一种舷外深水压力自平衡推进电机制造技术

本发明专利技术提供了一种舷外深水压力自平衡推进电机，包括输出轴、旋转动密封、电机本体、压力平衡安装座、调压装置和充放油组件，所述调压装置固定于压力平衡安装座的后端，包括油囊、油囊座、油囊保护罩和连接轴，其中，所述油囊内盛装有油液，位于油囊座与油囊保护罩围成的壳体内，与压力平衡安装座的油腔连通，油囊保护罩上开设有通水孔，用于将外部水引入壳体对油囊产生挤压，通过承受外部水环境的压力来改变电机本体内油液的体积，达到推进电机内外压力的平衡。本发明专利技术针对调压装置进行了创新性设计，且通过辅助性传感器的灵活布局，能够有效监测电机的运转情况，整个推进系统结构紧凑，实现了推进系统轻质化、小型化、高可靠的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种舷外深水压力自平衡推进电机
本专利技术属于舰船推进系统
，特别涉及一种舷外深水压力自平衡推进电机，实现其要求的各项功能和性能要求的同时，具有轻质化、小型化、高可靠的特点。
技术介绍
在深海大压力环境下，当推进电机采用压力平衡装置后，推进系统就有以下几个方面的优势：①保持系统内外压力平衡。由于内外压力平衡，系统元件受到的压力就比较小，那么，在设计系统元件时就不用考虑大压力，甚至可使用非金属材料，这样可以大大减小系统的质量和体积。②使系统密封较容易。由于内外压差不大，这样静态密封不用承受海洋环境的高压力，使密封容易，不易泄漏。③防止海水渗透，由于系统内外压力平衡，那样海水就不容易进入系统。软囊式压力平衡装置使用橡胶软囊作为弹性元件，软囊产生弹性变形过程中的力损失与压力成非线性关系，也会产生较大的额外轴向力，这也使得内外压差难以确定。在深海恶劣环境下，软囊受到碰撞时容易损坏，而且软囊结构形状的变化存在不确定性，质心位置不确定，不方便设置弹簧，这些都使得软囊式压力平衡装置在深海大压力环境下的适用性受限。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种舷外深水压力自平衡推进电机，针对调压装置进行了创新性设计，且通过辅助性传感器的灵活布局，能够有效监测电机的运转情况，整个推进系统结构紧凑，可实现推进系统轻质化、小型化、高可靠的要求，从而完成本专利技术。本专利技术提供的技术方案如下：一种舷外深水压力自平衡推进电机，包括：输出轴、旋转动密封、电机本体、压力平衡安装座、调压装置和充放油组件，其中，所述输出轴为中空轴体，通过轴承支撑固定于电机本体的轴心；所述旋转动密封安装于电机本体的输出轴端，用于电机本体与外部水环境的旋转密封；所述压力平衡安装座固定于电机本体的后端，将电机本体外部分隔为油腔和外部腔体，油腔与电机本体连通，内部灌装有油液，外部腔体与水环境连通；所述调压装置固定于压力平衡安装座的外部腔体中，内部设置与压力平衡安装座的油腔连通的油囊，通过承受外部水环境的压力来改变电机本体内油液的体积，达到推进电机内外压力的平衡；所述充放油组件固定于压力平衡安装座中，用于电机内部油液的灌封和排放。根据本专利技术提供的一种舷外深水压力自平衡推进电机，具有以下有益效果：(1)本专利技术中压力自平衡推进电机可实现“一体化油囊式压力调”，具备：i)通过油囊设计，使得调节压力范围大；ii)由于外部水直接对油囊施加力，运动过程受到的阻力小，无需润滑，无卡滞可能性；iii)在材质、厚度、直径和使用环境相同的条件下，油囊的承压能力最高；iv)油囊是由橡胶材料制作而成，所以密封非常可靠，而且与油囊座密封的地方是静密封，不会发生泄漏情况；v)调压装置整体结构的一体化设计，为油囊提供可靠的防护空间，有效保护油囊，不易损坏，可靠性高等特点；(2)本专利技术中压力自平衡推进电机的动密封采用一体化设计，整拆整装，便于维护和定期更换；(3)本专利技术中压力自平衡推进电机中的加注孔和放油孔与压力平衡安装座一体成型，采用内嵌式设计，相较于现有技术中充放油组件的安装方式，节省了推进电机的整体长度；(4)本专利技术中压力自平衡推进电机，在电机定子端部设计了绝缘检测点，对电机内液体绝缘性进行实时检测，实现对电机漏水情况的采集。