CN111271295A - 一种控制板装在水泵中部的电动水泵 - Google Patents

一种控制板装在水泵中部的电动水泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种控制板装在水泵中部的电动水泵，包括水泵涡壳、水泵叶轮、泵盖、水泵控制板、转子、转子罩、外壳、后轴承、定子、止推环和前轴承，水泵涡壳安装在泵盖的前端面上，水泵控制板安装在泵盖的后端面上，转子罩的端口套在泵盖后端凸台的外圆上，转子罩内腔后端上设置有一个凹坑，前轴承安装在泵盖上的前轴承安装孔内，转子安装在转子罩的内腔里，转子的后端面上设置有转子叶片，止推环的轴心通孔套在转子前端凸台外圆上，转子轴的前端外圆上设置有水泵叶轮，定子套在转子罩的外圆上，外壳的内腔套在定子的外圆上。本电动水泵具有良好的内部冷却系统，对控制板、转子及定子具有良好冷却效果且热负荷小，工作可靠性高。

Description

一种控制板装在水泵中部的电动水泵
技术领域
本发明涉及一种电动水泵，特别涉及一种应用于汽车冷却系统中的控制板装在水泵中部的电动水泵。
背景技术
随着电动汽车的发展，电动汽车的驱动电机和动力电池等动力构件都需要冷却系统的冷却来保证其工作性能和工作可靠性，电动汽车的冷却系统没有了传统燃油汽车的发动机驱动的机械式水泵，只能使用电力驱动的电动水泵，电机和驱动电机工作的电机控制板在工作过程中会产生发热的问题，转子磁涡流引起的过热会导致转子永磁体退磁，定子过热会导致线圈绝缘烧毁，控制板过热会导致控制板的器件烧坏，现有的电动水泵采用控制板安装在水泵后端的方式并且内部冷却采用的是内部冷却水不循环流动的浸泡式冷却，内部热量不能很好地散出，对控制板、转子及定子的冷却效果较差，电动水泵存在过热损坏的隐患；另一方面，驱动电机的电机转子在交变磁场力的驱动下会产生扭振，水泵叶轮在泵水的过程中会产生扭振，电动水泵内腔中的空气被加热和冷却而产生热胀冷缩效应，导致电动水泵内腔气压的变化，电动水泵内外存在压力差使电动水泵的结构件受到额外的应力，影响电动水泵的可靠性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种对控制板、转子及定子具有良好冷却效果且热负荷小的控制板装在水泵中部的电动水泵；
本发明采用如下技术方案：一种控制板装在水泵中部的电动水泵，包括：水泵涡壳、水泵叶轮、泵盖、水泵控制板、转子、转子罩、外壳、后轴承、定子、止推环和前轴承，其特征在于：水泵涡壳安装在泵盖的前端面上，泵盖的前端面上设置有一个环型的凸台，泵盖的前端环型凸台的中央部位设置有一个凹坑，泵盖前端凹坑上设置有贯通泵盖前后端面的前轴承安装孔，泵盖前轴承安装孔的上方设置有一个过流孔，水泵控制板安装在泵盖的后端面上，泵盖后端面的中央部位设置有一个凸台，转子罩的端口套在泵盖后端凸台的外圆上，转子罩内腔后端上设置有一个凹坑，转子罩内腔后端凹坑的底面上设置有若干凸台，后轴承安装在转子罩内腔后端凹坑内，后轴承的轴承孔内设置有过流槽，前轴承安装在泵盖上的前轴承安装孔内，前轴承的轴承孔内设置有过流槽，转子安装在转子罩的内腔里，转子的后端面上设置有转子叶片，转子的外圆上设置有螺旋型凸起，转子的前端面上设置有凸台，转子前端凸台的外部设置有凸齿，转子前端凸台内部设置有过流槽，转子的轴心上设置有一个贯通前后端的通孔，转子的前部轴面上设置有若干个贯通轴心通孔的径向通孔，转子的内部设置有若干个贯通转子前后端面的过流孔，止推环轴心处设置有一个通孔，止推环的轴心通孔套在转子前端凸台外圆上，转子轴的前端外圆上设置有水泵叶轮，转子的前端轴段支撑在前轴承的轴承孔内，转子的后端轴段支撑在后轴承的轴承孔内，定子套在转子罩的外圆上，定子的外圆上设置有凸起，外壳的内腔套在定子的外圆上。
