CN106286378A - 离心泵 - Google Patents

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Abstract

一种离心泵，包括转子组件和泵轴，转子组件包括叶轮和轴套，转子组件为以轴套为注塑嵌件经过注塑成形的包括叶轮的注塑体，转子组件通过轴套可转动的支撑于泵轴外周面，轴套为注塑成形或锻压成形加工而成，轴套为中空结构，轴套包括轴套本体、中心孔和外周面，泵轴贯穿所述中心孔设置，外周面与叶轮注塑固定；轴套还包括叶轮限制部，叶轮限制部设置于外周面，叶轮限制部用于限制轴套相对于包括叶轮的注塑体的旋转运动以及轴向运动。

Description

离心泵
【技术领域】
本发明涉及一种离心泵，应用于汽车技术领域。
【背景技术】
近几十年来，汽车行业迅猛发展，随着汽车性能向着更安全，更可靠，更稳定，全自动智能化和环保节能方向发展。电驱动泵已经渐渐取代传统的机械泵，并被大量运用于车用散热循环系统中。电驱动泵具有无电磁干扰，高效环保，无极调速等优点，能很好的满足市场的要求。
电驱动泵的定子组件与转子组件由隔离套完全隔离，避免了传统的电机式无刷直流水泵存在的液体泄漏问题；目前，电驱动泵的转子组件包括叶轮和转子，现有的设计中，转子组件为一体成形，即叶轮和转子为相同的材料注塑成型，转子组件以轴套为注塑基础件通过注塑塑料材料和磁性材料的混合材料形成，这样轴套通常为预先通过注塑成形，轴套通常与泵轴可转动设置，同时被叶轮材料包覆设置，所以轴套既要保证单独注塑的成品精度，同时也要保证与叶轮的连接的牢固性。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种离心泵，一种离心泵，包括转子组件和泵轴，所述转子组件包括叶轮和轴套，所述转子组件为以所述轴套为注塑嵌件经过注塑成形的包括所述叶轮的注塑体，所述转子组件通过所述轴套可转动的支撑于所述泵轴外表面，所述轴套为注塑成形或锻压成形加工而成，所述轴套为中空结构，所述轴套包括轴套本体、中心孔和外周面，所述泵轴贯穿所述中心孔设置，所述外周面与所述叶轮注塑固定；所述轴套还包括叶轮限制部，所述叶轮限制部设置于所述外周面，所述叶轮限制部用于限制所述轴套相对于包括所述叶轮的注塑体的旋转运动以及轴向运动。
所述离心泵包括至少二个冷却通道，所述冷却通道包括沿所述中心孔侧壁的周向等间隔分布或者均匀分布或对称分布的内凹槽，所述泵轴与所述轴套之间通过所述内凹槽形成所述冷却通道或冷却通道的一部分。
所述内凹槽的深度小于所述轴套本体最薄处厚度的二分之一，所述内凹槽的宽度小于等于所述内凹槽的深度的两倍。
所述轴套外周面大致为等直径的圆周面，所述轴套的外周面包括网状或者粒状能够使得全部或部分所述圆柱面粗糙的结构，所述叶轮限制部包括粗糙的所述圆柱面。
所述叶轮限制部包括所述外周面上凸出设置的间隔分布的凸起部，所述凸起部沿所述轴套的外周面的周向等间距或者均匀分布；所述凸起部沿所述轴套的轴向延伸，所述凸起部的长度小于等于所述轴套的长度或者部分所述凸起部的自所述外周面的凸起高度大于另外部分所述凸起部的高度。
所述外周面包括第一圆柱面和第二圆柱面，所述第一圆柱面和所述第二圆柱面的外径大致相同，所述凸起部设置于所述第一圆柱面和所述第二圆柱面之间，在经过所述轴套中心轴的截面上，所述凸起部大致呈圆弧状或圆弧状的组合。
