CN203548260U - 直接驱动式永磁隔离泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直接驱动式永磁隔离泵。主要包括:轴、叶轮、永磁转子、定子线圈、隔离罩、支架和叶轮壳;永磁转子、轴和叶轮固定并置于泵腔内;在泵腔外隔离罩的另一侧,与永磁转子对应设置定子线圈,定子线圈和永磁转子耦合,其结构构成了直流无刷无铁芯电机,和配套的无刷电机驱动器使用,启动电流小、发热小、扭矩大、功率因数高、对电网冲击小、并且提高了电机效率。省去了联轴器和原有电机,由线圈直接驱动转子,不仅节约了驱动磁体,降低了成本,并提高了系统效率50%左右,重量减轻60%以上,具有部件少、体积小的优点,使用寿命更长,结构简单紧凑,在提高产品性能的同时还可降低直接成本20%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔离泵,尤其涉及一种永磁隔离泵装置。属于水泵风机领域。
背景技术
目前,磁力驱动的隔离泵的技术现状是:永磁隔离泵是属于泵领域的一个分支,是一种将永磁联轴器的工作原理应用于离心泵的产品。主要由泵、永磁传动装置、电动机三部分组成。关键部件永磁传动装置由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。当电动机带动驱动外磁体旋转时,磁场能穿透空气隙和非磁性物质,带动与叶轮相连的被动内磁体作同步旋转,实现动力的无接触传递,将动密封转化为静止密封;由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭,从而解决了泄漏问题,消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患。具有全密封,无泄漏,耐腐蚀等特点。
常见的永磁隔离泵,是利用磁场力来驱动的泵体,其结构为:由泵头、永磁传动装置和电机等其它零部件共三部分组成。其中泵头部分主要由叶轮、内磁转子、泵体、轴承、轴套、泵盖、泵轴等零件组成;磁力驱动装置部分主要由内磁转子、外磁转子、隔离套等部件组成;其它零部件主要包括托架、底座、电机、中间轴承体等。在电机轴上装有圆筒形的外磁转子,在其内侧圆柱面上均匀密排着N、S极相间排列的外磁钢(永磁体),在泵轴的一端也装有一个圆筒形的内磁转子,在其圆柱外表面上同样均匀密排着N、S极相间排列的内磁钢。在内、外转子之间设置有隔离套,隔离套紧紧固定在泵盖上,将被抽送的介质以静密封的形式密封在泵体内,故介质不会外泄。当电机带动外磁转子旋转时,由于永磁体的吸斥作用,带动内磁转子同步旋转,因为叶轮与内磁转子连成一体,从而使叶轮随内磁转子一起旋转,使介质得到输送。
现在磁力隔离泵的是由泵头、磁力驱动装置和电机等其它零部件共三部分组成。但由于需要永磁联轴器通过隔离套传动,传动距离远磁路长,传输介质压力大的隔离套更厚,磁路就更长了的原因,所以现有磁力传输效率只有50%左右,有着结构复杂、零部件多、体积大、重量大、用磁材料多、传输效率低的缺点和不足,而且电机大部分是鼠笼式电机驱动,效率低,起动电流大,对电网造成冲击,降低电网功率因数。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明公开一种直接驱动式永磁隔离泵及直接驱动的结构,旨在提供一种不需要永磁传动装置的隔离泵,由定子线圈直接驱动永磁转子带动叶轮转动。
本发明通过以下技术方案实现:
直接驱动式永磁隔离泵,主要包括:轴、叶轮、永磁转子、定子线圈、隔离罩、支架和叶轮壳;叶轮壳和隔离罩与支架固定连接;永磁转子、轴和叶轮固定连接,并置于由叶轮壳和隔离罩形成的泵腔内;在泵腔外隔离罩的另一侧,与永磁转子对应设置定子线圈,定子线圈和永磁转子耦合;轴、叶轮和永磁转子与定子线圈间由隔离罩隔离开。
永磁转子及定子线圈的对应设置可采用两种分布方式:
方式一:轴向式分布,即永磁转子的永磁体按轴的轴向绕轴分布排列,隔离罩呈凹陷式套筒状,与永磁转子对应的定子线圈也按轴的轴向绕轴分布排列。
方式二:径向式分布,即永磁转子的永磁体按轴的径向分布排列,隔离罩呈板状,与永磁转子对应的定子线圈也按轴的径向绕轴分布排列。
径向分布式结构优于轴向分布式结构,因为作用力面面积等于半径的平方乘上π,半径的增大等于增加力臂的长度,同样的消耗磁铁量输出扭矩增大。