优选的，所述外壳的后端面上设置有连通外壳内腔与外部的通气孔，外壳的内腔底部设置有一个凸台，外壳后端内腔底部凸台的内部设置有一个凹坑，呼吸器安装在外壳后端内腔底部凸台的内部凹坑里，所述呼吸器上设置有能阻隔液体而可以透过气体的呼吸透气膜。
优选的，所述外壳的头部后端面上设置有电容安装凸台，外壳的电容安装凸台内部设置成一个空腔，外壳的电容安装凸台的内部空腔套在水泵控制板上的驱动电容上。
优选的，所述外壳的机脚下端面上设置有凸台，机脚减振垫套在外壳的机脚下端凸台上。
优选的，所述外壳的内腔孔壁上设置有轴向凹槽，定子外圆上的凸起扣在外壳内腔孔壁上的轴向凹槽内。
优选的，所述转子罩内腔后端凹坑与后轴承外圆之间的空隙内设置有后轴承减振圈，所述泵盖上的前轴承安装孔与前轴承外圆之间的空隙内设置有前轴承减振圈。
优选的，所述转子的轴心通孔的前端设置有堵头。
优选的，所述转子罩内腔后端底面上的凸台顶在转子的转子轴后端面上，止推环轴心通孔的边缘上设置有卡槽，止推环的前端面上设置有凹槽，止推环的轴心通孔套在转子前端凸台外圆上，止推环的后端面抵靠在转子前端凸台外围的加强筋的前端面上，止推环的前端面抵靠在前轴承的后端面上，转子前端凸台的外部凸齿扣入止推环轴心通孔边缘上的卡槽内。
优选的，电源插座安装在外壳上部的后端面上，外壳的前端面在连接螺钉拧紧力的作用下而紧压在外壳密封圈上。
优选的，所述泵盖的前端环型凸台的内部设置有若干凸起的加强筋。
本发明提供的一种控制板装在水泵中部的电动水泵的有益效果在于：
1)本电动水泵具有良好的内部冷却系统，实际冷却过程中，水泵叶轮后面的一部分水通过转子前部轴面上的径向通孔直接进入转子的轴心通孔，水泵叶轮后面的另一部分水通过前轴承的轴承孔过流槽、止推环轴心通孔、转子前端凸台内部过流槽后再从转子前部轴面上的径向通孔进入转子的轴心通孔而构成内部冷却水流，内部冷却水流沿着转子的轴心通孔向后流经转子罩内腔后端凹坑和后轴承的轴承孔过流槽进入转子后端，再由转子的后端面上的转子叶片泵送到转子的后部外圆区域，转子后部外圆区域的一部分内部冷却水流沿着转子的内部过流孔流向转子前端，转子后部外圆区域的另一部分内部冷却水在转子外圆上的螺旋型凸起的推动下沿着转子外圆与转子罩内腔壁面之间的空隙流向转子前端，转子前端的内部冷却水经泵盖上的过流孔从泵盖前部水腔进入水泵涡壳的出水口排出，电动水泵在实际工作过程中热负荷小，而且可以实现对控制板、转子及定子进行良好的冷却作用；
2)本电动水泵中将水泵控制板安装在水泵中部的泵盖的后端面上，水泵控制板通过泵盖直接受到水泵涡壳内的水流的冷却，实现水泵控制板的高可靠性，在摩擦负荷方面，水泵叶轮后面的水压在转子驱动水泵叶轮旋转时高于水泵叶轮前面的水压，从而在水泵叶轮上产生一个向前的轴向推力，水泵叶轮向前的轴向推力经转子和止推环传递而由止推环的前端面作用到前轴承的后端面上，转子外圆上的螺旋型凸起将内部冷却水向转子前端推送的反作用力在转子上产生一个向后的轴向推力而抑制了转子受到的向前轴向推力，减小了止推环前端面作用在前轴承后端面上的压力，而止推环前端面上凹槽里的水在止推环旋转的过程中布覆到前轴承后端面上，进一步减小了止推环前端面与前轴承后端面之间的摩擦，提高了电动水泵的工作可靠性；
3)本电动水泵通过在呼吸器上设置有能阻隔液体而可以透过气体的呼吸透气膜，当电动水泵内部气压大于外部气压时，电动水泵内部的气体通过呼吸器和外壳后端面上的通气孔向外呼出，当电动水泵内部气压小于外部气压时，电动水泵外部的气体通过外壳后端面上的通气孔和呼吸器向内吸入而实现电动水泵内外部的压力平衡，抑制了电动水泵内腔气体因热胀冷缩导致压力差而引起的附加应力。
附图说明
图1是本发明的结构剖视图；
图2是本发明的后视图；