所述凸起部的外径大致相同，所述凸起部将所述外周面分为三个部分，所述凸起部位于所述轴套的中部，所述凸起部分的外径大于其他两部分的外径，所述外周面的其他两段为圆弧面，所述圆弧面自所述轴套的两端到所述凸起部的两端外径呈逐渐增加。
所述叶轮限制部包括所述外表面凸起形成的凸起筋，所述凸起筋沿所述轴套的轴向延伸，所述凸起筋沿所述外周面周向均匀分布，所述凸起筋之间为外径大致相同的圆柱面。
所述凸起筋的数量与所述内凹槽的数量相同，所述凸起筋与所述内凹槽对应设置，设置有所述内凹槽和所述凸起筋位置的轴套本体厚度与未设置所述内凹槽和所述凸起筋的轴套本体的厚度大致相同。
所述凸起筋的长度与所述轴套的长度大致相同，在靠近所述轴套两端面，所述凸起筋自所述轴套的圆柱面的凸出的高度小于靠近所述轴套轴向的中部的所述轴套的圆柱面的外表面凸出高度。
与现有技术相比，本发明的离心泵包括轴套，轴套包括叶轮限制部，可以限制包括叶轮的注塑体相对轴套上下移动以及转动，可以提高转子组件的连接强度。
【附图说明】
图1是本发明离心泵的一种实施例的剖视结构示意图；
图2是图1转子组件12的立体结构示意图；
图3是图2所示轴套5第一种实施方式的立体结构示意图；
图4是图3轴套5的剖视的结构示意图；
图5是图3轴套5的端面的结构示意图；
图6是图2所示轴套5第二种实施方式的立体结构示意图；
图7是图2所示轴套5第二种实施方式的立体结构示意图；
图8是图7轴套5的端面的结构示意图；
图9是图7轴套5的剖视的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
离心泵包括机械式泵和电驱动泵，机械式泵和电驱动泵的转子组件均可包括轴套和叶轮结构，轴套结构可以相同，本发明以电驱动泵为例进行介绍。
图1为一种电驱动泵100的结构示意图，电驱动泵100包括第一壳体11、第二壳体14、转子组件12、定子组件15、泵轴16、电路板17、端盖18；泵内腔包括第一壳体11、第二壳体14以及端盖18之间的空间，第一壳体11和第二壳体14固定连接，第一壳体11和第二壳体14的连接部分设置有环形密封圈19；电驱动泵100具有一隔离套13，隔离套13将泵内腔分隔为流通腔20和容纳腔30，流通腔20内可以有工作介质流过，转子组件12设置于流通腔20，容纳腔30无工作介质通过，定子组件15和电路板17的设置于容纳腔30内；定子组件15与电路板17通过引线电连接，电路板17与外部线路通过插接件连接，电路板17通过连接装置与泵轴16和隔离套13机械连接；本实施例中，隔离套13与第二壳体14为一体注塑件，以泵轴16为注塑嵌件注塑形成包括第二壳体14和隔离套13的注塑体；本实例中，电驱动泵100为外转子式电驱动泵，外转子式电驱动泵是指以泵轴16为中心轴，转子组件12的转子4位于定子组件15的外周，即定子组件15比转子4更靠近泵轴16设置。
参见图1和图2，转子组件12设置于流通腔20中；转子组件12包括叶轮3和转子4，其中至少转子4包括磁性材料，转子4大致呈圆筒状，叶轮3设置于转子4的上端并与转子4固定，叶轮3可以包含磁性材料也可以不含有磁性材料；流通腔20包括叶轮腔21和转子腔22，叶轮腔21和转子腔22连通设置即并不隔开设置；叶轮3设置于叶轮腔21，转子4设置于转子腔22。
