[发明专利]轴向力自平衡的叶片泵机组

说明书

本发明提供一种轴向力自平衡的叶片泵机组，包括壳体、收容在壳体内的第一转动体、第二转动体、位于第一转动体和第二转动体之间的压水室，以及收容在压水室内的叶轮；其中，在壳体上设置有泵进口以及与压水室导通的泵出口；叶轮的两侧分别与第一转动体和第二转动体固定连接，叶轮、第一转动体和第二转动体形成一体式转动体；在第二转动体内嵌设有电机转子，在壳体内嵌设有与电机转子的中心轴相重合的电机定子，电机转子与电机动子相互作用驱动一体式转动体转动；一体式转动体带动流体从泵进口进入并从泵出口泵出。利用上述发明能够提高叶片泵的能量转换效率，简化泵机组的结构、减轻泵机组的质量，从整体上改善叶片泵机组的运行特性。

技术领域

本发明涉及液体输送技术领域，更为具体地，涉及一种轴向力自平衡的叶片泵机组。

背景技术

目前，广泛使用的叶片泵按照叶轮的支承结构主要可分为外接机械轴以及磁悬浮两种形式。其中，对于外接机械轴的叶片泵，由于其采用了机械密封或其它轴封装置，泵内流体与泵外界不能完全隔离，从而不能有效防止泵内流体与外界的接触，而且由于机械密封需要适量的流体润滑，所以无法做到泵的无泄漏；而对于磁悬浮的叶片泵，虽然可解决流体渗漏、泵内流体与外界接触的问题，但实现磁悬浮功能的控制系统复杂，当叶片泵本身尺寸较小时，控制元器件难以布置，且容易导致复杂的结构与臃肿的体积，适用范围比较小。

针对上述问题，现有技术采用流体动压悬浮的转子支撑结构，解决机械支撑的泄漏与磁悬浮支撑的结构复杂问题。但由于泵采用了两个进口的结构，致使叶片泵轴向尺寸较大；此外，泵设置两个进口，两个进口导致叶片泵的全体流道较长，可能引起较大的水力损失，不适合在诸如体外血液循环装置等场合使用。由此可见，两个进口的叶片泵在许多领域的应用受到一定的限制。所以，亟需一种新型的单进口的无泄漏叶片泵机组结构。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种轴向力自平衡的叶片泵机组，以解决目前外接机械轴叶片泵、磁悬浮叶片泵以及流体动压悬浮的转子支撑结构存在的液体泄露或尺寸较大或适用范围受限等多种问题。

本发明提供的轴向力自平衡的叶片泵机组，包括壳体、收容在壳体内的第一转动体、第二转动体、位于第一转动体和第二转动体之间的压水室，以及收容在压水室内的叶轮；其中，在壳体上设置有泵进口以及与压水室导通的泵出口；叶轮的两侧分别与第一转动体和第二转动体固定连接，叶轮、第一转动体和第二转动体形成一体式转动体；在第二转动体内嵌设有电机转子，在壳体内嵌设有与电机转子的中心轴相重合的电机定子，电机转子与电机动子相互作用驱动一体式转动体转动；一体式转动体带动流体从泵进口进入并从泵出口泵出。

此外，优选的技术方案是，壳体包括泵壳以及与泵壳相适配的第一端盖和第二端盖；第一转动体限位在第一端盖和泵壳之间，第二转动体限位在第二端盖与泵壳之间。

此外，优选的技术方案是，第一端盖的流道侧与第一转动体的外侧壁之间形成第一混合间隙；第二端盖的流道侧与第二转动体的外侧壁之间形成第二混合间隙；泵壳的内表面与第二转动体的外侧壁之间形成径向间隙。第一混合间隙、第二混合间隙、径向间隙形成泵机组的辅助流动通道。

此外，优选的技术方案是，在第一转动体上设置有叶轮第一进入口，在第二转动体上设置有叶轮第二进入口；叶轮第一进入口和叶轮第二进入口的中轴线相重合。

此外，优选的技术方案是，叶轮包括至少两个叶片和叶片进口；叶片进口设置在第一叶轮进入口和第二叶轮进入口的中轴线的外侧。

此外，优选的技术方案是，叶片设置有五片。

此外，优选的技术方案是，叶轮、压水室、泵进口、泵出口、叶轮第一进入口和叶轮第二进入口形成泵机组的主流通道。

此外，优选的技术方案是，第一转动体的外表面在沿中轴线方向上的轴向长度小于第二转动体的外表面在沿中轴线方向上的轴向长度的四分之一。