CN116428195A - 离心式冷媒泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种离心式冷媒泵，包括：外壳体，具有进液口和出液口，且内部设置有分别连通所述进液口和出液口的进液腔和出液腔；蜗壳，固定安装于所述外壳体的内部，具有连通所述进液腔和出液腔且内置叶轮的蜗腔；电机组件，设置于所述出液腔，包括内壳体和穿出内壳体连接所述叶轮的输出轴，所述内壳体具有分别连通所述出液腔和蜗腔的冷却液进口和冷却液出口；所述进液腔、蜗腔和出液腔依次连通形成第一流体通道；所述出液腔、内壳体和蜗腔依次连通形成第二流体通道。本申请的离心式冷媒泵的机械噪音能得到有效隔绝，使得整机噪音、振动小，甚至接近于静音效果，且防护性好。另外液态介质不仅充当传输介质，兼做冷却液，从而避免电机过热。

Description

离心式冷媒泵

技术领域

本申请涉及泵类技术领域，特别是涉及一种离心式冷媒泵。

背景技术

冷媒泵的作用一般是对液态的制冷剂进行加压，以适用于需要较远距离输送冷媒的场合，从而节省生产线上冷媒搬运、储气罐更换等环节。

但传统的冷媒泵多为齿轮泵，依靠工作容积变化和移动来输送液态介质，输送过程的流量存在脉冲，流量不稳定，且电机的冷却也需要另外设置冷却回路，结构较为复杂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种离心式冷媒泵，包括：

外壳体，具有进液口和出液口，且内部设置有分别连通所述进液口和出液口的进液腔和出液腔；

蜗壳，固定安装于所述外壳体的内部，具有连通所述进液腔和出液腔且内置叶轮的蜗腔；

电机组件，设置于所述出液腔，包括内壳体和穿出内壳体连接所述叶轮的输出轴，所述内壳体具有分别连通所述出液腔和蜗腔的冷却液进口和冷却液出口；

所述进液腔、蜗腔和出液腔依次连通形成第一流体通道；所述出液腔、内壳体和蜗腔依次连通形成第二流体通道。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述内壳体具有第一端部和第二端部，所述第一端部具有所述冷却液出口。

可选的，所述输出轴从所述冷却液出口穿出所述内壳体。

可选的，所述蜗壳具有供所述输出轴通过的开口，所述第一端部贴靠蜗壳并封闭所述开口。

可选的，所述蜗壳设有位于中心位置处的内进液口及从所述蜗腔延伸至所述蜗壳外缘的内出液口，所述冷却液出口和所述内进液口同轴设置。

可选的，所述输出轴的前端延伸至所述内进液口。

可选的，所述第二端部具有所述冷却液进口。

可选的，所述第二端部设有与所述输出轴的后端配合的第一轴承座以及向所述第一轴承座输送介质的润滑孔。

可选的，所述第二端部设置有用于吸附铁屑的磁吸件。

可选的，所述内壳体包括内筒体以及封闭内筒体的两端的第一内端盖和第二内端盖，所述冷却液出口和冷却液进口分别设置在所述第一内端盖和第二内端盖上。

本申请的电机组件、叶轮等部件都安装在外壳体内，甚至浸泡在液态介质中，离心式冷媒泵的机械噪音能得到有效隔绝，使得整机噪音、振动小，甚至接近于静音效果，且防护性好，对外部环境变化不敏感，外部的温度、湿度变化不会影响到离心式冷媒泵的运行效果或引起其他影响使用寿命的破坏。另外，通过蜗壳增压，离心式冷媒泵的输送流量稳定持续，再结合外壳体内的两个流体通道，液态介质大部分流量仍进行输送，保证输送效率，仅一小部分流量兼做电机组件的冷却液，每一次对外输出的过程也是对电机组件的冷却过程，液态介质直接带走电机组件产生的热量，从而避免电机过热，延长寿命。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为图1中沿外壳体方向的局部剖视图；

