CN201059280Y - 一种改良型水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改良型水泵，它在普通水泵的底部，并位于叶轮与下壳之间，增加了一个由2块悬浮垫片叠加后构成的叶轮自动悬浮装置，悬浮垫片都采用具有磁极性的永磁体制成，其悬浮垫片之间的磁力极性保持相同，并能产生互斥力，其互斥力的大小可以抵消部分叶轮的自重力、驱动定子与叶轮间产生的相对磁吸力，于是可以使水泵无论在正、反放置工作时，都能自动保持水泵内部中的叶轮悬浮转动，从而避免叶轮会与水泵的内部的上、下面，以及轴承系统上、下端面间产生摩擦，从而提高水泵的工作质量和使用寿命。同时，本实用新型结构改造简单，成本低廉，易于推广。

Description

一种改良型水泵

技术领域

本实用新型涉及一种水泵，尤其涉及水泵的叶轮与水泵的内部防摩擦装置的改良设计。

背景技术

目前，很多电子设备，由于性能以及功率迅速的提高，伴随其产生的热能也为此将大幅度的增加，若仅以传统普通风扇的方式实施散热，已经远远不能够胜任这些高发热量电子设备稳定工作的需要。而液冷式散热系统，由于能利用水泵强劲的动力，并以大流量的方式推动散热液体在散热管路中快速的循环流动，从而能将其热能迅速带走，于是液冷式散热系统较散热风扇的散热效果有了成倍的提高，所以液冷式散热系统现已被广泛的应用于各种散热性能较为严格的电子设备中。

由于液冷式散热系统的散热效果取决于散热管路中散热液体循环流动的速度，其速度又与电动水泵的动力转速成正比对应关系，所以水泵的转动质量与工作寿命直接决定了该液冷式散热系统的工作质量与寿命。

在传统技术中，水泵一般由上壳、下壳、后盖、叶轮、水泵驱动定子、轴承、轴芯、上垫片及下垫片组成；轴芯与轴承组成轴承系统，叶轮的中心位置设有轴芯，叶轮可以通过轴芯定位于轴承中转动，为了避免叶轮的上下面与水泵的上、下壳发生摩擦，以及减小轴承系统两端受力接触面的摩擦，为此都会在轴承系统的两端设置上、下垫片来尽量延长其使用寿命；叶轮上一般还设有永磁体，叶轮整体呈一内空的筒状结构，叶轮可以盖套在水泵下壳的驱动定子上，叶轮上的永磁体能与驱动定子设有的矽钢片均匀的相互吸引，从而自然限定轴芯总是在最中心的位置转动，从而避免或减少轴芯径向外表面与轴承内表面的摩擦；而在水泵下壳的驱动定子上的矽钢片上，绕有电磁线圈，通电后电磁线圈则能通过磁力作用自动驱动叶轮旋转，并能在上壳上设有的进水口与出水口之间产生一个压差，从而推动散热液体流动。

但是现有的水泵在使用中主要存在的问题有：由于水泵驱动定子电磁场的中心磁力线往往低于叶轮永磁体的中心磁力线，于是水泵驱动定子总会因为叶轮与驱动定子间的相对磁吸力的作用而对叶轮产生一个位移磁吸引作用力，同时，由于地心重力的因素，叶轮也会因自身的重量自然下压于下垫片上，较上垫片而言，下垫片总会被加重磨损力度，为此被提前损坏。这样以来，不仅会迅速缩短水泵的使用寿命，另外，在工作时也会逐步增大机械噪音，而磨损的垫片还会产生许多残渣并堵塞系统中的其它工作部件，甚至还会发生卡死水泵轴承系统的严重后果。

实用新型内容

鉴于现有技术的以上不足，本实用新型设计的目的是：

提供一种水泵，该水泵内部的底部具有一种叶轮自动悬浮装置，该悬浮装置能使得水泵无论在正、反放置工作时，都能自动保持水泵内部中的叶轮悬浮转动，从而避免叶轮会与水泵的内部的上、下面，以及轴承系统上、下端面间产生摩擦，从而提高水泵的工作质量和使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

设计一种叶轮自动悬浮的改良型水泵，该改良型水泵包括水泵、上壳、下壳、叶轮、水泵驱动定子、轴承、轴芯、上浮限位端、上垫片，在叶轮与上浮限位端之间套有上垫片并保持上垫片与上浮限位端具有一定间隙防止摩擦，其轴承和轴芯组成轴承系统，并分别固接在叶轮与下壳上，叶轮通过该轴承系统活动定位于下壳上并能转动；

