CN102155437B - 一种排水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种排水泵。公开的排水泵包括电机、叶轮和泵体，电机前端盖和泵体形成泵室，电机前端盖与电机后端盖相配合形成电机内腔；电机前端盖设置有连通泵室与电机内腔的旋转孔；电机轴上部与电机后端盖可旋转连接，中间部穿过旋转孔与电机前端盖可旋转相连，下部与位于泵室中的叶轮相连。公开的排水泵中，电机轴穿过电机前端盖就可以到达泵室，与叶轮相连，可以大大减小电机轴的长度；可以减小电机轴挠度变形量，减小叶轮的偏心量，为减小振动提供前提；还可以为排水泵的安装提供便利，以提高排水泵的装配精度，降低排水泵运行时产生的振动和工作噪音。同时，与传统结构相比，本发明提供的排水泵不仅结构紧凑，而且其整体重量可以减小约40％。

Description

一种排水泵

技术领域

本发明涉及一种泵送技术，特别涉及一种排水泵。

背景技术

对于吸顶式空调来讲，如何将蒸发器产生的冷凝水排到室外是该类空调的一个重要问题；因此，吸顶式空调普遍配备排水泵和接水盘；接水盘用于收集冷凝水，排水泵通过吸入口将接水盘收集的冷凝水吸入，并通过预定的管道排放到室外或其他预定位置。

排水泵主要包括两部分：泵体部分和电机部分。泵体部分一般包括由下壳体和上壳体组成的泵体壳，泵体壳内形成泵室，泵室壳内形成用于容纳叶轮的泵室；电机部分包括由上端盖和下端盖配合形成的电机壳体，电机壳体内形成电机内腔，电机内腔用于容纳定子、转子、电机轴及其他电机内部组件，电机部分与泵体部分通过适当的方式固定相连。电机轴从电机部分的下端盖穿出，穿过电机部分与泵体部分之间的空间，再穿过泵体部分的上壳体到达泵体壳内的泵室中，与叶轮相连。在电机启动时，电机轴能够与转子一同旋转，从而驱动叶轮旋转；排水泵通过位于泵体下方的吸入口吸入冷凝水，再通过出水口将冷凝水排出。当前，排水泵的电机一般为直流无刷电机，因此，该排水泵也称为直流无刷电机泵。

吸顶式空调的使用环境对排水泵的工作性能提出了很高的要求，一方面要求排水泵具有预定的流量和扬程，以顺利地将冷凝水排出；另一方面，对排水泵的工作噪音提出了严格的要求，要求其产生较小的振动，具有较小的工作噪音。

为了降低排水泵产生的振动和噪音，现有技术已经公开了多种技术方案。日本专利文献JP平6-193582公开的直流无刷泵中，为了减小振动、降低噪音，使电机的转子与叶轮为一体结构，并使电机的重心与叶轮的回转中心保持重合，从而减小旋转过程中，由于重心偏离叶轮的回转中心而产生的振动。

现有技术提供的技术方案虽然能够在一定程度上减小振动、降低噪音，但实际效果并不理想。因此，如何进一步减小排水泵的振动、降低噪音，依然是本领域的一个技术难题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种排水泵，以进一步地减小排水泵运行时产生的振动、降低其工作噪音。

为了实现上述目的，本发明提供的排水泵包括电机、叶轮和泵体，所述电机包括电机前端盖、电机后端盖和电机轴，所述泵体与电机前端盖下端相配合形成泵室，所述电机前端盖上端与电机后端盖相配合形成电机内腔；所述电机前端盖设置有连通泵室与电机内腔的旋转孔；所述电机轴上部与电机后端盖可旋转连接，中间部穿过旋转孔与电机前端盖可旋转相连，下部与位于泵室中的叶轮相连。

优选的，电机前端盖上具有至少一个将所述泵室与外界连通的排气孔。

优选的，所述电机前端盖还包括位于旋转孔下部的密封环，所述密封环的内壁面与电机轴侧面之间形成间隙配合，该间隙配合的间隙小于第一预定值。

优选的，所述叶轮上端还具有以电机轴轴线为中心线的环状凸台，所述环状凸台上端面具有与密封环的下端面相对的环槽，所述环槽的底面与所述密封环的下端面之间的间隙小于第二预定值；所述环槽的侧壁面与密封环的外侧面之间形成间隙配合，该间隙配合的间隙小于第三预定值。

