[发明专利]一种自适应相变冷却式永磁直驱渣浆泵及冷却方法

说明书

一种自适应相变冷却式永磁直驱渣浆泵及冷却方法，用于解决渣浆泵冷却效率低、冷却耗能高的问题。渣浆泵包括电机壳体、蜗壳、端盖、电机轴、叶轮和蜗壳连接座，电机轴设置在电机壳体的内侧，在电机轴末端固定有叶轮，其特征是，所述电机壳体为双层结构，在电机壳体侧壁内设有沿轴向设置的若干相变材料腔体，在相变材料腔体内设有相变材料、温度传感器和冷却管，冷却管上的冷却管进口和冷却管出口均伸出电机壳体，且冷却管进口和冷却管出口之间设有流道，在流道上设有流量泵、冷却箱、液开关阀和进液开关阀。本发明实现了渣浆泵电机精确区域控温、自适应冷却，降低了冷却能耗，提高冷却效率。

技术领域

本发明涉及渣浆泵技术领域，具体地说是一种自适应相变冷却式永磁直驱渣浆泵及冷却方法。

背景技术

渣浆泵作为一种运输固液混合物的特殊离心泵，在煤矿、石化、冶金等行业领域应用广泛。目前，常用的渣浆泵是通过电机、联轴器或者皮带轮等中间传动装置进行驱动，结构复杂、体积庞大、效率低、能耗高。采用永磁同步电机直接驱动负载，避免了传统驱动方式的缺点，大幅提高了机械传动效率。在渣浆泵的运转过程中，驱动电机受时间、功率、负载等因素的影响，会在工作过程中产生大量的热量，进而会导致电机内部永磁体产生磁衰退，进而影响电机驱动性能。

相变蓄热是一种以相变储能材料为基础的高新储能技术，相变储热安全稳定、储热密度高，相变蓄热材料能随温度变化而改变形态并提供潜热，相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。

公开号为CN206917864U的中国专利公开了一种渣浆泵及其电机冷却装置，采用鼓风机连接冷却罩的方式对电机进行风冷，该方式增大了渣浆泵所需的工作空间和工作能耗。公开号为CN209228641U的中国专利公开了一种便于散热的渣浆泵，采用多级传动结构，利用风扇对冷却水降温，实现渣浆泵整体结构散热，该渣浆泵零件众多、结构复杂，且该方式只能实现电机和轴承箱的局部散热，冷却效果不佳。

目前渣浆泵冷却原理主要有风冷和水冷两种，冷却方式主要有内置散热孔道、外置散热器两种；水冷方式散热效果较好，但会带来泄露、振动等不利影响；风冷方式较稳定，但需要额外动力持续工作将热量带走，外置冷凝器、风扇散热效率较低，同样都需要额外动力持续工作将热量带走，增加了额外耗能，并且目前的冷却方式通常为循环式整体冷却，无法实现局部精确控温冷却，造成了冷却效率较低。因此，提供一种能实现高效率、低能耗冷却的渣浆泵是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应相变冷却式永磁直驱渣浆泵及冷却方法，用于解决渣浆泵冷却效率低、冷却耗能高的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种自适应相变冷却式永磁直驱渣浆泵，它包括电机壳体、蜗壳、端盖、电机轴、叶轮和蜗壳连接座，端盖设置在电机壳体的第一端，蜗壳通过蜗壳连接座设置在电机壳体的第二端，电机轴设置在电机壳体的内侧，在电机轴末端固定有叶轮，其特征是，所述电机壳体为双层结构，在电机壳体侧壁内设有沿轴向设置的若干相变材料腔体，在相变材料腔体内设有相变材料、温度传感器和冷却管，冷却管上的冷却管进口和冷却管出口均伸出电机壳体，且冷却管进口和冷却管出口之间设有流道，在流道上设有流量泵、冷却箱、出液开关阀和进液开关阀。

进一步地，电机壳体上沿轴向设有至少五个相变材料腔体，相变材料腔体为环状腔体，相变材料腔体内径距电机壳体内径2mm至3mm，相变材料腔体内宽度10mm至15mm，相变材料腔体轴向距离150mm至180mm。

进一步地，相变材料腔体在电机定子轴向安装位置处紧凑设置，该处设置至少三个相变材料腔体，相邻相变材料腔体间距不超过20mm。

进一步地，相变材料采用三水醋酸钠、羟乙基纤维素与羟甲基纤维素钠混合配比，混合材料相变点为48度，密度为1.6g/cm³，潜热为300kJ/kg。