CN105464996B - 电动液泵 - Google Patents

Abstract

一种电动液泵，包括外壳、收容于壳体内的电机、受电机驱动的叶轮、以及控制所述电机运转的电气控制单元，所述电气控制单元以及叶轮分别位于电机的相对两端，所述叶轮用于驱动冷却液流动，所述电机包括密封套、环套于密封套上的定子、以及可转动地收容于密封套内的转子，所述转子与叶轮连接带动叶轮同步转动，所述密封套与转子之间形成有间隙，密封套的内壁面朝向所述间隙内凸出形成有肋条用于导引冷却液朝向电气控制单元方向流动，使冷却液在密封套内循环流动对电气控制单元冷却，在对汽车内发动机散热的同时，对液泵的电气控制单元进行冷却，保证液泵本身处于低温工作。

Description

电动液泵

技术领域

本发明涉及机动车辆冷却系统，特别是涉及汽车冷却系统的电动液泵。

背景技术

液泵是汽车冷却系统的重要构成部分之一，其通过对冷却液，如水等，加压使冷却液在冷却系统中循环流动，带走汽车发动机等的热量，保证汽车的工作温度不会过高。

根据驱动方式的不同，一般分为机械液泵和电动液泵，其中机械液泵由汽车发动机驱动，转速由发动机决定，不能自行调整；电动液泵则由独立的电气控制单元控制，不受发动机的转速的影响，可根据冷却需要灵活工作，相对地也更为节能。现有电动液泵结构通常包含有电机以及受电机驱动的叶轮，所述电机包括定子以及可相对定子转动的转子，所述定子上设有线圈，线圈与电气控制单元连接，所述转子上设有磁铁，所述叶轮与转子相连，电气控制单元控制流过定子线圈的电流大小、方向等，使其产生磁场与转子的磁铁作用，推动转子及与之连接的叶轮转动，进而推动冷却液在整个冷却系统内循环流动对汽车发动机等进行冷却，避免温度过高。

然而，由于电动液泵本身受电气控制的特性，在工作过程中其电气控制单元本身亦会产生大量的热量，如果这些热量堆积在液泵内部而不能有效地散发，则会使电气控制单元工作在高温状态，影响液泵自身的的安全运行。

发明内容

有鉴于此，提供一种自身散热效果良好的电动液泵。

一种电动液泵，包括外壳、收容于外壳内的电机、受电机驱动的叶轮、以及控制所述电机运转的电气控制单元，所述电气控制单元以及叶轮分别位于电机的相对两端，所述叶轮用于驱动冷却液流动，所述电机包括密封套、环套于密封套上的定子、以及可转动地收容于密封套内的转子，所述转子与叶轮连接带动叶轮同步转动，所述密封套与转子之间形成有间隙，密封套的内壁面朝向所述间隙内凸出形成有肋条用于导引冷却液朝向电气控制单元方向流动。

相较于现有技术，本发明电动液泵通过在密封套内形成肋条导引冷却液的流动，使冷却液在密封套内循环流动对电气控制单元冷却，在对汽车内发动机散热的同时，对液泵的电气控制单元进行冷却，保证液泵本身处于低温工作。

附图说明

图1为本发明电动液泵一实施例的立体组装图。

图2为图1的剖视图。

图3为图1所示电动液泵的密封套的立体图。

图4为图3所示密封套的内表面沿圆周方向的展开图。

图5为本发明电动液泵的密封套的第二实施例的立体图。

图6为本发明电动液泵的密封套的第三实施例的立体图。

图7为本发明电动液泵的密封套的第四实施例的立体图。

图8为本发明电动液泵的密封套的第五实施例的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明电动液泵用于汽车冷却系统，驱动冷却液在冷却系统内循环流动。所述冷却液可以是水等流体，在循环流动中与其它设备进行热交换带走热量，达到冷却的效果。如图1及图2所示，所述电动液泵包括外壳10、收容于外壳10内的叶轮20、驱动所述叶轮20运转的电机30、以及控制所述电机30的运转的电气控制单元40。

所述外壳10整体呈柱状，包括壳体12、盖体14、第一端盖16、以及第二端盖18。所述壳体12为一端开口的圆桶状结构，包括圆形的基板121以及由所述基板121的外边缘垂直向外延伸的筒体123。所述盖体14与壳体12的筒体123相连接并密封所述筒体123的开口端，壳体12与盖体14共同形成第一收容空间，容纳所述电机30；所述第一端盖16套接于所述基板121上，基板121与第一端盖16之间形成第二收容空间，容纳所述叶轮20；所述第二端盖18罩设于盖体14上，第二端盖18与盖体14之间形成第三收容空间，容纳所述电气控制单元40，从而所述电气控制单元40与叶轮20分别位于电机30的轴向上的相对两端。所述的电气控制单元40与电机30电性连接，控制电机30的运转，所述叶轮20与所述电机30连接并随之同步转动。

