CN105221234A - 一种高稳定隔离式的电动水泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高稳定隔离式的电动水泵，包括固定支架、插接件、电机后盖、控制器总成和电机总成，其中，还包括隔离套、叶轮总成和水泵壳体，所述的隔离套包括桶状部，桶状部的底面中心形成圆柱形凸起部，圆柱形凸起部中心设置有旋转轴，桶状部的上边沿向外延伸依次形成支撑部、圆环形凸起部和梯形部，圆环形凸起部上设置有出水通道，叶轮总成通过旋转轴与隔离套安装在一起，隔离套的桶状部伸入定子内部，电机壳体、隔离套和水泵壳体安装在一起。本发明的电动水泵通过在隔离套上设置出水通道，并且优化出水通道的结构，有效的降低了电动水泵运行时候的噪音，提高电动水泵的使用寿命。

Description

一种高稳定隔离式的电动水泵

技术领域

本发明涉及一种高稳定隔离式的电动水泵，属于电动水泵领域。

背景技术

汽车水泵是汽车上用于输送发动机冷却液的装置，按驱动方式可以分为机械水泵和电动水泵，电动水泵按是否有碳刷又可分为有刷电动水泵和无刷电动水泵。机械水泵必须靠发动机驱动，水泵转速与发动机转速成固定比率，不能满足低速大负荷工况下的散热要求，且在发动机停止工作时，不能满足新能源汽车主驱电机等部件的冷却需求，以及房车上的供水要求；有刷电动水泵抗电磁干扰能力较差、且碳刷易产生电火花，干扰其他电子器件，同时因换向碳刷的磨损影响，有刷电动水泵的寿命较短。不适用于新能源汽车。因此，直流无刷电子水泵将越来越多的应用在高端汽车、新能源汽车和房车上。

无刷直流磁力驱动泵的磁铁与叶轮注塑成一体组成电机的转子，转子中间有轴套，通过高性能陶瓷轴固定在壳体中，电机的定子与电路板部分采用环氧树脂胶灌封于泵体中，存在制造技术难度大，生产成本高，不易返修、原有的水泵存在介质泄漏的缺陷，并且防水效果不好，影响电机的使用。现有的电机水泵中出现了一些将转子与叶轮分割开来的电机水泵，如公告号CN204591691U，名称为直流无刷汽车电动水泵，通过设置隔离套，隔离套中间具有用于容纳转子的空腔，空腔内部底面中心具有固定泵轴的凸台，泵轴一端插入凸台中，并且不能转动和轴向窜动，泵轴另一端插入位于泵头内的轴头支架中的衬套中间，使转子与叶轮分割在不同的空间，有效的防止水泵存在介质泄漏的问题，但是存在结构复杂，拆装不方便的问题。另外上述直流无刷汽车电动水泵的出水口正对着叶轮，使得水流通过叶轮加速高速旋转甩出，水泵噪音大、运行不平稳，电动水泵寿命低。

电动水泵的叶轮和转子通过旋转轴安装在一起，一般旋转轴为石墨轴。旋转轴在运行过程中存在转动和轴向窜动。轴向窜动会造成叶轮总成的损坏和电机运行不平稳。现有的安装方式一般将一体成型的叶轮和转子套装在旋转轴上，旋转轴一端固定在隔离套的凸台上，另一端通过轴承固定在泵壳上。转子高速运动，上述安装方式不能解决轴向窜动问题。