图3为本申请一实施例中电机组件的结构示意图；

图4为本申请一实施例的剖视图；

图5为本申请一实施例中电机组件的局部爆炸图；

图6为本申请一实施例中蜗壳与电机组件配合的结构示意图；

图7为本申请一实施例中蜗壳的结构示意图；

图8为本申请一实施例中第二内端盖的结构示意图；

图9为本申请一实施例中接线腔的结构示意图。

图中附图标记说明如下：

1、外壳体；11、进液口；12、出液口；13、进液腔；14、出液腔；15、隔板；16、辅腔室；

2、蜗壳；21、蜗腔；22、叶轮；221、平衡孔；23、开口；231、凸环；24、内进液口；25、内出液口；26、密封圈；27、叶轮背帽；

3、电机组件；31、内壳体；311、冷却液进口；312、冷却液出口；313、第一端部；314、第二端部；315、第一内端盖；3151、定位台阶；316、第二内端盖；317、内筒体；318、定子；32、输出轴；33、第一轴承座；34、润滑孔；35、磁吸件；36、轴承；37、轴承；38、凹槽；39、通孔；

4、接线端子。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1至图2，本申请提供一种离心式冷媒泵，主要包括外壳体1、蜗壳2、电机组件3，电机组件3为离心式冷媒泵的输入动力，外壳体1内部为蜗壳2、电机组件3等的安装空间，同时作为离心式冷媒泵的最外层，也起到隔绝外界、防护的作用，蜗壳2内置的叶轮通过持续的旋转，吸入液态介质并通过叶轮的离心力以输送液态介质，从而输送流量持续且稳定。另外，液态介质可采用本领域常规的液体制冷剂。

外壳体1具有进液口11和出液口12，如图1所示液态介质从进液口11进入、从出液口12输出，可见外壳体1的内部空间充满液态介质，且外壳体1内部设置有分别连通进液口11和出液口12的进液腔13和出液腔14，可理解为，液态介质从进液口11进入进液腔13，之后进入出液腔14，最终从出液口12输出，此为对外的一个输送系统。外壳体1的内壁为承受压力的主要区域，其壁厚可根据实际运行的压力需要增加。

蜗壳2可通过螺丝等紧固件固定安装于外壳体1的内部，蜗壳2具有连通进液腔13和出液腔14的蜗腔21，且蜗腔21内置叶轮22，叶轮22持续旋转时蜗腔21内形成负压，从而蜗壳能够持续吸入进液腔13内的液态介质，再通过叶轮的离心力将液态介质排出到出液腔14，相比于齿轮泵增压方式，蜗壳增压方式显著减少了零件的磨损，且保证液态介质的输送流量始终稳定。

电机组件3也安装于外壳体1内，进一步的设置在出液腔14内，即在离心式冷媒泵正常工作状态下、电机组件被液态介质包围，随着液态介质从出液口12输出，电机组件产生的热量也被带走，即离心式冷媒泵无需通过设置另外的电机组件冷却回路，也实现了优异的冷却效果。

由此可见，本申请与现有的齿轮泵完全不同，蜗壳、电机组件全部被液态介质包裹，外壳体将蜗壳、电机组件与外部环境完全隔绝，使得内部工作组件对外部的温度、湿度变化不敏感，即外部的温度、湿度变化不会影响到泵的运行效果或引起其他影响使用寿命的破坏。另外，通过电机组件浸入液态介质的方式，将原有的液态介质输送系统兼做为电机组件的冷却回路，进一步简化了离心式冷媒泵结构。

在一些实施例中，离心式冷媒泵不仅包括上文所述的外壳体1、蜗壳2、电机组件3，实现了对外输送功能，且通过改进内部的电机组件、蜗壳的结构，实现了液态介质的内部循环。

参考图3至图4，离心式冷媒泵的电机组件3包括内壳体31和输出轴32，内壳体31的位置相对固定，可通过螺丝等紧固件固定在出液腔14内，输出轴32转动装配于内壳体31内，且输出轴32的一端穿出内壳体且与叶轮传动连接，从而持续带动叶轮旋转。

