CN116480632A - 一种泵浦 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力设备技术领域，具体公开了一种泵浦，包括泵壳、驱动设备、叶轮和密封结构。其中，泵壳内形成的散热腔与泵腔连通，泵壳上设有用于外接流体的流体进口和用于排出流体的流体出口，流体进口与散热腔连通，泵腔与流体出口连通；驱动设备与泵壳的一部分泵壳定连接，散热腔至少部分包覆于所述一部分泵壳；驱动设备的轴芯部分设于泵腔内驱动设备；叶轮设于泵腔内，且叶轮固设于轴芯；密封结构用于密封泵腔，且所述密封机构靠近所述叶轮的吸水入口。应用本发明提供的泵浦，泵腔内的流体能够对驱动设备换热，以达到驱动设备的散热目的。利用泵腔内流体散热，相较于常规设置风扇散热，实现了整流、稳压、高效散热，从而延长了泵浦使用寿命。

Description

一种泵浦

技术领域

本发明涉及动力设备技术领域，更具体地说，涉及一种泵浦。

背景技术

泵浦，是将电能转为机械能，机械能转换为动能的一种旋转机械，是一种常见用于工作流体加压、运送的装置，主要由马达带动，马达的旋转机械轴伸入泵浦的泵腔(泵腔可以是圆或阿基米德螺旋线或异型档板)并且安装有一个叶轮或多个串联的叶轮，工作流体引入泵浦的泵腔后，由叶轮的转动而施予动能，进而驱动工作流体离开泵浦的泵腔。泵浦的叶轮由马达驱动施予动能，而马达驱动转子时会产生大量的热量，常规泵浦结构在马达的尾端设置排风扇进行散热，散热效率较低，而散热不足会影响马达寿命或者导致马达损坏。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：如何有效地改善泵浦通过马达散热效果较差等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种泵浦，该泵浦的结构设计可以有效地改善泵浦通过马达散热效果较差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种泵浦，包括：

泵壳，所述泵壳内形成有连通的泵腔和散热腔，所述泵壳上设有用于外接流体的流体进口和用于排出流体的流体出口，所述流体进口与所述散热腔连通，所述泵腔与所述流体出口连通；

驱动设备，与所述泵壳的一部分泵壳固定连接，所述散热腔至少部分包覆于所述一部分泵壳；且所述驱动设备的轴芯部分设于所述泵腔内；

叶轮，设于所述泵腔内，且所述叶轮固设于所述轴芯；

密封结构，用于密封所述泵腔。

可选地，上述泵浦中，所述密封机构靠近所述叶轮的吸水入口。

可选地，上述泵浦中，所述叶轮的吸水入口靠近所述流体进口，所述叶轮的出口靠近所述流体出口。

可选地，上述泵浦中，所述叶轮为三级或三级以上叶轮。

可选地，上述泵浦中，所述泵壳包括相互适配连接的驱动壳和泵腔壳，所述泵腔和散热腔设于所述泵腔壳，所述驱动设备设于所述驱动壳。

可选地，上述泵浦中，所述散热腔设于所述驱动壳的外周围，且所述驱动设备的马达贴近于所述驱动壳设置。

可选地，上述泵浦中，所述驱动壳的外壁沿周向设有多个散热翅片，各所述散热翅片沿径周向伸入所述散热腔。

可选地，上述泵浦中，所述散热翅片的截面呈梯形，且伸入所述散热腔的一端为所述梯形的顶面。

可选地，上述泵浦中，所述密封结构包括密封槽座和机械轴封，所述密封槽座用于密封述驱动设备的轴承，所述机械轴封用于密封所述驱动设备的轴芯。

可选地，上述泵浦中，所述密封槽座与驱动壳一体成型设置，并且，所述驱动壳和所述泵腔壳之间的连接处安装有密封圈；所述驱动壳和泵腔壳外侧分别设置有支耳，各支耳分别通过螺栓连接。

可选地，上述泵浦中，所述机械轴封包括有相互配合的静环机械密封和动环机械密封，所述静环机械密封固定在所述密封槽座上，所述动环机械密封设置在所述轴芯上。

可选地，上述泵浦中，所述动环机械密封上还设置有密封垫片。

可选地，上述泵浦中，所述流体出口设于所述泵壳的外周面或轴端面，所述流体进口设于所述泵壳的外周面。

应用本发明提供的泵浦，在电能转换为机械能的过程中，驱动设备区域会集中高热能现象，长时间在高温下工作，会加速零部件的老化，从而影响产品使用寿命，因此，本发明通过在泵壳内形成与泵腔连通的散热腔，则泵浦内的流体如液体能够流入散热腔以对驱动设备换热，从而达到驱动设备内的马达散热目的。利用泵浦内流体散热，相较于常规设置风扇散热，实现了整流、稳压、高效散热，从而延长了泵浦使用寿命。且泵腔内流体不仅能够在泵浦的作用下实现对外部设备的循环散热作用，也能够同时用于对泵浦内部旋转驱动部件的散热，提升了流体的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个具体实施例的泵浦的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的A-A截面示意图；

