Запобігання протікання в валах мотора для підводних ботів

Кожного разу, коли будуємо водний бот, ми завжди повинні дбати про запобігання витоку з зрозумілих причин. Тепер отвори для проводів можна зробити водонепроникними легко - а як бути з моторами? Ми можемо легко герметизувати кожух на місці (і заповнити будь-які отвори в кожусі), але частина, де вісь відповідає кожуху, залишається незахищеною.

Вода просочується в мотор все ще досить погано. Я сумніваюся, що є спосіб запечатати цю ділянку належним чином, оскільки будь-яке тверде ущільнення не дозволить вісь рухатися, і будь-яке рідке ущільнення (або щось на зразок мастила) зірветься з часом.

Я думав поставити другий кожух навколо двигуна, можливо, зі спеціальним гумовим отвором для вала. Щось на кшталт (пробачте, поганий малюнок, не звик до GIMP):

Це, ймовірно, зупинить протікання, але значно зменшить крутний момент / об / хв через тертя.

Отже, як запобігти потраплянню води в мотор, не впливаючи на продуктивність двигуна?

(Для уточнення, я не хочу купувати спеціальний підводний мотор, я вважаю за краще спосіб зробити власні мотори водонепроникними)

Я не впевнений, що "аквабот" - це повністю заглиблений транспортний засіб або поверхневий.

Якщо це наземний транспортний засіб, то потрібно просто подивитися на RC-катери. Вони вирішили це досить добре.

Ущільнення, що перешкоджає потраплянню води в човен, називається коробкою для набивання (4 на схемі). Це просто трубка, заправлена ​​жиром. Жир запобігає потраплянню води в човен між трубкою та валом гвинта. Зазвичай між валом і внутрішньою частиною трубки є близько 1 мм забігу, щоб він міг утримувати велику кількість жиру. На кінцях трубки встановлені пухкі втулки, які навряд чи сприяють тертю, але запобігають виходу жиру.

Це, ймовірно, спрацює навіть для повністю занурених транспортних засобів, доки вони не заглиблюються занадто глибоко. По мірі заглиблення тиск почне змушувати воду підводити трубку, виштовхуючи мастило і, врешті, пускаючи воду в човен.

Один із способів боротьби з цим - це просто відштовхуватися. Збільште тиск повітря на іншому кінці коробки для набивання, щоб речі залишалися врівноваженими. Один із способів зробити це - укласти двигун і внутрішній кінець трубки всередину невеликої герметичної коробки. Використовуйте крихітний насос для тиску коробки, щоб відповідати тиску води.

Крім того, чому б не дати воді зробити роботу за вас? Ущільнюйте мотор всередині гумового міхура та розміщуйте його поза човна. Тиск води буде стискати сечовий міхур так, що тиск повітря всередині завжди ідеально відповідає тиску зовні.

Моя остаточна пропозиція схожа на Марка Бута . Чому б не побудувати мотор, який може перетинати корпус транспортного засобу. Покладіть магніти мотора назовні, а обмотки тримайте всередині, де він сухий. Що ви тут будете робити, це в основному безщітковий мотор:

Ви можете, можливо, вбудувати це в щось на кшталт вентилятора, що прошивається.

Ви можете розглянути накопичувач з магнітним з'єднанням . Використовуйте стандартний двигун з магнітною муфтою для передачі крутного моменту на вашу опору.

Це дозволить повністю загерметизувати ваш мотор всередині вашого автомобіля:

^{Від Eric Stackpole «s статті згадувалося вище. Зображення використовується без дозволу, але з атрибуцією.}

Це рішення може бути або не може бути придатне , проте, в залежності від крутного моменту , яка необхідна для передавання, але і для використання в відкритій воді має незаперечну перевагу , що вона є обертовим момент обмежена. Іншими словами, якщо ваш ресивер застряг, і ви вибрали підходящий крутний момент для двигуна і муфти, муфта прослизне, перш ніж ваш мотор згорить.

Особливо мені подобається рішення Erics, оскільки він одночасно передає крутний момент на опору, центрирує опору на валу і централює опору вздовж вала. Елегантний дизайн, який вирішує декілька проблем одночасно.

Якщо ви шукаєте дуже дешевий спосіб зробити це (як, наприклад, бюджет на освіту дешево), ознайомтеся з посібником з експлуатації Sea Perch ROV .

Повністю розкриваючи інформацію, я працював у лабораторії MIT, яка очолює цю навчальну програму.