图3是本发明的转子视图；
图4是本发明的止推环视图；
图5是本发明的泵盖前视图。
具体实施方式
本说明书所说的“前”、“后”方位指的是靠水泵涡壳一侧为前，靠水泵控制器盖一侧为后，下同。
下面结合附图对本发明的实施作进一步描述：
参照图1至图5所示，一种控制板装在水泵中部的电动水泵，包括1水泵涡壳、2水泵叶轮、3涡壳密封圈、4泵盖、5外壳密封圈、6水泵控制板、7电源插座、8转子、9转子罩、10外壳、11后轴承、12后轴承减振圈、13呼吸器密封圈、14呼吸器、15定子、16止推环、17前轴承、18前轴承减振圈、19转子罩密封圈、20堵头及21机脚减振垫，其中水泵涡壳1安装在泵盖4的前端面上，泵盖4的前端面上设置有一个环型的凸台4.1，泵盖4的前端环型凸台4.1的中央部位设置有一个凹坑4.2，泵盖4前端凹坑4.2上设置有贯通泵盖4前后端面的前轴承安装孔4.3，泵盖4的前端环型凸台4.1的内部设置有若干凸起的加强筋4.4；
泵盖4前轴承安装孔4.3的上方设置有一个过流孔4.5，泵盖4前端环型凸台4.1的外圆与水泵涡壳1的端口之间的空隙内设置有涡壳密封圈3，泵盖4后端面的外缘上设置有一个密封圈安装槽4.6，外壳密封圈5安装在泵盖4后端面外缘上的密封圈安装槽4.6内；
水泵控制板6安装在泵盖4的后端面上，水泵控制板6上设置有竖立安装的驱动电容6.1，泵盖4后端面的中央部位设置有一个凸台4.7，转子罩9的端口套在泵盖4后端凸台4.7的外圆上，泵盖4后端凸台4.7的外圆与转子罩9端口之间的空隙内设置有转子罩密封圈19，转子罩9内腔后端上设置有一个凹坑9.2，转子罩9内腔后端凹坑9.2的底面上设置有若干凸台9.1；
后轴承11安装在转子罩9内腔后端凹坑9.2内，后轴承11的轴承孔内设置有过流槽，转子罩9内腔后端凹坑9.2与后轴承11外圆之间的空隙内设置有后轴承减振圈12，前轴承17安装在泵盖4上的前轴承安装孔4.3内，前轴承17的轴承孔内设置有过流槽，泵盖4上的前轴承安装孔4.3与前轴承17外圆之间的空隙内设置有前轴承减振圈18，前轴承减振圈18和后轴承减振圈12共同抑制了转子8的振动向外部的传递；
转子8安装在转子罩9的内腔里，转子8的后端面上设置有转子叶片8.1，转子8的外圆上设置有螺旋型凸起8.2，转子8的前端面上设置有凸台8.3，转子8前端凸台8.3的外部设置有凸齿8.4，转子8前端凸台8.3内部设置有过流槽8.5，转子8前端凸台8.3的外围设置有加强筋8.6，转子8的轴心上设置有一个贯通前后端的通孔8.7，转子8的前部轴面上设置有若干个贯通轴心通孔8.7的径向通孔8.8，转子8的内部设置有若干个贯通转子8前后端面的过流孔8.9，转子8的轴心通孔8.7的前端设置有堵头20而阻止内部冷却水向水泵叶轮2前的吸水区回流；
转子8轴的前端外圆上设置有水泵叶轮2，转子8的前端轴段支撑在前轴承17的轴承孔内，转子8的后端轴段支撑在后轴承11的轴承孔内，转子罩9内腔后端底面上的凸台9.1顶在转子8的转子轴后端面上而限制转子8的向后窜动；
止推环16轴心处设置有一个通孔16.1，止推环16轴心通孔16.1的边缘上设置有卡槽16.2，止推环16的前端面上设置有凹槽16.3，止推环16的轴心通孔16.1套在转子8前端凸台8.3外圆上，止推环16的后端面抵靠在转子8前端凸台8.3外围的加强筋8.6的前端面上，止推环16的前端面抵靠在前轴承17的后端面上而限制转子8的向前窜动，转子8前端凸台8.3的外部凸齿8.4扣入止推环16轴心通孔16.1边缘上的卡槽16.2内而驱动止推环16跟随转子8同步旋转；
