CN112901511B - 变频泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水泵的技术领域，特别涉及一种变频泵，该变频泵包括驱动电机和安装于驱动电机外壳上的导水器，导水器包括泵体、安装于泵体上的泵盖、以及位于泵体和泵盖之间呈环形状的延长垫块，泵体、延长垫块和泵盖共同形成有泵腔；驱动电机的转轴伸入泵腔中形成泵轴，在泵轴上安装有多个导叶和叶轮。本申请通过设置一个延长垫块来增大导水器的轴向长度，从而可以在泵腔内安装更多的导叶和叶轮，从而使其符合变频泵的基础要求，而对于泵体和泵盖都无需做调整和改变，因此，能够有效的降低生产成本。

Description

变频泵

技术领域

本申请涉及水泵的技术领域，特别涉及一种变频泵。

背景技术

目前，授权公告号为CN110939610B的中国专利公开了一种静音泵，包括设置有进水口和出水口的泵体，所述泵体远离进水口的一端连接有补偿压力桶，所述补偿压力桶包括桶体和设置在桶体内的汽囊，所述汽囊于桶体将桶体内部空腔分隔成填充腔和补偿腔，所述桶体上设置有一连通泵体内部与填充腔内部的入水口；所述桶体上设置有一与补偿腔连通的充汽口，所述充汽口上设置一汽门芯。

上述专利产品具有静音、运行压力稳定的效果，因此具有较高的市场推广价值，但在部分场合需要使用变频功能，而上述专利产品中仅设置了一个导叶、一个进水叶轮和一个出水叶轮，由于其转速调节所能形成的变频效果有限，因此，并不符合改成变频功能的要求，而如果对产品整体进行调整，有需要重新设计、开设模具等，成本过高。

发明内容

为了解决上述静音泵改成变频泵成本过高的问题，本申请提供一种变频泵。

本申请提供的一种变频泵，采用如下的技术方案：

一种变频泵，包括驱动电机和安装于驱动电机外壳上的导水器，导水器包括泵体、安装于泵体上的泵盖、以及位于泵体和泵盖之间呈环形状的延长垫块，泵体、延长垫块和泵盖共同形成有泵腔；驱动电机的转轴伸入泵腔中形成泵轴，在泵轴上安装有多个导叶和叶轮。

通过采用上述技术方案，通过设置一个延长垫块来增大导水器的轴向长度，从而可以在泵腔内安装更多的导叶和叶轮，进而使其符合变频泵的基础要求，而对于泵体和泵盖都无需做调整和改变，因此，能够有效的降低生产成本。

可选的：在泵轴上套设有导水器盒，导水器盒位于泵体与最靠近泵体的一个叶轮之间，泵体上一体设置有一抵接环，导水器盒的一端抵设于抵接环、另一端套设有一导水器定位套，任一导叶的外侧壁均抵设于导水器盒或导水器定位套的内部上。

通过采用上述技术方案，导水器盒和导水器定位套起到引导的作用，首先，导水器盒引导从泵体进口进入的水进入到叶轮中，然后从叶轮流出的水在导水器盒和导水器定位套内部的限制下，引导至导叶中，最终从最边缘的叶轮中导出，从泵体的出水口送出。

可选的：靠近泵盖的一个导叶为卡爪导叶，卡爪导叶的外侧壁上设置有卡扣爪，导水器定位套远离导水器盒的一端插入卡扣爪中。

通过采用上述技术方案，通过卡扣爪能够对导水器定位套的端部进行限位，一方面能够提高导水器盒和导水器定位套的稳定性和密封效果；另一方面能够起到稳定导叶的作用，降低导叶转动过程中的噪音。

可选的：在卡爪导叶的卡扣爪远离中心的外侧壁上凸起设置有限位块，泵盖与延长垫块连接的一端设置有用于抵设限位块的限位环，限位块与卡爪导叶中心的最大距离大于限位环的最小半径。

通过采用上述技术方案，限位环可以抵设在限位块上，与另一侧的导水器定位套配合，能够将卡扣爪更好的限定住，且能够更好的轴向定位导水器盒和导水器定位套，具有更好的静音效果和稳定性。