发明内容

本发明提供了一种高稳定隔离式的电动水泵，解决了现有电动水泵制造技术难度大，生产成本高，不易返修，噪音大，运行不平稳，存在介质泄漏，防水效果不好，影响电机的使用寿命等问题，以及现有电动水泵轴向窜动的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高稳定隔离式的电动水泵，包括固定支架、插接件、电机后盖、控制器总成、电机总成、隔离套、叶轮总成和水泵壳体，所述的电机总成包括电气系统、电机壳体和定子，电气系统和定子固定在电机壳体上，固定支架和插接件分别安装在电机后盖的外端面，控制器总成安装在电机后盖的内端面，电机后盖与电机总成安装在一起，所述的隔离套包括桶状部，桶状部的底面中心形成圆柱形凸起部，圆柱形凸起部中心设置有旋转轴，桶状部的上边沿向外延伸依次形成支撑部、圆环形凸起部和梯形部，圆环形凸起部上设置有出水通道，叶轮总成通过旋转轴与隔离套安装在一起，隔离套的桶状部伸入定子内部，电机壳体、隔离套和水泵壳体安装在一起，其中，所述的旋转轴上设置有若干个环形凸起，在转子的安装孔上设置有与环形凸起相适应的凹槽。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的出水通道包括螺旋形逐渐变大的U形槽，在出水通道的进口端与出口端相交的地方设置溢流缺口，在出水通道的出口端设置有遮挡片。出水通道设置为螺旋形逐渐变大的U形槽，可以使经过叶轮加速的水流在出水通道内逐步降低流速，不但起到降低噪音的作用，而且通过出水口回到水箱的水流平稳，不会对水箱水体造成大的扰动，使得水泵运行的平稳性，有效的提高了水泵的寿命。在出水通道的进口端与出口端相交的地方设置溢流缺口，在出水通道的出口端设置有遮挡片，可以进一步使得水流平稳，水泵运行平稳，降低噪音，提高使用寿命。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的叶轮总成包括转子和叶轮，转子与叶轮一起注塑成型。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的电机后盖与控制器总成之间设置有硅胶垫片和密封垫圈。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的电机壳体的外部设置有橡胶支架，橡胶支架通过内孔与电机壳体外圆过盈配合。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的转子与圆环形凸起部之间设置有调整垫片。

进一步，本发明的一种优选方案为：所述的旋转轴穿过叶轮总成通过端面轴承与水泵壳体安装在一起。

本发明的有益效果：

本发明的电动水泵结构简单，通过隔离套将电机总成与叶轮总成分割开，使水无法进入电机总成和控制器总成起到保护电气系统作用，同时，采取隔离套将电机总成与叶轮总成分离的方式，生产工艺简单，制造成本低，水泵有故障时容易返修。

本发明的电动水泵通过在隔离套上设置出水通道，并且优化出水通道的结构，有效的降低了电动水泵运行时候的噪音，提高电动水泵的使用寿命。

本发明的电动水泵通过在旋转轴上设置环形凸起，使转动轴在转动过程中增加轴向限位装置，有效的降低了叶轮总成的轴向窜动问题，提高了电动水泵的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1的电动水泵的爆炸图；