同时在电机绕组处安装温度检测传感器，实时对电机内部温度进行采集；(5)本专利技术中压力自平衡推进电机，电机内埋有漏水检测元件、温度检测元件和压力检测元件，可将温度、压力、漏水情况反馈给控制驱动器，在过温时可以进行降功率输出，漏水时及时发现检修，实施监控压力变化，提高了电机的可靠性；(6)本专利技术中压力自平衡推进电机，电机由5个9槽2极双层短距分布分数槽绕组单元电机组成，采用每相具有5条并联支路的45槽10极双层短距分布分数槽绕组永磁同步电动机，永磁体采用偏心设计，使气隙磁密尽可能接近正弦，减少电磁力谐波含量。附图说明图1示出本专利技术一种优选实施方式中舷外深水压力自平衡推进电机的结构示意图；图2示出本专利技术一种优选实施方式中调压装置的结构示意图；图3示出图2的局部结构示意图；图4示出本专利技术一种优选实施方式中旋转动密封的结构示意图；图5示出本专利技术一种优选实施方式中充放油组件的结构示意图。附图标号说明1-输出轴；2-旋转动密封；21-密封座；22-动密封件；23-O形密封圈；3-电机本体；4-压力平衡安装座；5-调压装置；51-油囊；52-油囊座；53-油囊保护罩；531-通水孔；54-连接轴；6-充放油组件；61-加注孔；62-放油孔；63-加注活门；64-堵头；7-水密插座。具体实施方式下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本专利技术提供了一种舷外深水压力自平衡推进电机，如图1所示，包括：输出轴1、旋转动密封2、电机本体3、压力平衡安装座4、调压装置5和充放油组件6，其中，所述输出轴1中空轴体，通过轴承支撑固定于电机本体3的轴心；所述旋转动密封2安装于电机本体的输出轴端，用于电机本体3与外部水环境的旋转密封；所述压力平衡安装座4固定于电机本体3的后端，将电机本体3外部分隔为油腔和外部腔体，油腔与电机本体3连通，内部灌装有油液，外部腔体与水环境连通；所述调压装置5固定于压力平衡安装座4的外部腔体中，内部设置与压力平衡安装座的油腔连通的油囊51，通过承受外部水环境的压力来改变电机本体3内油液的体积，达到推进电机内外压力的平衡；所述充放油组件6固定于压力平衡安装座4中，用于电机内部油液的灌封和排放。在本专利技术中，所述电机本体3包括定子、转子和绕组，用于提供驱动力。为适应海水的应用工况，满足推进电机的减振降噪需要，电机定子由5个9槽2极双层短距分布分数槽绕组单元电机组成，采用每相具有5条并联支路的45槽10极双层短距分布分数槽绕组永磁同步电机，永磁体采用偏心设计，使气隙磁密尽可能接近正弦，减少电磁力谐波含量。在本专利技术中，如图2所示，所述调压装置5包括油囊51、油囊座52、油囊保护罩53和连接轴54，其中，所述油囊51内盛装有油液，位于油囊座52与油囊保护罩53围成的壳体内，油囊保护罩53上开设有通水孔531，用于将外部水引入壳体对油囊产生挤压；所述连接轴54为中空T形结构，大端挡板结构位于油囊51内，将油囊51和油囊座52压紧在压力平衡安装座4上，小端导流管结构依次穿过油囊51和油囊座52后进入压力平衡安装座4的油腔，通过套设在小端上的双紧固螺母和垫圈紧固固定；油囊51通过连接轴54与电机本体3内的油液连通，通过油液流动以及外部水环境压力，实现压力自平衡。在一种优选的实施方式中，所述油囊座52和油囊保护罩53围成的壳体为D型壳体，油囊座52与压力平衡安装座4固连的部位为D型壳体的平面段。进一步地，所述油囊座52和油囊保护罩53围成的壳体的各型面段通过圆角过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种舷外深水压力自平衡推进电机，其特征在于，包括：输出轴(1)、旋转动密封(2)、电机本体(3)、压力平衡安装座(4)、调压装置(5)和充放油组件(6)，其中，/n所述输出轴(1)为中空轴体，通过轴承支撑固定于电机本体(3)的轴心；/n所述旋转动密封(2)安装于电机本体的输出轴端，用于电机本体(3)与外部水环境的旋转密封；/n所述压力平衡安装座(4)固定于电机本体(3)的后端，，将电机本体(3)外部分隔为油腔和外部腔体，油腔与电机本体(3)连通，内部灌装有油液，外部腔体与水环境连通；/n所述调压装置(5)固定于压力平衡安装座(4)的外部腔体中，内部设置与压力平衡安装座的油腔连通的油囊(51)，通过承受外部水环境的压力来改变电机本体(3)内油液的体积，达到推进电机内外压力的平衡；/n所述充放油组件(6)固定于压力平衡安装座(4)中，用于电机内部油液的灌封和排放。/n