定子15套在转子罩9的外圆上，定子15的外圆上设置有凸起15.1，外壳10的内腔套在定子15的外圆上，电源插座7安装在外壳10上部的后端面上，外壳10的前端面在连接螺钉拧紧力的作用下而紧压在外壳密封圈5上，外壳10的后端面上设置有连通外壳10内腔与外部的通气孔10.1，外壳10的内腔底部设置有一个凸台10.2，外壳10后端内腔底部凸台10.2的内部设置有一个凹坑；
呼吸器14安装在外壳10后端内腔底部凸台10.2的内部凹坑里，在外壳10后端内腔底部凸台10.2的内部凹坑与呼吸器14外圆的空隙里设置有呼吸器密封圈13，在外壳10的头部后端面上设置有电容安装凸台10.3，外壳10的电容安装凸台10.3内部设置成一个空腔，外壳10的电容安装凸台10.3的内部空腔套在水泵控制板6上的驱动电容6.1上，在外壳10的机脚下端面上设置有凸台10.4，机脚减振垫21套在外壳10的机脚下端凸台10.4上；
外壳10的内腔孔壁上设置有轴向凹槽10.5，定子15外圆上的凸起15.1扣在外壳10内腔孔壁上的轴向凹槽10.5内而抑制定子15的扭振；
呼吸器14上设置有能阻隔液体而可以透过气体的呼吸透气膜，当电动水泵内部气压大于外部气压时，电动水泵内部的气体通过呼吸器14和外壳10后端面上的通气孔10.1向外呼出，当电动水泵内部气压小于外部气压时，电动水泵外部的气体通过外壳10后端面上的通气孔10.1和呼吸器14向内吸入而实现电动水泵内外部的压力平衡，抑制了电动水泵内腔气体因热胀冷缩导致压力差而引起的附加应力；
在内部冷却方面，水泵叶轮2后面的一部分水通过转子8前部轴面上的径向通孔8.8直接进入转子8的轴心通孔8.7以及水泵叶轮2后面的另一部分水通过前轴承17的轴承孔过流槽、止推环16轴心通孔16.1、转子8前端凸台8.3内部过流槽8.5后再从转子8前部轴面上的径向通孔8.8进入转子8的轴心通孔8.7而构成内部冷却水流，内部冷却水流沿着转子8的轴心通孔8.7向后流经转子罩9内腔后端凹坑9.2和后轴承11的轴承孔过流槽进入转子后端，再由转子8的后端面上的转子叶片8.1泵送到转子8的后部外圆区域，转子8后部外圆区域的一部分内部冷却水流沿着转子8的内部过流孔8.9流向转子8前端，转子8后部外圆区域的另一部分内部冷却水在转子8外圆上的螺旋型凸起8.2的推动下沿着转子8外圆与转子罩9内腔壁面之间的空隙流向转子8前端，转子8前端的内部冷却水经泵盖4上的过流孔4.5从泵盖4前部水腔进入水泵涡壳1的出水口排出而构成内部冷却系统，同时，水泵控制板6安装在水泵中部的泵盖4的后端面上，水泵控制板6通过泵盖4直接受到水泵涡壳1内的水流的冷却，实现水泵控制板6的高可靠性；
在摩擦负荷方面，水泵叶轮2后面的水压在转子8驱动水泵叶轮2旋转时高于水泵叶轮2前面的水压，从而在水泵叶轮2上产生一个向前的轴向推力，水泵叶轮2向前的轴向推力经转子8和止推环16传递而由止推环16的前端面作用到前轴承17的后端面上，转子8外圆上的螺旋型凸起8.2将内部冷却水向转子8前端推送的反作用力在转子8上产生一个向后的轴向推力而抑制了转子8受到的向前轴向推力，减小了止推环16前端面作用在前轴承17后端面上的压力，而止推环16前端面上凹槽16.3里的水在止推环16旋转的过程中布覆到前轴承17后端面上，进一步减小了止推环16前端面与前轴承17后端面之间的摩擦，提高了电动水泵的工作可靠性。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种控制板装在水泵中部的电动水泵，包括：水泵涡壳、水泵叶轮、泵盖、水泵控制板、转子、转子罩、外壳、后轴承、定子、止推环和前轴承，其特征在于：水泵涡壳安装在泵盖的前端面上，泵盖的前端面上设置有一个环型的凸台，泵盖的前端环型凸台的中央部位设置有一个凹坑，泵盖前端凹坑上设置有贯通泵盖前后端面的前轴承安装孔，泵盖前轴承安装孔的上方设置有一个过流孔，水泵控制板安装在泵盖的后端面上，泵盖后端面的中央部位