图2为实施例1的电动水泵的结构示意图；

图3为实施例1的隔离套的主视图；

图4为实施例1的隔离套的俯视图；

图5为实施例1的叶轮总成的结构示意图；

图6为实施例1的电机总成的结构示意图。

图中，1为固定支架，2为插接件，3为电机后盖，4为硅胶垫片，5为密封垫圈，6为控制器总成，7为电机总成，7-1为电机壳体，7-2为定子铁芯，7-3为定子骨架，7-4为漆包线，7-5为PCB，7-6为三相引线，8为橡胶支架，9为衬套，10为O型圈，11为隔离套，11-1为梯形部，11-2为圆环形凸起部，11-3为支撑部，11-4为圆柱形凸起部，11-5为旋转轴，11-6为桶状部，11-7为出水通道，11-8为环形凸起，12为调整垫片，13为叶轮总成，13-1为叶轮，13-2为转子，13-3为凹槽，14为端面轴承，15为密封圈，16为水泵壳体，17为堵盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-5所示，一种高稳定隔离式的电动水泵，包括固定支架1、插接件2、电机后盖3、控制器总成6和电机总成7。固定支架1和插接件2分别通过螺栓安装在电机后盖3的外端面，控制器总成6安装在电机后盖3的内端面，电机后盖3与电机总成7通过螺栓安装在一起。本发明的电动水泵还包括隔离套11、叶轮总成13和水泵壳体16，隔离套11包括桶状部11-6，桶状部11-6的底面中心形成圆柱形凸起部11-4，圆柱形凸起部11-4中心设置有旋转轴11-5，桶状部11-6的上边沿向外延伸依次形成支撑部11-3、圆环形凸起部11-2和梯形部11-1，圆环形凸起部11-2上设置有出水通道11-7，叶轮总成13通过旋转轴11-5与隔离套11安装在一起，隔离套11的桶状部11-6伸入定子7-3内部，电机壳体7-2、隔离套11和水泵壳体16安装在一起。旋转轴11-5上设置有若干个环形凸起11-8，在转子的安装孔上设置有与环形凸起11-8相适应的凹槽13-3。本实施例中环形凸起11-8的个数为2个。通过设置环形凸起11-8和凹槽13-3，使转动轴在转动过程中增加轴向限位装置，有效的降低了旋转轴的轴向窜动问题，提高了电动水泵的寿命。

本发明中的电机总成7包括三相引线7-6:上电作用；PCB7-5:固定三相引线；漆包线7-4:绕组后通过电流产生磁场，使电机转子旋转；定子骨架7-3:固定定子铁芯、漆包线、PCB板；定子铁芯7-2:导磁，汇集磁通，使磁力线不要发散；电机壳体7-1：固定定子骨架、定子铁芯、水泵壳体和电机后盖等零件,使其形成一个完整体。

本发明中的控制器总成6：印制线路提供元器件之间电气连接、固定电气元器件的作用：是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向，速度，角度，响应时间进行工作，使得电机应用范围更为广泛，输出效率更高，噪音更小等优点。

梯形部11-1与水泵壳体16相对应，隔离套11起到密封垫的作用，使得密封作用更好。在梯形部11-1的上下面也可以分别密封圈，上面的密封圈防止水泵壳体16内腔中的水外泄，下面的密封圈防止了外界的水进入放置定子7-3及控制器总成6的腔体。

本实施例中，在水泵壳体16上的设置有出水通道11-7相对应的凹槽，组成了水流通道。本发发明中隔离套11的各个组成部分通过注塑一体成型。

本发明的电动水泵通过隔离套11将电机总成7与叶轮总成13分隔开，可以有效的避免水进入电机总成7，进而影响电机的工作和寿命。

本发明中的出水通道11-7主要作用是使水流从叶轮甩出后增加流动距离，降低水流流速，使水流平稳的回到水箱，不影响水箱中水流的状态，它的形状可以根据实际需要设置不同的形状，如圆形、方形等。如图3和4所示，一个优选方案：出水通道11-7包括螺旋形逐渐变大的U形槽，在出水通道11-7的进口端与出口端相交的地方设置溢流缺口，在出水通道11-7的出口端设置有遮挡片。螺旋形逐渐变大的U形槽可以使水流在流动过程中流道逐级变大，流速逐级减慢，使到出水口的水流流速降到合适的速度，不会扰动水箱水体状态，进而降低噪音，提高水泵寿命。设置溢流缺口，可以使水流在出水口和进水口保持一个平衡，进一步提高出水水流的稳定性。设置遮挡片可以有效的将出水口的水流挡住，避免水流进入梯形部11-1，影响水泵的密封性。

本发明中的叶轮总成13包括转子13-2和叶轮，转子13-2与叶轮13-1一起注塑成型。转子13-2与叶轮13-1一起注塑成型可以有效的提高它们之间的密封性，进而提高使用寿命。

转子13-2与叶轮13-1的安装方式也可以选择其它方式，如通过螺栓固定在一起，但是要注意密封的问题。

本发明中的电机后盖3与控制器总成6之间设置有硅胶垫片4和密封垫圈5。电机后盖3与控制器总成6之间通过螺纹安装在一起，需要注意密封问题，不能使水进入控制器总成6。采用硅胶垫片4和密封垫圈5的结构可以有效的防止水进入，并且它们采用螺栓安装在一起，拆装方便快捷。并且采用硅胶垫片有利于控制器总成的散热，提高控制器总成6的寿命。

