CN110873061A - 泵体及用于泵体的转子组件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及泵体及泵体转子组件的制造方法，该泵体包括泵壳、连接到泵壳的电机以及收容于泵壳内并被电机驱动的泵轮，所述电机包括定子和可转动地安装到定子内的转子，所述定子设有一中心轴，所述转子包括支撑体、固定嵌入所述支撑体的轴承组件、固定于所述支撑体的转子铁芯及固定于所述转子铁芯的永磁体，所述轴承组件包括转动套设于所述中心轴的至少一轴承，所述至少一轴承转动支撑所述中心轴，所述支撑体通过嵌件成型工艺包覆固定所述轴承组件并固定连接所述转子铁芯及所述轴承组件。实施本发明降低了泵体的成本。

Description

泵体及用于泵体的转子组件的制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种泵体及该泵体的转子组件的制造方法，该泵体可用作水泵。
【背景技术】
水泵一般包括泵壳、连接到泵壳的电机以及收容于泵壳内并被电机驱动的泵轮。电机包括定子和可转动地安装到定子内的转子。转子包括中心轴以及环绕到中心轴外周的转子铁芯。泵轮与转子铁芯连接并套设到中心轴，且泵轮可随转子铁芯在中心轴上同步转动。泵轮、转子铁芯与中心轴之间通常分别设置轴承从而使泵轮、转子铁芯可相对中心轴转动。然而该轴承通常存在不易加工、同轴度难以保证、成本高等缺点。因此，亟需一种改善的方案。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种易加工且成本较低的泵体及用于该泵体的转子组件的制造方法。
本发明的第一方面提供一种泵体，包括泵壳、连接到泵壳的电机以及收容于泵壳内并被电机驱动的泵轮，所述电机包括定子和可转动地安装到定子内的转子，所述定子设有一中心轴，所述转子包括支撑体、固定嵌入所述支撑体的轴承组件、固定于所述支撑体的转子铁芯及固定于所述转子铁芯的永磁体，所述轴承组件包括转动套设于所述中心轴的至少一轴承，所述至少一轴承转动支撑所述中心轴，所述支撑体通过嵌件成型工艺包覆固定所述轴承组件并固定连接所述转子铁芯及所述轴承组件。
本发明的另一方面提供一种转子组件的制造方法，包括：
制备转子铁芯组件，包括将永磁体嵌装到转子铁芯内，并通过嵌件成型方式形成保护套，保护套包覆转子铁芯的外周表面以及包覆转子铁芯及永磁体的两轴向端；及
采用二次嵌件成型方式成型支撑体，包括将轴承组件定位到模具内，并使转子铁芯组件套设到轴承组件的外周；注塑成型支撑体，支撑体将支架及其两个轴承固定为一体。
实施本发明，采用嵌件成型方式形成支撑件的同时固定了轴承组件，省去了安装轴承组件90的步骤，从而简化了工艺降低了成本。
【附图说明】
图1为本发明第一实施例提供的一种泵体的结构示意图；
图2是图1所示泵体的爆炸示意图；
图3是图1所示泵体的剖视示意图；
图4是图1所示泵体的泵壳的底部示意图；
图5是图1所示泵体的轴承组件的分解示意图；
图6是图1所示泵体的泵轮、支撑体、保护套、转子铁芯的第一角度的示意图；
图7是图1所示泵体的泵轮、支撑体、保护套的第二角度的示意图；
图8是本发明一实施例提供的一种转子组件的制造方法的流程图；
图9为本发明第二实施例提供的一种泵体的结构示意图；
图10是图9所示泵体的爆炸示意图；
图11是图9所示泵体的剖视示意图；
图12是图9所示泵轮、连接座的剖视示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1，本发明第一实施例提供的一种泵体100，包括泵壳10、连接到泵壳10的电机50以及收容于泵壳10内并被电机50驱动的泵轮30(见图2)。泵壳10具有泵壳入口11和泵壳出口12，电机50工作时驱动泵轮30转动，从而促使外部的流体从泵壳入口11进入泵体100，并从泵壳出口12流出。
参考图2和图3，电机50为内转子电机，包括定子和可转动地安装到定子内的转子。
定子包括筒状的定子外壳61、定子内壳71、收容于定子外壳61与定子内壳71之间的定子磁芯62、绕设到定子磁芯62的定子绕组63及收容于定子内壳71的中心轴72。定子外壳61及定子内壳71的第一端连接到泵壳10，并在该第一端与泵壳10之间形成泵腔104以收容泵轮30。所述转子收容于定子内壳71并转动套设于所述中心轴72。定子内壳71包括一端开口的圆筒状的主体部711以及形成在主体部711开口端向外延展的外环部712。外环部712连接到泵壳10并被夹持在定子外壳61与泵壳10之间。主体部711的内腔715与泵腔104连通。泵轮30位于主体部711的开口处，且泵轮30的泵轮入口31正对泵壳入口11。
