CN1204738A - 泵叶轮的联轴装置 - Google Patents

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Abstract

一种联轴装置,用于对一个电泵的转子和叶轮进行联轴,具有一个固定到转子的轴上的联轴器体41,该联轴器体41容纳在叶轮11的空腔31内。联轴器体41包括一个圆柱形部分43和一个位于圆柱形部分43的一端的一个凸台42。空腔31具有容纳联轴器体的圆柱形部分43的内腔段32和容纳凸台42的大直径外腔段33。凸台42具有一个与叶轮11相对的沟槽46。叶轮在其表面上具有两个与凸台相对的弧形槽,沟槽36、46配合形成两个圆形截面的弧形洞。在每一个弧形洞内具有一个圆球50。

Description

泵叶轮的联轴装置
本发明涉及一种电泵，特别涉及一种用于把一个泵的叶轮连接到驱动该泵的马达的一个转子上的联轴装置。
众所周知，小的电泵例如可以用于鱼池的水循环和把水从洗衣机中排出。这些泵的功率通常由小于1／20马力的单相同步电机驱动。该电机寿命长，一个简单的结构保证定子与泵室之间以及定子与电机的转子之间实现密封。可参见Askoll SRL的专利GB2024528。
作为单相同步电机，该电机可以沿着两个方向启动，因此泵的叶轮可以设计为沿着两个方向进行作业。然而，由于启动扭矩较低，电机在满负荷状态下启动时存在一定的困难。
为了克服这个问题，人们知道可以保证转子和叶轮之间的具有一个有限的可以自由旋转的角度范围，通常可以达到360°。这允许电机在驱动叶轮和叶轮负载之前获得一个初始动量。如上面的GB2024528A中所示，这可以通过两个相互作用的插头来实现。然而，由于这种联轴方式允许在稍小于360°的范围内自由移动，因此当插头相互碰撞挤压时将会产生严重的噪音和破坏。
在Askoll Spa的另一个专利EP0287984A1中，通过使得两个插头在一个充满可以吸收噪音的粘性流体例如石油或者黄油的密封箱体内来克服这个问题。尽管这种设计的联轴装置非常安静，在使用时如果箱体的密封失败，这种联轴装置将产生一个污染源，使得这些粘性流体与被泵送的流体混合。
因此，电泵需要一种从转子到叶轮的联轴装置，该联轴装置允许转子与叶轮之间相对旋转预定的一个角度，而不需要使用一个密封的箱体。
因此，本发明提供一种用于实现转子与叶轮之间的联轴的联轴装置，包括：
一个固定到转子的轴上的联轴器体，该联轴器体具有一个几乎平的表面，该表面在垂直于轴的轴线的一个平面上延伸，所说的表面形成第一接触面；
一个叶轮，具有一个几乎平的表面，该表面在垂直于轴的轴线的一个平面上延伸，所说的表面形成第二接触面；
该叶轮可旋转地安装到轴上，而第一接触面与第二接触面互相面对；
第一和第二接触面均具有一个沟槽，每一个沟槽均为弧形，距离轴心为相等的半径；
联轴件，该联轴件安装在第一接触面的沟槽和第二接触面的沟槽内；以及
保持装置，用于把第一接触面和第二接触面紧紧保持在一起，
其中，通过联轴件与联轴件所放置的沟槽的相对的一端啮合使得轴与叶轮之间的旋转限制在一个预定的角度范围内。
作为优先的一种选择，具有两个或者更多的联轴件，在一个或者每一个接触面上具有预定数量的沟槽。
作为优先的一种选择，联轴件是一个圆球，材料最好为不锈钢、涂胶钢或者塑料。
作为优先的一种选择，联轴器体具有一个凸台部分，该凸台部分上形成第一接触面，从第一接触面轴向伸出一个轴衬，该轴衬放置到叶轮内的一个空腔内，叶轮在联轴器体的轴衬上可以滑动。
作为优先的一种选择，保持装置包括一个盖，该盖固定到叶轮内的空腔的口部，用于保持联轴器体和一个放置到该盖和联轴器体之间的弹簧，从而把联轴器体挤压入叶轮的空腔内。
作为一种选择，保持装置包括一个挡片和一个弹簧，其中，挡片位于远离远离转子的一端附近，而弹簧放置到挡片与叶轮之间，用于把叶轮挤压向联轴器体。
根据其它方面，本发明也提供一种用于电泵的转子和一个叶轮装置以及使用这样的一个联轴装置的电泵电机。
参照下面的附图以例子的形式对本发明的一个实施例进行描述。
图1是依据本发明的最佳实施例的泵电机的等角视图；
图2是图1中的泵电机的剖面图；
图3是图1中的泵电机的转子和叶轮的分解等角视图；
图4是图3中的转子／叶轮的分解剖面图；
图5是图3中的转子的叶轮和联轴装置的等角视图；
图6是从图5中的叶轮和联轴装置的下面看的等角视图；
图7是图5中的底视图；
图8是一个可以旋转的另一个实施例的叶轮和联轴装置的剖面图。
图9是说明用于从联轴器向叶轮传递动力的装置的示意图。
