旋转电机壳体用周缘迷宫排水塞及对应壳体的制作方法

1.本发明属于旋转电机领域，特别是其壳体、封闭件及支撑件，尤其是具有用于防止异物侵入(例如水或固体)以及用于从壳体排出液体的配置的壳体。
2.介绍
3.本发明涉及具有周缘迷宫的排水塞，其具有头部和主体，其中排水塞包括位于头部和主体之间的过渡区域中的通孔，主体还包括至少一个环形通道和至少一组交替的流体引导通道，交替的流体引导通道通过环形通道、周缘平台、壁和开口的交替而形成，主体还设置有能够排空壳体内部并同时防止流体或污垢进入壳体内部的塞子。
4.此外，本发明涉及用于旋转电机的相应壳体。


背景技术：

5.在发动机的情况下，旋转电机是用于将电能转化为机械力的设备，在发电机的情况下，则相反。
6.根据应用和使用条件，旋转电机能够安装在特定环境中，这些环境受制于在内部或在外部发生温度变化或差异的正常条件和天气。
7.外部条件可以包括雨、风、水射流、水浪等，而外部条件以及特别是内部条件均以冷凝水的形成为特征。


技术实现要素：

8.这种条件需要壳体内部和外部之间的流体连接，其允许排出冷凝的湿气或内部积聚的流体，但不允许流体从外部进入，这将危及旋转电机(以及布置于壳体内部的其它设备)的电气和机械安全。
9.该需求借助于既允许排空又防止流体侵入到本文处理的类型的壳体中的排水部来满足。
10.因此，排水部将是壳体的一部分，并且必须满足严格的特定标准，例如iec60034-5和iec60529以及其它类似标准，以确保诸如ip66等的保护等级。
11.此外，所述排水部还必须被构造和构成为不氧化、不变形超过一定限度并且不释放可能阻碍或妨碍排水的颗粒或碎片，即使在包括例如海风、直冲排水部的水射流及其它类似情况的最不利条件下。
12.现有技术
13.在当前现有技术中存在若干解决方案，提供了用于旋转电机及其附件的壳体的内部和外部之间的流体连接的排水部。
14.一个示例是日本专利文献no.jp2012196102，其公开并记载了用于全封闭发动机的排水孔结构，以减少水、灰尘等从发动机外部进入。本发明所针对的全封闭发动机是具有设置有通孔的外壳的发动机类型，其中具有周缘面的衬套被插入通孔中以调节适于该通孔的内周面。衬套周缘面具有非线性槽，非线性槽允许水从发动机排出到外部并且还防止水、
灰尘等经由重力进入发动机内部。
15.jp2012196102提出的解决方案的第一个缺点是孔需要适应塞子，需要进行设计适配并将该解决方案的应用限制到特定的壳体，从而降低了在现有产品中使用的机会。另一个缺点是，沿向外的方向以及沿向内的方向，水的引导直接发生在迷宫式通道中，特别地，在直接喷射的情况下，这种构造促进了有限的减速以及相对短的流体转移的路径。
16.现有技术的另一种解决方案是us9083209所记载的解决方案，其公开了一种用于旋转电机的排水结构，该排水结构包括具有通孔的壳体和用于从壳体排出水的排水元件。本发明的排水元件具有包括多个钩的组件部分，每个钩具有近端部和远端部。近端部沿通孔贯穿方向延伸。远端部具有构成插入端的远端。通过将钩通过插入端插入到通孔中来将组件部分安装在通孔中。在钩插入通孔期间，钩近端部具有在垂直于贯穿方向的弯曲方向上弯曲的柔性。每个钩还具有从近端部外表面朝向通孔内壁突出的突起，以限制钩相对于通孔的运动。
17.除了垂直于元件纵向轴线的出口孔之外，us9083209的排水元件还具有用于流体的相当长的内部引导路径。然而，迷宫实际上是不存在的，因为内部仅有偏心的隔板，这在诸如高压水射流的极端应用情况下是不够的。此外，同样不利的是，排水元件的主体几乎完全露出或突出壳体之外，占用了空间并且不必要地露出了排水部。
18.如从前述内容能够推断的，对于克服现有技术缺陷的用于旋转电机组的配置在壳体中的排水解决方案存在空间和需求。
19.发明目的
20.因此，本发明的一个目的是提供一种根据所附方案中的方案1的特征的排水塞。
21.因此，本发明的一个目的是提供一种根据所附方案中的方案9的特征的排水塞。
22.本发明的另一目的是提供一种根据所附方案中的方案10和11的特征的用于旋转电机的相应壳体。
23.进一步的特征和特征细节由从属方案代表。
附图说明
24.为了更好地理解和展示本发明的主题，现在将参照附图进行说明，其代表借助于不限制本发明范围的示例性实施方式获得的技术效果，其中，示意性地：
25.图1示出了根据本发明的排水塞的前侧立体图；
26.图2以局部剖视图示出了图1的排水塞。
27.图3示出了根据本发明的排水塞的侧视图；
28.图4示出了图3的a-a截面的侧视图；
29.图5是图3的a-a截面的另一侧视图；和
30.图6示出了根据本发明的排水塞的优选实施方式的前侧立体图。
具体实施方式
31.本发明涉及具有周缘迷宫的排水塞(或简单地称为排水塞)(100)，其用在旋转电机的壳体(i)中，特别是用在将旋转电机与其安装环境隔离的一个或多个壁的开口或其相邻区域中。
32.排水塞(100)基本上包括头部(200)和主体(300)，排水塞(100)优选形成为单个主体，但也可以由两件或更多件构成，这取决于应用条件和预期尺寸。
33.排水塞(100)包括在头部(200)和主体(300)之间的过渡区域中的通孔，因此通孔具有相邻且互补的头部件(210)和主体件(310)。通孔(210、310)可具有各种几何形状，优选横向或垂直于排水塞(100)纵向轴线。