本实施例中，所述叶轮20为离心式叶轮，所述第一端盖16上还形成有进液口161与出液口163，所述进液口161沿外壳10的轴向设置，出液口163沿径向设置，大致与所述进液口161相垂直。所述进液口161可以通过管道与储液箱等连接，所述出液口163可以通过管道等与其它设备，如冷凝器、散热器等连接，从而随着叶轮20转动，冷却液由壳体12的进液口161进入第二收容空间内，经过叶轮20加压后由出液口163排出并在汽车冷却系统内循环，带走汽车发动机等的热量。所述第一端盖16与壳体12、壳体12与盖体14、盖体14与第二端盖18的连接可以是螺钉螺接或铆钉铆接等。为保证本发明电动液泵整体的气密性，所述第一端盖16与壳体12的连接位置、壳体12与盖体14的连接位置、盖体14与第二端盖18的连接位置处均设有密封圈，避免冷却液泄露，也避免外部的水汽进入液泵内损害电机30或电气控制单元40。本实施例中，所述外壳10的壳体10的筒体123上还套设有橡胶套19，用于本发明电动液泵的客户端固定。

所述壳体12的基板121的中央形成有轴孔，所述轴孔与基板121共轴设置并贯穿所述基板121。所述基板121于所述轴孔的外围朝向第一收容空间内垂直延伸形成第一轴承座125，所述第一轴承座125与轴孔呈共轴设置，第一轴承座125的内径大于所述轴孔的直径。所述基板121于第一轴承座125的外围还形成有若干通孔127，所述通孔127连通所述第一收容空间与第二收容空间，从而冷却液可以经由所述通孔127由第二收容空间流入第一收容空间或由第一收容空间回流至第二收容空间。所述基板121于所述通孔127的外围朝向第一收容空间内垂直延伸形成有第一固定座129，也即是说，所述通孔127位于所述第一固定座129的径向内侧。所述第一固定座129与第一轴承座125共轴设置，并在径向上间隔一定距离，所述通孔127位于所述第一轴承座125与第一固定座129之间。

所述盖体14的中央朝向第一收容空间内垂直延伸形成有第二轴承座141，并于第二轴承座141的外围向第一收容空间内垂直延伸形成有第二固定座143，所述第二固定座143与第二轴承座141共轴设置。本实施例中，所述第二轴承座141与基板121的第一轴承座125相向设置，两者共轴。所述第二固定座143与基板121的第一固定座129相向间隔设置。

所述电机30收容于外壳10所形成的第一收容空间内，包括密封套32、环套于密封套32上的定子34、可转动地收容于密封套32内的转子36、以及支撑所述转子36转动的两轴承38。请同时参阅图3及图4，所述密封套32为中空圆筒状结构，密封套32的两端分别与第一固定座129和第二固定座143密封连接，从而将第一收容空间分成相互独立的内、外两部分。密封套32的一端固定收容于第一固定座129内，另一端固定套接于第二固定座143上，为保证密封套32与第一固定座129、第二固定座143的连接的气密性，在密封套32与第一固定座129、第二固定座143的连接位置处均设有密封圈，如此，第一收容空间的内、外两部分被气密隔离。第一收容空间位于密封套32内的部分通过基板121上的通孔127与第二收容空间连通，第一收容空间位于密封套32外的部分在密封套32的隔离作用下与第二收容空间不能连通，冷却液可以流入第一收容空间位于密封套32内的部分而无法流入第一收容空间位于密封套32外的部分。

所述定子34固定套设于密封套32上，并收容于第一收容空间位于密封套32外的部分内，即冷却液无法进入的部分，避免冷却液影响定子34的电气安全。所述定子34包括有铁芯341、包覆于铁芯341上的绝缘线架343、以及绕设于线架343上的线圈345，所述铁芯341可以是层叠的矽钢片等，所述线圈345可以通过销针与电气控制单元40连接。所述电气控制单元40收容于第三收容空间内，包括贴设于盖体14上的电路板、以及设置于电路板上的电容、电感等电子元件，用于控制定子34的线圈345的电流的大小、方向等，进而控制转子36的转动方向、转动速度等。所述盖体14上还形成有连接器，用于连接外部电源与电路板，从而对电气控制单元40以及定子34的线圈345供电。本发明电动液泵工作过程中，所述电气控制单元40会产生大量的热量，因此，所述盖体14优选地由金属材料，比如铝制成，便于吸收由所述电气控制单元40产生的热量。

