CN109139490B - 一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自吸泵技术领域，具体地说是一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，包括电机、由电机驱动抽吸液体的泵头；电机包括塑料制成的电机外壳；耐腐轴承座；耐腐电机轴，其两端采用耐腐轴承轴接在所述耐腐轴承座内；转子组件，在转子的表面包覆转子塑料壳而成，套接在耐腐电机轴的外壁上；定子固定在电机外壳的内壁上并间隙套设在所述转子组件外；间隙为300～600微米。本发明与现有技术相比，无需磁铁，其磁密隙可达300～600微米，解决了异步电机磁密隙窄的问题；使用塑料来实现流通液体的泵头与电机的隔离，达到耐腐效果；结构简单、传动简单、耐磨耐腐、实现自吸，解决了带磁铁泵复杂爱坏、易泄漏、不耐空转的缺点。

Description

一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵

技术领域

本发明涉及自吸泵技术领域，具体地说是一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵。

背景技术

经过全球市场化工辅助泵类产品应用调查，目前市场耐腐零泄露的泵，就是磁力泵。所述磁力泵也称为磁力驱动泵主要由泵头、磁力传动器磁缸、电动机、底座等几部分零件组成。磁力泵磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。当电动机通过联轴器带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气间隙和非磁性物质隔离套，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触同步传递，将容易泄露的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题。

而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，转子中间有直接注塑成型的轴套，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，定子与转子之间有一层薄壁隔离，无需配以传统的机械轴封，因而是完全密封。电机的扭力是通过矽钢片定子上的线圈通电后产生磁场带动永磁磁铁转子工作运转。对磁体进行nn为偶数级充磁使磁体部分相互组成完整耦合的磁力系统。当定子线圈产生的磁极与磁铁的磁极处于异极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝0，此时磁系统的磁能最低；当磁极转动到同极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝2π/n，此时磁系统的磁能最大。去掉外力后，由于磁系统的磁极相互排斥，磁力将使磁体恢复到磁能最低的状态。于是磁体产生运动，带动磁转子旋转。磁力泵一般来说都没带自吸功能。

但现有的磁力泵在应用中，还没有哪个产品能彻底保证耐空转，保证无限空转不坏泵的零部件。经过市场用户调查反应，也表示磁力泵不能耐空转，爱坏且维修麻烦。老要灌引液，这样操作麻烦还不耐用，并且价贵。

异步电机的磁密隙过大不好，但过窄也会导致定转子扫膛，所谓扫膛也就是转子外表面摩擦到定子的内壁；另外由于附加损耗增加而使电机效率降低。目前市场异步电机磁密隙过窄，一般为国标——100微米以内。所谓磁密隙指异步电机气隙。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种叶轮内无需磁铁、宽隙、结构简单、传动简单、耐磨耐腐、具有自增压高扬程的自吸泵，彻底解决了带磁铁泵复杂爱坏、易泄漏、不耐空转的缺点。

为实现上述目的，设计一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，包括电机、由电机驱动抽吸液体的泵头；其特征在于，

——所述的电机包括：

电机外壳，采用塑料制成；

耐腐轴承座，设有两个，分别嵌设在所述电机外壳内的两端；

耐腐电机轴，其两端采用耐腐轴承轴接在所述耐腐轴承座内；

转子组件，在转子的表面包覆转子塑料壳而成；其套接在所述耐腐电机轴的外壁上；

定子，在定子铁心的凹槽内嵌设定子绕组而成；其固定在电机外壳的内壁上并间隙套设在所述转子组件外；所述的间隙为300～600微米；

——所述的泵头包括：

泵头壳，呈一端开口的盖状；泵头壳的开口端固定在电机外壳的一端；泵头壳的端面上设有进液管，进液管的中心轴线与耐腐电机轴的中心轴线平行；接近泵头壳的开口端处的侧壁上设有出液管，所述出液管的中心轴线与进液管的中心轴线垂直；

