CN103199640A - 一种湿式运行泵用电机以及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泵用电机，特别涉及一种湿式运行泵用电机，包括定子1、套管2、与转轴4结合为一体的转子3，转轴1一端作为电机的能量输出端，套管2位于定子1与转子3之间，转子3位于套管2内，套管2使转子3空间相对于定子1空间密封，其中：所述的定子1与套管2为一体式、无缝连接结构；该湿式运行泵用电机的装配方法，其中采用注塑工艺直接在定子1上注塑套管2，然后将转子3置于套管2内；本发明在确保套管强度的前提下有效降低了定子与转子之间的气隙，提高了湿式运行泵用电机的运行效率，且制造工艺简单，成本低。

Description

一种湿式运行泵用电机以及装配方法

本申请是本申请人原申请的分案申请，该原申请的申请日为2011年9月9日，申请号为201110267300.2，发明名称为“一种湿式运行泵用电机以及装配方法”。

技术领域

本发明涉及一种泵用电机，特别涉及一种湿式运行泵用电机，本发明还涉及了该湿式运行泵用电机的装配方法。

背景技术

泵是输送流体或使流体增压的机械，其工作原理为采用泵用电机产生的机械能或其他外部能量传送给流体，使流体能量增加，主要用于输送流体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬浮液以及液体金属等。而泵用电机一般主要包括干式运行泵用电机和湿式运行泵用电机。干式运行泵用电机是指将电机整体封装，转轴一端从电机整体封装件伸出，作为泵用电机的能量输出端，为了进一步防止输送流体渗入到电机整体封装件中，一般在电机整体封装件与转轴伸出端连接处设置密封套套设于转轴上，为了使电机整体相对于输送流体长时间地可靠密封，需要复杂、高成本的密封结构。湿式运行泵用电机通过增设套管去除了复杂的密封结构，该套管设在定子与转子之间，转子位于套管内与输送流体接触，套管使转子空间相对于定子空间密封，主要防止输送流体渗入不允许接触流体、带电的定子中。

尽管湿式运行泵用电机相对于干式运行泵用电机结构简单、成本低。但由于湿式运行泵用电机的转子与定子之间的气隙由于设有套管而增加，转子与定子之间的磁场被削弱，导致湿式运行泵用电机的运行效率低于干式运行泵用电机。套管需维持一定的壁厚以保证其强度，因此在确保套管强度的前提下，单纯依靠减少套管厚度减少转子与定子之间的气隙显然不能满足实际湿式运行泵用电机的运行效率的要求。