可选的：导水器定位套的数量比导叶少一个、且导水器定位套呈台阶状设置，导水器定位套开口大的一端内径与开口小的一端的外径相同；卡爪导叶与泵体间的所有导叶的外侧壁上均设有至少一个沿径向凸起的限位凸起，限位凸起沿泵轴轴心方向限位于导水器定位套和导水器盒之间/相邻两导水器定位套之间。

通过采用上述技术方案，限位凸起的设置，并通过导水器定位套和导水器盒共同来对其进行定位，从而能够更好的提高导叶的稳定性。

可选的：在导水器盒和泵体之间的泵轴上设有定位圈、密封弹簧和机械密封结构，定位圈固定安装于泵轴，机械密封结构套设于泵轴、并与泵体内壁抵设，密封弹簧套设于泵轴、且两端分别与机械密封结构和定位圈抵设。

通过采用上述技术方案，定位圈设置用于供密封弹簧抵设，且可以一次将机械密封结构和密封弹簧套至泵轴上，再安装定位圈即可，能够便于密封弹簧和机械密封结构的安装。而密封弹簧能够保持机械密封结构与泵体内壁抵设。

可选的：机械密封结构包括抵设于泵体内壁的静密封、以及套设于泵轴并与泵轴同步转动的动密封，静密封包括抵设于泵体内壁的静垫圈、以及抵设于静垫圈上的静密封环；动密封包括套设于泵轴上的动垫圈、一端抵设于动垫圈的动密封圈、以及用于连接动垫圈和动密封圈的安装扣环，动垫圈与泵轴间过盈配合，动密封圈的另一端与静密封环抵设，密封弹簧的一端抵设于安装扣环。

通过采用上述技术方案，静垫圈与泵体内壁抵触来实现密封，而动垫圈内壁与泵轴过盈配合实现密封，而动密封和静密封之间在实际使用中是会发生相对转动的，因此，两者使用相互抵触的动密封圈和静密封环来实现动密封，而动密封圈和静密封环多采用碳、碳化硅、陶瓷、超硬合金等低摩擦性材料制成，既能有较好的密封性又能有效降低相对滑动产生的摩擦力。

可选的：静垫圈与泵轴间过盈配合，静垫圈外套设有一受压可沿径向收缩的形变环，形变环呈螺旋状，形变环两端的两相对侧侧面上均设置有可供另一端嵌入的卡槽，两卡槽靠近形变环端部的一端均设有引导斜面，且当形变环的两端分别嵌入两卡槽中时，两引导斜面间相抵；动密封上设置有一抵压于形变环侧壁的推压件。

通过采用上述技术方案，动密封圈和静密封环虽然能够在很大程度上确保密封性，但由于变频泵在部分情况下内部压力较大，而机械密封的密封性并没有提高，特别是经过一段时间使用后，有很大可能会出现泄漏。而静垫圈与泵轴过盈配合使静垫圈与泵轴间也能够有较好的密封性，从而提高整体的密封性。

此外，由于长时间使用的静垫圈内壁、静密封环和动密封圈均会产生磨损，而静密封环和动密封圈磨损时在密封弹簧的作用下能够不受影响，而静垫圈与泵轴的密封性则会降低。此时，通过对静密封环和动密封圈的磨损进行利用，即两者磨损后密封弹簧会推动动密封圈向静密封环方向移动，此时推压件也会被推动，从而进一步施力在形变环上，而形变环受压会形成径向收缩，因此，能够在一定程度上再次保持静垫圈内壁与泵轴间较好的密封。

可选的：动密封圈朝向静密封圈的一端凸起设置有动密封环，动密封环的内壁与静密封圈的外壁抵触，推压件设于动密封环远离动密封圈的一端。

通过采用上述技术方案，动密封环内壁与静密封圈外壁抵触，在一定程度上能够提高整体的密封效果。

可选的：动垫圈和动密封圈之间设有活动垫圈，活动垫圈的外侧壁为锥形面、并朝向动密封圈一侧倾斜，在动密封圈上设有导向面，活动垫圈的一端抵设于动垫圈、外侧壁抵设于导向面。