【技术特征摘要】
1.一种舷外深水压力自平衡推进电机，其特征在于，包括：输出轴(1)、旋转动密封(2)、电机本体(3)、压力平衡安装座(4)、调压装置(5)和充放油组件(6)，其中，
所述输出轴(1)为中空轴体，通过轴承支撑固定于电机本体(3)的轴心；
所述旋转动密封(2)安装于电机本体的输出轴端，用于电机本体(3)与外部水环境的旋转密封；
所述压力平衡安装座(4)固定于电机本体(3)的后端，，将电机本体(3)外部分隔为油腔和外部腔体，油腔与电机本体(3)连通，内部灌装有油液，外部腔体与水环境连通；
所述调压装置(5)固定于压力平衡安装座(4)的外部腔体中，内部设置与压力平衡安装座的油腔连通的油囊(51)，通过承受外部水环境的压力来改变电机本体(3)内油液的体积，达到推进电机内外压力的平衡；
所述充放油组件(6)固定于压力平衡安装座(4)中，用于电机内部油液的灌封和排放。


2.根据权利要求1所述的舷外深水压力自平衡推进电机，其特征在于，所述调压装置(5)包括油囊(51)、油囊座(52)、油囊保护罩(53)和连接轴(54)，其中，所述油囊(51)内盛装有油液，位于油囊座(52)与油囊保护罩(53)围成的壳体内，油囊保护罩(53)上开设有通水孔(531)，用于将外部水引入壳体对油囊产生挤压；所述连接轴(54)为中空T形结构，大端挡板结构位于油囊(51)内，将油囊(51)和油囊座(52)压紧在压力平衡安装座(4)上，小端导流管结构依次穿过油囊(51)和油囊座(52)后进入压力平衡安装座(4)的油腔，通过套设在小端上的双紧固螺母和垫圈紧固固定；油囊(51)通过连接轴(54)与电机本体(3)内的油液连通。


3.根据权利要求2所述的舷外深水压力自平衡推进电机，其特征在于，所述油囊座(52)和油囊保护罩(53)围成的壳体为D型壳体，油囊座(52)与压力平衡安装座(4)固连的部位为D型壳体的平面段。


4.根据权利要求2所述的舷外深水压力自平衡推进电机，其特征在于，所述油囊座(52)和油囊保护罩(53)围成的壳体的各型面段通过圆角过渡。


5.根据权利要求2所述的舷外深水压力自平衡推进电机，其特征在于，所述油囊座(52)与压力平衡安装座(4)之间套设有O形密封圈。

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【专利技术属性】
技术研发人员：马德森，魏娟，韩柏然，姜丽婷，赵曾武，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11