现有已有关于减少湿式运行泵用电机的定子与转子之间的气隙的相关技术报道。如:Patent Number:US5,990,588,Date of Patent:Nov.23,1999,Title:Induction motor driven seal-less pump, the seal-less pump and electric motor assembly includes a motor rotor fixed to a driving shaft connectedto an impeller in the pump assembly. The rotor andimpellerare enclosed in a common housing such that the rotor rotates within any fluid being pumped by the impeller. The portion of the housing circumscribing therotor includes a plurality of axially extending, circumferentially spaced strips of magnetic material penetrating through plastic material of the housing. Eachof the strips coincide with corresponding ones of the pole teeth of a motor stator circumscribing the outer portion of the housing such that the strips inthe housing act as extensions of the pole teeth.In one embodiment, the strips of magnetic material in the housing are formed by molding powdered iron in a plastic binder material. The strips are then placed in a mold in which the housing is formed byinjecting plastic. The plastic binder in the stripsmelds with the injected plastic to form a continuoushousing for enclosing the rotor. The ferromagneticmaterial strips extend through the housing and are spaced from the rotor surface by a normal air gap distance so as to improve the efficiency of the motor by having the magnetic strip act as extensions ofthe motor stator pole teeth.（专利号为US5,990,588，专利公告日期为1999年11月23日，名称为“湿式运行泵用感应电机”的美国专利公开了一种湿式运行泵与电机组件，该组件包括与转子固定连接的转轴，转轴与位于泵内的叶轮连接。转子与叶轮位于一常规套管内，转子可浸在通过叶轮输送的任意一种流体中旋转。该容纳转子的套管包括多个轴向延伸、圆周方向间隔的由磁性材料搀合制备套管用的塑料材料制成的磁条，每个磁条与围绕在其外部的各个定子极靴一一对应配合，从而套管上的磁条可相当于定子极靴的延伸。其中一具体实施例可以为：套管上的磁条是由铁粉以及塑料粘合剂混合模压成型，然后将磁条放入模具进行注塑得到套管，磁条中的塑料粘合剂与注入的塑料融合形成一体式的套管用于容纳转子。铁磁条延伸贯穿套管，各个间隔分布的铁磁条相当于定子极靴的延伸，其与转子之间的距离相当于常规电机的气隙，即通过设有磁条作为电机定子极靴的延伸最终实现提高电机运行效率）。此结构虽然一定程度减少了定子与转子之间的气隙，提高了定子与转子之间的磁力作用，但套管的制备工艺复杂、成本高，同时由于套管含有磁性材料制成的在圆周方向上制成的磁条，长时间浸泡在较高温度的输送流体时，由于塑料材料的温度特性，易产生冷缩而致的纹隙，存在发生流体渗入定子中造成电机受到损坏的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种湿式运行泵用电机以及装配方法，在确保套管强度的前提下有效降低了定子与转子之间的气隙，提高了湿式运行泵用电机的运行效率，且制造工艺简单，成本低。

本发明的技术方案为：

一种湿式运行泵用电机，包括定子、套管、与转轴结合为一体的转子，转轴一端作为电机的能量输出端，套管位于定子与转子之间，转子位于套管内，套管使转子空间相对于定子空间密封，其中：所述的定子与套管为一体式、无缝连接结构。本发明所述的转轴作为本发明的能量输出端与负载连接后最终实现湿式运行泵的功能。

优选地，所述的套管为塑料套管。

优选地，所述的定子包括定子铁芯、定子线圈，定子铁芯内圆周一体延伸出间隔分布的多个定子齿，定子齿末端设有极靴，各相邻定子齿之间形成定子槽，定子线圈置于定子槽内，极靴一体式、无缝连接地整体或部分嵌入套管。

为了便于定子嵌线、减少定子嵌线所需人工、提高定子的槽满率、提高定子材料利用率，同时为了便于实现定子与套管一体式、无缝连接，优选地，所述的定子包括定子铁芯、定子线圈、定子极靴环，定子铁芯内圆周一体延伸出间隔分布的多个定子齿，各相邻定子齿之间形成定子槽，定子线圈嵌入定子槽内，定子极靴环外周与定子齿配合连接形成闭槽口的定子铁芯，定子极靴环沿内圆周方向一体式、无缝连接地整体或部分嵌入套管。

为了提高定子极靴环外周与定子齿之间的配合稳固性，优选地，所述的定子极靴环外周面上设有与各定子齿对应配合的外槽，定子齿端部设有其外槽配合连接的榫部。

为了降低电机的漏磁系数，优选地，所述的定子极靴环包括若干个极靴单元、各极靴单元之间通过连接单元连接为一体，优选地，所述的连接单元的圆周面小于极靴单元的圆周面，同时由于连接单元的圆周面小于极靴单元的圆周面，在此结构的定子极靴环上注塑得到套管，还提高了套管的强度。

为了进一步提高套管的强度，优选地，所述的定子极靴环内周面上还间隔设有若干个槽。

一种湿式运行泵用电机的装配方法，其中：采用注塑工艺直接在定子上注塑套管，然后将转子置于套管内，得到湿式运行泵用电机。本发明所述的注塑工艺可以采用现有的注塑技术即可实现，在此对具体注塑工艺不再赘述。

