CN1242174C - 具有轴流式叶轮的电动泵 - Google Patents

Abstract

一种具有轴流式叶轮的电动泵，包括：一对轴流式叶轮组件；一电动机，它具有一输出轴，输出轴的两个端部连接于该对轴流式叶轮组件，还具有用于可旋转地支承输出轴的径向轴承和一用于转动输出轴的机构；以及一对在输出轴纵向方向上设置于电动机两侧的泵壳，每个泵壳具有一流体出口和多个流体入口，该流体出口沿输出轴的纵向方向而朝外，并且这些流体入口以一预定间隔分布在各泵壳的圆周上，该对泵壳与该对轴流式叶轮组件相配合而将位于电动泵周围的流体通过入口吸入泵壳、使吸入的流体沿纵向方向移动并将流体从出口排出，从而沿纵向方向相互抵销了轴流式叶轮组件沿纵向方向作用于输出轴的推力。

Description

具有轴流式叶轮的电动泵

本申请基于和要求2000年2月8日提交的在先日本专利申请No.2000-030873的优先权，该申请的所有内容援引在此供参考。

技术领域

本发明涉及一种具有轴流式叶轮的电动泵。

背景技术

这种类型的电动泵从美国专利No.5,888,053、日本专利申请公开出版物No.9-209976、日本专利申请公开出版物No.8-177782和日本专利申请公开出版物No.58-8295中可以了解。

具有轴流式叶轮的电动泵包括至少两个轴流叶轮和一用于转动轴流叶轮的电动机。电动机包括一连接于轴流叶轮的输出轴、用于可旋转地支承输出轴的径向轴承和一用于转动输出轴的机构。当轴流式叶轮受驱动而为该电动泵中的流体供能时，电动机的输出轴上作用有一推力载荷。而且，该推力载荷会随着流体排出量和/或排出压力的升高而变大。为了承受该推力载荷，在具有轴流式叶轮的传统电动机中除径向轴承之外还需要一止推轴承。而且，止推轴承会随着电动泵中流体的排出量和/或排出压力的升高而变得更大和更为昂贵。

止推轴承会增加上述传统电动泵的重量和外部尺寸，同时也使其价格升高。

发明内容

本发明正是在上述状况下而设计的，本发明的一个目的在于提供一种具有轴流式叶轮的电动泵，它可省去止推轴承，与传统电动泵相比可减小重量和外部尺寸，降低其所产生的噪声，并不会缩短其使用寿命。

为了实现本发明的该目的，本发明的具有轴流式叶轮的电动泵包括：

一对轴流式叶轮组件；

一电动机，它具有一输出轴，输出轴的两个端部连接于该对轴流式叶轮组件，还具有用于可旋转地支承输出轴的径向轴承和一用于转动输出轴的机构；以及

一对在输出轴纵向方向上设置于电动机两侧的泵壳，每个泵壳具有一流体出口和多个流体入口，该流体出口沿输出轴的纵向方向而朝外，并且这些流体入口以一预定间隔分布在各泵壳的圆周上，该泵壳与该对轴流式叶轮组件相配合而将位于电动泵周围的流体通过入口吸入泵壳、使吸入的流体沿纵向方向移动并将流体从出口排出，从而沿纵向方向相互抵销了轴流式叶轮组件沿纵向方向作用于输出轴的推力。

在按上述方式构成的本发明的具有轴流式叶轮的电动泵中，当该对轴流式叶轮组件由电动机的输出轴驱动时，位于电动泵周围的流体沿纵向方向在该对于输出轴纵向方向上设置在电动机两侧的泵壳中移动。这样，流体沿纵向方向的移动在输出轴的两个端部处相互抵销了该对轴流式叶轮组件沿纵向方向作用于输出轴的推力。因此，本发明的具有轴流式叶轮的电动泵不需要止推轴承用于电动机中的输出轴。

因此，在本发明的具有轴流式叶轮的电动泵中，与传统的电动泵相比，其重量和外部尺寸得以减小。而且，其价格可比传统的更为便宜。另外，其所产生的噪声可小于传统电动泵所产生的噪声，泵的使用寿命得以延长。

而且，流体在输出轴两端部处沿纵向方向的移动可以使各泵壳的用于相互抵销由该对轴流式叶轮组件沿纵向方向作用于输出轴的推力的结构变得简单。

此外，通过各流体入口吸入各泵壳内部空间的流体可以用于相互抵销沿输出轴的径向方向通过各轴流式叶轮组件作用于输出轴的力。因此，每个径向轴承的强度可以制得较小，本发明的具有轴流式叶轮的电动泵的重量和外部尺寸得以进一步降低，其价格可以更为便宜。另外，可进一步降低电动泵所产生的噪声和进一步延长其使用寿命。