该改良型水泵除了上述水泵普遍具备的部件和结构以外，还具有一个叶轮自动悬浮装置。该叶轮自动悬浮装置由2块悬浮垫片叠加后构成，悬浮垫片水平置于水泵的底部，并位于叶轮与下壳之间，所述悬浮垫片都采用具有磁极性的永磁体制成，其悬浮垫片之间的磁力极性保持相同，并能产生互斥力。其互斥力的大小应以水泵正向放置使用时，能抵消部分叶轮的自重力、驱动定子与叶轮间产生的相对磁吸力，而将叶轮由下壳向上托起分离，并在叶轮上端面顶起上垫片上升到一定预置位置后，还能保持该上垫片及扇叶与上壳的内表面具有一定的防摩擦间隙为宜。

上述最上层的悬浮垫片抵触在叶轮中间的下端面，最下层的悬浮垫片的位置与上层的悬浮垫片相对应并抵触在下壳的内表面上。

上述的悬浮垫片的中间位置都设有一穿孔，该孔大于轴芯的直径，并能使轴芯从此孔中穿过。这样当叶轮与下壳盖合时，其轴芯可以方便的由此孔穿过悬浮垫片而不受其阻挡，从而不会影响轴承系统的转动。

上述的悬浮垫片可以为2块或2块以上数量的相互叠加。悬浮垫片的数量不仅仅限于2块的叠加，这样还可以通过增设或减少悬浮垫片的数量，调节水泵内部叶轮与下壳的间隙配合度。

本实用新型的有益效果是：

当水泵中的叶轮处于工作状态转动时，由于多块悬浮垫片位于叶轮与下壳之间，并能通过悬浮垫片之间磁性的互斥力将叶轮与下壳保持分离悬浮，所以完全解决了叶轮的自重力、以及驱动定子与叶轮间产生的相对磁吸力，会对叶轮下端的轴承系统端面产生过度的摩擦；

还由于该互斥力并没将其驱动定子与叶轮间产生的相对磁吸力作用完全抵消，所以当水泵反向放置时也能继续由原未被完全抵消的驱动定子与叶轮间产生的磁吸力将叶轮向上托起，为此，本实用新型仅通过设置一组自动悬浮装置，就使得水泵能在位于任何方向上使用时，叶轮都不会与水泵壳体内部的上、下面，以及轴承系统上、下端面间产生摩擦；

所以本自动悬浮装置避免了水泵在工作中会因过度磨损后产生大量残渣和发出机械噪音的缺陷，其工作质量和使用寿命获得了成倍的提高，而且结构简单，成本低廉，易于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的剖示图。

图中标号如下：

1水泵    3下壳      5叶轮

2上壳    4后盖      6水泵驱动定子

7密封圈        13叶轮体    19矽钢片

8进水口        14永磁体    20上垫片

9出水口        15降压孔    21悬浮垫片

1上浮限位端    16PCB      22穿孔

11轴芯         17线圈

12轴承         18绝缘胶座

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示。

改良水泵(1)包括：上壳(2)、下壳(3)、后盖(4)、叶轮(5)、水泵驱动定子(6)、密封圈(7)、轴承(12)、轴芯(11)、上垫片(20)；所述上壳(2)设有进水口(8)、出水口(9)及上浮限位端(10)，在叶轮(5)与上浮限位端(10)之间套有上垫片(20)并保持上垫片(20)与上浮限位端(10)具有一定间隙防止摩擦；所述叶轮(5)由叶轮体(13)和永磁体(14)组成，并在其叶轮体(13)面设有至少一降压孔(15)；所述水泵驱动定子(6)由PCB(16)、绝缘胶座(18)、矽钢片(19)及绕在绝缘胶座(18)上的线圈(17)组成；其水泵驱动定子(6)的中心磁力线(d)低于叶轮(5)永磁体(14)的中心磁力线(c)，驱动定子(6)相对叶轮(5)产生一个磁吸引作用力。

轴承(12)和轴芯(11)组成水泵(1)的轴承系统，其轴承(12)固接在叶轮(5)中心位置靠近下壳(3)的那端，轴芯(11)则固接在下壳(3)中心位置靠近上壳(2)那端的内表面上，轴芯(11)与轴承(12)位置相互对应，叶轮(5)通过轴承(12)套接在轴芯(11)上与下壳(3)实现活动连接并能转动。

改良水泵还包括一组由2块悬浮垫片(21)叠加后构成的叶轮自动悬浮装置。

悬浮垫片(21)都为圆形，片状，在悬浮垫片(21)的中间位置设有一穿孔(22)，该穿孔(22)也呈圆形，该孔的直径大于轴芯(11)的直径，使得叶轮(5)与下壳(3)盖合时，其轴芯(11)可以方便的由此孔穿过悬浮垫片(21)不受其阻挡，从而不会影响轴承系统的转动。

悬浮垫片(21)都水平置于水泵(1)的底部，并位于叶轮(5)与下壳(3)之间；上层的悬浮垫片(21)套于叶轮(5)中心位置的下端轴承(12)端头上，下层的悬浮垫片(21)的位置与上层的悬浮垫片(21)相对应并抵触在下壳(3)靠近上壳(2)那端的内表面上。

