專利名稱：一種石油鉆機(jī)泥漿泵電機(jī)的通風(fēng)冷卻方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)的冷卻方法及結(jié)構(gòu)，尤其是指一種石油鉆井平臺用泥漿泵直 驅(qū)交流變頻電機(jī)(含永磁同步變頻調(diào)速電機(jī))通風(fēng)冷卻方法及風(fēng)路結(jié)構(gòu)，主要適用于石油鉆 機(jī)作業(yè)中的泥漿泵裝置的直驅(qū)電機(jī)。
背景技術(shù)：
泥漿泵是石油鉆井平臺必備的裝置之一，其作用為通過泥漿泵產(chǎn)生的壓力向正在 鉆探的油井內(nèi)灌注泥漿，并以冷卻鉆頭將打井過程中產(chǎn)生的泥土和碎石帶出地面。目前，泥漿泵的傳動方式主要為皮帶輪傳動或鏈輪兩種傳動方式，即通過皮帶或 鏈條將電機(jī)的驅(qū)動力傳遞到泥漿泵驅(qū)動軸上，帶動泥漿泵活塞運(yùn)轉(zhuǎn)。這兩種傳動方式存在 安裝困難，體積大，占地多，效率不高，以及維護(hù)量大等問題。因此，泥漿泵的驅(qū)動方式逐漸 開始向直驅(qū)的方向發(fā)展，即驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接安裝在泥漿泵的驅(qū)動軸伸，定子和轉(zhuǎn)子之 間通過端蓋和軸承形成一個整體，整個電機(jī)的重量由泥漿泵的驅(qū)動軸伸承受，為防止電機(jī) 在驅(qū)動過程中定子旋轉(zhuǎn)，通過在泥漿泵殼體與電機(jī)定子間安裝止動銷來實(shí)現(xiàn)。泥漿泵采用電機(jī)直驅(qū)方式后，對驅(qū)動電機(jī)有如下限制條件1)直驅(qū)后，省掉了起減 速作用的皮帶輪或鏈輪(減速比通常為2 :1)，則電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速大大降低，在泥漿泵功率 不變的前提下，電機(jī)的輸出扭矩增加，相應(yīng)導(dǎo)致電機(jī)體積增大；2)為滿足泥漿泵裝置鐵路運(yùn) 輸?shù)男枰?，電機(jī)外形軸向長度最大尺寸不能超過700mm，這樣泥漿泵直驅(qū)電機(jī)不得不設(shè)計成 短而粗的形狀；3)為滿足現(xiàn)場爆炸性氣體環(huán)境的要求和石油鉆機(jī)野外作業(yè)環(huán)境要求，通常 要求電機(jī)的防護(hù)等級達(dá)IP^以上；4)電機(jī)冷卻采用通風(fēng)冷卻方式?；谝陨夏酀{泵直驅(qū)電 機(jī)的四個限制條件，由于電機(jī)軸向長度，外徑大通風(fēng)冷卻難以設(shè)計成同傳統(tǒng)YJK系列電機(jī) 利用軸向散熱筋散熱冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)，給泥漿泵驅(qū)動電機(jī)的通風(fēng)冷卻風(fēng)路設(shè)計帶來了困難， 因此需要進(jìn)一步改進(jìn)并設(shè)計出一種滿足泥漿泵直驅(qū)電機(jī)要求的通風(fēng)冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了針對石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻風(fēng)路設(shè)計 難題，提供一種有效的石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻方法及風(fēng)路結(jié)構(gòu)。該方法 及結(jié)構(gòu)可有效提高電機(jī)通風(fēng)冷卻散熱效率，同時具有高防護(hù)等級，免維護(hù)，以及體積小等優(yōu)勢。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī) 的通風(fēng)冷卻方法，在電機(jī)定子殼體的外面設(shè)置一旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，通過外部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)為電機(jī)定子 進(jìn)行散熱；所述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道設(shè)置散熱片，所述外部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)為通過外置冷卻風(fēng)機(jī)對旋轉(zhuǎn)風(fēng) 道進(jìn)行送風(fēng)，讓冷卻風(fēng)在旋轉(zhuǎn)風(fēng)道內(nèi)通過散熱片帶走熱量，通過冷卻風(fēng)帶走熱量對電機(jī)定 子進(jìn)行散熱。所述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道是多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，冷卻風(fēng)從風(fēng)機(jī)出口輸出后由風(fēng)道入 口進(jìn)入電機(jī)定子的多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，經(jīng)過多圈旋轉(zhuǎn)后由電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)風(fēng)道出口排出電 機(jī)定子體外。