图1是应用本发明的一个电泵电机10的等角图。电机10带有一个连接的泵叶轮但是没有泵箱，而是具有一个凸台12，这个泵箱是用来形成泵室的。电机具有一个定子，该定子为一个上面缠绕定子线圈的绕线管(未示出)，固定到一个“C”形的层状的定子芯体14上。一个盖16保护定子的缠绕表面，通过一个滑扣式保持器18保持到电机凸台12上。
图2是转子装置20与电机凸台12和一个剖面高程图。转子装置20以分解的形式更清楚地表示在图3和4中，包括一个两极永磁转子21、联轴器体41和固定到轴23上的轴承24、25以及叶轮11。电机凸台12与一个管子形成一体，该管子具有一个封闭端，以形成一个转子箱13。下轴承24固定到该管子的封闭端内，而上轴承25封闭管子的开口端。该开口端可以用上轴承密封也可以不密封。这取决于电机和泵的设计，在某些应用中必须在转子箱和泵室之间实现密封。实际上在有些应用中需要让被泵送流体在转子箱内循环。定子芯体14的两极放置到转子箱13内相对的两侧，与转子的磁铁相对而产生磁性的相互作用。叶轮11通过一个联轴装置连接到泵室内的轴23上，该联轴装置允许叶轮相对于转子在一个限定和预定的角度范围内旋转。
叶轮11具有一个开口的空腔31。该空腔具有一个圆柱形的内腔段32和一个较大直径的外腔段33，该空腔的尺寸适和于联轴器体41。联轴器体具有一个凸台42和一个轴向延伸的圆柱状部分或者轴衬43。该联轴器体可以滑动地安装在空腔31内，而凸台42则容纳在外腔段33内，轴衬43容纳在内腔段32内。联轴器体41具有一个中央通孔44用于把联轴器体安装到轴23上。作为一种优先的选择，联轴器体最好压入到轴上。轴23的表面可以增加一些滚花、以改善轴23与联轴器体41之间的摩擦力。
一个盖37以滑扣式连接安装在空腔的口部内，该盖37用于把联轴器体41保持在空腔内。一个曲线或者波状形式的弹簧38用于轴向向着叶轮11挤压联轴器体41。一个平的垫片39在弹簧38与盖37之间提供一个摩擦表面。
如图5所示，一个凸台42具有一个与叶轮11的空腔31相对的面部，该面部形成第一接触面45。如图4、6和7所示，叶轮中的空腔31在内腔段与外腔段之间具有一个肩部。该肩部形成第二接触面35。这两个接触面互相面对。第一接触面45具有一个单一孤形槽46，该弧形槽46相对与轴23中心具有相等的直径。该弧形槽大约延伸270°左右。如图7所示，第二接触面35具有两个弧形槽36，该弧形槽距离轴23中心的半径与在第一接触面45上的弧形槽46距离轴23中心的半径相同。这两个弧形槽36每一个都延伸90°左右。当两个接触面对齐时，弧形槽36、46也分别对齐，形成一个封闭的孔或者洞。
两个圆球状的联轴件50，一部分放置在弧形槽46内，一部分放置在弧形槽36内。联轴件50的直径大约等于弧形槽36、46的深度的和。如果联轴件的直径稍大于两个弧形槽的深度之和，联轴件50可以防止两个接触面互相直接接触。如果联轴件的直径稍小于两个弧形槽的深度之和，两个接触面不会直接与联轴件接触，从而允许联轴件在沟槽内滑动或者更自由地滚动。
图8说明了一个可以选择的实施例。其中一个用于在轴向上把叶轮保持在最靠近联轴器体上的装置包括一个固定到轴23上的保持弹簧52(例如一个E-形环)和一个曲线或者波状垫片形状的弹簧38，该弹簧38挤压保持弹簧52和叶轮11，从而直接把叶轮挤压向联轴器体。一个盖37滑扣到叶轮的中央部分的端部从而盖住轴23的端部。
在使用时，在两个实施例中，弹簧38挤压联轴器体41，直接或者通过圆球50使其与叶轮11摩擦接触。当转子沿着一个方向旋转时叶轮能够保持静止状态，直到一个圆球50夹入或者卡入到放置有圆球的沟槽36和46内相对的一端。此时叶轮被迫与转子一起旋转。当转子沿着相反的方向旋转时，圆球50沿着沟槽滚动或者滑动直到另一个圆球卡入到沟槽46的另一端和另一个沟槽36的一端，从而导致叶轮与转子12一起旋转。图9图示地说明了一个圆球50被卡入到沟槽46的一端和沟槽36的一端。由于具有保持装置，叶轮11和联轴器体41不可能在轴向上分开以致于使得圆球50从沟槽中脱出。叶轮通过圆球由联轴器体驱动。
尽管本发明的最佳实施例的描述中，在联轴器上具有一个沟槽而在叶轮上具有两个沟槽，其结构也可以反过来。实际上两个部分均可以具有一个或者多个沟槽，圆球的数目可以随应用的不同而发生变化。上述的实施例使用两个圆球对于小的电泵应用是合适的。使用一个圆球和在每一个接触面上的一个270°的沟槽将会形成540°的相对旋转。该相对转动的角度可以通过选择沟槽的数目和长度以及圆球的数目来确定。

