[發明專利]一種水馬達

在審

• 申請號: 201610087942.7
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105526038A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 張志峰
• 申請（專利權）人: 惠州市錸匯清潔設備有限公司
• 主分類號: F03B3/12
• 分類號: F03B3/12;F03B3/16;F03B3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種液壓馬達，尤其是一種采用清潔自然水（含海水和淡水）作為液壓 介質驅動渦輪進行工作的馬達，它屬于流體力學和渦輪葉片式機械的技術領域。

背景技術

把水流的能量轉換為旋轉機械能的動力機械即流體機械中的透平機械，具有悠久 的歷史，如反擊式水輪發電機，應用非常廣泛，其水能利用效率一般都超過90%以上，其利用 水能的理論及經驗公式完整豐富，參見CN1636111A文獻一。但將其作為除發電以外的通 用動力源、尤其是小型化的動力源，應用則不多見，例如在文獻“CN104179625A直管式超 微型水輪機參見文獻二”中，提出了一種用來發電的微型透平機械，按此文獻中“具體實施 方式”中記載

“用水泵給水輪機提供一定的有壓水流，通過閥門來控制通過水輪機的流量，通過水輪 機的水流總體積為0.015m³，測量0.015m³的水流通過水輪機所需時間，并測量水輪機的轉速

……實施例3，設轉輪直徑D1為22mm，水輪機進口水頭為3m，水輪機進水孔給定流量為 4.10×10^-4m³/s，轉輪實測轉速為4000r/min，水輪機效率為78.96％”

依此數據,按水能公式

Pm=9.8QHη[Q流量(立方米每秒），H水頭（米）,η效率）]

計算得到此裝置的輸出功率最大不超過9.5w，扭矩不大于0.02Nm，功率偏小，性能難 以滿足作為動力裝置的使用要求。且此裝置定、轉子為單邊懸臂固定，可靠性、穩定性差。

檢索可見水力驅動透平機械作為通用動力源使用，應用不廣泛。水壓柱塞馬達、水 壓葉片馬達等在國外雖較成熟，但結構復雜，轉動接觸部分采用水做摩擦介質故對材料有 特殊要求，而且一般體積大、成本高。參見CN102434382A文獻三。

水馬達可以參考的另一種應用是石油鉆探等行業使用的渦輪鉆具，國內外有較成 熟的應用；渦輪鉆具有扭矩大、轉速高、耐高溫等特點，但其結構復雜，體積大、壽命低，尤其 是其軸承摩擦副潤滑介質一般是鉆井泥漿，幾十至幾百小時就需要檢修；還有，渦輪鉆具一 般多級串聯使用，工作介質一般為10000kPa以上高壓泥漿，不適合采用低壓液體，參見文 獻四、CN2339741Y文獻五。

可見，所述裝置均不合適，需要在此基礎上找出更合適的結構構造、翼型尺寸裝配 方法。

發明內容

本發明要解決的問題：提供一種能使用700kPa以下的低壓清水、額定轉速1000～ 1500r/min，壽命長，輸出功率60w～80w的小型水力馬達。

本發明的技術方案是：

一種水馬達，其至少包括進水端蓋、定子、馬達殼體、主軸、轉子、出水端蓋、鍵、彈性擋圈、密封件、軸承、軸承蓋、螺釘一、螺釘二、進水口、出水口。

馬達殼體開有一個進水口，至少一個出水口，優選的，馬達殼體對稱開有兩個出水 口。

進水端蓋固定安裝在馬達殼體一端；出水端蓋固定安裝在另一端，定子通過過盈 配合固定安裝在進水端蓋上；轉子通過連接件安裝在軸上，優選的，通過鍵連接固定安裝在 主軸上；主軸通過進水端蓋、出水端蓋內安裝的軸承裝配在馬達殼體內，軸承被軸承蓋固 定；在進水端蓋和出水端蓋內安裝隔水密封件，實現軸承密封。進水端蓋、出水端蓋和馬達 殼體之間，也有密封件。

裝配完成后，馬達殼體和進水端蓋、定子、轉子、出水端蓋之間的空腔形成流道，帶 有壓力的液體工作介質從進水口進入流道，經過定子導流后以合適角度流過轉子，驅動轉 子帶動主軸轉動，輸出能量，液體最后從出水口流出。

依據材料和加工工藝的不同，出水端蓋和定子這兩個零件可以制造成一個零件。

工況參數范圍：經計算，當工作介質壓力小700kPa時，也就是用70m以下的水頭工 作時，要獲得60w～80w輸出功率，馬達流量在5×10^-4m³/s～1.5×10^-3m³/s之間、流道內流速 在0.5m/s～1.5m/s之間可以滿足要求。

流道基本尺寸：

依據流體力學原理計算得到流道的截面尺寸為：

流道外徑尺寸在55mm～95mm之間，優選的，為78mm

流道內徑尺寸在45mm～85mm之間，優選的，為68mm