所述转子36位于密封套32内，包括转轴361、固定于转轴361上的铁心363、以及固定于铁心363上的永磁体365，所述转轴361的两端均伸出至铁心363之外与两轴承38连接以获得支撑。所述两轴承38分别收容于第一轴承座125和第二轴承座141内38。38所述轴承38的内径与转轴361的外径相当，转轴361的一端可转动地穿过一相应的轴承38以及壳体12的基板121的轴孔后伸入至第二收容空间内与叶轮20形成固定连接，从而转轴361转动带动叶轮20同步转动，转轴361的另一端可转动地枢接于另一轴承38内，从而转轴361的两端分别由两轴承38支撑，避免在转动时晃动。所述转轴361上还套设有垫片37，所述垫片37在轴向上抵接所述轴承38，从而使转子361实现轴向定位。较佳地，所述垫片37的材料为陶瓷，如此，可减少转动过程中与轴承38接触产生的磨损。所述垫片37的内径可以略大于转轴361的内径，在这种情况下，垫片37通过一橡胶件39固定套接于转轴361上随转轴361同步转动，所述橡胶件39一方面起到固定垫片37的作用，另一方面可以吸收转子36转动时产生的轴向振动，降低电机30的噪音。

所述转子36的外径略小于密封套32的内径，从而与密封套32在径向上间隔有微小的间隙，冷却液可以通过所述间隙流动至盖体14处，将盖体14上所吸收的电气控制单元40的热量带走。所示密封套32的内壁面向所述间隙内突出形成有单组或多组肋条321导引冷却液的流动，每组肋条321包括沿密封套32的轴向均匀间隔排列的若干肋条321，相邻的肋条321之间形成流道，冷却液可以沿所述流道流动。所述肋条321排列的疏密决定了流道的宽度，肋条321排列过密则会造成流道过窄流阻过大，不利于冷却液的流动，肋条321排列过于稀疏则流道过宽，不能对冷却液的流动方向起到好的导引，根据具体需要所述肋条321可以具有不同的疏密程度，如图5所示本发明电动液泵的密封套32a的第二实施例，相较于本发明电动液泵的其它实施例，其肋条321a的排布更为稀疏，肋条321a之间形成的流道的宽度更大。

如图3及图4所示，本实施例中，所述肋条321包括两组导入肋条323以及两组导出肋条325，沿所述密封套32的圆周方向所述两组导入肋条323相邻设置、两组导出肋条325相邻设置，在密封套32的圆周方向上，各组肋条323、325之间形成有间隙，相邻的导入肋条323与导出肋条325之间形成有间隔肋327，所述间隔肋327沿密封套32的轴向延伸，所述两组导入肋条323与导出肋条325相对密封套32对称设置，每一肋条323、325相对密封套32的轴向，也就是间隔肋327倾斜一定角度。沿所述密封套32的圆周方向展开，所述肋条323、325均呈直线状延伸。如此，冷却液在沿肋条323、325之间的流道的流动可以分解为沿密封套32的圆周方向的转动以及沿密封套32的轴向的移动。肋条323、325的倾斜角度α决定冷却液的流动方向，所述倾斜角度α可以是0～90°，优选地为42～67.5°，保证冷却液快速地流动至盖体14位置对电气控制单元40冷却，图3、图4所示实施例中密封套32的肋条323、325的倾斜角度α大约为45°，而图6所示第三实施例中密封套32b的肋条321b的倾斜角度约为67.5°。

当本发明电动液泵工作时，电气控制单元40通电启动，控制定子34的线圈345流过的电流，定子34与转子36作用，驱动叶轮20旋转产生负压将冷却液吸入第二收容空间内，由于第二收容空间与第一收容空间位于密封套32内的部分通过基板121上的通孔127连通，部分冷却液通过通孔127流入密封套32内，并进入转子36与密封套32之间的间隙，在转子36相对密封套32转动的过程中，由于肋条321的导向作用，冷却液不仅随转子36转动，同时沿肋条321的延伸方向流动。本实施例中，由于密封套32内形成有对称的导入肋条323以及导出肋条325，且两者之间形成间隔肋327，所述两间隔肋327将密封套32的内表面隔离为相对独立的两部分，其中形成有导入肋条323的部分将冷却液朝向盖体14导引，吸收电气控制单元40产生的热量；而导出肋条325与导入肋条323对称设置，转子36的转动方向不变，因此导出肋条325将盖体14位置处的冷却液朝向基板121的方向导引，从而所述密封套32形成基本独立的冷却液导入流道与导出流道，冷却液由导入肋条323引入至盖体14处吸收电气控制单元40的热量后再由导出肋条325引出至基板121，并最终由基板121的通孔127进入第二收容空间，形成完整的循环回路，有效地带走电气控制单元40的热量，实现自身的散热冷却。优选地，所述通孔127相对所述两间隔肋327所构成的平面呈对称设置。较佳地，基板121对应每一组导入肋条和导出肋条设有至少一对应通孔127。