34.头部(200)包括优选垂直于排水塞(100)纵向轴线的通孔的至少一个头部件(210)，头部(200)还包括垂直于排水塞(100)纵向轴线的至少一个接触表面(220)，并且形成垂直于排水塞(100)纵向轴线的外部环形平面，当将排水塞(100)插入到壳体(i)开口中时还用作止动件并且辅助环形密封。
35.主体(300)具有优选垂直于排水塞(100)纵向轴线的通孔的至少一个主体件(310)，还包括一组或多组交替的流体引导通道，通过环形通道(320、340、360、380)、周缘平台(330、350、370、390)、壁(331、351、371)和开口(332、352、372、382)的交替而形成。
36.交替的流体引导通道组最终在由通孔的相应的头部件(210)和主体(310)件所形成的流出开口中排出。
37.主体(300)在通孔(310)区域中具有相邻的倾斜面(311)(具有一个或多个顶点(312))，用作针对从外部指向排水塞(100)的可能的流体射流(j)的隔板(311)。
38.这些隔板(311)彼此之间以及与接触表面(220)、环形贯穿通道(320)、周缘平台(330)和壳体(i)本身形成翻滚区(313)。
39.这些翻滚区(313)用于降低外部流体速度，而顶点(312)形成了对外部流体通道的限制，并且在该区域中，通过的流体速度增大，因此压力降低，减少甚至避免了来自外部的流体向上运动。指向通孔头部件和主体件(210、310)的任一侧的流体射流(j)可以通过该侧或经由环形贯穿通道(320)流出。
40.因此，值得注意的是，即使当直接指向排水塞(100)头部(200)时，流体射流的冲击力在第一示例中会通过其主体件、头部件(210、310)中的通孔而减小并且在第二示例中通过由环形贯穿通道(320)形成的循环区域而减小，此外还减少了流体上升到壳体(i)中的风险。
41.因此，根据本发明的排水塞(100)提供了双重保护来防止不希望的流体和污垢侵入，这是相对于它们相应的现有技术前所未有的技术效果。
42.如下地提供从壳体(i)内部的流体排水功能：在重力作用下穿过第一开口(382)并且然后穿过由周缘平台(390、370)和壁(371)之间的环形通道(380)确定的路径；然后穿过开口(372)并穿过由周缘平台(370、350)和壁(351)之间的环形通道(360)确定的路径；然后穿过开口(352)并穿过由周缘平台(350、330)和壁(331)之间的环形通道(340)确定的路径；然后通过开口(332)并通过由周缘平台(330)和接触表面(220)之间的环形通道(320)确定的路径；然后排出到由通孔(210、310)形成的流出开口中，从而排出到外部环境。应注意，本文所述的元件的数量可以根据排水塞(100)的构造、条件和尺寸而变化。
43.如从本公开能够推断的，排水塞(100)具有形成双通道迷宫的元件，此外，这些元件允许流体容易且无阻碍地从壳体(i)内部流出。同时，本发明的排水塞(100)具有双重保护，即使在高压下也能防止流体沿相反方向(进入壳体(i))通过。
44.排水塞(100)优选由弹性材料制成，其具有足够的弹性以在其接触表面和其旨在
应用的壳体(i)开口之间提供密封，并且可以由单一材料、一种或多种材料、具有可变密度的材料或其它合适的成分等构成。
45.应注意，周缘平台(330、350、370、390)的外径都小于头部(200)的外径并且优选小于待安装排水塞(100)的壳体(i)的开口直径或尺寸，其组件优选制成为具有迷宫形状和尺寸稳定所需的尺寸干涉，这既防止了流体和污垢侵入，又允许壳体(i)内部的排水。
46.此外，为了便于组装，周缘平台外径在排水塞(100)插入壳体(i)中的方向上减小，并且为了改进密封，周缘平台(330、350)的外径(d
330,350
)等于并因此如上所述大于周缘平台(370)的直径(d
370
)，因此大于周缘平台(390)的直径(d
390
)，并且如上上述，均小于头部(200)的外径(d
200
)，为排水塞(100)提供了一定的锥度，这是考虑到排水塞(100)组件必须制成为相对于其旨在安装的壳体(i)开口的尺寸具有尺寸干涉。
47.通孔(210、310)应尺寸化为使得由两个通孔(210、310)形成的组的总高度(h
210 310
)比其宽度(l)大10％至60％，优选大45％。形成在环形通道(320、340、360、380)之间的环形或周缘或封闭腔室(c
300
)的总容积应等于或大于由通孔头部件和主体件(210、310)形成的腔室(c
210 310
)容积。
48.在本发明的优选实施方式中，除了壁(331、351、371)之外，主体(300)还具有一个或多个最靠近头部(200)的附加壁(321)，因此不具有在周缘平台(330)下方并受表面(220)限制的至少一个环形贯穿通道(320)。
49.因此，除了通过环形通道(340、360、380)、周缘平台(330、350、370、390)、壁(321、331、351、371)和开口(332、352、372、382)的交替而形成的一组或多组交替的流体引导通道之外，该优选实施方式还包括头部(200)和主体(300)以及在头部(200)和主体(300)之间的过渡区域中的通孔。
50.结论
51.本领域技术人员将容易理解，可以对本发明进行修改而不脱离上述描述中阐述的概念。这种修改被认为包含在本发明的范围内。因此，以上详细描述的特定实施方式仅是说明性和示例性的，而不是对本发明范围的限制，本发明的范围包括所附权利要求及其任何以及全部等效物的全部范围。