在上述技术方案的基础上,进一步地,
定子线圈为无铁芯线圈;永磁转子的永磁体采用多级永磁体;
永磁转子的永磁体嵌于叶轮本体内并与其固定;
定子线圈可以与支架固定连接,或直接固定于隔离罩上;
直接驱动式永磁隔离泵,还包括一个外转子和风叶轮,外转子的磁体置于定子线圈的另一侧并与定子线圈耦合;风叶轮与外转子连接并随外转子转动。
定子线圈可以根据叶轮的功率大小配置。
其工作原理是:通过电机驱动器给定子线圈通以电流,利用定子线圈形成的旋转磁场,进而直接驱动永磁转子带动轴和叶轮转动;由于隔离罩的作用,使永磁转子及叶轮与定子线圈相互隔离。与此同时,在定子线圈的另一侧,利用定子线圈外侧的磁场驱动外转子转动,实现了泵和风机的一体化联动,在小型壁挂炉上等有广泛的应用价值。
相对于现有的永磁隔离泵,本发明公开的直接驱动式永磁隔离泵,无须额外的电机,采用无铁芯定子线圈,没有铁损,降低了成本,由于采用将定子线圈直接安装在隔离罩外面,与隔离罩内的多级永磁体构成直流无刷无铁芯电机,和配套的无刷电机驱动器使用,启动电流小、扭矩大、功率因数高、对电网冲击小,从而比鼠笼式电机提高了效率。而且利用了现有的内永磁转子、免去了永磁联轴器,不仅节约了驱动磁体,且使得现有的永磁传动泵系统效率在20%到50%左右,提高到系统效率90%左右,配套上无刷电机驱动器,取代了鼠笼电机,实现软启动并提高了电机效率,磁隔离泵重量减轻60%以上,具有部件少、体积小的优点,使用寿命更长,同时启动扭矩大、发热小、结构简单紧凑,在提高产品性能的同时还可降低成本20%以上。
直接驱动式永磁隔离泵,利用其结构构成的永磁无刷无铁芯定子与转子隔离的电机。将定子固定在设备基座上,转子直接安装在被动设备上,可代替各种轴向、径向永磁联轴器直接驱动。
附图说明
图1转子轴向式泵剖视结构示意图
图2带有风机功能的转子轴向式泵剖视结构示意图
图3转子径向式泵剖视结构示意图
图4带有风机功能的转子径向式泵剖视结构示意图
图中:1-轴,2-叶轮,3-永磁转子,4-定子线圈,5-隔离罩,6-支架,7-叶轮壳,8-外转子的磁体,9-风叶轮,10-涡壳,11-轴套,12-导流帽,13-轴承,15-外转子。
具体实施方式
下面,对直接驱动式永磁隔离泵的具体实施方式作进一步的说明。
直接驱动式永磁隔离泵,主要包括:轴、叶轮、永磁转子、定子线圈、隔离罩、支架和叶轮壳;叶轮壳和隔离罩与支架固定连接;永磁转子、轴和叶轮固定连接,并置于由叶轮壳和隔离罩形成的泵腔内;在泵腔外隔离罩的另一侧,与永磁转子对应设置定子线圈,定子线圈和永磁转子耦合;轴、叶轮和永磁转子与定子线圈间由隔离罩隔离开。定子线圈可以根据叶轮的功率大小配置。
现举出四种较佳的具体实施例,但本实用新型的实施并不限于以下的形式。
实施例1转子轴向式分布泵
参见图1,隔离罩5呈凹陷式套筒状,叶轮壳7和隔离罩5与支架6固定连接;叶轮2和轴1固定连接,并置于由叶轮壳和隔离罩形成的泵腔内,永磁转子3的磁体嵌于叶轮本体内并与其固定;永磁转子3的磁体按轴的轴向绕轴分布排列;在轴外靠近轴的两端设有轴套11,轴外端头装有导流帽12;在泵腔外隔离罩5的另一侧,与永磁转子对应设置定子线圈4,与永磁转子3对应的定子线圈4也按轴的轴向绕轴分布排列,定子线圈和永磁转子耦合,定子线圈4固定于支架6上;轴、叶轮和永磁转子与定子线圈间由隔离罩隔离开。
定子线圈通过驱动器通电后产生旋转磁场,磁场直接驱动永磁转子并带动叶轮转动,达到输送介质的功能。
实施例2带有风机的转子轴向式分布泵
参见图2,在实施例1的轴向式泵基础上,增加了风机功能。
基本结构与实施例1中相同,此外,还包括一个外转子15和风叶轮9;外转子的磁体8置于定子线圈的另一侧并与定子线圈耦合,外转子的磁体8按轴的轴向绕轴分布排列;外转子15通过轴承13安装于支架上,风叶轮9与外转子15连接并随外转子转动,风叶轮9外有涡壳10。
定子线圈通过驱动器通电后产生旋转磁场,磁场直接驱动永磁转子并带动叶轮转动,与此同时,在定子线圈4外侧磁场的作用下,外转子15转动并带动风叶轮9转动,在不影响隔离泵工作的情况下,同时实现了风机的功能,缩小了体积提高了定子的利用率。
实施例3转子径向式分布泵