由上述内容可知，本发明电动液泵通过在密封套32内形成肋条321导引冷却液的流动，使冷却液在密封套32内循环流动对电气控制单元40冷却，保证液泵本身的处于低温工作状态。可以理解地，所述肋条321是为导引冷却液的流动，其形状、角度、密度、厚度均会影响对冷却液的作用力，其可以根据需要进行相应的设定，如图7所示实施例中密封套32c的肋条321c呈螺旋状，可以减少冷却液流动中的能量损耗，使冷却液的流动更为快速顺畅，及时带走电气控制单元40的热量。再如图8所示，本发明第五实施例中密封套32d的各组肋条321d完全相同，各组肋条321d之间间隔一定距离，所述各组肋条321d均用于向盖体14方向导入冷却液，而冷却液的不断注入会驱使之前的冷却液由各组肋条321d之间的间隔回流，同样可以使冷却液在密封套32d内形成循环流动，带走电气控制单元40的热量。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电动液泵，包括外壳、收容于外壳内的电机、受电机驱动的叶轮、以及控制所述电机运转的电气控制单元，所述电气控制单元以及叶轮分别位于电机的相对两端，所述叶轮用于驱动冷却液流动，其特征在于：所述电机包括密封套、环套于密封套上的定子、以及可转动地收容于密封套内的转子，所述转子与叶轮连接带动叶轮同步转动，所述密封套与转子之间形成有间隙，密封套的内壁面朝向所述间隙内凸出形成有肋条用于导引冷却液朝向电气控制单元方向流动，所述肋条包括沿密封套的圆周方向间隔排布分为多组肋条，每组肋条包括沿密封套的轴向间隔排列的多个肋条，相邻的肋条之间形成流道。

2.如权利要求1所述的电动液泵，其特征在于，所述肋条相对密封套的轴线倾斜，所述倾斜角度为0～90°。

3.如权利要求2所述的电动液泵，其特征在于，所述倾斜角度为42～67.5°。

4.如权利要求1所述的电动液泵，其特征在于，所述密封套沿其圆周方向展开，肋条呈直线状。

5.如权利要求1所述的电动液泵，其特征在于，所述肋条呈螺旋状。

6.如权利要求1所述的电动液泵，其特征在于，所述肋条包括呈对称设置的两组肋条，其中一组肋条用于导引冷却液朝向电气控制单元方向流动，另一组肋条用于导引冷却液回流。

7.如权利要求6所述的电动液泵，其特征在于，所述两组肋条之间形成有间隔肋，所述间隔肋沿密封套的轴向延伸，与两组肋条在密封套圆周方向上均间隔一定距离。

8.如权利要求1所述的电动液泵，其特征在于，所述外壳包括基板、由所述基板的外边缘垂直向外延伸的筒体、与所述筒体密封连接的盖体、与基板密封连接的第一端盖、以及与盖体密封连接的第二端盖，所述基板、筒体、盖体共同形成第一收容空间，所述密封套将第一收容空间隔离为独立的两部分，所述定子收容于第一收容空间位于密封套外的部分之内，转子收容于第一收容空间位于密封套内的部分之内，所述第一端盖与基板共同形成第二收容空间收容所述叶轮，所述盖体与第二端盖共同形成第三收容空间收容所述电气控制单元。

9.如权利要求8所述的电动液泵，其特征在于，所述第一端盖上形成有进液口与出液口，所述基板中央上形成有贯穿的轴孔，所述转子的转轴穿过所述轴孔与叶轮连接，所述基板上环绕所述轴孔还形成有若干通孔，所述通孔位于密封套的径向内侧，用于连通第二收容空间与第一收容空间位于密封套内的部分。

10.如权利要求9所述的电动液泵，其特征在于，所述基板朝向第一收容空间内形成有第一固定座，所述盖体朝向第一收容空间内形成有第二固定座，所述密封套的一端收容于第一固定座内，另一端环套于第二固定座上，所述通孔位于第一固定座的径向内侧。