图2为转子组件12的一种结构示意图，转子组件12包括叶轮3、转子4以及轴套5，本实施例中叶轮3与转子4一体设置，转子组件12包括通过磁性材料和塑料材料的混合物以轴套5为注塑嵌件经过注塑成形的包括叶轮3的注塑体；当然，叶轮3和转子4分别单独成形，通过固定装置固定连接；这样叶轮3和转子4可以分别用不同的材料，叶轮3可以使用普通的塑料材料以轴套5为注塑嵌件形成包括叶轮的注塑体，可以降低材料成本，同时叶轮3使用塑料材料不使用磁性材料可以提高叶轮3的韧性，可以使叶轮3的叶片比较薄，提高水力性能；同系列电机具有相同的转子4但是可以搭配不同的叶轮3，不同的叶轮3可以改变电驱动泵100的水力性能，增加了转子4的通用性，这样就可以减少零件的模具开模费用；而且单独注塑成形的转子4的圆柱度和壁厚均匀度也容易保证。
图3至图5为图2所示轴套5的第一种实施方式的结构示意图，图3为轴套5第一种实施方式的立体结构示意图；轴套5为一体注塑件，注塑材料包括PPS和纤维材料，当然轴套5也可以为金属的，通过锻压加工成形；轴套5为中空结构，轴套5包括轴套本体51、中心孔53以及外周面54，轴套5通过中心孔53与泵轴16外周面配合设置，轴套5通过外周面54与包括叶轮3的注塑体注塑固定；轴套5包括叶轮限制部和部分冷却通道，叶轮限制部包括可以限制轴套5相对于包括叶轮3的注塑体的旋转运动以及轴向移动的结构；冷却通道可以在泵轴16和轴套5之间形成一定间隙，电驱动泵100工作时，工作介质能够进入泵轴16和轴套5之间，可以起润滑作用，同时冷却泵轴16和轴套5的接触面。
本实施例中，外周面54包括第一基准面，叶轮限制部包括在轴套的径向，凸出外周面54的第一基准面的间隔设置的凸起部55，凸起部55沿外周面54周向大致等间距或者均匀分布；凸起部55沿轴套5的轴向延伸，叶轮限制部为轴套5和包括叶轮3的注塑体的贴合部分的一部分或者全部，叶轮限制部可以为在轴套外周面成形的凸起部或者凹槽部，凹槽部相对于外周面而已，以凹槽部作为外周面，也相当于凸起部，以凸起部作为一种实施方式进行说明。
外周面54包括第一圆柱面541、第二圆柱面542以及凸起部55，第一圆柱面541和第二圆柱面542为本实施例中轴套5的第一基准面，第一圆柱面541和第二圆柱面542的外径大致相同，在轴套5的轴向方向，第一圆柱面541和第二圆柱面542的长度大致相同，凸起部55设置于第一圆柱面541和第二圆柱面542之间，凸起部55的最大直径大于所述第一圆柱面541的外径，凸起部55的最小直径至少等于所述第一圆柱面541的直径，在经过轴套5的中心轴以及凸起部55的外表面的截面上，凸起部55大致呈圆弧状或圆弧状的组合，如图4所示。由于凸起部55的长度小于轴套5的长度，这样凸起部55可以限制轴套5相对包括叶轮的注塑体的轴向运动，当然当凸起部55一部分的高度高于其他另一部分的高度，凸起部的长度与轴套5相同时，也能够限制轴套相对于包括叶轮的注塑体的轴向移动，利用本实施例中的结构在注塑成型后脱模更容易一些；相邻的凸起部55之间形成凹槽，这样凸起部55可以限制轴套5相对包括叶轮的注塑体的转动。
冷却通道，部分冷却通道设置于轴套本体51上，冷却通道包括包括沿中心孔53的侧壁的周向等间隔分布或者均匀分布或对称分布的内凹槽531，内凹槽531贯穿轴套本体51上下端面设置。内凹槽531的深度小于轴套本体51最薄处厚度的二分之一，内凹槽531的宽度小于等于内凹槽531的深度的两倍。这样设置的冷却通道，泵轴16和轴套5可以在内凹槽531处之间形成一定间隙，电驱动泵100工作时，工作介质能够进入泵轴16和轴套5之间，可以起润滑作用，同时冷却泵轴16和轴套5的接触面，而且可以保证轴套5的寿命。