本发明中的电机壳体7-2的外部设置有橡胶支架8，橡胶支架8通过内孔与电机壳体7-2外圆过盈配合。在橡胶支架8的内孔装配有衬套9。两个衬套9装配在橡胶支架8对应的内孔中，橡胶支架8套在电机壳体外圆上，橡胶支架起到缓振作用，而增加衬套可以增加螺钉扭矩，防止松动。隔离套11和电机壳体16通过螺栓安装在一起。在橡胶支架8和隔离套11之间设置有O型圈10。

本发明中的转子13-2与圆环形凸起部11-2之间设置有调整垫片12。通过设置调整垫片12可以方便快捷的调整转子13-2与圆柱形凸起部11-4的安装位置，使转子13-2安装在合适的位置。

本发明中的旋转轴11-5穿过叶轮总成13通过端面轴承14与水泵壳体16安装在一起，在叶轮与水泵壳体16设置有密封圈15。

在本发明中的水泵的出水管和进水管设置有堵盖，防止灰尘和异物进入水泵，保护水泵。

本发明的运行过程：

接通电源，控制器总成6驱动定子7-3产生磁场，从而引起转子13-2转动，叶轮13-1随转子13-2转动，叶轮13-1中心的水被向四周甩出，并以一定的压力从出水口泵出。同时由于叶轮13-1中心处压力下降，水将从进水口被泵入，从而在车辆上实现水的循环流动。

本发明的电动水泵通过近五年的使用，与市场上其它电动水泵相比，运行平稳，噪声低，寿命平均提高20%以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高稳定隔离式的电动水泵，包括固定支架、插接件、电机后盖、控制器总成、电机总成、隔离套、叶轮总成和水泵壳体，所述的电机总成包括电气系统、电机壳体和定子，电气系统和定子固定在电机壳体上，固定支架和插接件分别安装在电机后盖的外端面，控制器总成安装在电机后盖的内端面，电机后盖与电机总成安装在一起，所述的隔离套包括桶状部，桶状部的底面中心形成圆柱形凸起部，圆柱形凸起部中心设置有旋转轴，桶状部的上边沿向外延伸依次形成支撑部、圆环形凸起部和梯形部，圆环形凸起部上设置有出水通道，叶轮总成通过旋转轴与隔离套安装在一起，隔离套的桶状部伸入定子内部，电机壳体、隔离套和水泵壳体安装在一起，其特征在于：所述的旋转轴上设置有若干个环形凸起，在转子的安装孔上设置有与环形凸起相适应的凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定隔离式的电动水泵，其特征在于：所述的出水通道包括螺旋形逐渐变大的U形槽，在出水通道的进口端与出口端相交的地方设置溢流缺口，在出水通道的出口端设置有遮挡片。

3.根据权利要求1或2所述的一种高稳定隔离式的电动水泵，其特征在于：所述的叶轮总成包括转子和叶轮，转子与叶轮一体注塑成型。

4.根据权利要求3所述的一种高稳定隔离式的电动水泵，其特征在于：所述的转子与圆环形凸起部之间设置有调整垫片。

5.根据权利要求1或2所述的一种高稳定隔离式的电动水泵，其特征在于：所述的电机后盖与控制器总成之间设置有硅胶垫片和密封垫圈。

6.根据权利要求1或2所述的一种高稳定隔离式的电动水泵，其特征在于：所述的电机壳体的外部设置有橡胶支架，橡胶支架通过螺栓与电机壳体安装在一起。

7.根据权利要求1或2所述的一种高稳定隔离式的电动水泵，其特征在于：所述的旋转轴穿过叶轮总成通过端面轴承与水泵壳体安装在一起。