根據(jù)上述方法所提出的一種石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻裝置，包括 主電機(jī)和冷卻電機(jī)兩大部分；其中，主電機(jī)內(nèi)有轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋、后端蓋和接線盒等五個 主要部分，主電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在主電機(jī)定子中間，在主電機(jī)定子的外殼外設(shè)有一層旋轉(zhuǎn)風(fēng)道; 所述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道為多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，通過在主電機(jī)定子的外殼外設(shè)置一螺旋槽，再在 上面蓋上蓋板構(gòu)成；在旋轉(zhuǎn)風(fēng)道內(nèi)設(shè)有主電機(jī)定子的外殼散熱筋，增加主電機(jī)定子的外殼 的散熱交換面積，加強(qiáng)熱對流效果。在主電機(jī)定子外殼的側(cè)面設(shè)有一冷卻風(fēng)機(jī)安裝座，在安 裝座上安裝有冷卻風(fēng)機(jī)；冷卻風(fēng)機(jī)的出口與主電機(jī)定子外殼上的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道入口相接；旋轉(zhuǎn) 風(fēng)道出口直接對外排放。冷卻風(fēng)路的流動過程為冷卻風(fēng)經(jīng)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)口再沿著冷卻電機(jī) 外圓沿切線方向進(jìn)入內(nèi)部焊有散熱筋的周向冷卻風(fēng)路內(nèi)，然后冷卻風(fēng)沿主電機(jī)外圓周向旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動，在主電機(jī)外圓周向風(fēng)道內(nèi)旋轉(zhuǎn)兩周后，從風(fēng)道出風(fēng)口切向方向排出。本發(fā)明具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)1)整個外圓周向風(fēng)道與主電機(jī)內(nèi)部無任何空氣交換， 完全利用熱傳導(dǎo)將主電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳入周向冷卻風(fēng)路內(nèi)的散熱筋，再利用強(qiáng)迫通風(fēng) 機(jī)向主電機(jī)外圓冷卻風(fēng)路內(nèi)送冷卻風(fēng)將主電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶走，可以滿足對電機(jī) 以上防護(hù)等級要求；2)充分利用主電機(jī)外形短粗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將風(fēng)路設(shè)計成沿主電機(jī)外圓周 向旋轉(zhuǎn)，由于冷卻風(fēng)路較長、散熱面積大，可保證冷卻風(fēng)與散熱筋之間充分的熱交換，從而 可有效將主電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過風(fēng)路內(nèi)冷卻風(fēng)帶走，降低電機(jī)溫升，滿足泥漿泵直驅(qū)電 機(jī)通風(fēng)冷卻要求。


圖1是本發(fā)明的主視圖； 圖2是本發(fā)明的俯視圖中a.主電機(jī)，b.冷卻電機(jī)，1.冷卻風(fēng)機(jī)，2.前端蓋，3.轉(zhuǎn)子，4.定子，5.風(fēng)道 出口，6.方形座子，7.支架，8.散熱筋，9.接線盒。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。通過附圖可以看出本發(fā)明涉及一種石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻方 法，在電機(jī)定子殼體的外面設(shè)置一旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，通過外部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)為電機(jī)定子進(jìn)行散熱；所述 的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道設(shè)置散熱片，所述外部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)為通過外置冷卻風(fēng)機(jī)對旋轉(zhuǎn)風(fēng)道進(jìn)行送風(fēng)，讓 冷卻風(fēng)在旋轉(zhuǎn)風(fēng)道內(nèi)通過散熱片帶走熱量，通過冷卻風(fēng)帶走熱量對電機(jī)定子進(jìn)行散熱。所 述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道是多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，冷卻風(fēng)從風(fēng)機(jī)出口輸出后由風(fēng)道入口進(jìn)入電機(jī)定子 的多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，經(jīng)過多圈旋轉(zhuǎn)后由電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)風(fēng)道出口排出電機(jī)定子體外。