在上述构造的本发明的具有轴流式叶轮的电动泵中，该流体出口设置在一个比相应于各泵壳的轴流式叶轮更远离于电动机的位置，各流体入口设置在一个比相应的轴流式叶轮更靠近于电动机的位置。在这种情况下，当该对轴流式叶轮组件各由电动机输出轴沿一预定方向转动时，流体通过流体入口被吸入，并被赋予动能而使流体从出口排出。

本发明的其它目的和优点将在下面的描述中阐明，并且部分将通过描述而变得清楚，或者可以通过本发明的实施而得以了解。本发明的目的和优点可以通过下面具体指明的手段和组合来实现和达到。

附图说明

构成说明书一部分的附图示出了本发明目前为止的较佳实施例，它们与上面的概述以及下面的较佳实施例详述一起用来说明本发明的原理，附图中：

图1是本发明的具有轴流式叶轮的电动泵的第一实施例的竖直剖视示意图；

图2是图1第一实施例沿纵向方向观察的一个端部的端视示意图；

图3是沿图1的III-III线剖开的水平剖视示意图；

图4是本发明的具有轴流式叶轮的电动泵的第二实施例；以及

图5是沿图4的V-V线剖开的水平剖视示意图。

具体实施方式

(第一实施例)

首先，参见附图中的图1到3来详细描述本发明的具有轴流式叶轮的电动泵的第一实施例。

该电动泵10包括一电动机12。该电动机12包括：一框架14；一输出轴16，其两个端部沿相反方向从框架14突出；一对在输出轴16的纵向方向上设置在框架14两端部上并可旋转地支承输出轴16的径向轴承组件18；一在由框架14所围绕的一内部空间中固定于输出轴16的转子20；一定子22，它设置在框架14的外侧中而使得该定子22围绕内部空间中的转子20，并用一绝缘树脂21固定于框架14；以及一绕定子22而卷绕的励磁绕组24。

在由输出轴16的两个端部突伸入的框架14的开口中，设置公知的水密装置(未图示)，绝缘树脂21将定子22固定于框架14的一外侧。该水密装置和绝缘树脂21以水密方式使框架14的内部空间密封。定子22的励磁绕组24通过穿过绝缘树脂21的导线(未图示)连接于一交流电源。

按上述方式构成的、输出轴16的两端部突出到外侧的防水型电动机12的结构是公知的。在该实施例中，当有电流从交流电源经导线(未图示)通到定子22的励磁绕组24时，输出轴16的转数可以通过改变所供给的交流电的频率来改变。

在该实施例中，转子20、定子22和励磁绕组24构成用于转动和驱动输出轴16的机构。

按照本发明，不需要指定电动机12中的用于转动和驱动输出轴16的机构。

电动机12的两个端部可拆地固定有一对泵壳26，在该两端部处突出有输出轴16的两个端部。该对泵壳26的形状和尺寸以对称的方式形成于电动机12的两个端部上。

在该对泵壳26的内部空间中，于输出轴16的两端部上用诸如螺母29之类的公知的可拆固定装置固定有一对轴流式叶轮组件28。每个轴流式叶轮组件28以这样的方式构成，使得当输出轴16沿预定方向旋转时，各泵壳26内部空间中位于与各叶轮组件28相应的电动机12端部一侧的流体朝远离于电动机12相应端部的一侧移动。而且，单位时间内由上述各轴流式叶轮组件28所移动的流体量彼此设定成相同的水平。

每个轴流式叶轮组件28可以构成为一个块组，它具有多个在输出轴16相应端部上的相同纵向位置处沿输出轴16的径向方向径向延伸的叶片。而且，每个轴流式叶轮组件28可以通过将多个这样的块组可拆地固定于输出轴16的相应端部上的多个纵向位置而构成。

每个泵壳26在一个比相应于各泵壳26的轴流式叶轮组件28更靠近于电动机12的位置具有多个流体入口30，同时，在一个比相应于各泵壳26的轴流式叶轮组件28更远离于电动机12的位置具有一个流体出口32。