通过采用上述技术方案，在完成动垫圈和动密封圈安装时，将两者压紧可以给活动垫圈提供径向的力，使活动垫圈更紧密的与泵轴连接，一方面能够提高密封性，另一方面还能提高动密封与泵轴之间的连接牢固性。

附图说明

图1是本实施例变频泵的结构示意图；

图2是本实施例中导水器的结构示意图；

图3是本实施例中导水器的爆炸结构示意图；

图4是本实施例中卡爪导叶的主视图；

图5是本实施例中机械密封的安装示意图；

图6是本实施例中机械密封的结构示意图；

图7是本实施例中形变环的结构示意图。

图中，100、驱动电机；110、泵轴；200、导水器；210、泵体；211、抵接环；220、泵盖；221、限位环；230、延长垫块；240、叶轮；250、导叶；251、限位凸起；260、导水器盒；270、导水器定位套；280、卡爪导叶；281、卡扣爪；282、限位块；283、插槽；300、补偿压力桶；400、定位圈；500、密封弹簧；600、机械密封结构；610、静密封；611、静垫圈；612、静密封环；613、形变环；6131、卡槽；6132、引导斜面；620、动密封；621、动垫圈；622、动密封圈；623、安装扣环；624、活动垫圈；625、动密封环；626、推压件。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

一种变频泵，如图1所示，包括驱动电机100、导水器200和补偿压力桶300，导水器200固定安装在驱动电机100上，且驱动电机100的转轴插入导水器200中，补偿压力桶300固定安装在导水器200远离驱动电机100的一端。

如图1和图2所示，导水器200包括泵体210、泵盖220和延长垫块230，泵体210固定安装在驱动电机100上，泵盖220通过多个安装螺栓固定安装在泵体210上，延长垫块230位于泵体210和泵盖220之间, 安装螺栓穿过延长垫块230，泵体210、延长垫块230和泵盖220安装后在在内部共同形成有泵腔。

驱动电机100的转轴穿过泵体210伸入泵腔中形成泵轴110，在本实施例中的泵轴110上固定安装有一个导水器盒260、三个叶轮240和两个导叶250，其中，叶轮240和导叶250的数量不局限于此，可以为任意数量，只要满足叶轮240数量比导叶250多一个即可。叶轮240和导叶250与泵轴110间设置轴套固定安装在泵轴110上。

如图2和图3所示，导水器盒260位于泵体210与最靠近泵体210的一个叶轮240之间，导水器盒260套设于叶轮240的进水口上，泵体210的内壁上一体设置有一抵接环211，且朝向泵体210的一端抵设在泵体210上。

导水器盒260远离泵体210的一端呈圆筒状延伸，且在该端套设有一导水器定位套270，导水器定位套270的数量比导叶250少一个，本实施例中设置为一个。

导水器定位套270的两端呈一大一小设置，并在两端之间形成有台阶。其中，导水器定位套270开口大的一端内径与开口小的一端的外径相同，导水器定位套270开口大的一端内径与导水器盒260的外径相同。

远离导水器盒260的导叶250为卡爪导叶280，卡爪导叶280的外侧壁与导水器定位套270的内壁抵触，另一导叶250的外壁与导水器盒260的内壁抵触。其中，与导水器盒260内壁抵触的导叶250的外侧壁上凸起设置有多个限位凸起251，限位凸起251沿导叶250的中心等间距分布，此外，限位凸起251也能够呈圆环形设置。

限位凸起251的端部与导水器定位套270开口大的一端内壁抵触，限位凸起251位于导水器定位套270和导水器盒260之间/相邻两导水器定位套270之间，限位凸起251的一侧与导水器盒260的端部抵触、另一侧与导水器盒260的台阶抵触。

参照附图3和附图4，在卡爪导叶280的外侧壁上设置有多个卡扣爪281，卡扣爪281沿卡爪导叶280的轴心线等间距设置，但不局限与此，卡扣爪281也可以呈圆弧形设置。卡扣爪281朝向盖体的一端设置有弧形的插槽283，导水器定位套270开口小的一端插入插槽283中。

参照附图2和附图3，在卡扣爪281远离中心的外侧壁上凸起设置有限位块282，限位块282凸起的一端与延长垫块230的内壁抵触。泵盖220与延长垫块230连接的一端设置有限位环221，限位块282与卡爪导叶280中心的最大距离大于限位环221的最小半径，且限位环221的端部抵设在限位块282上。