上、下悬浮垫片(21)整体呈圈片状，并都采用具有磁极性的永磁体制成，其悬浮垫片(21)之间的磁力极性保持相同，从而相互产生一个沿着轴承系统延伸方向的磁互斥力，其互斥力的大小以水泵(1)正向放置使用时，能抵消部分叶轮(5)的自重力、驱动定子与叶轮间产生的相对磁吸力，而将叶轮(5)由下壳(3)向上托起分离为宜，同时该互斥力还保持在叶轮(5)上端面顶起上垫片(20)上升到一定预置位置后，也不会与上壳(2)的内表面接触。而该互斥力的大小的控制可以由制造2块悬浮垫片(21)时，其采用永磁体材料数量的多少而实现。

工作时，下层的悬浮垫片(21)以下壳(3)的内表面为着力点，并通过磁性互斥力将叠于下层悬浮垫片(21)之上的上层悬浮垫片(21)推开，并由上层的悬浮垫片(21)通过抵触叶轮(5)中心位置的下端轴承(12)端头表面，将叶轮(5)托起悬浮，2块悬浮垫片(21)的中间则产生一定的间隙，于是叶轮(5)与下壳(3)没有了实质性的摩擦；由于叶轮(5)向上浮起后，仍与上壳(2)面保持一定的间隙，一般情况下，上垫片(20)下坠贴于叶轮(5)的上表面可与叶轮(5)一同转动，但并不会与上浮限位端(10)发生摩擦；同时，当水泵(1)反向放置使用时，由于其悬浮垫片(21)产生的互斥力是小于水泵(1)正向放置时驱动定子与叶轮间产生的相对磁吸力，所以此未被完全抵消掉的相对磁吸力将转变为上拉力，可以再次使叶轮(5)向上托起悬浮，此时，上垫片(20)下坠贴于上壳(2)的内表面，即上浮限位端(10)，于是也不会与叶轮(5)产生摩擦。

显而易见，参照本实用新型的基本设计方案在实际生产时，还可以作出更多的具体实施方式：

悬浮垫片还可以呈更多数量的叠加结构，以及其它更多利于悬浮的等同手段结构。

悬浮垫片还可以呈圆弧形，以及其它更多利于该悬浮垫片具体布置的形状。

由于叶轮与下壳的具体连接，可以取决于对现有技术中叶轮、下壳、轴承、轴芯的各种不同连接方式的直接应用，如：轴承系统还可以将轴承设置在下壳的内表面，而将轴芯设置在叶轮的中间的下端面；所以其叶轮自动悬浮装置的具体上下着力点对应的实际部件，可因叶轮、下壳、轴承、轴芯的组合变换而有所变换。

以上这些变换均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改良型水泵，包括水泵(1)、上壳(2)、下壳(3)、叶轮(5)、水泵驱动定子(6)、轴承(12)、轴芯(11)、上浮限位端(10)、上垫片(20)，在叶轮(5)与上浮限位端(10)之间套有上垫片(20)，并保持上垫片(20)与上浮限位端(10)具有一定间隙防止摩擦，其轴承(12)和轴芯(11)组成轴承系统，并分别固接在叶轮(5)与下壳(3)上，叶轮(5)通过该轴承系统活动定位于下壳(3)上并能转动；

其特征在于：它还具有一个叶轮自动悬浮装置，该叶轮自动悬浮装置由2块悬浮垫片(21)叠加后构成，悬浮垫片(21)水平置于水泵(1)的底部，并位于叶轮(5)与下壳(3)之间，所述悬浮垫片(21)都采用具有磁极性的永磁体制成，其悬浮垫片(21)之间的磁力极性保持相同，并能产生互斥力。

2.根据权利要求1所述的一种改良型水泵，其特征在于：所述最上层的悬浮垫片(21)抵触在叶轮(5)中间的下端面，最下层的悬浮垫片(21)的位置与上层的悬浮垫片(21)相对应并抵触在下壳(3)的内表面上。

3.根据权利要求1所述的一种改良型水泵，其特征在于：所述的悬浮垫片(21)的中间位置都设有一穿孔(22)，该孔大于轴芯(11)的直径，并能使轴芯(11)从此孔中穿过。

4.根据权利要求3所述的一种改良型水泵，其特征在于：所述的穿孔(22)形状可以呈圆形或多边形。

5.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的一种改良型水泵，其特征在于：所述的悬浮垫片(21)呈圈片状或筒状结构。

6.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的一种改良型水泵，其特征在于：所述的悬浮垫片(21)的外形可以呈圆形或多边形。

7.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的一种改良型水泵，其特征在于：所述的悬浮垫片(21)可以为2块或2块以上数量的相互叠加。

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