一种水冷式永磁滚筒电机的制作方法

1.本实用新型涉及滚筒电机技术领域，特别是涉及一种水冷式永磁滚筒电机。


背景技术：

2.滚筒电机常作为皮带输送的动力源，其具有性能优良，运行可靠，维修方便等特点，被广泛应用于冶金、矿山、造纸、化工等行业。滚筒电机常采用内定子结构，由于内定子结构的滚筒电机内部结构紧凑，就造成了内定子的散热面积较外定子结构小，从而使得滚筒电机内热量不易散出，滚筒电机内热量聚集，容易导致滚筒电机运行时温度过高，使内部定子损毁。
3.为此，如何设计一种水冷式永磁滚筒电机，使其内的定子得到有效的冷却散热，避免定子工作温度过高，从而提高定子使用寿命，这是该领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种水冷式永磁滚筒电机，使其内的定子得到有效的冷却散热，避免定子工作温度过高，从而提高定子使用寿命。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种水冷式永磁滚筒电机，其包括：固定基座、转子滚筒、定子、主轴以及连接筒；所述转子滚筒与所述定子通过所述主轴安装于所述固定基座上，所述转子滚筒可转动地设于所述主轴上，所述转子滚筒为中空结构，所述定子收容于所述转子滚筒内，所述定子套接于所述连接筒上，所述连接筒套接于所述主轴上；
7.所述主轴上开设有水流通道，所述连接筒开设有热交换腔，所述水流通道与所述热交换腔连通；所述主轴上设有进水管，所述进水管与所述热交换腔连通。
8.在其中一个实施例中，所述进水管穿设于所述主轴并收容于所述水流通道内；所述进水管通过入口管与所述热交换腔连通，所述水流通道通过出口管与所述热交换腔连通。
9.在其中一个实施例中，所述转子滚筒的内壁上设有永磁体，所述定子包括感应铁芯，所述感应铁芯套接于所述连接筒上，所述感应铁芯与所述永磁体相适配。
10.在其中一个实施例中，所述转子滚筒的两端设有端盖，所述主轴穿设于所述端盖，所述主轴与所述端盖之间设有轴承。
11.在其中一个实施例中，所述主轴上开设有布线通道，所述布线通道处于远离所述水流通道的一端。
12.在其中一个实施例中，所述入口管的轴线与所述主轴的中心轴线相互垂直，所述出口管的轴线与所述主轴的中心轴线相互垂直；所述入口管处于所述出口管的下方。
13.在其中一个实施例中，所述热交换腔内设有导流片，所述导流片沿所述主轴的中心轴线方向延伸；所述导流片数量为多个，多个所述导流片以所述主轴的中心轴线为中心环形阵列分布。
14.在其中一个实施例中，所述连接筒内设有隔离内筒，所述热交换腔内处于所述连接筒的筒壁与所述隔离内筒之间。
15.综上，本实用新型的水冷式永磁滚筒电机，通过水冷的方式可以使其内的定子得到有效的冷却散热，避免定子工作温度过高，从而提高定子使用寿命。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1为本实用新型的水冷式永磁滚筒电机的结构示意图；
18.图2为图1所示的水冷式永磁滚筒电机的局部剖视图；
19.图3为图1所示的水冷式永磁滚筒电机的剖视图；
20.图4为主轴与连接筒结构关系的局部剖视图(一)；
21.图5为主轴与连接筒结构关系的局部剖视图(二)；
22.图6为另一实施例中水冷式永磁滚筒电机的剖视图。
具体实施方式
23.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
24.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.本实用新型提供一种水冷式永磁滚筒电机10，如图1及图2所示，其包括：固定基座100、转子滚筒200、定子300、主轴400以及连接筒500。其中，转子滚筒200与定子300通过主轴400安装于固定基座100上，转子滚筒200可转动地设于主轴400上，转子滚筒200为中空结构，定子300收容于转子滚筒200内，定子300套接于连接筒500上，连接筒500套接于主轴400上。如图3所示，主轴400上开设有水流通道410，连接筒500开设有热交换腔510，水流通道410与热交换腔510连通；而且主轴400上设有进水管420，进水管420与热交换腔510连通。
27.使用时，定子300发热并将热量传递给连接筒500，冷却液从进水管420进入热交换腔510；在热交换腔510内，冷却液与连接筒500发生热交换，即冷却液将连接筒500上的热量带走；随后，升温后的冷却液从水流通道410流出热交换腔510。具体的过程将在下文工作原
理中进行说明。