如图2和图5所示，在导水器盒260和泵体210之间的泵轴110上设有定位圈400、密封弹簧500和机械密封结构600，泵轴110为阶梯轴，定位圈400抵设在泵轴110的台阶处、并通过轴套固定。机械密封结构600套设于泵轴110、并与泵体210内壁抵设，密封弹簧500套设于泵轴110、且两端分别与机械密封结构600和定位圈400抵设。

参照图5和图6，机械密封结构600包括静密封610和动密封620，静密封610包括静垫圈611、静密封环612和形变环613，静垫圈611的一端抵设于泵体210内壁、内壁与泵轴110过盈配合，静密封环612抵设于静垫圈611远离泵体210的一端，且静密封环612与泵轴110间间隙设置。

形变环613套设于静垫圈611的外壁上，其中，参照图7，形变环613呈螺旋状、且两端呈重叠设置。形变环613两端的两相对侧侧面上均设置有可供另一端嵌入的卡槽6131，两卡槽6131靠近形变环613端部的一端均设有引导斜面6132，且当形变环613的两端分别嵌入两卡槽6131中时，两引导斜面6132间相抵。

参照图5和图6，动密封620包括动垫圈621、动密封圈622、安装扣环623、活动垫圈624、动密封环625和推压件626，动垫圈621以过盈配合的方式套设于泵轴110上，动密封圈622以间隙配合方式套设在泵轴110上，且动密封圈622的一端与动垫圈621的一端抵设，安装扣环623套设在动垫圈621和动密封圈622外、并使动垫圈621和动密封圈622抵紧安装固定。

密封弹簧500的一端低设在安装扣环623上，且保持动密封圈622抵设在静密封610圈上。动密封环625一体设置于动密封圈622上，且动密封环625向静密封环612方向延伸，使动密封环625的内壁与静密封610圈的外壁抵触。

推压件626设于动密封环625远离动密封圈622的一端、并与形变环613侧壁的侧壁抵设，推压件626与动密封环625一体设置。

活动垫圈624位于动垫圈621和动密封圈622之间，活动垫圈624的外侧壁为锥形面、并朝向动密封圈622一侧倾斜，在动密封圈622上设有导向面，活动垫圈624的一端抵设于动垫圈621、外侧壁抵设于导向面。

其中，静垫圈611、动垫圈621和活动垫圈624采用弹性优越的橡胶材料或合成树脂等材料制成，三者可以采用相同材料制成也可以采用不同材料制成。动密封圈622和静密封610圈的材料可以采用碳、碳化硅、陶瓷、或超硬合金等，两者可以采用相同材料制成也可以采用不同材料制成。

工作原理：

安装时，先将泵体210固定安装到驱动电机100上，然后将定位圈400、密封弹簧500和机械密封结构600安装到泵轴110上，然后将轴套安装到泵轴110上，最后依次以导水器盒260、叶轮240、轴套、导叶250、叶轮240、轴套、卡爪导叶280、叶轮240的顺序套设到泵轴110上，最后用安装垫圈和螺栓固定即可，其中，在安装卡爪导叶280前先将导水器定位套270套设到导水器盒260上。之后再将延长垫块230和泵盖220通过固定螺栓安装到泵体210上即可。

使用时，水从泵体210的进水口进入后，从导水器盒260和泵体210间引导至叶轮240的进口，然后从叶轮240出口送出，在导水器盒260内壁引导下进入到导叶250中，之后从进入第二个叶轮240的进口进入后，从出口送出，在导水器定位套270的内壁引导下进入到卡爪导叶280中，之后从第三个叶轮240的进口进入后从出口排出，然后水流进入到导水器定位套270、导水器盒260与泵体210、延长垫块230间形成的间隙中，最后从泵体210的出水口送出。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变频泵，包括驱动电机（100）和安装于驱动电机（100）外壳上的导水器（200），其特征是：导水器（200）包括泵体（210）、安装于泵体（210）上的泵盖（220）、以及位于泵体（210）和泵盖（220）之间呈环形状的延长垫块（230），泵体（210）、延长垫块（230）和泵盖（220）共同形成有泵腔；驱动电机（100）的转轴伸入泵腔中形成泵轴（110），在泵轴（110）上安装有多个导叶（250）和叶轮（240）；