电机组件一般包括定子和转子，两者之间存在装配间隙，现有技术中电机组件内一般通过安装额外的隔离套部件或涂覆隔离膜层来隔离定子、转子。如图3中内壳体31可作为电机定子的安装座、输出轴32即为电机转子，内壳体31和输出轴32之间存在装配间隙，在本实施例中该间隙即内壳体内部是通过液态介质进行填充，以达到冷却、隔离各组件的作用。

内壳体31不仅作为一个独立的安装空间，也作为内部循环通道的重要组成，如图4所示，内壳体31与出液腔14和蜗腔21连通形成内部的循环系统，内壳体31具有连通出液腔14的冷却液进口311、连通蜗腔21的冷却液出口312，液态介质可从冷却液进口311的一端进入，流经并充填整个内壳体(即上文所述的电机间隙)，再从冷却液出口312排出。

从液态介质流动的路径来看，离心式冷媒泵内部具有两个流体通道，进液腔、蜗腔和出液腔依次连通形成第一流体通道，出液腔、内壳体和蜗腔依次连通形成第二流体通道，实现了液态介质的外部输送、内部循环同步进行，如图4所示，液态介质从进液口进入进液腔，依次经过内进液口、内出液口后进入出液腔，此时出液腔内的液态介质进行分流，一部分从出液口排出，完成液态介质对外输出的循环，另一部分从冷却液进口进入电机组件内部，再依次经过冷却液出口、蜗腔、内出液口，又回到出液腔中，从而液态介质完成一次内部的循环，也可以理解为，另一部分的液态介质作为电机组件的冷却液，完成了一次电机组件内部的冷却过程，液态介质直接带走电机组件产生的热量，避免电机过热，影响电机寿命。另外，液态介质兼具隔离电机组件内各组件、润滑的作用。

由此可见，本实施例的电机组件、叶轮等部件都安装在外壳体内，甚至浸泡在液态介质中，离心式冷媒泵的机械噪音能得到有效隔绝，使得整机噪音、振动小，甚至接近于静音效果，且防护性好，对外部环境变化不敏感，外部的温度、湿度变化不会影响到离心式冷媒泵的运行效果或引起其他影响使用寿命的破坏。

另外，通过蜗壳增压，离心式冷媒泵的输送流量稳定持续，再结合外壳体内的两个流体通道，液态介质大部分流量仍进行输送，保证输送效率，仅一小部分流量兼做电机组件的冷却液，每一次对外输出的过程也是对电机组件的冷却过程，液态介质直接带走电机组件产生的热量，从而避免电机过热，延长寿命。

在一些实施例中，内壳体31具有第一端部313和第二端部314，两个端部分别承担不同的作用，如图3、图5所示，冷却液出口设置在第一端部上，第一端部为内壳体中液态介质排出的唯一通道，即液态介质进入内壳体后，有且仅有从第一端部的冷却液出口流出。

与此相应的，冷却液出口作为内壳体31的唯一出口，输出轴32也从冷却液出口312穿出内壳体，冷却液出口312可设置轴承36，用以支撑并转动连接输出轴，当液态介质从冷却液出口流出时，同时也对轴承进行润滑。

在一些实施例中，参考图6、图7，蜗壳2具有供输出轴通过的开口23，以便于输出轴与叶轮传动连接。为了使内部结构更紧凑，第一端部313贴靠蜗壳并封闭开口23，可理解为第一端部兼做为蜗腔的一部分内壁来封闭蜗腔，输出轴穿过开口并与叶轮传动连接，开口处可设置与第一端部配合的凸环231，以便于安装定位第一端部。另外第一端部与蜗壳的贴靠处可设置密封圈26，以防止液态介质从贴靠间隙中流出，影响液态介质的内部循环效率。