为了进一步简化本发明的装配工艺，优选地，采用注塑工艺直接在定子上、转子外周注塑套管，得到湿式运行泵用电机。

本发明所述的与转轴结合为一体的转子可以为所属领域技术人员公知常识的鼠笼式转子结构，包括转子铁芯，为了进一步提高本发明的运行效率，可在转子铁芯外周面间隔固定设有永磁磁钢。当然也可以采用改进结构的与转轴结合为一体的转子。

表1  本发明技术方案与现有技术的实施效果比较

表2 本发明不同技术方案的实施效果比较

因此从表2可看出，本发明技术方案2是本发明的优选方案。

本发明的工作原理和优点：1、本发明采用注塑方法制备得到一体式、无缝连接的定子与套管组件，实现了在使用壁厚相等、材料相同的套管条件下，本发明的一体式、无缝连接的定子与套管组件大大增强了套管的强度，即在满足套管强度要求的条件下，本发明的一体式、无缝连接的定子与套管组件大大减少了套管所需壁厚，有效减少了定子与转子之间的气隙，提高了电机的运行效率；2、本发明采用简单的注塑工艺就有效减少了定子与转子之间的气隙，制备工艺简单，成本低，且使用寿命长；3、本发明采用定子极靴环外周与定子齿配合连接形成闭槽口的定子铁芯，定子极靴环沿内圆周方向一体式、无缝连接整体或部分地嵌入套管的结构便于定子嵌线、减少定子嵌线所需人工、提高定子的槽满率、提高定子材料利用率；4、本发明的定子极靴环包括若干个极靴单元、极靴单元之间通过连接单元连接为一体，连接单元的圆周面小于极靴单元的圆周面，有效降低了漏磁系数，在此结构的定子极靴环上注塑得到套管，还提高了套管的强度；5、本发明的定子极靴环内周面上还间隔设有若干个槽，在定子极靴环上注塑得到套管，进一步提高了套管的强度。

附图说明

附图1是本发明实施例3的结构示意图；

附图2是附图1的A-A的剖视图；

附图3是附图2的C处的放大结构示意图；

附图4是本发明实施例11的结构示意图；

附图5是附图4的B-B的剖视图；

附图6是附图4的D处的放大结构示意图；

附图7是附图4中的定子极靴环14b的结构示意图；

附图标记：定子1、套管2、转子3、转轴4、定子铁芯11a、定子线圈12a、定子齿13a、极靴14a、定子槽15a、定子铁芯11b、定子线圈12b、定子齿13b、定子极靴环14b、定子槽15b、榫部131、外槽141、槽142、极靴单元143、连接单元144。

具体实施方式

实施例1、一种湿式运行泵用电机，包括定子1、套管2、与转轴4结合为一体的转子3，转轴4一端作为电机的能量输出端，套管2位于定子1与转子3之间，转子3位于套管2内，套管2使转子3空间相对于定子1空间密封，其中：所述的定子1与套管2为一体式、无缝连接结构。

实施例2、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的套管2为塑料套管，其余同实施例1。

实施例3、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的定子1包括定子铁芯11a、定子线圈12a，定子铁芯11a内圆周一体延伸出间隔分布的多个定子齿13a，定子齿13a末端设有极靴14a，各相邻定子齿13a之间形成定子槽15a，定子线圈12a置于定子槽15a内，极靴14a一体式、无缝连接地整体嵌入套管2，其余同实施例1或实施例2。

实施例4、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的定子1包括定子铁芯11a、定子线圈12a，定子铁芯11a内圆周一体延伸出间隔分布的多个定子齿13a，定子齿13a末端设有极靴14a，各相邻定子齿13a之间形成定子槽15a，定子线圈12a置于定子槽15a内，极靴14a一体式、无缝连接地部分嵌入套管2，其余同实施例1或实施例2。