塑料叶轮，设在所述泵头壳内，包括叶轮底板、弧形的叶片、叶轮盖板；若干所述的叶片的底边沿圆周均布固定在叶轮底板上使叶轮的底部呈封闭状态；所述的叶轮盖板采用圆板，且在圆板的中间沿圆周设若干花瓣形缕空孔形成花朵状通孔，相邻的两个花瓣形缕空孔之间形成位于内圈的尖弧形盲板，花瓣形缕空孔至圆板的外边缘之间形成外圈盲板；所述的叶轮盖板盖设在叶片的上边，且任意相邻的两个叶片中一个为长叶片、另一个为短叶片，靠近圆心部的长叶片位于相应的尖弧形盲板下，短叶片位于相应的外圈盲板下，所述叶片的外端不超出叶轮盖板的外边缘；所述塑料叶轮的外圆周与泵头壳的内壁之间设有间距；

塑料隔板，呈环形，设在位于所述泵头壳的端面与叶轮盖板之间的泵头壳内；所述塑料隔板的圆心与叶轮盖板的圆心位于同一轴线上，塑料隔板的中心孔的直径＝花朵状通孔的外圆直径，塑料隔板的外侧边缘与泵头壳的内壁卡嵌连接，使泵头壳分隔成进液腔与出液腔；相邻叶片之间形成弧形的出液通道，花朵状通孔与塑料隔板的中心孔贯通形成进液腔与出液腔之间的进液通道，实现级进通流和辅助自吸；

所述的耐腐电机轴的输出端轴接叶轮底板。

所述的靠近圆心部的长叶片位于尖弧形盲板的一侧边缘下方，且靠近圆心部的长叶片的弧度与尖弧形盲板的一侧边缘的弧度一致。

所述出液管与泵头壳的外壁之间的夹角为锐角；

所述进液管设置在靠近所述锐角侧的出液管处的泵头壳上；

所述的进液管与泵头壳的端面的圆心之间设有间距，使进液管偏心设置在泵头壳的端面上。

所述的电机外壳的两端分别设有容纳所述耐腐轴承座的T形沉孔；所述耐腐轴承座的剖面呈T形。

所述的电机外壳采用PP塑料或FD4四氟塑料。

所述电机外壳的内壁覆设塑料层；所述塑料层、转子塑料壳分别采用合成导电塑料；

所述的合成导电塑料为四氟合成材料或碳纤维合成材料。

所述的塑料隔板采用PP塑料或四氟塑料。

当作为陆地用泵时，所述耐腐轴承采用陶瓷轴承；所述的耐腐轴承座采用PP塑料或四氟塑料；

当作为潜水泵时，所述耐腐轴承采用不锈钢轴承；所述的耐腐轴承座采用不锈钢。

所述的耐腐电机轴采用合成塑料或陶瓷或不锈钢

所述的转子采用铸铝转子或铸铜转子。

本发明与现有技术相比，具有如下优势：

叶轮内无需磁铁，完全利用电机的电磁来带动旋转；

泵头与电机之间无需密封；

电机磁密隙可达60～600微米，最优可达300～600微米，使塑料防腐材料可以从磁密隙中间通过，保证了定子和转子静动零泄漏分离，保证了产品的可靠稳定性和应用性，解决了异步电机磁密隙窄的问题；

叶轮采用长、短叶片交错布置，其中长叶片解决进液效果和扬程辅助效果，短叶片能达到增压效果；

且结构简单、传动简单、耐磨耐腐、实现自吸，彻底解决了带磁铁泵复杂爱坏、易泄漏、不耐空转的缺点。

附图说明

图1为本发明的立体图之一。

图2为本发明的立体图之二。

图3为本发明的俯视图。

图4为图3中所示A-A剖示图。

图5为本发明中定子与转子组件、耐腐电机轴的俯视图。

图6为本发明中去除泵头壳后的立体图。

图7为图6中去除电机外壳后的立体图。

图8为本发明中定子的立体图。

图9为本发明中转子组件的立体图。

图10为本发明中转子的立体图。

图11为本发明中叶轮盖板的俯视图。

图12为本发明中叶轮盖板与叶片的透视俯视图。

具体实施方式

现结合附图对本发明做进一步地说明。

实施例1

参见图1～图12，一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐自吸泵，包括电机、由电机驱动抽吸液体的泵头；其特征在于，