优选的，所述电机前端盖下表面设置有朝向下方的密封平面，所述凸台上端具有与所述密封平面相对的台端面，所述台端面与密封平面之间的间隙小于第四预定值。

优选的，所述电机前端盖下表面还形成与所述环状凸台相对应的、截面为圆形的密封孔，该密封孔的内壁面与环状凸台的外侧面之间形成间隙配合，该间隙配合的间隙小于第五预定值。

优选的，所述密封孔上端内径小于其下端内径；所述密封孔的最小内径处与环状凸台的外侧面之间的间隙小于第五预定值。

优选的，所述第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值、第五预定值顺序增加。

优选的，所述第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值和第五预定值的比例为：1∶2.8∶1.5∶2.8∶3。

优选的，所述电机前端盖包括向上凸起的加强筋，所述排气孔位于加强筋内，且排气孔一端开口位于密封孔的内壁，另一端开口与外界相通。

本发明提供的排水泵中，泵体与电机前端盖相配合形成能够容纳叶轮的泵室，同时，电机前端盖与电机后端盖相配合形成容纳电机内部组件的电机内腔。形成的排水泵中，泵室与电机内腔之间仅有电机前端盖相隔；电机轴穿过电机前端盖就可以到达泵室，与叶轮相连。与现有技术相比，不需要穿过电机部分的下盖板、电机部分与泵体部分之间的空间及泵体部分的上泵体，这就可以大大减小电机轴的长度。电机轴长度减小可以产生两方面的技术效果：一方面，可以减小电机轴挠度变形量，进而减小叶轮的偏心量，进而为叶轮的稳定，减小振动提供了前提；另一方面，电机轴长度减小，可以为排水泵的安装提供便利，而且还有利于提高排水泵的装配精度，有利于降低排水泵运行时产生的振动，降低排水泵的工作噪音。

为了防止电机突然停止运行时，排水管内的水倒灌，溅到电机轴承部，进而保证电机内腔的密封性，保证电机内组件的正常工作，本发明提供了多项技术措施保证电机内腔的密封性能。通过设置多重间隙配合和通气孔结构，并使多重间隙配合形成迷宫式密封结构，防止泵室内的水倒灌进入电机内腔，或接触到电机前端盖与电机轴之间的下轴承，保证排水泵的正常运行。

附图说明

图1是本发明实施例提供的排水泵的立体结构图；

图2是本发明实施例提供的排水泵的剖视结构图；

图3是图2中I-I部分结构示意图；

图4是图3中，电机前端盖的部分结构示意图；

图5是图3中，叶轮的部分结构示意图；

图6是本发明实施例中，电机前端盖的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。应当说明的是，本发明提供的排水泵不限于用于空调系统中，也可以用于其他设备或系统中。

经过研究，试验和分析，当前，排水泵产生振动和噪音的其中一个原因在于：叶轮偏离电机轴的轴线，现有技术中，电机部分与泵体部分的结合必然使电机轴伸较长，使叶轮和泵体之间的同轴度产生偏移，造成叶轮和泵体之间的间隙不均匀，在排水泵工作时，产生振动，进而产生较大的噪音。因此，保证叶轮回转中心线与电机轴轴线的同轴度是减小排水泵振动，降低噪音的关键。基于上述结论，本发明从一个新角度出发，提供了一种与现有技术不同的技术方案；提供的技术方案的核心在于，将泵体部分的上壳体去掉，用电机前端盖与泵体部分的下壳体(本发明中称为泵体)的相配合形成泵室，以减小电机轴的长度，减小电机轴的挠度变形量，保证叶轮回转中心线与电机轴轴线之间的同轴度；同时，为了避免排泵室中的水进入电机内腔，还要采取适当的措施，保证电机内腔的密封性，以免由于漏水而影响排水泵的正常运转。