在一些实施例中，蜗壳2设有位于中心位置处的内进液口24及从蜗腔21延伸至蜗壳2外缘的内出液口25，如图4所示，内进液口24的位置正对着叶轮的中心，内出液口25的延伸方向与叶轮的轮廓相切，在液态介质的对外循环过程中，液态介质从内进液口24吸入后，在叶轮的离心力下从内出液口25排出、进入出液腔14。

为了使液态介质的内部循环更流畅，蜗腔与冷却液出口之间的衔接非常重要，才能保证冷却液出口排出的液态介质能够全部进入到蜗腔中，如图4所示，冷却液出口和内进液口同轴设置，即冷却液出口和内进液口分设在叶轮的两侧中心，从而叶轮在每一次旋转时均能将两侧的液态介质同时吸入，即液态介质的外部循环和内部循环始终同步进行，每一个对外输送液态介质的周期同步对内部组件进行冷却、润滑，保证离心式冷媒泵整体的长期运行稳定。

在一些实施例中，蜗壳与外壳体内壁之间通过密封圈连接，以完全隔绝进液腔和出液腔，防止两个腔内液态介质直接流通。

在一些实施例中，输出轴的前端延伸至内进液口24，如图4所示前端可设置限制叶轮轴向移动的叶轮背帽27，叶轮背帽27也延伸至内进液口24，输出轴的前端兼起到导流的作用，进一步提高叶轮的输送效率。

在一些实施例中，与作为排出通道的第一端部相对应的，第二端部314作为内壳体31的唯一进入通道，冷却液进口311设置在第二端部，即出液腔内的液态介质从第二端部进入内壳体31，流经并充填电机组件内部间隙，最后全部从第一端部排出。

在一些实施例中，第二端部也同样起到支撑输出轴的作用，如图5、图8所示，第二端部314设有第一轴承座33以及向第一轴承座输送介质的润滑孔34，第一轴承座33内设有与输出轴32的后端转动配合的轴承37，润滑孔34的位置正对第一轴承座33的中心，从而液态介质从润滑孔进入内壳体31的同时也对轴承进行润滑。

在一些实施例中，第二端部314设置有用于吸附铁屑的磁吸件35，由于第二端部处的轴承持续与输出轴转动配合，轴承持续产生磨损后易产生铁屑，因此磁吸件用于吸附液态介质中的铁屑，防止铁屑留着电机组件内部，影响电机组件的正常工作。

在一些实施例中，如图5所示，内壳体31包括内筒体317以及封闭内筒体的两端的第一内端盖315和第二内端盖316，内筒体317和两个内端盖之间可采用常规的插接结构进行连接，且可在连接处设置密封圈以封闭连接间隙。

第二内端盖作为内壳体液态介质的进入通道，冷却液进口311设置第二内端盖上；第一内端盖作为内壳体液态介质的唯一出口通道，冷却液出口312设置在第一内端盖上，冷却液进口311与冷却液出口312的位置沿着内筒体317的轴向相对设置。

如图6所示，第一内端盖上可设有定位台阶3151，与开口处的凸环配合，保证贴靠位置稳定；冷却液出口设置在第一内端盖的中心且与内进液口同轴，冷却液出口和内进液口分设于叶轮的两侧，叶轮可采用开式叶轮，从而叶轮在每一次旋转时均能将两侧的液态介质同时吸入。另外，也可在叶轮上均布平衡孔221，平衡孔与叶轮轴线的距离不大于冷却液出口的半径，以更好的平衡叶轮两侧的轴向力。