——所述的电机包括：

电机外壳10，采用塑料制成；可根据使用温度条件，使用不同的塑料外壳。一般在80°以下温度用PP就可以，在80°以上至200°温度就用FD4四氟塑料。

耐腐轴承座7，设有两个，分别嵌设在所述电机外壳10内的两端；

耐腐电机轴14，其两端采用耐腐轴承8轴接在所述耐腐轴承座7内；

转子组件，在转子11的表面包覆转子塑料壳13而成；其套接在所述耐腐电机轴14的外壁上；

定子12，在定子铁心的凹槽内嵌设定子绕组而成；其固定在电机外壳10的内壁上并间隙套设在所述转子组件外；所述的间隙13-12为300～600微米；定子与转子组件形成静动分离；

——所述的泵头包括：

泵头壳2，呈一端开口的盖状；泵头壳2的开口端固定在电机外壳10的一端；泵头壳2的端面上设有进液管1，进液管1的中心轴线与耐腐电机轴14的中心轴线平行；接近泵头壳2的开口端处的侧壁上设有出液管17，所述出液管17的中心轴线与进液管1的中心轴线垂直；

塑料叶轮，设在所述泵头壳2内，包括叶轮底板5-1、弧形的叶片5、叶轮盖板4；若干所述的叶片5的底边沿圆周均布固定在叶轮底板5-1上使叶轮的底部呈封闭状态；所述的叶轮盖板4采用圆板，且在圆板的中间沿圆周设若干花瓣形缕空孔形成花朵状通孔，相邻的两个花瓣形缕空孔之间形成位于内圈的尖弧形盲板，花瓣形缕空孔至圆板的外边缘之间形成外圈盲板；所述的叶轮盖板4盖设在叶片5的上边，且任意相邻的两个叶片5中一个为长叶片、另一个为短叶片，靠近圆心部的长叶片位于相应的尖弧形盲板下，短叶片位于相应的外圈盲板下，所述叶片5的外端不超出叶轮盖板4的外边缘；所述塑料叶轮的外圆周与泵头壳2的内壁之间设有间距；本例中叶轮盖板的外径与叶轮底板的外径大小是视泵的系列大小而定的；其中，5片长叶片是为解决进液效果和扬程辅助效果，5片短叶片是为增压效果，也可以把5片短叶片均匀改成10片或15片不等的片数，从而增加扬程效果，达到高扬程使用效果功能。

塑料隔板3，呈环形，设在位于所述泵头壳2的端面与叶轮盖板4之间的泵头壳2内；所述塑料隔板3的圆心与叶轮盖板4的圆心位于同一轴线上，塑料隔板3的中心孔的直径＝花朵状通孔的外圆直径，塑料隔板3的外侧边缘与泵头壳2的内壁卡嵌连接，使泵头壳2分隔成进液腔与出液腔；相邻叶片5之间形成弧形的出液通道，花朵状通孔与塑料隔板3的中心孔贯通形成进液腔与出液腔之间的进液通道，实现级进通流及达到辅助自吸效果；

所述的耐腐电机轴14的输出端轴接叶轮底板5-1，形成整机耐腐条件。

本发明通过在转子11外包覆转子塑料壳来进一步保证其耐腐效果；其无需磁铁，从而能使其磁密隙可达300～600微米，解决了异步电机磁密隙窄的问题。工作时，转子11依次带动耐腐电机轴14、塑料叶轮旋转，使液体从进液管1进入进液腔，然后通过塑料隔板3与叶轮盖板4之间的进液通道，再依次经相邻叶片之间的出液通道、出液腔至出液管排出。

在现实化工泵中，能达到零泄漏的只有磁力泵，但其不耐空转。而本自吸泵能达到零泄漏，也完全解决无限制耐空转的寿命效果。用电机磁势解决充电磁铁的效果，为使用者推进降耗环保推进步伐，且泵头与电机之间无需密封。