На сторінці 9 цього PDF в ньому починається розмова про те, як водонепроникний мотор хобі за допомогою плівкової каністри та воску для унітазу. Весь корпус залишається затопленим, і ми забирали його на 20 або 30 футів глибиною в деяких випадках.

Збірка насправді досить проста; ми допомагаємо багатьом молодшим і старшим школярам зробити це, і я не можу пригадати інцидент, коли печатка виявилася ненадійною.

Всі ущільнення просочуються. Якщо ви зможете вкласти двигун таким чином, щоб вал був єдиною точкою виходу, наповніть мотор низькопровідним маслом з низькою в'язкістю, таким як мінеральне масло. Це значно зменшує різницю тиску в ущільнювачі.

Візьміть це за те, що воно коштує, я був поруч з кабінкою OpenROV у Maker Faire, і їхня відповідь була "нехай просочиться та висушить її пізніше". Вони сказали, що були здивовані, що потрапляння води в мотор не спричиняло для них проблем.

"Звичайно, я сам цього не пробував, і, можливо, я їх неправильно почув - а може, для них ще нічого не вийшло :-)

Мабуть, варто почати з дешевих моторів і подивитися, чи відповідає ваш досвід їхньому ...

На одному з моїх дистанційно керованих катерів я використав цю конструкцію ...

Сині диски - маховики. Вони кріпляться до зелених стрижнів, які прикріплені до обох сторін гнучкої водонепроникної мембрани. Мембрана закріплена на обох сторонах кожуха, щоб вона передала рух, але вода не пропустила.

Я натрапив на всі пропозиції в інших публікаціях. Я не розумію, чому люди пропонують складні та дорогі рішення, які також неможливо здійснити.

Механічне ущільнення є найпростішим рішенням для герметизації двигуна або зробити його з IP 68. Ми можемо використовувати цей двигун на глибину 20 м в морській воді.

Конструкція - це як мокра яма.

Такі типи двигуна застосовуються в каналізаційних підводних насосах, які працюють на глибині до 20 м у воді.

Вартість такої пломби також дуже низька.

Я точно розумію, про що ти говориш. Я розробляю власну ROV, яка матиме систему доріжок і повзати на морському дні. Якщо я можу запропонувати розмістити двигун у високій точці вашої ROV із зубчастим приводом близько до дна, ви можете встановити систему, що знаходиться під тиском під тиском, яка дозволить пропускати повітря в камеру в міру заглиблення ROV. Думайте про це, як унітаз, за ​​винятком того, що він дозволяє пропускати повітря, коли рівень води підвищується. Я думав над цим самим питанням, і ось що я придумав. Використовуючи картридж із CO2 з пневматичної зброї та саморобного клапана, що працює під тиском (ідея з унітазу), чим глибше він заглиблюється, тим більше повітря стискається, що дозволяє воді потрапляти в камеру. При встановленому клапані він вводить більше повітря, затримуючи воду подалі від електродвигуна.

Прості двигуни постійного струму, встановлені в моєму підводному роботі, все ще працюють (з трохи більше шуму), починаючи з року, без жодної ущільнення.

Напруга 12 В не так вже й велика, тому навіть якщо силові клеми занурені у воду, вода не буде проводити великого струму через себе, якщо тільки вона не солона.

Оскільки струм протікає по шляху найменшого можливого опору, більша частина струму все одно буде проходити через обмотки двигуна, однак наявність води спричиняє іржавіння, що пошкодить щітки двигуна і, отже, більше шуму і тертя.

Для розширення відповіді на відстежувану-ROV / унітаз, те саме можна було б досягти без складності картриджа з пневматичним пістолетом, якщо двигун розміщений досить високо в камері: Коли вода потрапляє, він стискає повітря, що потрапляє вгору, залежно на висоті камери, глибині ROV (і густині рідини), в якийсь момент тиск вирівняється і запобіжить подальше потрапляння рідини.

Я хотів створити занурений водяний насос як частину шкільного наукового проекту. Мені справді було важко робити звичайний двигун постійного струму та його вал, роблячи водонепроникність. я невдало провалився. Пізніше я прийшов з ідеєю. Я зняв вал і магніти з мотора. я зняв котушку і приклав магніт до вала. використовуйте невеликий шматок ПВХ труби та обмотуйте його. утримуйте вал всередині згорнутої труби з ПВХ. Тепер при передачі змінного струму в котушці вал буде обертатися. Тож тепер вам не доведеться водопровідно обертати вал, але отвори для дроту в стіні, що дуже легко.

Тепер котушки є водонепроникними, а вал не має жодної котушки та електричного кола, щоб отримати короткий. просто магнітне поле під водою.