图4为图1的主视图；

图5为图4的B-B截面示意图；

图6为流体流动方向示意图；

图7为本发明另一个具体实施例的泵浦的爆炸结构示意图。

附图中标记如下：

泵壳1，流体进口11，流体出口12，泵腔13，散热腔14，驱动壳15，泵腔壳16，散热翅片151，驱动安装腔17；

驱动设备2，轴芯21，轴承22，铁芯23，漆包线24，集成电路25；

叶轮3，涡壳31，螺母32；

密封结构4，机械轴封41，密封槽座42，密封垫片5，螺栓6。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种泵浦，以提升马达的散热效果。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图5，图1为本发明一个具体实施例的泵浦的结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为图1的A-A截面示意图；图4为图1的主视图；图5为图4的B-B截面示意图；图6为流体流动方向示意图。

在一个实施例中，本发明提供的泵浦包括泵壳1、驱动设备2、叶轮3和密封结构4。其中，泵壳1内形成有泵腔13、散热腔14和驱动安装腔17，泵腔13和散热腔14相连通，所述泵壳1上设有用于外接流体的流体进口11和用于排出流体的流体出口12，所述流体进口11与所述散热腔14连通，所述泵腔13与所述流体出口12连通，如此，流体从流体进口11进入散热腔14为泵浦的驱动设备进行散热，即吸收驱动设备产生的热量，然后流体从散热腔14流入泵腔13，然后在叶轮的吸力下进入叶轮吸水入口进入叶轮，沿着叶轮的IGV-涡壳，从叶轮的出口甩出，并从流体出口12流出泵腔13。可以理解的是，使用时将流体进口11与流体出口12接入冷却回路等工作流体的回路中，流体由流体进口11进入散热腔14，流经散热腔14后再进入泵腔13，在叶轮3吸力的作用下流经泵腔13由流体出口12排出。

驱动设备2设于驱动安装腔17，驱动设备2的轴芯21部分设于泵腔13。驱动设备2的输出端即轴芯21旋转，从而驱动其上的叶轮3旋转。并且，驱动设备与所述泵壳1的一部分泵壳15固定连接，散热腔14至少部分包覆于与一部分泵壳15。

叶轮3设于泵腔13内，且叶轮3固设于轴芯21。叶轮3被驱动设备2驱动，叶轮3因圆周安装角度不同，作功于流体。叶轮3的数量可以为一个或多个，即一级叶轮3或多级串联的叶轮3，具体数量此处不作限定。

密封结构4用于密封泵腔13。可以理解的是，泵腔13用于流体通过，其除流体进口11与流体出口12外应保持密封。密封结构4、叶轮3、驱动设备2的具体设置可参考常规泵浦结构；其中，密封结构4靠近叶轮3的吸水入口设置，并且，叶轮3的吸水入口靠近流体进口11，叶轮3的出口靠近流体出口12，如此，流体从流体进口11进入散热腔14为泵浦的驱动设备进行散热，然后流体从散热腔14流入泵腔13，然后在叶轮的吸力下进入叶轮吸水入口进入叶轮，沿着叶轮的IGV-涡壳，从叶轮的出口甩出，并从流体出口12流出泵腔13。

应用本发明提供的泵浦，通过泵体的结构及流体进口11及流体出口12与叶轮的位置设置，使得密封结构4位于泵腔13的低压区；并且，本实施例中，叶轮3优选为三级或三级以使的叶轮，密封结构靠近泵腔内叶轮的吸水入口，而流体压力是随着叶轮级数增加而往叶轮的出口方向增加，因而其密封压力不再因叶轮级数的增多而压力随之增大，降低了泄漏风险，从而提高了泵浦的可靠度和寿命。

并且，应用本发明提供的泵浦，在电能转换为机械能的过程中，驱动设备2区域会集中高热能现象，长时间在高温下工作，会加速零部件的老化，从而影响产品使用寿命，因此，本发明通过在泵壳1内形成与泵腔13连通的散热腔13，则泵浦内的流体如液体能够流入散热腔14以对驱动设备2换热，以达到驱动设备2的散热目的。利用泵腔13内流体散热，相较于常规设置风扇散热，实现了整流、稳压、高效散热，从而延长了泵浦使用寿命。且泵浦内流体不仅能够在泵浦的作用下实现对外部设备的循环散热作用，也能够同时用于对泵浦内部旋转驱动部件的散热，提升了流体利用率。