根據(jù)上述方法所提出的一種石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻裝置，包括 主電機(jī)和冷卻電機(jī)兩大部分；其中，主電機(jī)內(nèi)有轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋、后端蓋和接線盒等五個 主要部分，主電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在主電機(jī)定子中間，在主電機(jī)定子的外殼外設(shè)有一層旋轉(zhuǎn)風(fēng)道; 所述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道為多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，通過在主電機(jī)定子的外殼外設(shè)置一螺旋槽，再在 上面蓋上蓋板構(gòu)成；在旋轉(zhuǎn)風(fēng)道內(nèi)設(shè)有主電機(jī)定子的外殼散熱筋，增加主電機(jī)定子的外殼 的散熱交換面積，加強(qiáng)熱對流效果。在主電機(jī)定子外殼的側(cè)面設(shè)有一冷卻風(fēng)機(jī)安裝座，在安 裝座上安裝有冷卻風(fēng)機(jī)；冷卻風(fēng)機(jī)的出口與主電機(jī)定子外殼上的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道入口相接；旋轉(zhuǎn)風(fēng)道出口直接對外排放。冷卻風(fēng)路的流動過程為冷卻風(fēng)經(jīng)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)口再沿著冷卻電機(jī) 外圓沿切線方向進(jìn)入內(nèi)部焊有散熱筋的周向冷卻風(fēng)路內(nèi)，然后冷卻風(fēng)沿主電機(jī)外圓周向旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動，在主電機(jī)外圓周向風(fēng)道內(nèi)旋轉(zhuǎn)兩周后，從風(fēng)道出風(fēng)口切向方向排出。實(shí)施例一
圖1、圖2給出了本發(fā)明一個具體實(shí)施例，所示的是一種石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī) 的通風(fēng)冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)，包括主電機(jī)a和冷卻電機(jī)b兩大部分，其中主電機(jī)a內(nèi)有轉(zhuǎn)子3、定子 4、前端蓋2、后端蓋和接線盒9等五個主要部分，定子4在主電機(jī)a的上下兩端對稱布置，定 子4之間接有轉(zhuǎn)子3，接線盒9位于主電機(jī)a外殼的一側(cè)，接線盒9內(nèi)接有三根線，方便與 外部進(jìn)行連接；冷卻電機(jī)b的旁邊接有冷卻風(fēng)機(jī)1，用螺栓固定，冷卻電機(jī)b整體固定在方 形座子6上，方形座子6又安裝在支架7上，冷卻電機(jī)b的特點(diǎn)在于充分利用泥漿泵直驅(qū)主 電機(jī)a短粗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在主電機(jī)a外圓周向方向均勻分布焊接散熱筋8，并將冷卻風(fēng)路設(shè)計 成冷卻風(fēng)經(jīng)冷卻風(fēng)機(jī)1進(jìn)口再沿著冷卻電機(jī)b外圓沿切線方向進(jìn)入內(nèi)部焊有散熱筋8的 周向冷卻風(fēng)路內(nèi)，然后冷卻風(fēng)沿主電機(jī)a外圓周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在主電機(jī)a外圓周向風(fēng)道內(nèi)旋 轉(zhuǎn)兩周后，從風(fēng)道出風(fēng)口 5切向方向排出。其中圖1中的箭頭表示冷卻風(fēng)在主電機(jī)a外圓 周向風(fēng)道內(nèi)的流動方向。本發(fā)明為一種石油鉆機(jī)泥漿泵與其驅(qū)動電機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)，該種傳動機(jī)構(gòu)是采用直 接傳動的方式，泥漿泵驅(qū)動電機(jī)內(nèi)有轉(zhuǎn)子和定子兩個部分，泥漿泵也包括泵體和轉(zhuǎn)軸軸伸， 其特點(diǎn)在于泥漿泵驅(qū)動電機(jī)的定子與泥漿泵的泵體上的安裝法蘭組裝在一起，且泥漿泵驅(qū) 動電機(jī)的轉(zhuǎn)子是通過軸套的方式套在泥漿泵的轉(zhuǎn)軸軸伸上的。泥漿泵是通過其驅(qū)動電機(jī)的 轉(zhuǎn)子通過軸套連接方式直接傳動的。
權(quán)利要求
