CN1316599A

CN1316599A - 新型磁力驱动泵

Info

Publication number: CN1316599A
Application number: CN 01111182
Authority: CN
Inventors: 郑全逸
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2001-10-10
Anticipated expiration: 2021-04-09
Also published as: CN1144954C

Abstract

新型磁力驱动泵是用轴向磁力拖动方式取代传统磁力驱动泵的径向磁力拖动方式。由于将后者的杯状密封套改成平板状，且加装了叶轮转子轴向力检测传感器和轴向力平衡调节装置，使得泵体内流道通畅，轴承工作条件大大改善，可用滚珠、布质酚醛层压板轴承代替价格不菲的碳化硅或刚玉陶瓷轴承。该结构又可使泵体自身具有磁过滤器功能，亦可加过滤网滤除一般杂质。泵体结构形式简单，可注塑生产，成本低廉，更易于推广。

Description

新型磁力驱动泵

一种新型磁力驱动泵是对现有磁力驱动泵磁力拖动方式的改进。因其无外漏，特别适用于输送有毒、有害流体的管道中。

现有的磁力驱动泵(《国外磁力驱动泵发展综述》，水泵技术，1993.3，蒋大辉，沈阳水泵研究所)均采用径向磁力拖动方式，即靠径向充磁的两组不同直径的环形永磁体同轴线地套装在一起。一般地，外组永磁体与电机轴固连，内组永磁体与水泵叶轮轴固连，两组永磁体间用杯状隔离套分隔开。由于径向磁力的拖动，叶轮在另一个可完全封闭的流体腔内旋转。这种结构的优点是：理论上可做到电机轴和叶轮轴上无附加轴向磁力。但缺点是：杯状隔离套及其上的叶轮轴轴承工作条件(如冷却)较差；内外环状磁体应具有较高的的同心度；轴承磨损会引起恶性循环的后果，必须采用碳化硅(SiC)或刚玉陶瓷等。导致泵体内结构复杂，对加工精度和零件材质要求较高，成本一般是普通泵的数倍以上。

本发明的目的是公开一种新型磁力驱动泵，它采用轴向磁力拖动方式，即靠两组轴向充磁的永磁体以适当的轴向间隙相对安装，在间隙处放置平板式隔板。当电机带动一组永磁体旋转时，与叶轮固连的另一组永磁体被拖动。这种拖动方式其明显的缺点是存在着与拖动力矩成正比的附加轴向力。其作用是破坏性的。如不加权衡和思索，这种传动方式很易被抛弃。但问题的另一方面是这种附加轴向力是可以平衡的，而且这种传动方式带来的优点是两腔隔离方便(平板式隔板)，结构简单，加工方便，轴承工作条件好，不必使用价格昂贵的碳化硅或刚玉陶瓷轴承，显著降低了成本。与此同时可在设备上加装轴向力检测传感器，及时调正轴向力平衡装置和轴承间隙，可极大地提高设备的运行寿命。

本发明的构成包括电机[1]、泵体[2]、对接盘[3]、隔板[4]、前端盖[5]、托盘[6]、A组永磁体[7]、B组永磁体[8]、叶轮[9]、叶轮轴[10]、轴承座[11](前后各一个)、滚珠[12](前后各一个)、平衡盘[13]、永磁体[14]、调节螺钉[15]、测力传感器[16](带引线)、垫片[17]、滤网[18]。

本发明所涉及A组永磁体[7]和B组永磁体[8]是各由沿轴向充磁的尺寸相同的若干块扇形磁钢靠自身磁力吸合成的环形体，其中A组永磁体[7]粘结在托盘[6]上并固装在电机[1]的轴头上，B组永磁体[8]粘结在叶轮[9]的背面，两组永磁体靠对接盘[3]上的隔板[4]隔开。对接盘[3]是电机[1]和泵体[2]之间的连接件。对接盘[3]可采用金属或工程塑料制做。隔板[4]所选用的材质必须是非磁性、无涡流效应的，因此对接盘[3]和隔板[4]也可以是一体的。沿叶轮[9]轴线固装的叶轮轴[10]的两端嵌入滚珠[12]并抵在沿电机[1]和泵体[2]轴线安装的两个轴承座[11]上。轴承座[11]的材质可采用轴瓦用布质酚醛层压板。叶轮[9]进口侧的轴承座[11]经测力传感器[16]插接在调节螺钉[15]上。后者沿泵体[2]轴线旋入前端盖[5]的螺孔中，用以调节滚珠[12]与轴承座[11]间的间隙。叶轮轴[9]的前端可固装两种不同材质(无涡流效应的铁磁体或轴向充磁的永磁体)的平衡盘[13]。轴向充磁的环形永磁体[14]借助与其粘结的托盘和垫片[17]旋在调节螺钉[15]的外侧。垫片[17]的厚度影响永磁体[14]与平衡盘[13]间的距离，进而改变两者间吸力或斥力的大小。垫片的最佳厚度应使叶轮转子上的轴向力为零。该值可通过测力传感器[16]和仪表显示出。水泵设计时，应计算叶轮转子的轴向力，通过选择平衡盘[13]的材质改变它与永磁体[14]间作用力的方向(吸力或斥力)，并通过垫片[17]的厚度调整其大小，进而保证叶轮轴上所受到的合力(包括A、B两组永磁体之间的吸力、水泵立置时转子的重力、叶轮轴向两侧的压力差、平衡盘[13]和永磁体[14]之间的吸力或斥力等)为零。永磁体[14]和平衡盘[13]同时可吸附流体中的铁磁性杂质(如铁锈)，起磁过滤器的作用。园柱状滤网[18]固装在前端盖[5]的内侧，另一端抵在泵体[2]腔内的隔板上。定期拆下前端盖[5]可清除网内外的各种杂质。