请参考图1和图2，图1是本发明实施例提供的排水泵的立体结构图，图2是本发明实施例提供的排水泵的剖视结构图。

实施例提供的排水泵包括泵体100、电机前端盖200、电机后端盖300、电机轴400和叶轮500，泵体100与电机前端盖200的下端相配合形成泵室，泵室用于容纳叶轮。泵体100下方设置有与泵室相通的吸入口101，侧面设置有与泵室相通的出水口102。同时，电机前端盖200的上端与电机后端盖300相配合形成电机内腔，该电机内腔用于容纳定子、转子和其他的电机内部组件。

电机前端盖200设置有连通泵室与电机内腔的旋转孔。电机轴400上部与电机后端盖300通过上轴承401可旋转连接，中间部与通过下轴承402与电机前端盖200可旋转相连，下端伸入泵室中，与位于泵室内的叶轮500固定相连。本例中，下轴承402的外圈固定在电机前端盖200的旋转孔的内壁上，内圈与电机轴400的中间部固定，这样，下轴承402本身能够将连通泵室与电机内腔的旋转孔封堵。可以理解，在特定情况下，也可以使电机轴400与电机前端盖200的旋转孔直接可旋转配合，以减小排水泵的零件数量。

本实施例提供的排水泵中，泵室与电机内腔之间仅有电机前端盖200相隔，电机轴400穿过电机前端盖200就可以到达泵室，与叶轮相连。与现有技术相比，电机轴400不需要穿过电机部分的下盖板、电机部分与泵体部分之间的空间及泵体部分的电机后端盖，这就可以大大减小电机轴400的长度。一方面，电机轴400长度减小，可以减小电机轴400的挠度变形量，保证叶轮500回转中心线与电机轴400轴线之间的同轴度，为叶轮的稳定旋转，减小振动，降低噪音提供前提。另一方面，电机轴400长度减小，可以为排水泵的安装提供便利，有利于提高排水泵的装配精度，有利于减小排水泵运行时产生的振动，降低其工作噪音。另外，由于省去了泵体部分的上部分，与传统结构相比，使得本发明提供的排水泵的结构更加紧凑，重量更轻，与现有技术提供的排水泵相比，整体重量可以减小约40％。

为了防止泵室内的水倒灌，保证电机内腔的密封性能，实施例采用了多项技术措施，以下对各技术措施进行详细说明。应当明确的是，虽然以下的描述是以一个实施例为基础进行，但各技术措施也可以单独采用，也可以以其他适当的方式组合。

请参考图3、图4和图5，图3是图2中I-I部分结构示意图，图4是图3中，电机前端盖的部分结构示意图，图5是图3中，叶轮的部分结构示意图。

第一，电机前端盖200设置有位于旋转孔下部的密封环210，密封环210的内壁面与电机轴400侧面之间为间隙配合，形成第一间隙配合，以使电机轴400可以相对于电机前端盖400旋转。第一间隙配合的间隙为(D2-D1)/2，该间隙小于一个预定值，称为第一预定值，以增加泵室中的水通过第一间隙配合的间隙到达旋转孔的流动阻力，避免由于泵室中的水与下轴承402的接触而造成上轴承402失效；同时，还可以阻挡泵室中的水通过第一间隙配合到达电机内腔，保证电机内组件工作的可靠性。应当说明的是，由于尺寸误差的存在，所述间隙配合的间隙小于预定值，是指基本尺寸之差小于预定值，选择适当的公差等级，可以保证电机轴400的顺利旋转，减小或避免摩擦，下述的间隙与此相同。

第二、叶轮500上端还设置有以电机轴400轴线为中心线的环状凸台510，环状凸台510内部的孔与电机轴400下端相配合，以将叶轮500固定在电机轴400下端。同时，环形凸台510的上端设置有环槽511；如图3所示，环槽511与密封环210的下端面相对，且环槽511底面与密封环210的下端面之间为间隙配合，形成第二间隙配合。第二间隙配合的间隙，即环槽511底面与密封环210的下端面之间的距离为h1，h1小于第二预定值。第二间隙配合同样能够增加水到达电机内腔的难度，从而提高电机内腔的密封性能。同时环槽511还可以接收下轴承402漏出的润滑油；漏出的润滑油还可以形成油膜，进而强化对电机内腔的密封。