具体的，驱动安装腔17的至少部分被散热腔14包绕，以提升散热效率。可以理解的是，此处的包绕指二者位置上的对应关系，驱动安装腔17应在密封结构4的作用下与与散热腔14隔绝密封。

在一个实施例中，泵腔13呈直通道，其用于流体整体导向。直通道式的流道，流阻较小。另外，泵壳1结构简单，成本较低，且便于后期维修。

在一个实施例中，泵壳1包括相互适配连接的驱动壳和泵腔壳16，其中，散热腔14至少部分包覆于一部分泵壳15即为驱动壳，即散热腔14至少部分包覆于驱动壳，泵腔13和散热腔14设于泵腔壳16，驱动安装腔17设于驱动壳，轴芯21部分设于泵腔壳16内。泵壳1采用相适配的驱动壳和泵腔壳16，分体式结构便于泵腔内叶轮3等部件的安装。驱动壳的结构可根据驱动设备2相应设置，泵腔壳16的结构可根据叶轮3的数量等相应设置。

在一个实施例中，散热腔14设于驱动壳的外周围。从而散热腔14内的流体能够对驱动壳进行有效散热。

进一步地，驱动设备2的马达贴近于驱动壳设置。从而马达的热量能够传递至驱动壳，驱动壳的热量则可以由散热腔14内的流体带走，从而实现马达的高效散热。

在一个实施例中，驱动壳外壁沿周向设有多个散热翅片151，各散热翅片151沿径向伸入散热腔14。通过散热翅片151的设置，能够增大驱动设备2与流体的换热面积，进一步提升散热效率。具体多个散热翅片151沿驱动壳的周向均匀分布。

在一个实施例中，散热翅片151的截面呈梯形，且伸入散热腔14的一端为梯形的顶面。散热翅片151采用梯形结构，通过梯形的各边与流体换热，散热效率高。梯形的顶面，即较小的一端深入散热腔14，较大的一端则与驱动壳固定连接，连接更为可靠。可以理解的是，散热翅片151与驱动壳固定连接，既可以为通过常规的固定方式连接，也可以为一体成型。

在一个实施例中，驱动壳的一端设于泵腔壳16内并与泵腔壳16密封固定连接以围成散热腔14。也就是泵腔壳16的一端呈开口，驱动壳1由口一端伸入泵腔壳16内，并与泵腔壳16密封以将开口封闭。则驱动壳的外壁与泵腔壳16的内壁之间形成散热腔14，以实现对驱动设备2的高效散热。驱动壳与泵腔壳16的密封具体可以采用密封圈、迷宫密封等常规密封结构。

具体的，驱动壳的外壁与泵腔壳16的内壁之间形成环绕驱动壳外壁的散热腔14，以从驱动设备2的四周对其进行换热，提升散热效率。

在一个实施例中，泵壳1包括相互适配连接的泵壳主体和端盖，端盖与泵壳主体密封固定连接并围成散热腔14，且端盖形成有容置槽，驱动设备2的一端设于容置槽内并与容置槽的壁面贴合以导热。该实施例与上述泵腔壳16与驱动壳密封固定连接以围成散热腔14不同，该实施例是在泵壳1上通过泵壳主体和端盖配合先设置用于放置驱动设备2的空间，驱动设备2的壳体并不用作形成泵体1，即驱动设备2本身不参与散热腔14的密封，则驱动设备2与泵壳1的装配精度要求较低，且可采用相应技术中常规的驱动设备2并安装于容置槽内即可。具体驱动设备2紧贴容置槽的侧壁，具体可以直接或通过导热垫片紧贴容置槽的侧壁，则驱动设备2的热量能够传导至容置槽的侧壁，并由流经容置槽侧壁外侧的流体将容置槽的热量带走，从而实现对驱动设备2的高效散热。

进一步地，容置槽的侧壁沿周向设有多个散热翅片151，各散热翅片151沿径向伸入散热腔14。通过散热翅片151的设置，能够增大容置槽的侧壁与流体的换热面积，进一步提升散热效率。具体多个散热翅片151沿容置槽的周向均匀分布。散热翅片151的具体结构可参考上述实施例，此处不再赘述。