所述中心轴72的一端固定到主体部711的内腔715底部，另一端穿过泵轮30固定到泵壳10。具体的，主体部711的内腔715底部具有凸起的毂部714，所述中心轴72的一端固定到毂部714内。泵壳10的泵壳入口11靠近泵轮入口31的一端设有固定件13，如图3和图4所示，固定件13部分伸入泵轮入口31内，中心轴72固定到固定件13内。优选地，固定件13的外周设有连接部14，固定件13通过连接部14安装于泵壳10。连接部14为三个，均匀分布在固定件13的外周。
转子收容于主体部711的内腔715。转子包括设有中心通孔的支撑体40，固定嵌入所述支撑体40的轴承组件90(见图5)、固定于所述支撑体40外侧的转子铁芯73和嵌装到转子铁芯73内的永磁体74。永磁体74呈块状。本实施例中，永磁体74为四个，四个永磁体74两两相对。
参考图2、图3、图5、图6和图7，所述转子通过所述轴承组件90转动支撑于该中心轴72，使得所述转子可相对中心轴72自由转动。
轴承组件90包括一圆筒状的支架92以及分别被支撑于所述支架92两端的两个轴承91。所述支架92内孔孔径大于轴承91的内孔孔径。在本实施方式中，所述两个轴承91由石墨或其低摩擦系数的材料制成轴衬。可以理解，在其他实施方式中，所述两个轴承91也可以是滚珠轴承。安装时，所述两个轴承91与中心轴72之间摩擦配合，而支架92与中心轴72之间为间隙配合，从而避免支架92与中心轴72相互干涉而阻碍转子转动。所述支架92对两个轴承91起到支撑连接作用，增加两个轴承91的同轴度。本实施例中，所述支架92的两端分别具有凹入的定位槽921，两个轴承91部分分别嵌设在对应的凹入的定位槽921中，从而在支架92的定位下提高两个轴承91的同轴度。
泵轮30包括底板33、与底板33相对并隔开的盖板34以及连接在底板33和盖板34之间的若干叶片35。盖板34具有泵轮入口31，泵轮出口32位于泵轮30的侧面。
本实施例中，泵轮30的底板33及叶片35与支撑体40为一体成型，而盖板34以可拆卸方式扣合于叶片35顶端。具体而言，通过注嵌件成型工艺一并形成所述支撑体40、位于所述支撑体40一端的底板33及位于底板33顶面的底板33。同时，成型过程中，轴承组件90被嵌件固定于支撑体40内。采用这种方式，可以省去将泵轮30安装于支撑体40步骤，也省去了安装轴承组件90的步骤，从而简化了工艺。
为加强轴承组件90相对于支撑体40之间的连接强度，两个轴承91的相背离的一端分别具有凹口911，支撑体40对应位置分别具有与对应的凹口911配合的凸起部332、401(分别见图6和图7)，嵌件成型时，凸起部332、401卡入凹口911，防止了两个轴承91在受力时相对支撑体40转动。
形成了支撑体40前，先将转子铁芯73和嵌装到转子铁芯73内的永磁体74采用嵌件成型方式包覆成一转子铁芯组件。成型过程中，由成型材料，如塑料，形成一包覆转子铁芯73的外周表面以及两轴向端的保护套75。然后，将转子铁芯组件和轴承组件90采用二次嵌件成型工艺固定连接在一起，并同时形成了所述支撑体40。具体而言，支撑体40的外周沿其轴向形成有环状的第一连接部41和环状的第二连接部42，转子铁芯72固定套设在支撑体40的外周并位于第一连接部41和环状的第二连接部42之间。成型过程中，第一连接部41和第二连接部42分别抵靠保护套75的两个轴向端，从而将转子铁芯73、泵轮30以及轴承组件90固定为一个整体，该整体在两个轴承91、92的支撑下可相对于中心轴72转动。如此，保护套75与支撑体40配合之后覆盖了转子铁芯73的所有外表面和内表面，避免转子被主体部711的内腔715或泵腔104内的流体破坏。可以理解，其他实施方式中,转子铁芯73和永磁体也可以采用粘贴等方式固定于支撑体40。
在本实施方式中，第一连接部41和第二连接部42两个相对的面上分别具有卡部411、421(分别见图7和图6)，保护套75的两个轴向端形成与卡部411、421对应卡合的凹槽部751、752(分别见图6和图7)，从而增强了保护套75与支撑体40之间的结合强度，使得转子铁芯73更加稳固的安装到支撑体40。
支撑体40的外周于第一连接部41和第二连接部42之间形成有沿其轴向延伸的凸棱402，转子铁芯73的通孔731的内壁上具有凹部732(见图6)，凸棱402与凹部732配合，可增强支撑体40和转子铁芯73之间的固定力度。优选地，凸棱402为四个，均匀分布在支撑体40的外周，对应地，凹部732也为四个。
