CN102536841A - 集装式节能低噪声水冷离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了集装式节能低噪声水冷离心泵，包括泵体与设置其内部提供动力的电机，所述泵体包括外筒、相连的上轴承与下轴承、位于所述外筒内的电机定转子部件、上型腔、下型腔、冷却腔和位于泵底部的叶轮，所述上轴承与下轴承位于泵体内中部并同轴，在所述冷腔内设置内接管。所述上型腔通过一侧的孔与所述冷却腔相连通，其另一侧的孔与所述内接管的上端相连通，所述内接管的下端连接一回流管，所述回流管还与泵进口连通，所述泵进口通入叶轮位置的腔体；下型腔通过其右侧的孔与所述冷却腔相连通。本发明采用全新的水循环冷却系统，去掉了以前的风扇结构，节能环保；并大大降低电机噪声，泵体与电机同轴，减少振动。

Description

集装式节能低噪声水冷离心泵

技术领域

本发明涉及水泵，尤其涉及集装式节能低噪声水冷离心泵。 

背景技术

目前市场上用于生活的给水增压水泵普遍存在噪声过高、振动大、效率低等问题，影响了人们的生活环境，对人们的身体健康构成威胁。 

水泵长时间在低频工况运转会产生电磁噪声、轴承缺少良好的润滑且油脂易流失产生噪声过高、振动过大的缺点。用户用水高峰期较短，只占了用水时间的20％-25％，其余时间水泵都处于低频的工况下运行，此时水泵是在低效率下工作，长时间运行会造成电机易发热、轴承油脂易熔化流失，导致电机使用寿命大大下降的缺点。 

大多数水冷离心泵的电机轴与泵轴由于不同心、同轴度不高而易损坏轴承和机械密封以及带来振动，是离心泵普遍存在的弊病。还存在电机壳与冷却水套密封不严，导致电机漏水以及冷却水套漏水而损坏电机的现象。 

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种集装式节能低噪声水冷离心泵，采用了全新理念的水循环冷却系统，使水泵噪声大大降低，并且去掉了以前的风扇结构，节能环保；泵机结构一体化，减少了机械振动。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 

集装式节能低噪声水冷离心泵，包括泵体与其内部提供动力的电机，所述泵体与电机同轴，去掉了以前的联轴器结构，提高了泵与电 机的同轴度。 

所述泵体包括外筒、相连的上轴承与下轴承、位于所述外筒内的电机定转子部件、上型腔、下型腔、冷却腔和泵底部的叶轮。 

所述上轴承与下轴承位于泵体内中部并同轴，所述上轴承即为电机轴，其外侧周围设置所述电机定转子部件；电机与泵同轴避免了由于电机轴与泵轴不同心而损坏轴承和机械密封以及带来振动。 

所述冷却腔是由所述外筒与电机的外壳之间的腔体组成，其内部设置内接管；循环水从所述冷却腔内流过，对内部的轴承、定转子等部件产生的声音有一定的阻隔，使其传出去的声音有效降低。 

所述上型腔位于所述上轴承的顶部外围，所述下型腔位于所述下轴承的顶部外围。 

所述上型腔通过一侧的孔与所述冷却腔连通，其另一侧的孔与所述内接管的上端相连通；所述内接管的下端连接一回流管，所述回流管还与泵进口连通，所述泵进口通入叶轮位置的腔体。 

所述下型腔通过位于底部的内孔与叶轮位置的腔体相连通，下型腔通过其右侧的孔与所述冷却腔相连通。 

上述相连通的上型腔、冷却腔、下型腔、起连接作用的内接管及回流管和叶轮组成一个水循环冷却系统。 

所述内接管由上而下缠绕在电机外壳周围，内接管的下端连接一回流管。 

所述内接管的上下端管壁焊接在所述外筒内侧，电机外壳与所述外筒通过致密焊接，从而构成由电机外壳、外筒及内接管组合的一个集装式冷却腔。 

进一步，所述内接管优选为不锈管，管径大小以10mm左右为宜。 

所述回流管设置在所述叶轮的外围型腔内，回流管的进口端与所述内接管的下端连通，其出口端与泵进口连通，使从回流管出来的水重新流入叶轮，循环使用。 

进一步，所述回流管与内接管的管口对接处通过螺栓组件紧固连接。 

所述泵体的底部在叶轮的下方设置泵进口，所述泵进口横向通入叶轮位置的腔体。 

所述泵体内的电机外壳及冷却水套采用优质不锈钢封焊，使电机外壳与冷却水套组成一个机体，有效避免了密封不严而导致电机漏水的现象。 

所述电机定转子部件采用高品质冷轧硅钢片模压成型，绕组采用高级别的耐高温绝缘，使电机的允许温升值更高，可以有效水泵运行过载对电机的损坏。 

本发明的工作原理是，水从泵进口流入叶轮位置的腔体，在叶轮的旋转下，介质水因压力作用经内孔流入下型腔内，再经其右侧的孔流出，并流入电机外壳与外筒组成的冷却腔内；所述冷却腔的水经过上型腔一侧的孔流入所述上型腔，再经上型腔另一侧的孔流入内接管，然后经相连的回流管进入泵进口，并重新进入叶轮位置的腔体，从而组成一个循环，达到冷却所述上轴承、下轴承和电机定转子部件的目的。 