在一个实施例中，驱动设备2包括马达，如图3所示，具体可以在由任意复合结构固定马达绕组，并与马达绕组配合的设置内转子永磁体。其中马达绕组包含铁芯23、漆包线24、集成电路25，铁芯23是电通磁转换的载体；漆包线24绕在铁芯23上，由顺逆绕组可控制电流方向，从而产生不同的磁极方向；集成电路275(PCBA)，控制泵浦输入与输出参数等。永磁体则是通过轴芯21结构注塑磁性材料一体成型或由磁性型材组装成型，电能通过铁芯23载体与内转子永磁体相互排斥，产生驱动动能。在电能通过PCBA传导铁芯23载体时，PCBA器件与载体都会产生热，热会缩短马达寿命或损环器件，因此通过设置散热翅片151增强散热，通过循坏流体将热量带走，从而提高泵浦寿命。具体的，如图7所示，驱动壳15两端分别设有轴承22，作用于轴芯21支撑、固定和旋转。

在一个实施例中，密封结构4靠近所述叶轮3的吸水入口，并且，所述叶轮3的吸水入口靠近所述流体进口11，所述叶轮3的出口靠近所述流体出口12。通过泵体1的结构及流体进口11及流体出口12的位置设置，使得形成直通道式泵腔13且密封结构4位于泵腔13的低压区，因而密封结构4的密封压力不再因叶轮3级数的增多而压力随之增大，降低了泄漏风险，从而提高了泵浦的可靠度和寿命。另外，泵浦的流体进口11和流体出口12设于泵腔13轴向的两端，从而形成的一端进，相对另一端出的流道，流阻较小。另外，泵壳1结构简单，成本较低，且便于后期维修。

在驱动壳的一端设于泵腔壳16内并与泵腔壳16密封固定连接以围成散热腔14的情况下，则驱动壳与泵腔壳16的密封也位于低压侧，密封压力同样不因叶轮3级数的增多而压力随之增大，降低了泄漏风险。如图6所示，虚线框所示区域为密封压力区域，其位于一级叶轮3之前。通过如上设置，以该泵浦用于循环散热为例，外部流体从流体进口11流径密封压力区域、密封结构4、叶轮3吸水入口、叶轮导叶(IGV)、叶轮3出口，由一级叶轮3或多级叶轮3因离心力的作用，将流体导向流体出口12，作功于系统，从而循环散热。由于泵浦的密封结构4设置在叶轮3吸侧，保证了密封的同时，不因叶轮3多级串联压力增大，密封压力大，带来液体泄漏，提高了泵浦可靠度和寿命。

在一个实施例中，密封结构4包括密封槽座42和机械轴封41，密封槽座42用于密封驱动设备2的轴承，机械轴封41用于密封驱动设备2的轴芯21。密封槽座42设置于轴承22与泵腔13连接处，用于防止流体由轴承22处泄漏，轴芯21穿设于泵腔13内，机械轴封41设于轴芯21以使泵腔13在轴芯21处保持与驱动安装腔密封，防止流体由轴芯21处泄漏。安装时，机械轴封41与密封槽座42相互配合复合为一整体的密封结构4，以实现泵腔13的密封。

在一个实施例中，密封槽座42与驱动壳一体成型设置，并且，驱动壳和泵腔壳16之间的连接处安装有密封圈。密封槽座42与驱动壳一体成型，便于加工且连接可靠，密封槽座42与轴承22的密封性能更好。驱动壳和泵腔壳16之间通过设置密封圈以保证了二者的可靠密封连接。具体的，密封槽座42的外周面设有环槽，环槽内安装有密封圈。通过机密封槽座42与密封圈的复合，使驱动壳和泵腔壳16之间可靠密封连接。通过如上设置，密封圈也设于泵腔13的低压侧，因而其密封压力不再因叶轮3级数的增多而压力随之增大，降低了泄漏风险。

在一个实施例中，驱动壳和泵腔壳16外侧分别设置有支耳，各支耳分别通过螺栓6连接。通过设置支耳，进一步加强了驱动壳和泵腔壳16之间连接的可靠性，防止泵腔13内流体泄露，且便于人员对螺栓6进行拆装。驱动壳和泵腔壳16通过螺栓6连接，保障了泵腔13的密封性，同时拆装方便。

在一个实施例中，机械轴封41包括有相互配合的静环机械密封和动环机械密封，静环机械密封固定在密封槽座42上，动环机械密封设置在轴芯21上。静环机械密封设于密封槽座42并与密封槽座42密封连接，动环机械密封设于轴芯21，并与轴芯21密封连接，动环机械密封与静环机械密封之前能够保持密封，从而实现轴芯21处的密封。机械轴封能够在轴芯21旋转过程中始终保持可靠密封，有效防止了流体泄漏。