图5是图3的端面的结构示意图，第一圆柱面541外径为R，凸起部55的最大外径为R1，内凹槽531的最大外径为R2，从图中可以看出，相邻凸起部55之间的凹槽551的深度与凸起部55凸出于第一圆柱面541的高度相同即(R-R1)，内凹槽531的深度略小于凸起部55的凸起高度，内凹槽531与凹槽551间隔设置即内凹槽531设置于凸起部55设置的部位，这样使得轴套5各部分的厚度尽量均匀，防止轴套5注塑时造成收缩不均匀；同时内凹槽531的数量小于凸起部55的数量，可以提高轴套5的强度以及成形精度。
图6为图2所示轴套5的第二种实施方式的结构示意图，轴套5为一体注塑件，注塑材料包括PPS和纤维材料，当然轴套5也可以为金属的，通过锻压加工成形；轴套5为中空结构，轴套5包括轴套本体51、中心孔53以及外周面540，轴套5通过中心孔53与泵轴16外周面配合设置，轴套5通过外周面540与包括叶轮3的注塑体注塑固定；轴套5包括叶轮限制部和部分冷却通道，叶轮限制部可以限制轴套5相对于包括叶轮3的注塑体的旋转运动以及轴向移动的结构；冷却通道可以在泵轴16和轴套5之间形成一定间隙，电驱动泵100工作时，工作介质能够进入泵轴16和轴套5之间，可以起润滑作用，同时冷却泵轴16和轴套5的接触面。与第一种实施方式的轴套的主要区别在于：叶轮限制部包括凸出于外周面540的凸起部550，凸起部550的外径大致相同，凸起部550将外周面540分为三个部分，凸起部550位于轴套5的中部，凸起部550的外径大于其他两部分的外径，外周面540的其他两段为圆弧面，其他两部分包括自轴套5的两端到凸起部550的两端的圆弧面的外径呈逐渐增加变化。
图7至图9为图2所示轴套5的第三种实施方式的结构示意图，本实施例中，轴套5为一体注塑件，注塑材料包括PPS和纤维材料；当然轴套5也可以为金属的，通过锻压加工成形；轴套5为中空结构，包括轴套本体51，中心孔53和外周面54’，轴套5通过中心孔与泵轴16(参见图1)的外表面配合设置，轴套5通过外周面54’与包括叶轮的注塑体注塑固定；轴套5包括叶轮限制部，叶轮限制部包括突出外周面54’的间隔排布凸起筋55’；轴套本体51包括冷却通道，冷却通道包括沿中心孔53的侧壁周向等间隔分布或者均匀分布或对称分布的向轴套本体51内凹陷的三个内凹槽531；这样在泵轴16和轴套5之间在内凹槽531设置处形成一定间隙，电驱动泵100工作时，工作介质能够进入泵轴16和轴套5之间，可以起润滑作用，同时冷却泵轴16和轴套5的接触面。
本实施例中，凸起筋55’沿轴套轴向延伸，凸起筋55’的长度略短于轴套5的长度或者凸起筋55’与轴套的长度相同并在靠近轴套5两端形成切削结构，这样在以轴套5为注塑嵌件形成包括叶轮3的注塑体时，能够更好的形成包塑层。凸起筋55’沿轴套径向突出，凸起筋55’的位置与内凹槽531的位置对应设置，同时凸起筋55’的凸起高度与内凹槽531的深度相同，这样可以保证轴套5的壁厚均匀，避免轴套5注塑时造成的收缩不均匀，可以提高轴套5的注塑件的成品率；凸起筋55’凸起的高度与内凹槽531的数量为三个，凸起筋55’为三个，并沿轴套5的周向对称设置，有利于轴套在转动过程的动平衡。这样设置的凸起筋55’可以防止包括叶轮3的注塑体相对于轴套5的转动以及轴向移动。