进一步，所述上型腔与下型腔中添加肋片，所述电机外壳与外筒组成的冷却腔中添加蛇形挡水板，冷却效果会更佳。 

较佳地，该水冷离心泵的电机采用变频与水冷相结合的技术，解决了供水设备在低频工况下，电机会产生电磁噪声、电机发热，同时轴承因油脂流失，缺乏良好的润滑，产生较大的噪声，导致电机使用寿命下降等各种不良问题。 

本发明还采用计算流体力学CFD技术对水泵的水力部件进行优化设计，以其最佳的流量、扬尘和转速以最大效率的输送液体，同时达到流量在变化很大的范围内，而效率仍保持在高效区运行。 

本发明的有益效果是， 

(1)泵机连接一体化设计：电机与泵同轴，去掉了联轴器，提高了泵与电机的同轴度，不会因为电机轴与泵轴不同心而损坏轴承和机械密封以及带来振动。 

(2)采用全新的水循环冷却系统，一方面解决了水循环冷却过 程中死水的问题，达到充分冷却的效果。采用水循环冷却系统后，取消了水泵的一个主要噪声来源-电机高转速冷却风扇，同时电机转子、轴承等所有转动部件外围充满水，产生的声音经过水的阻隔后进一步降低，且定子外围又充满循环水可以将电机产生的细微电磁声与外界彻底隔离，平均降低噪声12-18分贝。 

另一方面，采用所述的水循环冷却系统后，去掉了风扇，从而大大节省了风扇所消耗的能量，具有环保节能的优点，与普通风冷电机相比可省电10-20％。 

(3)电机外壳及冷却水套采用优质不锈钢封焊技术，使电机外壳与冷却水套组成一个机体零件，再不会因为密封不严，导致电机漏水以及冷却水套漏水损坏电机，同时也不会对介质造成二次污染。 

(4)电机定、转子采用高品质冷轧硅钢片模压成型，结合优秀的电磁优化静音设计技术，使电机的噪声进一步降低；绕组采用更高等级耐高温绝缘，使电机的允许温升值更高，可以有效防止由于水泵运行过载对电机造成的损坏，极大地延长了电机的使用寿命及确保水泵运行的可能性。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图中，1、泵进口，2、叶轮，3、孔，4、孔，5、孔，6、内孔，7、电机外壳，8、外筒，9、内接管，10、下型腔，11、回流管，12、上轴承，13、上型腔，14、冷却腔，15、下轴承，16、电机定转子部件； 

具体实施方式：

为了使本发明的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本发明。 

实施例： 

参看图1，集装式节能低噪声水冷离心泵，包括泵体与其内部提 供动力的电机，所述泵体包括外筒8、相连的上轴承12与下轴承15、位于所述外筒8内的电机定转子部件16、上型腔13、下型腔10、冷却腔14和泵底部的叶轮5。 

上轴承12即为电机轴，并与下轴承15同轴，去掉了以前的联轴器结构，提高了泵与电机的同轴度。上轴承12与下轴承15均位于外筒8内的中部，是泵的主体部分。其中，上轴承12的外围设置电机定转子部件16。 

外筒8与电机外壳7之间腔体组成冷却腔14，所述冷却腔14内设置内接管9，内接管9由上而下缠绕在电机外壳7四周，内接管9的上下端管壁焊接在外筒8的内侧，电机外壳7与外筒8通过致密焊接，从而构成由电机外壳7、外筒8及内接管9组合的一个集装式冷却腔。 

上轴承12的顶部外围设置上型腔13，上型腔13位于冷却腔14之上，并通过上型腔13左侧的孔4连通所述上型腔13与冷却腔14，上型腔右侧的孔3与内接管9的上端连通。 

内接管9的下端通过螺栓组件连接回流管11的进口端，回流管11的出口端与泵进口1连通。 

下轴承15的顶部外围设置下型腔10，下型腔10位于冷却腔14之下，通过下型腔10右侧的孔5与冷却腔14连通；所述下型腔10通过位于底部的内孔6与叶轮2位置的腔体连通，使叶轮2旋转出来的水在压力作用下进入下型腔10。 

