[發明專利]一種基于無刷電機的無軸泵

有效

• 申請號: 201910630617.4
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110500287B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 鄧建強;康祥;王茂森;夏凌寒;張寅捷;夏琦;宣炳蔚
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04D13/06
• 分類號: F04D13/06;F04D3/00;F04D29/08;F04D29/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種基于無刷電機的無軸泵結構，包括定子、轉子、機械密封、轉動管道、套筒、葉輪、滾動軸承、端蓋、底座等。定子上纏有繞組，霍爾元件位于定子內側，轉子位于定子內部，轉子上嵌含釹鐵硼磁瓦，轉子與轉動管道相配合，帶動轉動管道中的葉輪，葉輪內葉片軸向受力依次通過轉動管道、套筒、滾動軸承傳遞到機架。兩套機械密封裝置作用于轉動管道與固定管道之間。端蓋設有排水孔。定子外壁設計為肋片結構。本發明摒棄了軸流泵中長軸的使用，采用機械密封的方法，解決了現有無軸泵設計的密封問題，具有結構緊湊、穩定性高、體積小、噪音低等優點。

技術領域

本發明屬于水泵結構設計技術領域，涉及一種無軸泵，尤其是一種基于無刷電機的無軸泵。

背景技術

目前，軸流泵的泵體和電機都是分體結構，且一般的軸流泵由電機和水泵通過聯軸器聯接，該種結構造成很多問題，如長軸的懸臂梁結構導致泵體抗振性能差；葉輪與固定的葉輪外殼摩擦造成事故；長軸較長易導致軸出現彎曲以及泵運轉發生故障等。而無軸泵可將電機與水泵設計集成于一體，徹底摒棄軸流泵中長軸的使用，泵的出水口流道不需設計成彎管為電機和軸的提供空間，并且無由聯軸器產生的能量損耗，可顯著提高泵的效率，提高結構緊湊性，而且系統布置簡單，具有極高的實用性。

目前有相關研究學者已設計出電機與泵體集成，摒棄長軸的推動器，但電機的氣隙內存在流體，存在逆流的問題，降低了效率。另有相關研究學者提出無軸泵的模型，但僅處于整體示意圖及初步設計的階段，沒有涉及具體的密封結構及方法。Michal Schmirler等人對無軸泵的結構進行了初步的設計，具有一定的可行性，但是其結構中在轉動部件與固定部件之間使用O形圈實現動密封，密封效果較差，可能會造成流體泄漏，造成電機燒毀。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于無刷電機的無軸泵，該無軸泵裝置能夠有效解決現有設計中轉動管道與固定管道間無可靠密封措施的問題，使無軸泵運行平穩、可靠、高效，且運行噪音低。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明公開的一種基于無刷電機的無軸泵，包括同軸安裝的端蓋、滾動軸承、轉動管道、葉輪、轉子和定子；

所述定子的外壁為肋片結構，內部纏有繞組，定子上開設接線孔，通過出線連接無刷電機的控制器；

轉子外側嵌有磁瓦，轉子位于定子內部，定子與轉子之間通過滾動軸承支撐，并留有氣隙，轉子能夠帶動轉動管道及葉輪旋轉；

在轉子與滾動軸承之間安裝有對稱設置的第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒用于傳遞轉動管道承受的軸向力；滾動軸承外側與端蓋過盈配合，能夠將第一套筒和第二套筒傳遞的軸向力傳遞給端蓋；

所述端蓋為凸臺結構，一側為能夠外接管路系統的固定管道，在該固定管道與轉動管道之間設有機械密封件，所述機械密封件包括靜部件、彈簧、第一動部件和第二動部件，靜部件一側與端蓋固定，另一側與第一動部件接觸，且第一動部件與靜部件被彈簧緊壓；第二動部件的兩側分別與第一動部件及轉動管道配合；

轉動管道、端蓋、葉輪和機械密封件內部形成流體流道。

優選地，在轉動管道上開設有用于安裝輔助密封圈的環形小槽。

優選地，在端蓋的外側設有排水孔。

優選地，所述磁瓦為釹鐵硼磁瓦。

優選地，葉輪設有輪轂，葉片呈圓周徑向安裝在輪轂上。

優選地，端蓋一側的固定管道與法蘭相連接，另一側與定子通過螺栓連接。

優選地，在定子底部設有底座。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：