第一内端盖上的冷却液出口312也可作为轴承座，冷却液出口312可设置轴承36，用以支撑并转动连接输出轴，当液态介质从冷却液出口流出时，同时也对轴承进行润滑。

如图8所示，第二内端盖上可多个通孔39作为冷却液进口311，且通孔与电机组件内间隙相连通，液态介质从多个通孔进入内壳体后快速进入并充满电机间隙。

第二内端盖上可开设凹槽38作为第一轴承座33，凹槽内安装有与输出轴32的后端转动配合的轴承37，凹槽内部可存储液态介质以润滑轴承。

凹槽的底部可设置贯穿的润滑孔34，润滑孔34也作为冷却液进口311，一部分液态介质可从润滑孔进入内壳体，对轴承进行冷却，再参与到内部循环中。

由于液态介质具有一定粘性，液态介质使轴承表面产生液膜，达到自润滑的效果，相比于传统的润滑油润滑，本申请的润滑方式可防止冷媒与润滑油互溶，影响液态介质的换热效果。

由此可见，本申请的的轴承润滑和电机组件冷却回路简单可靠，其回路是出液腔的液态介质依次经过冷却液进口311(即轴承36)、电机内部间隙、冷却液出口312(即轴承37)到达蜗腔，不必另外设计润滑、冷却结构，在保持长周期运行的同时也有效延长轴承的使用寿命。

在一些实施例中，参考图9，离心式冷媒泵还包括与电机组件电连接的接线端子4，内壳体上固定安装有定子318，外壳体内可设置隔板15，使得外壳体内部形成一辅腔室16，该辅腔室16主要便于电机组件的定子与接线端子4电连接，且辅腔室16与出液腔连通，辅腔室16和接线端子之间密封处理，防止液态介质从接线端子处泄漏，从而离心式冷媒泵整体实现了全密封、无泄漏。

隔板15的中心处设有通孔，外壳体与隔板15通过螺栓等固定连接，结合图9所示，第二端部与隔板螺栓连接且两者之间的装配间隙可通过螺栓来调整，第二端部部分被隔板遮盖，即出液腔的液态介质无法直接冷却液进口，需先通过装配间隙才能进入冷却液进口，由此可见，本申请中液态介质的内循环流量是可调整的，具体的可调整装配间隙来改变出液腔的液态介质进入冷却液进口、辅腔室的流量，避免了内循环影响到对外的输送效率，间接保证了离心式冷媒泵输送效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.离心式冷媒泵，其特征在于，包括：

外壳体，具有进液口和出液口，且内部设置有分别连通所述进液口和出液口的进液腔和出液腔；

蜗壳，固定安装于所述外壳体的内部，具有连通所述进液腔和出液腔且内置叶轮的蜗腔；

电机组件，设置于所述出液腔，包括内壳体和穿出内壳体连接所述叶轮的输出轴，所述内壳体具有分别连通所述出液腔和蜗腔的冷却液进口和冷却液出口；

所述进液腔、蜗腔和出液腔依次连通形成第一流体通道；所述出液腔、内壳体和蜗腔依次连通形成第二流体通道。

2.根据权利要求1所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述内壳体具有第一端部和第二端部，所述第一端部具有所述冷却液出口。

3.根据权利要求2所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述输出轴从所述冷却液出口穿出所述内壳体。

4.根据权利要求3所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述蜗壳具有供所述输出轴通过的开口，所述第一端部贴靠蜗壳并封闭所述开口。

5.根据权利要求3所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述蜗壳设有位于中心位置处的内进液口及从所述蜗腔延伸至所述蜗壳外缘的内出液口，所述冷却液出口和所述内进液口同轴设置。

6.根据权利要求5所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述输出轴的前端延伸至所述内进液口。

7.根据权利要求2所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述第二端部具有所述冷却液进口。

8.根据权利要求2所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述第二端部设有与所述输出轴的后端配合的第一轴承座以及向所述第一轴承座输送介质的润滑孔。

9.根据权利要求2所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述第二端部设置有用于吸附铁屑的磁吸件。

10.根据权利要求1-9任一所述的离心式冷媒泵，其特征在于，所述内壳体包括内筒体以及封闭内筒体的两端的第一内端盖和第二内端盖，所述冷却液出口和冷却液进口分别设置在所述第一内端盖和第二内端盖上。

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