1.一種石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻方法，其特征在于在電機(jī)定子殼體 的外面設(shè)置一旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，通過外部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)為電機(jī)定子進(jìn)行散熱；所述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道設(shè)置散 熱片，所述外部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)為通過外置冷卻風(fēng)機(jī)對旋轉(zhuǎn)風(fēng)道進(jìn)行送風(fēng)，讓冷卻風(fēng)在旋轉(zhuǎn)風(fēng)道 內(nèi)通過散熱片帶走熱量，通過冷卻風(fēng)帶走熱量對電機(jī)定子進(jìn)行散熱；所述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道是多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，冷卻風(fēng)從風(fēng)機(jī)出口輸出后由風(fēng)道入口進(jìn)入電 機(jī)定子的多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，經(jīng)過多圈旋轉(zhuǎn)后由電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)風(fēng)道出口排出電機(jī)定子體 外。
2.一種石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻裝置，包括主電機(jī)和冷卻電機(jī)兩大 部分；其中，主電機(jī)內(nèi)有轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋、后端蓋和接線盒等五個主要部分，主電機(jī)轉(zhuǎn)子 安裝在主電機(jī)定子中間，其特征在于在主電機(jī)定子的外殼外設(shè)有一層旋轉(zhuǎn)風(fēng)道；所述的 旋轉(zhuǎn)風(fēng)道為多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，通過在主電機(jī)定子的外殼外設(shè)置一螺旋槽，再在上面蓋 上蓋板構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于 在旋轉(zhuǎn)風(fēng)道內(nèi)設(shè)有主電機(jī)定子的外殼散熱筋。
4.如權(quán)利要求3所述的石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于 在主電機(jī)定子外殼的側(cè)面設(shè)有一冷卻風(fēng)機(jī)安裝座，在安裝座上安裝有冷卻風(fēng)機(jī)；冷卻風(fēng)機(jī) 的出口與主電機(jī)定子外殼上的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道入口相接；旋轉(zhuǎn)風(fēng)道出口直接對外排放。
5.如權(quán)利要求3所述的石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻裝置，其特征在于 冷卻風(fēng)路的流動過程為冷卻風(fēng)經(jīng)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)口再沿著冷卻電機(jī)外圓沿切線方向進(jìn)入內(nèi)部 焊有散熱筋的周向冷卻風(fēng)路內(nèi)，然后冷卻風(fēng)沿主電機(jī)外圓周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在主電機(jī)外圓周 向風(fēng)道內(nèi)旋轉(zhuǎn)兩周后，從風(fēng)道出風(fēng)口切向方向排出。
全文摘要
一種石油鉆機(jī)泥漿泵裝置直驅(qū)電機(jī)的通風(fēng)冷卻方法及裝置，在電機(jī)定子殼體的外面設(shè)置一旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，通過外部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)為電機(jī)定子進(jìn)行散熱；所述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道設(shè)置散熱片，所述外部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)為通過外置冷卻風(fēng)機(jī)對旋轉(zhuǎn)風(fēng)道進(jìn)行送風(fēng)，讓冷卻風(fēng)在旋轉(zhuǎn)風(fēng)道內(nèi)通過散熱片帶走熱量，通過冷卻風(fēng)帶走熱量對電機(jī)定子進(jìn)行散熱。所述的旋轉(zhuǎn)風(fēng)道是多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，冷卻風(fēng)從風(fēng)機(jī)出口輸出后由風(fēng)道入口進(jìn)入電機(jī)定子的多圈螺旋式旋轉(zhuǎn)風(fēng)道，經(jīng)過多圈旋轉(zhuǎn)后由電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)風(fēng)道出口排出電機(jī)定子體外。
文檔編號H02K1/20GK102075019SQ201010583158
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月12日
發(fā)明者張蕾, 晏才松 申請人:南車株洲電機(jī)有限公司