实施例3和实施例4的制备方法如下：

（1）.将定子铁芯片叠压成定子铁芯11a；

（2）.将定子线圈12a嵌入由第（1）步骤得到的定子铁芯11a的由各相邻定子齿13a形成定子槽15a内；

（3）.将第（2）步骤得到的定子铁芯11a置于注塑模具内，在极靴14a上进行注塑得到一体式的定子和套管组件；

（4）.将转子3置于第（3）步骤得到定子与套管组件的套管2内；

（5）.完成湿式运行泵用电机的制备。

本实施例的转子3制备方法为常规的现有技术，其具体制备方法及过程在此不加赘述。同时所述的第（4）步骤可以直接在第（3）步骤进行，即将第（2）步定子铁芯11a以及转子3置于注塑模具内进行注塑得到一体式的定子和套管组件，转子3位于套管2内。

实施例5、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的定子1包括定子铁芯11b、定子线圈12b、定子极靴环14b，定子铁芯11b内圆周一体延伸出间隔分布的多个定子齿13b，各相邻定子齿13b之间形成定子槽15b，定子线圈12b嵌入定子槽15b内，定子极靴环14b外周与定子齿13b配合连接形成闭槽口的定子铁芯11b，定子极靴环14b沿内圆周方向一体式、无缝连接地整体嵌入套管2，其余同实施例1或实施例2。

实施例6、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的定子1包括定子铁芯11b、定子线圈12b、定子极靴环14b，定子铁芯11b内圆周一体延伸出间隔分布的多个定子齿13b，各相邻定子齿13b之间形成定子槽15b，定子线圈12b嵌入定子槽15b内，定子极靴环14b外周与定子齿13b配合连接形成闭槽口的定子铁芯11b，定子极靴环14b沿内圆周方向一体式、无缝连接地部分嵌入套管2，其余同实施例1或实施例2。

本实施例的转子3制备方法为常规的现有技术，其具体制备方法及过程在此不加赘述。同时所述的第（6）步骤可以直接在第（4）步骤进行，即将第（3）步骤得到的极靴环14b以及转子3置于注塑模具内进行注塑得到一体式的极靴环和套管组件，转子3位于套管2内。

实施例7、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的定子极靴环14b外周面上设有与各定子齿13b对应配合的外槽141，定子齿13b端部设有其外槽141配合连接的榫部131，其余同实施例5或实施例6。

实施例8、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的定子极靴环14b包括若干个极靴单元143、各极靴单元143之间通过连接单元144连接为一体，其余同实施例5或实施例6或实施例7。

实施例9、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的连接单元144的圆周面小于极靴单元143的圆周面，其余同实施例8。

实施例10、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的定子极靴环14b内周面上还间隔设有若干个槽142，其余同实施例5或实施例6或实施例7或实施例8或实施例9。

实施例11、一种湿式运行泵用电机，其中：所述的定子1包括定子铁芯11b、定子线圈12b、定子极靴环14b，定子铁芯11b内圆周一体延伸出间隔分布的9个定子齿13b，各相邻定子齿13b之间形成9个定子槽15b，定子线圈12b嵌入定子槽15b内，定子极靴环14b外周与定子齿13b配合连接形成闭槽口的定子铁芯11b，定子极靴环14b沿内圆周方向一体式、无缝连接地部分嵌入套管2，所述的定子极靴环14b外周面上设有与各定子齿13b对应配合的外槽141，定子齿13b端部设有其外槽141配合连接的榫部131，所述的定子极靴环14b包括9个极靴单元143、各极靴单元143之间通过连接单元144连接为一体，所述的连接单元144的圆周面小于极靴单元143的圆周面，所述的定子极靴环14b内周面上还间隔设有18个槽142，其余同实施例6或实施例7或实施例8或实施例9或实施例10。

