[發(fā)明專利]一種液體動壓懸浮的葉片式微小型泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910084273.8
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101581307A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅先武;朱雷;張瑤;易運(yùn)池;劉樹紅;許洪元
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);北京農(nóng)機(jī)實(shí)習(xí)機(jī)械廠
• 主分類號: F04D1/00
• 分類號: F04D1/00;F04D29/18
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 邸更巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種葉片式微小型泵，特別涉及一種適合于無外接機(jī)械軸、流體無滲漏或流體與泵的外界無接觸的葉片式微小型泵。該發(fā)明可應(yīng)用于體外血液循環(huán)裝置、人工心臟、精細(xì)化工、生物制藥等領(lǐng)域的單相或多相流體的輸送裝置。

背景技術(shù)

目前使用的葉片式微小型泵按照葉輪的支承結(jié)構(gòu)主要分兩類：一是采用外接機(jī)械軸的形式，一是采用磁懸浮的形式。對有外接機(jī)械軸的葉片式微小型泵，由于采用機(jī)械密封或其它軸封裝置，泵內(nèi)的流體與泵的外部不能完全隔離，不能有效防止流體的滲漏或泵內(nèi)流體與外界的接觸；對使用磁懸浮的葉片式微小型泵，雖然可解決流體滲漏、泵內(nèi)流體與外界接觸的問題，但容易在泵葉輪的后蓋板側(cè)形成滯流區(qū)。ZL2007?1?0062857.6采用了雙吸式的結(jié)構(gòu)，可消除流道中的滯流區(qū)。

為進(jìn)一步優(yōu)化葉片式微小型泵內(nèi)的流動，提高微小型泵的水力效率，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種液體動壓懸浮的葉片式微小型泵。這種結(jié)構(gòu)除了能有效滿足葉片式微小型泵無滲漏、無滯流區(qū)、泵內(nèi)流體與外界無接觸的要求外，主要是改善了轉(zhuǎn)子與泵殼之間的間隙流道中的流動，有利于提高微小型泵的效率，并從整體上改善流動的通暢性和泵的運(yùn)行穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種液體動壓懸浮的葉片式微小型泵，該結(jié)構(gòu)既能有效滿足葉片式微小型泵無滲漏、無滯流區(qū)、泵內(nèi)流體與外界無接觸的要求外，主要改善了轉(zhuǎn)子與泵殼之間的間隙流道中的流動，提高了泵的效率，從整體上改善流動的通暢性和泵的運(yùn)行穩(wěn)定性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種液體動壓懸浮的葉片式微小型泵，包括泵殼，電機(jī)轉(zhuǎn)子，主葉輪，電機(jī)定子及控制器，永磁體，泵第一吸入口，泵第二吸入口，葉輪第一進(jìn)口，葉輪第二進(jìn)口，壓水室以及泵出口；所述的主葉輪布置在電機(jī)轉(zhuǎn)子的中央，所述的永磁體相對于主葉輪對稱布置，所述的葉輪第一進(jìn)口和葉輪第二進(jìn)口與主葉輪的進(jìn)口相連通，且斷面面積逐漸擴(kuò)大，其特征在于：所述的葉片式微小型泵還包括第一輔助葉輪和第二輔助葉輪，所述的第一輔助葉輪與第二輔助葉輪分別位于電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩端，且相對于主葉輪對稱布置；所述的第一輔助葉輪和第二輔助葉輪的進(jìn)口分別與葉輪第一進(jìn)口和葉輪第二進(jìn)口連通；第一輔助葉輪和第二輔助葉輪的出口分別與主葉輪出口連通；所述葉輪第一進(jìn)口和第一輔助葉輪的進(jìn)口與泵第一吸入口連通，葉輪第二進(jìn)口和第二輔助葉輪的進(jìn)口與泵第二吸入口連通；所述的第一輔助葉輪和第二輔助葉輪的葉片頂部與對應(yīng)的泵殼的內(nèi)壁形成液體動壓懸浮軸承；所述的主葉輪、第一輔助葉輪、第二輔助葉輪和永磁體組成電機(jī)轉(zhuǎn)子的一體式結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)特征還在于：所述第一輔助葉輪和第二輔助葉輪出口的流道寬度均小于主葉輪出口的流道寬度；主葉輪與輔助葉輪的出口直徑之比小于等于1。

本發(fā)明的另一技術(shù)特征在于：所述泵第一吸入口與泵第二吸入口、葉輪第一進(jìn)口與葉輪第二進(jìn)口、第一輔助葉輪與第二輔助葉輪分別相對于主葉輪對稱布置。

所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子既可單獨(dú)由電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端形成的液體動壓懸浮軸承實(shí)現(xiàn)軸向和徑向支撐，也可由液體動壓懸浮軸承和通過永磁體與電機(jī)定子及控制器構(gòu)成的磁懸浮軸承形成復(fù)合式懸浮支承，使得在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時電機(jī)轉(zhuǎn)子懸浮于泵殼的內(nèi)腔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果：①從泵吸入口進(jìn)入的大部分流體沿轉(zhuǎn)子軸線方向?qū)ΨQ地進(jìn)入主葉輪，而少量流體從轉(zhuǎn)子兩端分別進(jìn)入輔助葉輪。三股流體經(jīng)各自的葉輪加壓后在主葉輪外周的壓水室匯集。這樣形成了對稱、均勻的入流條件，既有利于提高泵的水力效率，也能有效地減小軸向和徑向的流體作用力。②自泵進(jìn)口至出口的全部流道內(nèi)，既沒有滯流區(qū)，也沒有循環(huán)流動區(qū)域，可使得泵內(nèi)流動更加通暢、可控性更好。當(dāng)微型泵作為血液泵使用時，可獲得更好的生理相容性。③采用電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端的輔助葉輪與相對應(yīng)的泵殼內(nèi)壁形成液體動壓軸承。該液體動壓軸承既可單獨(dú)使用，也可以與電機(jī)定子及控制器和電機(jī)轉(zhuǎn)子上的永磁體組成的磁懸浮軸承聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的懸浮支承。這種具有液體動壓懸浮的軸承比一般的磁懸浮軸承的自調(diào)節(jié)性能更好，從而可使泵的運(yùn)轉(zhuǎn)更加安全、可靠。④由于轉(zhuǎn)子兩側(cè)的輔助葉輪也起到泵送液體的作用，這樣可使得微小型泵的尺寸更小，結(jié)構(gòu)更加緊湊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種液體動壓懸浮的葉片式微小型泵的主剖視圖。

圖2為圖1中A-A斷面的剖視圖。

圖3為輔助葉輪的平面投影圖。