参见图3,隔离罩5呈板状,叶轮壳7和隔离罩5与支架6固定连接;叶轮2和轴1固定连接,并置于由叶轮壳和隔离罩形成的泵腔内,永磁转子3的磁体嵌于叶轮本体内并与其固定;永磁转子3的磁体按轴的径向绕轴分布排列;在轴外靠近轴的两端设有轴套11;在泵腔外隔离罩5的另一侧,与永磁转子对应设置定子线圈4,与永磁转子3对应的定子线圈4也按轴的径向绕轴分布排列,定子线圈和永磁转子耦合,定子线圈4固定于支架6上或直接固定于隔离罩5上;轴、叶轮和永磁转子与定子线圈间由隔离罩隔离开,使用这样的局部结构形式:将定子固定在设备基座上、转子直接安装在被动设备上,可代替各种轴向、径向永磁联轴器直接驱动。
定子线圈通过驱动器通电后产生旋转磁场,磁场直接驱动永磁转子并带动叶轮转动,达到输送介质的功能。
实施例4带有风机功能的转子径向式分布泵
参见图4,在实施例3的径向式泵基础上,增加了风机功能。
基本结构与实施例3中相同,此外,还包括风叶轮9;外转子的磁体置于定子线圈的另一侧并与定子线圈耦合;外永磁转子的磁体8按轴的径向绕轴分布排列,外转子的磁体8嵌于风叶轮9的本体内并与其固定,并通过轴承13安装于支架上,风叶轮9与外转子15连接并随外转子转动,风叶轮9外有涡壳10。
在不影响隔离泵工作的情况下,同时实现了风机的功能,缩小了体积提高了定子的利用率。
以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例,并非因此局限本发明的专利范围,故凡是运用本发明说明书内容所作的等效结构变化,均包含于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种直接驱动式永磁隔离泵,主要包括:轴、叶轮、永磁转子、定子线圈、隔离罩、支架和叶轮壳;叶轮壳和隔离罩与支架固定连接;永磁转子、轴和叶轮固定连接,并置于由叶轮壳和隔离罩形成的泵腔内;在泵腔外隔离罩的另一侧,与永磁转子对应设置定子线圈,定子线圈和永磁转子耦合。
2.根据权利要求1所述直接驱动式永磁隔离泵,其特征在于,所述永磁转子及定子线圈采用轴向式分布,即永磁转子的永磁体按轴的轴向绕轴分布排列,隔离罩呈凹陷式套筒状,与永磁转子对应的定子线圈也按轴的轴向绕轴分布排列。
3.根据权利要求1所述直接驱动式永磁隔离泵,其特征在于,所述永磁转子及定子线圈采用径向式分布,即永磁转子的永磁体按轴的径向分布排列,隔离罩呈板状,与永磁转子对应的定子线圈也按轴的径向绕轴分布排列。
4.根据权利要求1所述直接驱动式永磁隔离泵,其特征在于,所述定子线圈为无铁芯线圈。
5.根据权利要求1所述直接驱动式永磁隔离泵,其特征在于,所述永磁转子的永磁体采用多级永磁体。
6.根据权利要求1所述直接驱动式永磁隔离泵,其特征在于,所述永磁内转子的永磁体嵌于叶轮本体内并与其固定。
7.根据权利要求1所述直接驱动式永磁隔离泵,其特征在于,所述定子线圈与支架固定连接或直接固定于隔离罩上。
8.根据权利要求1所述直接驱动式永磁隔离泵,其特征在于,所述直接驱动式永磁隔离泵,还包括一个外转子和风叶轮,外转子的磁体置于定子线圈的另一侧并与定子线圈耦合;风叶轮与外转子连接并随外转子转动。
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CN103541931A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-01-29 | 北京良明同创水处理设备开发中心 | 直接驱动式永磁隔离泵 |
CN105990939A (zh) * | 2015-02-09 | 2016-10-05 | 建准电机工业股份有限公司 | 内转子马达 |
CN109281843A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-01-29 | 兴城市水泵制造有限公司 | 直驱无轴叶片电泵 |
CN112653272A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-13 | 清华大学 | 一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成 |
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