进一步的，参见图3，所述出液管17与泵头壳2的外壁之间的夹角为锐角；所述进液管1设置在靠近所述锐角侧的出液管17处的泵头壳2上；所述的进液管1与泵头壳5的端面的圆心之间设有间距，使进液管1偏心设置在泵头壳5的端面上。

进一步的，所述的电机外壳10的两端分别设有容纳所述耐腐轴承座7的T形沉孔；所述耐腐轴承座7的剖面呈T形，便于固定。

进一步的，所述的电机外壳10采用PP塑料或FD4四氟塑料。

进一步的，所述电机外壳的内壁覆设塑料层；所述塑料层、转子塑料壳13分别采用合成导电塑料；所述的合成导电塑料为四氟合成材料或碳纤维合成材料。

进一步的，所述的塑料隔板采用PP塑料或四氟塑料。

进一步的，当作为陆地用泵时，所述耐腐轴承采用陶瓷轴承；所述的耐腐轴承座采用PP塑料或四氟塑料；当作为潜水泵时，所述耐腐轴承采用不锈钢轴承；所述的耐腐轴承座采用不锈钢。

进一步的，所述的耐腐电机轴采用合成塑料或陶瓷或不锈钢

进一步的，所述的转子采用铸铝转子或铸铜转子。

在现实化工泵中，能达到零泄漏的只有磁力泵。而磁力泵不耐空转等缺点，本发明自吸泵既解决了零泄漏，有自吸，维修简便，也完全解决无限制耐空转的寿命效果。用电机磁势达到了原有磁力泵需要另外增加充电磁铁所能达到的效果，免去了另加磁铁的磁铁包装的加工费用，也减去了磁铁本身的运转消耗了电机的功率，也解决了磁铁受热时间长退磁的弊病。为使用者拆装维修方便具备降耗环保推进步伐。且采用长短叶片来在增压的同时能提高进液效果和扬程辅助效果。

在电机实际应用技术里，成本最低的应该是异步电动机了。而本发明的异步宽隙电动机能方便维修、节约存本。此泵电机与市场异步电机不同之处就是改变了电机容量体磁势面，加宽了电机的气隙，导致塑料防腐材料可以从气隙中间通过，保证了定子和转子静动零泄漏分离，保证了产品的可靠稳定性和应用性。即：全球异步电机标准里的双边注：单边气隙除2气隙为40um至80um之间，最多不超过100um，气隙窄是不争的事实，存在隔腐材料根本不能通过的弊病。而本发明的泵电机气隙为60um至600um之间，最优达300～600um，打破原来异步电动机的应用方式局限。

本发明的宽隙电机目前为耐空转一体模块化耐温耐腐自吸泵的使用，将来还要应用在潜水泵里，高速舰船一体螺旋桨里，实现船桨分离水里变速。宽隙电机可以为特殊应用合成产品里为化工、电镀、环保、污水处理、造纸、半导体、印刷电路板、电力、地铁、脱硫、船运输等行业所应用。从而掀开市场需求的空白。

Claims (9)

1.一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，包括电机、由电机驱动抽吸液体的泵头； 其特征在于，

——所述的电机包括：

电机外壳（10），采用塑料制成；

耐腐轴承座（7），设有两个，分别嵌设在所述电机外壳（10）内的两端；

耐腐电机轴（14），其两端采用耐腐轴承（8）轴接在所述耐腐轴承座（7）内；

转子组件，在转子（11）的表面包覆转子塑料壳（13）而成；其套接在所述耐腐电机轴（14）的外壁上；

定子（12），在定子铁心的凹槽内嵌设定子绕组而成；其固定在电机外壳（10）的内壁上并间隙套设在所述转子组件外；所述的间隙（13-12）为60~600微米；

——所述的泵头包括：

泵头壳（2），呈一端开口的盖状；泵头壳（2）的开口端固定在电机外壳（10）的一端；泵头壳（2）的端面上设有进液管（1），进液管（1）的中心轴线与耐腐电机轴（14）的中心轴线平行；接近泵头壳（2）的开口端处的侧壁上设有出液管（17），所述出液管（17）的中心轴线与进液管（1）的中心轴线垂直；