附图新型磁力驱动泵结构示意图

下面给出本发明的最佳实施例。

本发明将现有的磁力驱动泵的径向磁力拖动方式改变为轴向磁力拖动方式并导致整体结构的变化。如图所示，电机[1]和泵体[2]靠对接盘[3]连成一体。A组永磁体[7]和B组永磁体[8]是各由轴向充磁的尺寸相同的若干块扇形磁钢靠自身磁力吸合成的环形体。其中A组永磁体[7]粘结在托盘[6]上并固装在电机[1]轴头上，B组永磁体[8]粘结在叶轮[9]的背面，两者被对接盘[3]上镶嵌的隔板[4]隔开(如果对接盘[3]的材质为工程塑料则可与隔板[4]一体加工出)。沿叶轮[9]轴线固装的叶轮轴[10]的两端嵌入滚珠[12]并抵在沿电机[1]和泵体[2]轴线安装的两个轴承座[11]上。其中一个轴承座[11]插装在隔板[4]上，另一个轴承座[11]经测力传感器[16]插接在调节螺钉[15]上后旋入前端盖[5]的轴线螺孔中。叶轮轴[10]的靠近前端盖[5]侧固装平衡盘[13]，轴向充磁的环状单个永磁体[14]借助带轴线螺孔的托盘旋在调节螺钉[15]的外侧。永磁体[14]与前端盖[5]之间可加入厚度不同的垫片[17]。前端盖[5]和泵体[2]内隔板之间可加装园筒状滤网[18]。

附图中的泵体[2]结构为流体进出口在同一轴线上。此种轴向磁力拖动原理也可用于流体进出口轴线垂直的结构中。附图中的立式安装方式亦可改成卧式安装方式。如经计算，无需加装平衡盘[13]和永磁体[14]就可做到叶轮转子轴向力接近于零也是可能的。

Claims

1．一种新型磁力驱动泵，其特征在于它包括电机[1]、泵体[2]、对接盘[3]、隔板[4]、前端盖[5]、托盘[6]、A组永磁体[7]、B组永磁体[8]、叶轮[9]、叶轮轴[10]、轴承座[11](前后各一个)、滚珠[12](前后各一个)、平衡盘[13]、永磁体[14]、调节螺钉[15]、测力传感器[16](带引线)、垫片[17]、滤网[18]，其中对接盘[3]将电机[1]和泵体[2]连接成一体，泵体[2]前后端用前端盖[5]和隔板[4]封堵，一个轴承座[11]沿电机[1]和泵体[2]轴线插接于隔板[4]上，另一个轴承座[11]经测力传感器[16]插接于调节螺钉[15]上，而调节螺钉[15]旋入前端盖[5]的轴线螺孔中，叶轮轴[10]沿叶轮[9]轴线固装于叶轮[9]上，两端嵌入滚珠[12]并分别抵在轴承座[11]上，A组永磁体[7]粘结在托盘[6]上并固装于电机[1]轴头上，B组永磁体[8]粘结在叶轮[9]的背面，平衡盘[13]固装于叶轮轴[10]的靠前端盖[5]侧，加入垫片[17]后将环状永磁体[14]托盘上的轴线螺孔旋于调节螺钉[15]的外侧，滤网[18]加装于前端盖[5]和泵体[2]内隔板之间。

2．如权利要求1所述的新型磁力驱动泵，其特征在于A、B两组永磁体是各由沿轴向充磁的尺寸相同的若干块扇形磁钢靠自身磁力吸合成的环形体，用平板状隔板[4]隔开。

3．如权利要求1所述的新型磁力驱动泵，其特征在于叶轮转子上作用的轴向力可经测力传感器[16]检测，并用平衡盘[13]的材质以及它与轴向充磁的永磁体[14]间的垫片[17]厚度调节至最小值。

4．如权利要求1所述的新型磁力驱动泵，其特征在于水泵运转过程中平衡盘[13]和永磁体[14]可吸附流体中的铁磁性杂质(如铁锈)，加装滤网[18]又可过滤一般性杂质，定期拆下前端盖[5]可清除之。

5．如权利要求1所述的新型磁力驱动泵，其特征在于滚珠[12]和轴承座[11]可不采用碳化硅或刚玉陶瓷材料，例如采用普通向心轴承的钢珠和轴瓦用布质酚醛层压板等。