需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种离心泵，包括转子组件和泵轴，所述转子组件包括叶轮和轴套，所述转子组件为以所述轴套为注塑嵌件经过注塑成形的包括所述叶轮的注塑体，所述转子组件通过所述轴套可转动的支撑于所述泵轴外表面，其特征在于：所述轴套为注塑成形或锻压成形加工而成，所述轴套为中空结构，所述轴套包括轴套本体、中心孔和外周面，所述泵轴贯穿所述中心孔设置，所述外周面与所述叶轮注塑固定；所述轴套还包括叶轮限制部，所述叶轮限制部设置于所述外周面，所述叶轮限制部用于限制所述轴套相对于包括所述叶轮的注塑体的旋转运动以及轴向运动。
2.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于：所述离心泵包括至少二个冷却通道，所述冷却通道包括沿所述中心孔侧壁的周向等间隔分布或者均匀分布或对称分布的内凹槽，所述泵轴与所述轴套之间通过所述内凹槽形成所述冷却通道或冷却通道的一部分。
3.根据权利要求2所述的离心泵，其特征在于：所述内凹槽的深度小于所述轴套本体最薄处厚度的二分之一，所述内凹槽的宽度小于等于所述内凹槽的深度的两倍。
4.根据权利要求1-3任一项所述的离心泵，其特征在于：所述轴套外周面大致为等直径的圆周面，所述轴套的外周面包括网状或者粒状能够使得全部或部分所述圆柱面粗糙的结构，所述叶轮限制部包括粗糙的所述圆柱面。
5.根据权利要求1-3任一项所述的离心泵，其特征在于：所述叶轮限制部包括所述外周面上凸出设置的间隔分布的凸起部，所述凸起部沿所述轴套的外周面的周向等间距或者均匀分布；所述凸起部沿所述轴套的轴向延伸，所述凸起部的长度小于等于所述轴套的长度或者部分所述凸起部的自所述外周面的凸起高度大于另外部分所述凸起部的高度。
6.根据权利要求5所述的离心泵，其特征在于：所述外周面包括第一圆柱面和第二圆柱面，所述第一圆柱面和所述第二圆柱面的外径大致相同，所述凸起部设置于所述第一圆柱面和所述第二圆柱面之间，在经过所述轴套中心轴的截面上，所述凸起部大致呈圆弧状或圆弧状的组合。
7.根据权利要求5所述的离心泵，其特征在于：所述凸起部的外径大致相同，所述凸起部将所述外周面分为三个部分，所述凸起部位于所述轴套的中部，所述凸起部分的外径大于其他两部分的外径，所述外周面的其他两段为圆弧面，所述圆弧面自所述轴套的两端到所述凸起部的两端外径呈逐渐增加。
8.根据权利要求2-3任一项所述的离心泵，其特征在于：所述叶轮限制部包括所述外表面凸起形成的凸起筋，所述凸起筋沿所述轴套的轴向延伸，所述凸起筋沿所述外周面周向均匀分布，所述凸起筋之间为外径大致相同的圆柱面。
9.根据权利要求8所述的离心泵，其特征在于：所述凸起筋的数量与所述内凹槽的数量相同，所述凸起筋与所述内凹槽对应设置，设置有所述内凹槽和所述凸起筋位置的轴套本体厚度与未设置所述内凹槽和所述凸起筋的轴套本体的厚度大致相同。
10.根据权利要求8所述的离心泵，其特征在于：所述凸起筋的长度与所述轴套的长度大致相同，在靠近所述轴套两端面，所述凸起筋自所述轴套的圆柱面的凸出的高度小于靠近所述轴套轴向的中部的所述轴套的圆柱面的外表面凸出高度。
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