实施例5或实施例6或实施例7或实施例8或实施例9或实施例10的制备方法如下：

（1）.将定子铁芯片叠压成定子铁芯11b；

（2）.将定子线圈12b嵌入由第（1）步骤得到的定子铁芯11b的由各相邻定子齿13b形成定子槽15b内；

（3）.将定子极靴环片叠压成定子极靴环14b；

（4）.将第（3）步骤得到的定子极靴环14b置于注塑模具内进行注塑得到一体式的定子极靴环和套管组件；

（5）.将第（2）步骤得到的装有定子线圈12b的定子铁芯11b与第（4）步骤得到的一体式的定子极靴环和套管组件进行配合连接；

（6）.将转子3置于第（5）步骤得到定子与套管组件的套管2内；

（7） 完成湿式运行泵用电机的制备，其中第（1）、（2）步骤与第（3）、（4）步骤可同时分别进行。

实施例12、一种湿式运行泵用电机的装配方法，其中：采用注塑工艺直接在定子1上注塑套管2，然后将转子3置于套管2内，得到湿式运行泵用电机，其余同实施例1-11中的任意一种实施例。

实施例13、一种湿式运行泵用电机的装配方法，其中：采用注塑工艺直接在定子1上、转子3外周注塑套管2，得到湿式运行泵用电机，其余同实施例1-11中的任意一种实施例。

本发明并不局限于上述具体的实施例，它还有很多变化或改型，如套管的形状，定子齿形状或个数的变化，槽或外槽形状或个数的变化，或者在电机外面设有外壳体进一步保护电机本体，都不脱离本发明的实质精神和范围，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种湿式运行泵用电机，包括定子（1）、套管（2）、与转轴（4）结合为一体的转子（3），转轴（1）一端作为电机的能量输出端，套管（2）位于定子（1）与转子（3）之间，转子（3）位于套管（2）内，套管（2）使转子（3）空间相对于定子（1）空间密封，其特征在于：所述的定子（1）与套管（2）为一体式、无缝连接结构。

2.如权利要求1所述的一种湿式运行泵用电机，其特征在于：所述的套管（2）为塑料套管。

3.如权利要求1或2所述的一种湿式运行泵用电机，其特征在于：所述的定子（1）包括定子铁芯（11a）、定子线圈（12a），定子铁芯（11a）内圆周一体延伸出间隔分布的多个定子齿（13a），定子齿（13a）末端设有极靴（14a），各相邻定子齿（13a）之间形成定子槽（15a），定子线圈（12a）置于定子槽（15a）内，极靴（14a）一体式、无缝连接地整体或部分嵌入套管（2）。

4.如权利要求1或2所述的一种湿式运行泵用电机，其特征在于：所述的定子（1）包括定子铁芯（11b）、定子线圈（12b）、定子极靴环（14b），定子铁芯（11b）内圆周一体延伸出间隔分布的多个定子齿（13b），各相邻定子齿（13b）之间形成定子槽（15b），定子线圈（12b）嵌入定子槽（15b）内，定子极靴环（14b）外周与定子齿（13b）配合连接形成闭槽口的定子铁芯（11b），定子极靴环（14b）沿内圆周方向一体式、无缝连接地整体或部分嵌入套管（2）。

5.如权利要求4所述的一种湿式运行泵用电机，其特征在于：所述的定子极靴环（14b）外周面上设有与各定子齿（13b）对应配合的外槽（141），定子齿（13b）端部设有其外槽（141）配合连接的榫部（131）。

6.如权利要求4或5所述的一种湿式运行泵用电机，其特征在于：所述的定子极靴环（14b）包括若干个极靴单元（143）、各极靴单元（143）之间通过连接单元（144）连接为一体。

7.如权利要求6所述的一种湿式运行泵用电机，其特征在于：所述的连接单元（144）的圆周面小于极靴单元（143）的圆周面。

8.如权利要求4所述的一种湿式运行泵用电机，其特征在于：所述的定子极靴环（14b）内周面上还间隔设有若干个槽（142）。

9.如权利要求1-8所述的湿式运行泵用电机的装配方法，其特征在于：采用注塑工艺直接在定子（1）上注塑套管（2），然后将转子（3）置于套管（2）内，得到湿式运行泵用电机。

10.如权利要求9所述的湿式运行泵用电机的装配方法，其特征在于：采用注塑工艺直接在定子（1）上、转子（3）外周注塑套管（2），得到湿式运行泵用电机。

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