在该实施例中，每个泵壳26的多个流体入口30沿电动机12的输出轴16的相应端部的纵向方向而朝外，并沿相应端部的圆周方向以一预定间隔、例如等间隔而分布。

每个泵壳26的一个流体出口32沿输出轴16的相应端部的纵向方向而朝外。流体出口32连接有一导管(未图示)。

接下来说明以这种方式构成的一个实施例的电动泵10的工作情况。

将电动泵10沉浸于需要移动的流体中，例如是水之类的液体。当电动机12的输出轴16沿预定方向旋转时，每个轴流式叶轮组件28给与各叶轮组件28相应的泵壳26的内部空间中位于电动机一侧的流体赋予动能，以将该流体沿一个朝流体出口32的方向移动，如图1中箭头X1所示。从流体出口32排出的流体通过上述导管(未图示)移动到导管的末端。

利用该电动泵10，位于电动泵10周围的流体通过多个流体入口30被吸入每个泵壳26的内部空间的电动机侧，如图1中的箭头X2所示，该电动机侧比各泵壳26的内部空间中的轴流式叶轮组件28更靠近于电动机12，这样，相应的轴流式叶轮组件28便将动能赋予吸入的流体。

在该实施例中，单位时间内从电动泵10的每个泵壳26的流体出口32排出的流体的量和压力彼此相同。而且，该对轴流式叶轮组件28使流体在该对泵壳26中移动的方向沿电动机12的输出轴16的纵向方向彼此相反。因此，由该对泵壳26中的该对轴流式叶轮组件28作用于输出轴16的推力相互抵销。

因此，在该实施例中，就不需要止推轴承来克服推力而支承输出轴16了。

而且，由于电动机12两侧的每个泵壳26的多个流体入口30是沿输出轴16的相应端部的圆周方向等间隔分布的，因而由从各泵壳26中的多个流体入口30吸入各内部空间的流体沿输出轴16相应端部的径向方向通过相应轴流式叶轮组件28作用于输出轴16的相应端部的力被相互抵销。因此，用于可旋转地支承输出轴16的各径向轴承18的结构尺寸可以制得较小。

由以上描述可以看出，即使电动泵10是在与轴流式叶轮组件对位于电动机两侧的传统电动泵相同的排出量和排出压力下工作，也不需要止推轴承，并还可减小径向轴承的尺寸。因此，可减小电动泵10的外部形状的尺寸，并降低其制造成本。另外，电动泵10所产生的噪声较小，其使用寿命可延长。

按照本发明，各泵壳26中的流体入口30可以是一个。

而且，可以在每个泵壳26上设置多个流体出口32。但是，在这种情况下，当流体从该对泵壳26的多个流体出口32排出时，必需相互抵销由该对泵壳26中的该对轴流式叶轮组件28作用于输出轴16的推力。

(第二实施例)

下面参照附图中的图4和5来详细描述本发明的具有轴流式叶轮的电动泵的第二实施例。

本实施例的电动泵10’的结构的主要部分与以上参照图1到3所描述的第一实施例的电动泵10的结构的主要部分相同。因此，本实施例的电动泵10’中与电动泵10相同的构件用与第一实施例的电动泵10的相应构件相同的标号表示，并将省略对它们的详细说明。

该第二实施例的电动泵10’使用与第一实施例的电动泵10相同的电动机12。

电动机12的两端部可拆地固定有一对泵壳26’，在该两端部处突出有输出轴16’的两个端部。该对泵壳26’的形状和尺寸以对称的方式形成于电动机12的两个端部上。

在该对泵壳26’的内部空间中，于输出轴16’的两端部上用诸如螺母29之类的公知的可拆固定装置固定有一对轴流式叶轮组件28’。每个轴流式叶轮组件28’构成为以与第一实施例的轴流式叶轮组件28相反的方式工作。也就是说，每个轴流式叶轮组件28’构成这样，即当输出轴16沿预定方向旋转时，各泵壳26’的内部空间中位于远离电动机12相应端部一侧的流体朝电动机12的相应端部移动。而且，单位时间内由上述各轴流式叶轮组件28’所移动的流体量彼此设定成相同的水平。

每个轴流式叶轮组件28’可以构成为一个块组，它具有多个在输出轴16相应端部上的相同纵向位置处沿输出轴16的径向方向径向延伸的叶片，并且每个轴流式叶轮组件28’可以通过将多个这样的块组可拆地固定于输出轴16的相应端部上的多个纵向位置而构成。

