些薄的硅钢片长条焊制而成的圆环组成，相当于将一个薄圆筒切成许多小段以减小涡流损耗，装入定子铁芯内圆表面，就成了薄圆环单层式磁性套筒，将环与环之间的缝隙用胶填满，使之不渗漏也可以作为包络层的一部分，但是因为每两个相邻的圆环之间都有一条缝隙，有可能泄漏，为了密封可靠，采用薄圆环叠层式磁性套筒较好，再装入一组同样宽的圆环，其外径等于前一个磁性套筒的内径，两组磁性套筒的接缝相互错开，就组成了叠层式磁性套筒，得到了很好的密封效果。薄长条螺旋叠层式磁性套筒。薄长条螺旋叠层式磁性套筒图4的外径等于定子铁芯的内径，它是由一根薄且窄的硅钢片长条绕制而成的螺旋式磁性套筒，装入定子铁芯内圆表面，就成了薄长条螺旋单层式磁性套筒。将相邻的环与环之间的缝隙用胶填满，使之不渗漏也可以作为包络层的一部分，但是因为每两个相邻的环之间都有一条缝隙，有可能泄漏，为了密封可靠，采用薄长条螺旋叠层式磁性套筒较好，即再装入一组同样的薄长条螺旋单层式磁性套筒，其外径等于前一个磁性套筒的内径，两组磁性套筒的接缝相互错开，就组成了叠层式磁性套筒，得到了很好的密封效果。
4.根据权利要求1所述的电机-泵系统，其进一步的特征是压力跟随器，电机密封体外有一个在压力下很容易变形的容器(通常是一个橡皮囊，也可以用薄的金属和塑料制成，在我的图纸中，它的形状象小救生圈)，它称为压力跟随器，放置于电机密封体外部与泵相连通的空腔B中，以下简称为外腔，(该外腔通常通过机械轴密封与泵隔开，但是泵的压力还是通过无法绝对密封的轴封处传递过来)，然后在电机密封体的内腔Q和压力跟随器*3中充液(如充油、充水)。外腔的压力受泵1压力的影响处在不断的变化中，因为压力跟随器*3的压力始终与外腔B压力相等，而压力跟随器*3通过连通管4与电机的密封体内腔Q相连通，所以使电机密封体内腔Q的压力随时与外腔B的压力保持平衡，电机密封体即包络层没有内外的压力差，所以比传统的方法更容易密封。在此系统中，压力跟随器是所有种类结构的一个共有的关键特征。
5.根据权利要求1所述的电机-泵系统，其进一步的特征是静密封定子包络层的整体结构，图1中的1表示泵体，B是泵所处的空间，*3是压力跟随器，*8是定子包络层(图1中的粗黑线)，它将定子线圈与铁芯7全部包络并密封起来，实现静密封，包络层内腔Q通过连通管4与压力跟随器*3连通，包络层内腔Q和压力跟随器*3内充满液体，当外腔压力(泵和转子所处的空腔B的压力)高时，压力跟随器*3中的液体被压向包络层内腔Q，使内腔Q压力升高至与外压平衡，当内腔压力高时，压力跟随器被鼓大，内腔Q压力下降至与外腔压力平衡。在这样一个可以随时保持内外压平衡的包络层密封装置中，因为包络层无须承受大的压力，所以密封和避免泄漏的问题可以比目前的方法更容易得到很好的解决。静密封定子包络层的整体结构有两种一种是独立包络层，包络层上部(图2中的)1、2和包络层下部5、6与定子内圆包络层(图2中的粗黑线*8)共同组成一个独立包络层，包络层上部2的内径与包络层下部6的外径相等并预留一段叠合长度，各部分之间的结合采用叠合粘接的方式。另一种是共用机壳式包络层，定子内圆包络层及延伸体(图5中的粗黑线*8)与上端盖5、机壳6、下端盖10共同组成包络层。粘接用胶和包络层部件以及压力跟随器采用耐(所接触的介质)腐蚀的材料，那么这种电机就成了定子耐腐蚀电机。可以做成氨制冷封闭式压缩机的电机或耐氟电机。
6.根据权利要求1所述的电机-泵系统，其进一步的特征是整个电机密封(轴为动密封)层，这是准密封层。图6中的定子7没有包络层，而通过上端盖5、机壳6、下端盖10在电机外壳形成密封，轴部是一个动密封2，从广义上说，对整个电机构成了一个准包络层。其外腔B装置了一个压力跟随器*3，通过连通管4与电机内腔Q连通，使电机内腔Q与外腔之间压力相等，从而使电机内腔Q充的油(或水)不外泄，防止了腐蚀性介质进入电机。为了使密封更加可靠，可以加一级或多级隔离舱。壳体13与轴封12构成了一级隔离舱，它同样在外腔B处装置了一个压力跟随器*15，通过连通管14使舱内外压力相等。
7.根据权利要求1所述的电机-泵系统，其进一步的特征是既采用了静密封的定子包络层，又采用了动密封的(仅有轴为动密封，其它部位为静密封)整个电机的准包络层，每个包络层都有一个压力跟随器相配合，压力跟随器*3与静密封的定子包络层图7中的(5、6、*8、10)相配合，压力跟随器*12与动密封的整个电机准包络层(2、5、6、10)相配合。
8.根据权利要求1所述的电机-泵系统，其进一步的特征是以上结构的电机只要将密封材料选用为耐腐蚀材料，则整个电机将具有很强的防腐蚀能力，成了防腐蚀电机。
9.根据权利要求1所述的电机-泵系统，其进一步的特征是构成一个防爆电机，它的火花被由(图8)上端盖5、机壳6、下端盖10共同组成包络层中的油与外界隔开。如果压力跟随器*3中的液面下将太多，液位继电器12将切断电机电源。
全文摘要
一种电机—泵系统。其电机的定子或整个电机置于一个密封体中，电机密封体外有一个在压力下很容易变形的容器它称为压力跟随器，放置于电机密封体外部与泵相连通的空腔B中，然后在电机密封体的内腔Q和压力跟随器*3中充液(如充油、充水)。外腔的压力受泵1压力的影响处在不断的变化中，因为压力跟随器*3的压力始终与外腔B压力相等，又与电机的密封体内腔Q相连通，所以使电机密封体内腔Q的压力随时与外腔B的压力保持平衡，比传统的方法更容易密封。
文档编号H02K5/12GK1146653SQ9511246
公开日1997年4月2日 申请日期1995年9月28日 优先权日1995年9月28日
发明者陈启星 申请人:陈启星