第三、环槽511的侧壁面511a与密封环210的外侧面之间为间隙配合，形成第三间隙配合，该间隙配合的间隙小于第三预定值。第三间隙配合的间隙，即环槽511的侧壁面511a与密封环210的外侧面之间的距离为(D4-D3)/2，该间隙小于第三预定值。第三间隙配合同样能够增加水到达电机内腔的难度，提高电机内腔的密封性能。

第四、电机前端盖200下表面设置有朝向下方的密封平面220，环形凸台510上端设置有与密封平面220相对的台端面512，台端面512与密封平面220之间形成第四间隙配合。第四间隙配合的间隙，即台端面512与密封平面220之间的距离为h2，h2小于第四预定值。第四间隙配合同样能够增加水到达电机内腔的难度，提高电机内腔的密封性能。

第五，电机前端盖200下表面还形成与环状凸台510相对应的、截面为圆形的密封孔230，密封孔230的内壁面与环状凸台510的外侧面间形成第五间隙配合。本例中，密封孔230为上端内径小于其下端内径的锥形孔；因此，第五间隙配合间隙的最小值，即密封孔230上端内壁面与环状凸台510的外侧面之间的距离为(D6-D5)/2，此处间隙的最小值小于第五预定值。第五间隙配合同样能够增加水到达电机内腔的难度，提高电机内腔的密封性能。另外，密封孔230不限于上端小，下端大的锥形孔，也可以为上端和下端内径相等的柱形孔，同样具有强化对电机内腔的密封的作用。

可以理解，第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值和第五预定值可以根据实际需要选择合适的尺寸，以在保证电机内腔密封性的同时，使电机轴400和叶轮500能够相对于电机前端盖200顺利旋转。由于第一间隙配合与下轴承402位置很接近，也是水进入电机内腔、接触下轴承的最后一重密封，因此，可以将与第一间隙配合相对应的第一预定值最小，同理，还可以使第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值和第五预定值依次增加，使水通过各间隙配合之间的间隙的阻力逐渐增加，增加水通过的难度，提高电机内腔的密封性能；另外，由于电机轴400与密封环210、叶轮与电机前端盖200之间的密封为动密封，其密封性能还与电机轴400和叶轮500的旋转速度相关，因此，还可以根据电机轴400旋转速度，选择合适的间隙，以协调密封性能、加工性能、装配性能之间的关系，一般来讲，在电机轴400的旋转速度较大时，可以使相应间隙配合的间隙的大一些，在电机轴400的旋转速度较小时，可以使相应间隙配合的间隙的小一些。

虽然上述五重间隙配合中，每一重间隙配合能够独立发挥密封作用，但本例中，上述五重间隙配合不仅仅是多重间隙配合的简单组合，如图3所示，相邻间隙配合的配合面之间形成相互垂直的结构，且第三间隙配合相对于第五间隙配合，第一间隙配合相对于第三间隙配合还形成了具有回流趋势的配合面，这样，五重间隙配合就形成一个迷宫式密封结构，产生的密封效果远远大于各重间隙配合产生的密封效果的叠加。为了使得五重密封产生最优的密封效果，本发明实施例中：第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值和第五预定值的比例为：1∶2.8∶1.5∶2.8∶3。为了加工、装配的方便，也可以使第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值、第五预定值按顺序增加。