在一个实施例中，动环机械密封上还设置有密封垫片5。密封垫片5具体套设于轴芯21且位于动环机械密封远离密封槽座42的一端，通过密封垫片5以辅助加强密封，提升密封可靠性。

在一个实施例中，流体出口12和流体进口11均设于泵壳1的外周面。二者具体可以平行设置。在另一些实施例中，流体进口11设于泵壳1的外周面，流体出口12设于泵壳1的轴端面，也就是将流体进口11设于泵壳1的外周面以靠近密封结构4，流体出口12设于泵体的与轴芯21端相对的另一端的端面上。具体流体出口12的设置位置可根据该泵浦外界设备的流体进出口位置相应选择设置。

在一个实施例中，如图7所示，各级叶轮3具体设于筒状的泵壳1内，与各级叶轮3配合的可以分别设置叶轮导叶(IGV)或涡壳31，叶轮导叶作用于叶轮3流体内部导向，使得流体可以从叶轮的吸水入口进入叶轮的叶轮导叶(IGV)或涡壳31，经过多级叶轮，从叶轮的出口导出流体。叶轮3具体可以通过螺母32和垫片固定于轴芯21。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种泵浦，其特征在于，包括：

泵壳(1)，所述泵壳(1)内形成有连通的泵腔(13)和散热腔(14)，所述泵壳(1)上设有用于外接流体的流体进口(11)和用于排出流体的流体出口(12)，所述流体进口(11)与所述散热腔(14)连通，所述泵腔(13)与所述流体出口(12)连通；

驱动设备(2)，与所述泵壳(1)的一部分泵壳(15)固定连接，所述散热腔(14)至少部分包覆于所述一部分泵壳(15)；且所述驱动设备(2)的轴芯(21)部分设于所述泵腔(13)内；

叶轮(3)，设于所述泵腔(13)内，且所述叶轮(3)固设于所述轴芯(21)；

密封结构(4)，用于密封所述泵腔(13)。

2.根据权利要求1所述的泵浦，其特征在于，所述密封机构(4)靠近所述叶轮(3)的吸水入口。

3.根据权利要求2所述的泵浦，其特征在于，所述叶轮(3)的吸水入口靠近所述流体进口(11)，所述叶轮(3)的出口靠近所述流体出口(12)。

4.根据权利要求3所述的泵浦，其特征在于，所述叶轮(3)为三级或三级以上叶轮。

5.根据权利要求1所述的泵浦，其特征在于，所述泵壳(1)包括相互适配连接的驱动壳和泵腔壳(16)，所述一部分泵壳(15)为所述驱动壳，所述泵腔(13)和散热腔(14)设于所述泵腔壳(16)，所述驱动设备设于所述驱动壳。

6.根据权利要求5所述的泵浦，其特征在于，所述散热腔(14)设于所述驱动壳的外周围，且所述驱动设备(2)的马达贴近于所述驱动壳设置。

7.根据权利要求6所述的泵浦，其特征在于，所述驱动壳的外壁沿周向设有多个散热翅片(151)，各所述散热翅片(151)沿径周向伸入所述散热腔(14)。

8.根据权利要求7所述的泵浦，其特征在于，所述散热翅片(151)的截面呈梯形，且伸入所述散热腔(14)的一端为所述梯形的顶面。

9.根据权利要求5所述的泵浦，其特征在于，所述密封结构(4)包括密封槽座(42)和机械轴封(41)，所述密封槽座(42)用于密封述驱动设备(2)的轴承(22)，所述机械轴封(41)用于密封所述驱动设备(2)的轴芯(21)。

10.根据权利要求9所述的泵浦，其特征在于，所述密封槽座(42)与所述驱动壳一体成型设置，并且，所述驱动壳和所述泵腔壳(16)之间的连接处安装有密封圈；所述驱动壳和泵腔壳(16)外侧分别设置有支耳，各支耳分别通过螺栓(6)连接。

11.根据权利要求9所述的泵浦，其特征在于，所述机械轴封(41)包括有相互配合的静环机械密封和动环机械密封，所述静环机械密封固定在所述密封槽座(42)上，所述动环机械密封设置在所述轴芯(21)上；所述动环机械密封上还设置有密封垫片(5)。

12.根据权利要求1所述的泵浦，其特征在于，所述流体出口(12)设于所述泵壳(1)的外周面或轴端面，所述流体进口(11)设于所述泵壳(1)的外周面。