塑料叶轮，设在所述泵头壳（2）内，包括叶轮底板（5-1）、弧形的叶片（5）、叶轮盖板（4）；若干所述的叶片（5）的底边沿圆周均布固定在叶轮底板（5-1）上使叶轮的底部呈封闭状态；所述的叶轮盖板（4）采用圆板，且在圆板的中间沿圆周设若干花瓣形缕空孔形成花朵状通孔，相邻的两个花瓣形缕空孔之间形成位于内圈的尖弧形盲板，花瓣形缕空孔至圆板的外边缘之间形成外圈盲板；所述的叶轮盖板（4）盖设在叶片（5）的上边，且任意相邻的两个叶片（5）中一个为长叶片、另一个为短叶片，靠近圆心部的长叶片位于相应的尖弧形盲板下，短叶片位于相应的外圈盲板下，所述叶片（5）的外端不超出叶轮盖板（4）的外边缘；所述塑料叶轮的外圆周与泵头壳（2）的内壁之间设有间距；

塑料隔板（3），呈环形，设在位于所述泵头壳（2）的端面与叶轮盖板（4）之间的泵头壳（2）内；所述塑料隔板（3）的圆心与叶轮盖板（4）的圆心位于同一轴线上，塑料隔板（3）的中心孔的直径等于花朵状通孔的外圆直径，塑料隔板（3）的外侧边缘与泵头壳（2）的内壁卡嵌连接，使泵头壳（2）分隔成进液腔与出液腔；相邻叶片（5）之间形成弧形的出液通道，花朵状通孔与塑料隔板（3）的中心孔贯通形成进液腔与出液腔之间的进液通道，实现级进通流和辅助自吸；

所述的耐腐电机轴（14）的输出端轴接叶轮底板（5-1）；

所述电机外壳（10）的内壁覆设塑料层；所述塑料层、转子塑料壳（13）分别采用合成导电塑料；

所述的合成导电塑料为四氟合成材料或碳纤维合成材料。

2.如权利要求1所述的一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，其特征在于：所述的靠近圆心部的长叶片位于尖弧形盲板的一侧边缘下方，且靠近圆心部的长叶片的弧度与尖弧形盲板的一侧边缘的弧度一致。

3.如权利要求1所述的一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，其特征在于：

所述出液管（17）与泵头壳（2）的外壁之间的夹角为锐角；

所述进液管（1）设置在靠近所述锐角侧的出液管（17）处的泵头壳（2）上；

所述的进液管（1）与泵头壳（2）的端面的圆心之间设有间距，使进液管（1）偏心设置在泵头壳（2）的端面上。

4.如权利要求1所述的一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，其特征在于：所述的电机外壳（10）的两端分别设有容纳所述耐腐轴承座（7）的T形沉孔；所述耐腐轴承座（7）的剖面呈T形。

5.如权利要求1所述的一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，其特征在于：所述的电机外壳（10）采用PP塑料或四氟塑料。

6.如权利要求1所述的一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，其特征在于：所述的塑料隔板（3）采用PP塑料或四氟塑料。

7.如权利要求1所述的一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，其特征在于：

当作为陆地用泵时，所述耐腐轴承（8）采用陶瓷轴承；所述的耐腐轴承座（7）采用PP塑料或四氟塑料；

当作为潜水泵时，所述耐腐轴承（8）采用不锈钢轴承；所述的耐腐轴承座（7）采用不锈钢。

8.如权利要求1所述的一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，其特征在于：所述的耐腐电机轴（14）采用合成塑料或陶瓷或不锈钢。

9.如权利要求1所述的一种无磁铁耐空转一体模块化耐温耐腐高扬程自吸泵，其特征在于：所述的转子（11）采用铸铝转子或铸铜转子。

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