各泵壳26’与第一实施例的泵壳26具有相同的外部形状。然而，每个泵壳26’在一个比相应于各泵壳26’的轴流式叶轮组件28’更远离于电动机12的位置具有一个流体入口30’，同时，在一个比相应于各泵壳26’的轴流式叶轮组件28’更靠近于电动机12的位置具有多个流体出口32’。

各泵壳26’的流体入口30’沿输出轴16相应端部的纵向方向而朝外。

在该实施例中，各泵壳26’的多个流体出口32’沿电动机12的输出轴16的相应端部的径向方向而朝外，并沿相应端部的圆周方向以一预定间隔、例如等间隔而分布。每个流体出口32’连接有一导管(未图示)。

接下来说明按上述这样构成的该第二实施例的电动泵10’的工作情况。

将电动泵10’沉浸于需要移动的流体中，例如是水之类的液体。当电动机12的输出轴16沿预定方向旋转时，每个轴流式叶轮组件28’给相应泵壳26’的内部空间中位于远离电动机12一侧的流体赋予动能，以将该流体朝多个流体出口32’移动，如图4中箭头X’1所示。从每个流体出口32排出的流体通过上述导管(未图示)移动到导管的末端。

利用该电动泵10’，位于电动泵10’周围的流体通过一个流体入口30’被吸入各泵壳26’中的比各泵壳26’的内部空间中的轴流式叶轮组件28’更远离于电动机12的一侧，如图4中的箭头X’2所示。这样，相应的轴流式叶轮组件28’便将动能赋予吸入的流体。

在该实施例中，单位时间内从电动泵10’的每个泵壳26’的流体出口32’排出的流体的量和压力彼此相同。而且，该对轴流式叶轮组件28’使流体在该对泵壳26’的内部空间中移动的方向沿电动机12的输出轴16的纵向方向彼此相对。因此，由该对泵壳26’中的该对轴流式叶轮组件28’作用于输出轴16的推力相互抵销。

因此，在该实施例中，就不需要止推轴承来克服推力而支承输出轴16了。

而且，由于电动机12两侧的每个泵壳26’的多个流体出口30是沿输出轴16的相应端部的圆周方向等间隔分布的，因而由从流体出口32’排出的流体沿输出轴16相应端部的径向方向通过相应轴流式叶轮组件28’作用于输出轴16的相应端部的力被相互抵销。因此，用于可旋转地支承输出轴16的各径向轴承18的结构尺寸可以制得较小。

由以上描述可以看出，即使本实施例中的电动泵10’是在与轴流式叶轮组件对位于电动机两侧的传统电动泵相同的排出量和排出压力下工作，也不需要止推轴承，并可减小径向轴承的尺寸。因此，可减小电动泵10’的外部形状的尺寸，并降低其制造成本。另外，电动泵10’所产生的噪声较小，其使用寿命可延长。

按照本发明，只要由该对泵壳26’中的该对轴流式叶轮组件28’作用于输出轴16的推力被彼此抵销，可以通过将各泵壳26’汇聚于一起而只形成一个流体入口。

而且，可以在每个泵壳26’上设置多个流体入口30’。

其它的优点和改制可很容易为本技术领域的技术人员所理解。因此，本发明就其广义上来说并不局限于这里所表示和描述的具体细节和代表性实施例。所以，在不脱离如所附权利要求书和其等价内容所限定的总的发明构思的精神或范围的情况下可以进行许多变化。

Claims (2)

1.一种具有轴流式叶轮的电动泵，包括：

一对轴流式叶轮组件；

一电动机，它具有一输出轴，输出轴的两个端部连接于该对轴流式叶轮组件，还具有用于可旋转地支承输出轴的径向轴承和一用于转动输出轴的机构；以及

一对在输出轴纵向方向上设置于电动机两侧的泵壳，每个泵壳具有一流体出口和多个流体入口，该流体出口沿输出轴的纵向方向而朝外，并且这些流体入口以一预定间隔分布在各泵壳的圆周上，该对泵壳与该对轴流式叶轮组件相配合而将位于电动泵周围的流体通过入口吸入泵壳、使吸入的流体沿纵向方向移动并将流体从出口排出，从而沿纵向方向相互抵销了轴流式叶轮组件沿纵向方向作用于输出轴的推力。

2.如权利要求1所述的电动泵，其特征在于，该流体出口设置在一个比相应于各泵壳的轴流式叶轮更远离于电动机的位置，各流体入口设置在一个比相应的轴流式叶轮更靠近于电动机的位置。

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