设置有一个凸台，转子罩的端口套在泵盖后端凸台的外圆上，转子罩内腔后端上设置有一个凹坑，转子罩内腔后端凹坑的底面上设置有若干凸台，后轴承安装在转子罩内腔后端凹坑内，后轴承的轴承孔内设置有过流槽，前轴承安装在泵盖上的前轴承安装孔内，前轴承的轴承孔内设置有过流槽，转子安装在转子罩的内腔里，转子的后端面上设置有转子叶片，转子的外圆上设置有螺旋型凸起，转子的前端面上设置有凸台，转子前端凸台的外部设置有凸齿，转子前端凸台内部设置有过流槽，转子的轴心上设置有一个贯通前后端的通孔，转子的前部轴面上设置有若干个贯通轴心通孔的径向通孔，转子的内部设置有若干个贯通转子前后端面的过流孔，止推环轴心处设置有一个通孔，止推环的轴心通孔套在转子前端凸台外圆上，转子轴的前端外圆上设置有水泵叶轮，转子的前端轴段支撑在前轴承的轴承孔内，转子的后端轴段支撑在后轴承的轴承孔内，定子套在转子罩的外圆上，定子的外圆上设置有凸起，外壳的内腔套在定子的外圆上。
2.根据权利要求1所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：所述外壳的后端面上设置有连通外壳内腔与外部的通气孔，外壳的内腔底部设置有一个凸台，外壳后端内腔底部凸台的内部设置有一个凹坑，呼吸器安装在外壳后端内腔底部凸台的内部凹坑里，所述呼吸器上设置有能阻隔液体而可以透过气体的呼吸透气膜。
3.根据权利要求2所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：所述外壳的头部后端面上设置有电容安装凸台，外壳的电容安装凸台内部设置成一个空腔，外壳的电容安装凸台的内部空腔套在水泵控制板上的驱动电容上。
4.根据权利要求1所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：所述外壳的机脚下端面上设置有凸台，机脚减振垫套在外壳的机脚下端凸台上。
5.根据权利要求1所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：所述外壳的内腔孔壁上设置有轴向凹槽，定子外圆上的凸起扣在外壳内腔孔壁上的轴向凹槽内。
6.根据权利要求1所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：所述转子罩内腔后端凹坑与后轴承外圆之间的空隙内设置有后轴承减振圈，所述泵盖上的前轴承安装孔与前轴承外圆之间的空隙内设置有前轴承减振圈。
7.根据权利要求1所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：所述转子的轴心通孔的前端设置有堵头。
8.根据权利要求1所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：所述转子罩内腔后端底面上的凸台顶在转子的转子轴后端面上，止推环轴心通孔的边缘上设置有卡槽，止推环的前端面上设置有凹槽，止推环的轴心通孔套在转子前端凸台外圆上，止推环的后端面抵靠在转子前端凸台外围的加强筋的前端面上，止推环的前端面抵靠在前轴承的后端面上，转子前端凸台的外部凸齿扣入止推环轴心通孔边缘上的卡槽内。
9.根据权利要求1所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：电源插座安装在外壳上部的后端面上，外壳的前端面在连接螺钉拧紧力的作用下而紧压在外壳密封圈上。
10.根据权利要求1所述的控制板装在水泵中部的电动水泵，其特征在于：所述泵盖的前端环型凸台的内部设置有若干凸起的加强筋。
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