Claims (11)

1．一种联轴装置，用于把转子和叶轮联轴，该装置包括：
一个固定到转子(21)的轴(23)上的联轴器体(41)，
一个叶轮，可旋转地安装在轴(23)上，
保持装置，用于保持联轴器体(41)和叶轮(11)在轴向方向上固定，
其特征在于：
该联轴器体(41)具有一个几乎平的表面(45)，该表面在垂直于轴(23)的一个平面上延伸，该表面具有一个相对于轴心具有恒定直径的弧形槽(46)，
叶轮(11)具有一个几乎平的第二接触面，该表面在垂直于轴的轴线的一个平面上延伸，与所说的第一接触面(45)面对，该表面具有一个相对于轴心具有恒定直径的弧形槽(36)，以及
一个联轴件(50)，该联轴件安装在第一和第二接触面的沟槽(46、36)内，
由此，通过联轴件(50)与沟槽(46、36)的相对的一端啮合使得轴(23)与叶轮之间的旋转限制在一个预定的角度范围内。
2．权利要求1所说的联轴装置，其特征在于：具有两个或者更多的联轴件(50)，在一个接触面(35)上具有对应数量的沟槽(36)。
3．权利要求1所说的联轴装置，其特征在于：具有两个或者更多的联轴件(50)，在两个接触面(35、45)上具有对应数量的沟槽(36、46)。
4．权利要求1所说的联轴装置，其特征在于：联轴件(50)是一个圆球。
5．权利要求4所说的联轴装置，其特征在于：圆球的材料为不锈钢、塑料或者涂胶钢。
6．权利要求1所说的联轴装置，其特征在于：叶轮11相对于联轴器体(41)可以滑动。
7．权利要求6所说的联轴装置，其特征在于：联轴器体(41)具有一个凸台部分(42)，该凸台部分上形成第一接触面(45)，从第一接触面(45)轴向伸出一个轴衬(43)，该轴衬(43)放置到叶轮(11)内的一个空腔(31)内，叶轮(11)在联轴器体(41)的轴衬(43)上可以滑动。
8．权利要求1所说的联轴装置，其特征在于：保持装置保一个盖(37)，该盖(37)固定到叶轮(11)内的空腔(31)的口部，用于保持联轴器体(41)和一个放置到该盖(37)和联轴器体(41)之间的弹簧(38)，从而把联轴器体(41)挤压入叶轮(11)的空腔(31)内。
9．权利要求1所说的联轴装置，其特征在于：保持装置包括一个挡片(52)和一个弹簧(38)，其中，挡片位于远离远离转子(21)的一端的轴(23)附近，而弹簧(38)放置到挡片(52)与叶轮(11)之间，用于把叶轮(11)挤压向联轴器体(41)。
10．一种用于电泵的转子和叶轮组合，其特征在于权利要求1的联轴装置。
11．一个电泵电机，其特征在于权利要求1的联轴装置。
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