[发明专利]直筒轴式水泵

说明书

技术领域

本发明是一种结构简单的新型水泵，它是一种机电一体的水泵，直筒轴式的设计，使他省掉了泵体，定子铁芯骨架的设计，使得定子绕组与定子内腔在空间上完全独立，转子空心轴式的设计使得电动机与水泵成为了一体。它具有辅助机械少，体积小、重量轻、结构简单、机械能耗小的特点。可作为潜水泵使用，也可作为船舶、舰艇的推进器。是目前一些水泵理想的替代品。

 

背景技术

目前，我们使用的以电动机为动力的各种水泵，一般都是在电动机实芯轴上安装泵体或螺旋桨，动力装置与功能装置相互独立，定子内腔与定子绕组空间不完全独立，防水性能差，与本发明相比存在着配套机械复杂、防水性能差、动能损失大和效率较低等缺点。中国专利公开的CN200810196523一种无动密封潜水泵，它与传统的潜水泵相比，具有结构简单的优点，但它仍然将叶片安装在机轴上，定子内腔与定子绕组在空间上不完全独立，只能作潜水泵，与本发明相比结构仍然复杂，适用范围有限。

 

发明内容

为了克服现有以电动机为动力水泵的不足，本发明提供一种直筒轴式水泵，它具有体积小、重量轻、结构简单、防水性能好、机械能耗小的特点。它是一种机电一体的新型水泵，电动机定子采用定子铁芯骨架固定磁极的设计方式，实现了磁极内置绕组外嵌，定子铁芯骨架和水泵端盖的巧妙结合使得电动机定子内腔与定子绕组在空间上完全独立，具备了防水功能，定子铁芯骨架与水泵端盖的结合使他即是泵体又是叶轮（转子）的托架，转子采用了直筒轴式的设计，当直筒轴式水泵直径较大时，可将叶片直接安装在电动机转子内腔中，叶轮内置，使得转子即是泵轴、也是泵的叶轮；当直筒轴式水泵直径较小时，采用漏斗式叶轮，他即是泵轴、又是叶轮、也是泵体、可将漏斗式叶轮的叶轮轴安装在转子内腔中，叶轮外置，确保叶轮功能的有效性，如果将电动机端盖去掉散热孔、电动机端盖与定子铁芯骨架和电动机壳间加上防水胶圈，再对接线盒做防水密封处理后，即成为了潜水泵。温度调节孔的设计，能有效调节定子的温度。它即可作为普通水泵使用，也可作为潜水泵和船舶、舰艇的推进器使用。它有效的简化掉了现有水泵的机械泵体，适应性较广。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是（以三项鼠笼异步电动机和叶轮内置水泵为模型，叙述本发明的基本原理）：选一厚壁钢筒作为水泵的直筒轴，将叶片安装在直筒轴的内壁上,组成了水泵的泵轴和叶轮，此直筒轴再做为电动机的转子轴，在直筒轴外壁安装上用硅钢片叠成的转子铁芯，再安装上转子绕组，铜鼠笼或铸铝鼠笼都可以，然后对其进行机加工，做防水、防锈处理，使其达到技术要求，其制造工艺可参照现行鼠笼转子制作安装工艺制订，这样就构成了电动机的转子即水泵的叶轮。电动机转子也可采用永磁式转子。电动机的定子采用了定子铁芯骨架固定磁极的设计方式，实现了绕组外嵌磁极内置，定子主要由定子铁芯磁极、定子铁芯骨架、定子线槽、定子线槽铁盖、定子绕组组成，定子铁芯磁极制作是将硅钢片按本设计定子铁芯磁极形状进行冲片，然后将他们叠压固定在一起，达到技术要求，再按本设计的定子铁芯磁极和定子铁芯骨架形状制造一套卡具和模具，将定子铁芯磁极放到卡具上固定好，放到模具上，然后用不是磁导体的材料进行浇铸，如铜、铝合金、不锈钢等，更换注塑模具也可采用工程塑料，再对其进行机加工，做防锈、防水处理，使其精度、性能达到设计要求，在定子线槽嵌装上定子绕组，盖上定子线槽铁盖，构成了电动机定子，其制造工艺可参照普通三相电动机定子和转子铁芯制造工艺制订。将定子放入定子外壳内，用铁销钉固定，将防水轴承安装在两个水泵端盖的轴承瓦合上，先将转子的一端安装在一个端盖的轴承上，端盖与定子铁芯骨架之间应加防水密封胶圈，然后将转子放入定子空腔内，转子的另一端再安装在另一个端盖的轴承上，调整好转子和定子铁芯磁极之间的间隙，再将两个水泵端盖安装固定在定子铁芯骨架的法兰上。安装好电动机定子两个端盖，这样就组成了直筒轴式水体泵。如果将其电动机定子端盖与接口法兰处和端盖与电动机外壳间加防水胶圈，去掉电动机端盖散热孔，再对接线盒做密闭防水处理，就可作为潜水泵或水下推进器使用。当直筒轴式水泵直径较小时，电动机定子仍然采用原设计，只是将水泵直筒式叶轮改为漏斗式叶轮，将漏斗式叶轮的叶轮轴直接安装在电动机转子内腔中，叶轮外置，确保叶轮功能的有效性，对水泵另一个端盖从新设计，再将电动机定子端盖去掉散热孔、将其电动机定子端盖与接口法兰处和端盖与电动机外壳间加防水胶圈，再对接线盒做密闭防水处理，就可作为潜水泵使用。直筒轴式水泵其基本工作原理是：当在三相异步电动机定子绕组上加上三相交流电时，在电机机中产生了旋转磁场，位于该旋转磁场中的转子绕组将切割磁力线，产生相应的感应电流，而此感应电流受旋转磁场作用产生电磁力，使得转子跟随旋转磁场转动，电动机转子即水泵的叶轮，当叶轮旋转时，其中的水也随叶轮一起旋转，在离心力的作用下飞离叶轮向外射出，由出口流出，在叶轮入口方向由于形成真空，在大气压的作用下，水经入口处又流入叶轮，这样水就会不断在入口处被吸入，在出口处流出。其水流方向由叶片的角度和叶轮旋转方向而定。电动机定子温度调节系统，是在转子直筒轴上转子铁芯两侧各开一对对称的温度调节孔，孔的直径视电动机功率大小而定，工作时叶片两侧的压力不同，再加上电动机定子温度也会升高，由于压差和温差的作用，在两孔之间就会形成一个循环的小水流。从而调节了定子的温度。做为潜水泵时不需此孔。