28.在本实施例中，如图3所示，转子滚筒200的内壁上设有永磁体210，定子300包括感应铁芯310，感应铁芯310套接于连接筒500上，感应铁芯310与永磁体210相适配。进一步地，转子滚筒200的两端设有端盖220，主轴400穿设于端盖220，主轴400与端盖220之间设有轴承(图未示)，用于减小主轴400与端盖220之间摩擦系数。而且，其中一个端盖220上开设有透气孔(图未示)，其用于平衡转子滚筒200内外的气压。优选的，主轴400上开设有布线通道430，布线通道430处于远离水流通道410的一端，这样可以尽可能将水路与电路分离开，减小水电接触发生短路的风险。
29.如图3所示，本实用新型的水冷式永磁滚筒电机10的进水管420与水流通道410设于主轴400的同一侧，这样可以减小布置管路的难度，同时也避免了水流通道410贯穿主轴400，从而导致主轴400的强度降低。在本实施例中，如图3所示，进水管420穿设于主轴400并收容于水流通道410内，而且，进水管420通过入口管421与热交换腔510连通，水流通道410通过出口管411与热交换腔510连通。这样，进水管420的冷却液通过入口管421进入热交换腔510，可以被导流到连接筒500的内壁上，从而实现更好地热交换。
30.优选的，如图3所示，入口管421的轴线与主轴400的中心轴线相互垂直，出口管411的轴线与主轴400的中心轴线相互垂直，且入口管421处于出口管411的下方。这样，当冷却液从入口管421进入热交换腔510后，冷却液在重力作用下优选聚集在下方，其必须充满热交换腔510，并直至液面高于出口管411的管口才能进入水流通道410，并从水流通道410流出热交换腔510。如此，冷却液充满热交换腔510才能充分接触连接筒500的筒壁，从而实现更好地热交换。
31.在本实施例中，如图4及图5所示，热交换腔510内设有导流片511，导流片511沿主轴400的中心轴线方向延伸。而且，导流片511数量为多个，多个导流片511以主轴400的中心轴线为中心环形阵列分布。具体地，在远离水流通道410的一侧，导流片511与连接筒500的筒壁存在间隙，从而使冷却液可以通过；在靠近水流通道410的一侧，在多个导流片511中，处于水平面上(与入口管421的轴线垂直)的导流片511a贴合于连接筒500的筒壁，即两者之间不存在间隙。这样设计，使得冷却液进入热交换腔510后，只能沿着导流片511向热交换腔510的两端流动；尤其是受到导流片511a的阻挡后，冷却液只能从有间隙的一侧通过导流片511a，如此，虽然进水管420与水流通道410均设在热交换腔510内的一侧，但冷却液仍可以被导流至热交换腔510的另一侧，从而使冷却液充分流经热交换腔510，使得冷却更加均匀。
32.下面结合上述实施例，对本实用新型的水冷式永磁滚筒电机10的工作原理进行阐述说明，请一并参考图3、图4及图5：
33.工作时，如图3所示，感应铁芯310通电产生磁场，转子滚筒200上的永磁体210在磁场作用下转动，从而带动转子滚筒200一起旋转。工作过程中，定子300的感应铁芯310的温度逐渐升高，由于感应铁芯310套接于连接筒500上，则定子300的高温度将传递给连接筒500的筒壁；
34.冷却液在外部泵机作用下，经过进水管420、入口管421后进入到热交换腔510内，由于热交换腔510内设有导流片511，冷却液在导流片511的引导下，只能沿导流片511向热交换腔510的两端流动；尤其是受到导流片511a的阻挡后，冷却液只能从有间隙的一侧通过导流片511a，这样，冷却液将充满整个热交换腔510。由于低温的冷却液与高温的连接筒500
筒壁接触，则冷却液将会与连接筒500发生热交换，即冷却液对连接筒500进行降温，从而间接地降低感应铁芯310的温度。随着新冷却液涌入，已经完成热交换的冷却液将带着热量，从出口管411经水流通道410排出热交换腔510。如此，实现对感应铁芯310的水冷降温。
35.进一步地，由于冷却过程中，冷却液需要充满整个热交换腔510，则主轴400的载重将会增加，为了减小主轴400的载重，增加冷却液的流动速度，本实用新型还对连接筒500做了特别设计。
36.具体地，如图6所示，连接筒500内设有隔离内筒520，热交换腔510内处于连接筒500的筒壁与隔离内筒520之间。如此，可以大幅度减小热交换腔510内的空间，从而减小冷却时所需冷却液的体积，进而减小主轴400的载重。与此同时，热交换腔510内的空间减小，在冷却液流量不变的情况下，热交换腔510内的冷却液流速会加快，从而实现更快速地热交换，提高连接筒500的散热能力。
37.综上所述，本实用新型的水冷式永磁滚筒电机10，通过水冷的方式可以使其内的定子300得到有效的冷却散热，避免定子300工作温度过高，从而提高定子300使用寿命。
38.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。