请再参考图2和图3，定子外壳61的外周固定套设有保护套65，对定子外壳61起到保护作用。定子外壳61内沿泵体100的轴向形成有第一腔611和第二腔612。定子磁芯62、定子内壳71安装到第一腔611内。定子磁芯62由若干叠片沿电机50的轴向叠置而成。定子外壳61的靠近第二腔612的一端安装有驱动电路80，驱动电路80部分容置于第二腔612内并与定子绕组63电连接，从而实现给定子绕组63供电。
本实施例中，定子内壳71的主体部711位于定子磁芯62的若干定子齿围合形成的空间内。定子内壳71的外环部712靠近泵壳10，且泵壳10、外环部712及定子外壳61的一端通过紧固件713例如螺钉等固定，拆装方便。
因定子内壳71与泵壳10之间为密封连接，因此，第一腔611及其中的定子磁芯62等、第二腔612及其中的驱动电路80不会与内腔715或泵腔104内的流体接触，避免了流体对定子或驱动电路80的损害。
参考图8，本发明还提供了一种转子组件的制造方法，包括：
S1、制备转子铁芯组件，包括将永磁体74嵌装到转子铁芯73内，并通过嵌件成型方式形成保护套75，保护套75包覆转子铁芯73的外周表面以及包覆转子铁芯73及永磁体74的两轴向端。
S2、组装轴承组件90，包括提供两个轴承91及一支架92，并且将两个轴承91分别卡入支架92两端的定位槽921中。支架92的内孔为圆柱形，支架92的内孔孔径大于轴承91的内孔孔径。
S3、采用二次嵌件成型方式成型支撑体40，包括将轴承组件90定位到模具内，并使转子铁芯组件套设到轴承组件90的外周；注塑成型支撑体40，支撑体40将支架92及其两个轴承91固定为一体。其中，注塑材料填充到转子铁芯组件的内孔与轴承组件90的外壁之间，并在转子铁芯组件的两个轴向端与保护套75固定在一起，从而将转子铁芯组件、轴承组件90固定为一个整体。
本实施例中，支撑体40的外周形成有第一连接部41和第二连接部42，转子铁芯73位于第一连接部41和第二连接部42之间。第一连接部41和第二连接部42分别固定到保护套75的两个轴向端。
该转子组件的轴承组件90通过两个分离的轴承91来安装到中心轴，提高了稳定性；该两个轴承91通过支架92实现定位与装配，提高了两个轴承91的同轴度；转子铁芯73通过注塑成型的支撑体固定到轴承组件90，提高了生产效率。
可以理解，上述步骤S1及S2之间并没有先后次序，只要在均在步骤S3之前完成即可。
参考图9至图12，本发明第二实施例提供的一种泵体100，包括泵壳10、连接到泵壳10的电机50以及收容于泵壳10内并被电机50驱动的泵轮30(见图10、图11)。
所述电机的转子包括支撑体36、固定嵌入所述支撑体36的轴承组件、固定于所述支撑体36的转子铁芯73及嵌装到转子铁芯73内的永磁体(图未显示)。可以理解，第一实施例不同，第二实施例的轴承组件仅包括一轴承76，元件的减少可导致更低成本。
具体而言，第二实施例中，定子内壳71的主体部711内的底部形成有毂部718并设有一中心轴72。所述中心轴72的底端固定到固定座718内，顶端套设有所述轴承76。由于所述毂部718向上延伸至主体部711的中部，高度较大，从而使得中心轴72较短且中心轴72沿长度方向超过一半的部分卡入所述毂部718，即使只有一端支撑转子也不易受力弯曲。所述支撑体36靠近固定座718的端部具有安装孔361(见图12)以供固定安装轴承76。轴承76可相对于中心轴72转动，从而使泵轮30可相对中心轴72转动。当转子铁芯73在定子磁芯62的磁场作用下转动时可带动泵轮30、轴承76相对中心轴72转动。优选地，毂部718的顶端与轴承76之间套设有摩擦系数较少的垫片77，减少轴承76与毂部718之间的摩擦力。
本实施例中，泵轮30包括底板、与底板相对并隔开的盖板以及连接在底板和盖板之间的若干叶片。优选地，支撑体36与泵轮30的底板为一体成型，所述叶片与盖板一体成型。例如，通过注塑成型的工艺一体成型。
泵轮30的泵轮入口31与泵壳10的泵壳入口11之间设有密封件。本实施例中，密封件包括摩擦环17和可相对摩擦环17转动的间隔环16。摩擦环17安装到泵壳10内壁，间隔环16安装到泵轮30并环绕泵轮入口31。密封件具有通孔连通泵壳入口11与泵轮入口31。密封件位于泵壳10与泵轮30之间的间隙处，以阻挡流体经由间隙从泵轮出口32流向泵轮入口31，从而提高了泵体100的效率。