泵进口1位于泵底部叶轮2位置的下方，泵进口1横向通入叶轮2位置的腔体。 

参看图2并结合图1，本发明通过相连通的上型腔13、冷却腔14、下型腔10、起连接作用的内接管9及回流管11和叶轮2组成一个全新理念的水循环冷却系统，其工作过程及原理如下所述： 

叶轮2在电机提供动力下旋转，使叶轮2位置的腔体内的介质水在其压力作用下经位于下型腔10底部的内孔6流入所述下型腔10 内，水再由下型腔10右侧的孔5流入冷却腔14内。 

水充满冷却腔14并在其内循环流动，对内部的上轴承12、下轴承15、电机定转子部件16等部件产生的声音有一定的阻隔，使其传出去的噪声有效降低。 

所述冷却腔14的水经过上型腔13左侧的孔4流入所述上型腔13，再经上型腔13右侧的孔3流入内接管9，内接管9中的水在重力作用顺流而下，经相连通的回流管11进入泵进口1，并重新进入叶轮2位置的腔体，在叶轮2的旋转压力作用下再进入下型腔10，从而组成一个循环，达到冷却所述上轴承12、下轴承15和电机定转子部件16的目的。 

在适当条件下，在上型腔13与下型腔10中添加肋片，在电机外壳7与外筒8组成的冷却腔14中添加蛇形挡水板，冷却效果会更佳。 

经过上述本发明的集装式节能低噪声水冷离心泵与现有的水泵相比，其突出的优点如下： 

(1)采用全新的水循环冷却系统，一方面解决了水循环冷却过程中死水的问题，达到充分冷却的效果。采用水循环冷却系统后，取消了水泵的一个主要噪声来源-电机高转速冷却风扇，同时电机转子、轴承等所有转动部件外围充满水，产生的声音经过水的阻隔后进一步降低，且定子外围又充满循环水可以将电机产生的细微电磁声与外界彻底隔离，平均降低噪声12-18分贝。 

(2)泵机连接一体化设计：电机与泵同轴，去掉了联轴器，提高了泵与电机的同轴度，不会因为电机轴与泵轴不同心而损坏轴承和机械密封以及带来振动。 

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。 

Claims (7)

1.集装式节能低噪声水冷离心泵，包括泵体与设置其内部提供动力的电机，其特征在于，所述泵体包括外筒(8)、相连的上轴承(12)与下轴承(15)、位于所述外筒(8)内的电机定转子部件(16)、上型腔(13)、下型腔(10)、冷却腔(14)和位于泵底部的叶轮(2)，所述上轴承(12)与下轴承(15)位于泵体内中部并同轴，在所述冷却腔(14)内设置内接管(9)；

所述上型腔(13)位于所述上轴承(12)的顶部外围，所述下型腔(10)位于所述下轴承(15)的顶部外围；

所述上型腔(13)通过一侧的孔(4)与所述冷却腔(14)相连通，其另一侧的孔(3)与所述内接管(9)的上端相连通，所述内接管(9)的下端连接一回流管(11)，所述回流管(11)还与泵进口(1)连通，所述泵进口(1)通入叶轮(2)位置的腔体；

所述下型腔(10)通过位于底部的内孔(6)与叶轮(2)位置的腔体相连通，下型腔(10)通过其右侧(5)的孔与所述冷却腔(14)相连通；

上述相连通的上型腔(13)、冷却腔(14)、下型腔(10)、起连接作用的内接管(9)及回流管(11)和叶轮(2)组成一个水循环冷却系统。

2.根据权利要求1所述的集装式节能低噪声水冷离心泵，其特征在于，所述内接管(9)由上而下缠绕在电机外壳(7)四周，内接管(9)的上下端管壁焊接在所述外筒(8)内侧，电机外壳(7)与所述外筒(8)通过致密焊接，从而构成由电机外壳(7)、外筒(8)及内接管(9)组合的一个集装式冷却腔。

3.根据权利要求1或2所述的集装式节能低噪声水冷离心泵，其特征在于，所述内接管(9)优选为不锈管，管径为10mm。

4.根据权利要求1所述的集装式节能低噪声水冷离心泵，其特征在于，所述内接管(9)与回流管(11)的管口对接处通过螺栓组件紧固连接。

5.根据权利要求1所述的集装式节能低噪声水冷离心泵，其特征在于，所述电机定转子部件(16)采用冷轧硅钢片模压成型，绕组采用耐高温绝缘。

6.根据权利要求1所述的集装式节能低噪声水冷离心泵，其特征在于，所述回流管(11)设置在所述叶轮(2)的外围型腔内，回流管(11)的进口端与所述内接管(9)的下端连通，其出口端与泵进口(1)连通。

7.根据权利要求1所述的集装式节能低噪声水冷离心泵，其特征在于，所述泵进口(1)设置在所述叶轮(2)的下方，并横向通入叶轮(2)位置的腔体。

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