在泵轴（110）上套设有导水器盒（260），导水器盒（260）位于泵体（210）与最靠近泵体（210）的一个叶轮（240）之间，泵体（210）上一体设置有一抵接环（211），导水器盒（260）的一端抵设于抵接环（211）、另一端套设有一导水器定位套（270），任一导叶（250）的外侧壁均抵设于导水器盒（260）或导水器定位套（270）的内部上；

靠近泵盖（220）的一个导叶（250）为卡爪导叶（280），卡爪导叶（280）的外侧壁上设置有卡扣爪（281），导水器定位套（270）远离导水器盒（260）的一端插入卡扣爪（281）中；

导水器定位套（270）的数量比导叶（250）少一个、且导水器定位套（270）呈台阶状设置，导水器定位套（270）开口大的一端内径与开口小的一端的外径相同；卡爪导叶（280）与泵体（210）间的所有导叶（250）的外侧壁上均设有至少一个沿径向凸起的限位凸起（251），限位凸起（251）沿泵轴（110）轴心方向限位于导水器定位套（270）和导水器盒（260）之间/相邻两导水器定位套（270）之间。

2.根据权利要求1所述的变频泵，其特征是：在卡爪导叶（280）的卡扣爪（281）远离中心的外侧壁上凸起设置有限位块（282），泵盖（220）与延长垫块（230）连接的一端设置有用于抵设限位块（282）的限位环（221），限位块（282）与卡爪导叶（280）中心的最大距离大于限位环（221）的最小半径。

3.根据权利要求1所述的变频泵，其特征是：在导水器盒（260）和泵体（210）之间的泵轴（110）上设有定位圈（400）、密封弹簧（500）和机械密封结构（600），定位圈（400）固定安装于泵轴（110），机械密封结构（600）套设于泵轴（110）、并与泵体（210）内壁抵设，密封弹簧（500）套设于泵轴（110）、且两端分别与机械密封结构（600）和定位圈（400）抵设。

4.根据权利要求3所述的变频泵，其特征是：机械密封结构（600）包括抵设于泵体（210）内壁的静密封（610）、以及套设于泵轴（110）并与泵轴（110）同步转动的动密封（620），静密封（610）包括抵设于泵体（210）内壁的静垫圈（611）、以及抵设于静垫圈（611）上的静密封环（612）；动密封（620）包括套设于泵轴（110）上的动垫圈（621）、一端抵设于动垫圈（621）的动密封圈（622）、以及用于连接动垫圈（621）和动密封圈（622）的安装扣环（623），动垫圈（621）与泵轴（110）间过盈配合，动密封圈（622）的另一端与静密封环（612）抵设，密封弹簧（500）的一端抵设于安装扣环（623）。

5.根据权利要求4所述的变频泵，其特征是：静垫圈（611）与泵轴（110）间过盈配合，静垫圈（611）外套设有一受压可沿径向收缩的形变环（613），形变环（613）呈螺旋状，形变环（613）两端的两相对侧侧面上均设置有可供另一端嵌入的卡槽（6131），两卡槽（6131）靠近形变环（613）端部的一端均设有引导斜面（6132），且当形变环（613）的两端分别嵌入两卡槽（6131）中时，两引导斜面（6132）间相抵；动密封（620）上设置有一抵压于形变环（613）侧壁的推压件（626）。

6.根据权利要求5所述的变频泵，其特征是：动密封圈（622）朝向静密封（610）圈的一端凸起设置有动密封环（625），动密封环（625）的内壁与静密封（610）圈的外壁抵触，推压件（626）设于动密封环（625）远离动密封圈（622）的一端。

7.根据权利要求4所述的变频泵，其特征是：动垫圈（621）和动密封圈（622）之间设有活动垫圈（624），活动垫圈（624）的外侧壁为锥形面、并朝向动密封圈（622）一侧倾斜，在动密封圈（622）上设有导向面，活动垫圈（624）的一端抵设于动垫圈（621）、外侧壁抵设于导向面。

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