定子外壳61呈筒状并具有沿泵体100轴向延伸的第一腔611。定子磁芯62、定子内壳71、驱动电路80安装到第一腔611内，驱动电路80位于主体部711的底部。以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种泵体，包括泵壳、连接到泵壳的电机以及收容于泵壳内并被电机驱动的泵轮，所述电机包括定子和可转动地安装到定子内的转子，其特征在于：所述定子设有一中心轴，所述转子包括支撑体、固定嵌入所述支撑体的轴承组件、固定于所述支撑体的转子铁芯及固定于所述转子铁芯的永磁体，所述轴承组件包括转动套设于所述中心轴的至少一轴承，所述至少一轴承转动支撑所述中心轴，所述支撑体通过嵌件成型工艺包覆固定所述轴承组件并固定连接所述转子铁芯及所述轴承组件。
2.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于，所述轴承组件还包括一套设到所述中心轴的支架，所述至少一轴承包括两分别安装到所述支架两端的两轴承，所述支架与中心轴为间隙配合。
3.根据权利要求2所述的泵体，其特征在于：所述支架的两端分别具有凹入的定位槽，所述两个轴承部分分别嵌设在对应的凹入的定位槽中。
4.根据权利要求2所述的泵体，其特征在于，其中一轴承固定到所述泵轮内，另外一轴承固定到所述支撑体的远离所述泵轮的一端内。
5.根据权利要求2所述的泵体，其特征在于：所述支架为筒状，所述支架的内孔孔径大于所述轴承的内孔孔径。
6.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于：所述支撑体和所述泵轮的一部分为一件式整体。
7.根据权利要求6所述的泵体，其特征在于：所述泵轮包括底板、与底板相对并隔开的盖板以及连接在底板和盖板之间的若干叶片，所述支撑体和所述泵轮的底板一件式整体。
8.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于：所述支撑体的外周沿其轴向形成有第一连接部和第二连接部，所述转子铁芯位于所述第一连接部和第二连接部之间；所述转子铁芯的外周表面以及两轴向端被一保护套所包覆，所述第一连接部和第二连接部分别固定到所述保护套的两个轴向端。
9.根据权利要求2所述的泵体，其特征在于：所述两个轴承的相背离的一端分别具有凹口，所述泵轮以及所述支撑体分别具有与对应的所述凹口配合的凸起部。
10.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于：所述定子包括定子外壳、定子内壳、收容于定子外壳与定子内壳之间的定子磁芯以及绕设到定子磁芯的定子绕组，所述定子外壳及定子内壳的第一端连接到所述泵壳，并在该第一端与泵壳之间形成泵腔以收容所述泵轮；所述转子收容于所述定子内壳。
11.根据权利要求10所述的泵体，其特征在于：所述定子内壳包括一端开口的主体部以及形成在主体部的开口端的外环部，所述转子铁芯收容于所述主体部的内腔，所述外环部连接到所述泵壳从而在两者之间形成泵腔以收容所述泵轮，所述主体部的内腔与所述泵腔连通。
12.根据权利要求11所述的泵体，其特征在于：所述中心轴的一端固定到所述主体部的内腔底部，另一端穿过所述泵轮固定到所述泵壳。
13.根据权利要求11所述的泵体，其特征在于：所述定子内壳的的主体部底部向上凸设一毂部，所述中心轴的底端固定到所述毂部，顶端转动套设有所述轴承，所述中心轴沿长度方向超过一半的部分卡入所述毂部。
14.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于：所述至少一轴承为由石墨或其低摩擦系数的材料制成轴衬，所述至少一轴承轴承与中心轴之间摩擦配合。
15.一种用于泵体的转子组件的制造方法，包括：
制备转子铁芯组件，包括将永磁体嵌装到转子铁芯内，并通过嵌件成型方式形成保护套，保护套包覆转子铁芯的外周表面以及包覆转子铁芯及永磁体的两轴向端；及
采用二次嵌件成型方式成型支撑体，包括将轴承组件定位到模具内，并使转子铁芯组件套设到轴承组件的外周；注塑成型支撑体，支撑体将支架及其两个轴承固定为一体。
16.根据权利要求14所述的转子组件的制造方法，其特征在于:注塑成型支撑体时，注塑材料填充到转子铁芯组件的内孔与轴承组件的外壁之间，并在转子铁芯组件的两个轴向端与保护套固定在一起。
17.根据权利要求14所述的转子组件的制造方法，其特征在于:该制造方法还包括在采用二次嵌件成型方式成型支撑体之前组装轴承组件的步骤，该步骤包括提供两个轴承及一支架，并且将该两个轴承别卡入所述支架两端的定位槽中。
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