为了及时将上窜入间隙配合中的水或水汽排出，并避免空气进入泵室中，对泵室产生气蚀作用，本实施例中、还设置了排气孔240。请参考图4，结合图3和图2，本例中，电机前端盖200具有径向延伸且两两相对的四个排气孔240，所述径向是指在横向平面内，与电机轴400轴线相垂直的方向；排气孔240一端开口位于密封孔230的内壁上，另一端开口位于电机前端盖200外周面，与外界相通；这样，排气孔240就能够平衡密封孔230与外界之间的气压，同时，还能够将进入第五间隙配合间隙中液态水、水汽或空气排出，平衡泵室中的气压，减少进入电机内腔的水，强化对电机内腔的密封作用。为了强化平衡气压及排水效果，可以使排气孔240的直径与出水口的直径之间具有预定的比例关系，优选的方案中，排气孔240的直径为出水口102直径的0.8倍至102倍之间，即排气孔240的截面积为出水口102截面积的0.64倍至1.44倍。可以理解，排气孔240不限于径向延伸，也可以根据实际需要设置排气孔240的延伸方向，并使其一端开口位于密封孔230的内壁，另一端开口与外界相通。在仅需要平衡泵室内的气压时，也可以使排气孔与泵室内的其他部分相通。

请参考图6，该图是本发明实施例中，电机前端盖的立体结构示意图。为了减小电机前端盖200的厚度，减轻电机前端盖200的重量，电机前端盖200上表面还设置有向上凸起，并沿径向延伸的四个加强筋250，四个加强筋250两两相对，并在旋转孔周向均匀分布；本例中，排气孔240设置于加强筋250内。同时加强筋250还能够增加电机前端盖200的强度，提高排水泵工作的稳定性，减小排水泵工作时产生的振动，为降低工作噪音提供前提。可以理解，根据实际需要，在电机前端盖200上可以设置更多个或更少的加强筋250，加强筋250的延伸方向也可以根据实际需要设定；另外，排气孔240与加强筋250之间不限于一一对应，可以设置一个排气孔，也可以设置更多个排气孔240。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或适当的方式进行组合，这些改进、润饰和组合也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种排水泵，其特征在于，包括电机、叶轮和泵体，所述电机包括电机前端盖、电机后端盖和电机轴，所述泵体与电机前端盖下端相配合形成泵室，所述电机前端盖上端与电机后端盖相配合形成电机内腔；所述电机前端盖设置有连通泵室与电机内腔的旋转孔；所述电机轴上部与电机后端盖可旋转连接，中间部穿过旋转孔与电机前端盖可旋转相连，下部与位于泵室中的叶轮相连。

2.根据权利要求1所述的排水泵，其特征在于，电机前端盖上具有至少一个将所述泵室与外界连通的排气孔。

3.根据权利要求2所述的排水泵，其特征在于，所述电机前端盖还包括位于旋转孔下部的密封环，所述密封环的内壁面与电机轴侧面之间形成间隙配合，该间隙配合的间隙小于第一预定值。

4.根据权利要求3所述的排水泵，其特征在于，所述叶轮上端还具有以电机轴轴线为中心线的环状凸台，所述环状凸台上端面具有与密封环的下端面相对的环槽，所述环槽的底面与所述密封环的下端面之间的间隙小于第二预定值；所述环槽的侧壁面与密封环的外侧面之间形成间隙配合，该间隙配合的间隙小于第三预定值。

5.根据权利要求4所述的排水泵，其特征在于，所述电机前端盖下表面设置有朝向下方的密封平面，所述凸台上端具有与所述密封平面相对的台端面，所述台端面与密封平面之间的间隙小于第四预定值。

6.根据权利要求5所述的排水泵，其特征在于，所述电机前端盖下表面还形成与所述环状凸台相对应的、截面为圆形的密封孔，该密封孔的内壁面与环状凸台的外侧面之间形成间隙配合，该间隙配合的间隙小于第五预定值。

7.根据权利要求6所述的排水泵，其特征在于，所述密封孔上端内径小于其下端内径；所述密封孔的最小内径处与环状凸台的外侧面之间的间隙小于第五预定值。

8.根据权利要求6或7所述的排水泵，其特征在于，所述第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值、第五预定值顺序增加。

9.根据权利要求6或7所述的排水泵，其特征在于，所述第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值和第五预定值的比例为：1∶2.8∶1.5∶2.8∶3。

10.根据权利要求9所述的排水泵，其特征在于，所述电机前端盖包括向上凸起的加强筋，所述排气孔位于加强筋内，且排气孔一端开口位于密封孔的内壁，另一端开口与外界相通。

Images