CN203717374U - 一种高速管中泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速管中泵。本实用新型包括设置在管体中的潜水泵，潜水泵包括泵体和潜水电机，潜水电机的电机轴带动泵体的泵轴，潜水电机适配有控制其工作的控制器，潜水电机的机壳内固定有定子，定子内设有转子，所述潜水电机为永磁高速电机，电机轴的中部穿设在磁悬浮轴承内，磁悬浮轴承包括套设在电机轴中部的内磁圈，以及套设在内磁圈外侧的外磁圈，内磁圈和外磁圈之间设置有间隙，内磁圈和外磁圈的相对面之间的磁极相反；所述内磁圈的中部设有凸环所述外磁圈的中部设有对应所述凸环的凹槽。本实用新型体积小、重量轻、工作效率高、智能控制准确、自动化程度高，工作寿命长。本实用新型广泛适用于任何自来水压力不足地区的加压供水。

Description

一种高速管中泵

技术领域

本实用新型属于生活供水设备技术领域，涉及一种高速管中泵。

背景技术

众所周知，随着住宅城市化的进展，以及农村生活水平的提高，楼宇供水设备的需求在不断上升。供水设备近年来经历了从单台或多台离心泵组合的变频恒压供水到管中泵及机组的变频恒压供水的发展过程。

管中泵机组比离心泵机组具有良好的静音特点，但都使用异步发电机作动力，转速2850转/分（60Hz时3420转/分），且供水设备的体积大重量较重，效率不够高。

市场上的管中泵采用普通轴承机械损耗大，随着使用时间延长其磨损不断会上升，容易损坏，工作寿命不长，一般要求在两年内要更换轴承。

一种体积小重量轻，工作效率高，工作寿命长的管中泵正在被大家所期盼。

发明内容

针对背景技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种管中泵，使管中泵在体积、重量、效率、智能控制、工作寿命方面得到进一步提升和优化。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种高速管中泵，包括设置在管体中的潜水泵，潜水泵包括泵体和潜水电机，潜水电机的电机轴带动泵体的泵轴，潜水电机适配有控制其工作的控制器，潜水电机的机壳内固定有定子，定子内设置有转子，所述的潜水电机为永磁高速电机，电机轴的中部穿设在磁悬浮轴承内，磁悬浮轴承包括固定套设在电机轴中部的内磁圈，以及套设在内磁圈外侧的外磁圈，外磁圈外面的不锈钢件固定在电机壳上，内磁圈和外磁圈之间设置有间隙，内磁圈和外磁圈的相对面之间的磁极相反；所述内磁圈的中部设置有凸环所述外磁圈的中部设置有对应所述凸环的凹槽。

优选地，所述外磁圈由外体是不锈钢，内有若干个弧形磁体组合成环形磁圈；所述内磁圈也是不锈钢内环上放置一个以上的个弧形磁体组合，相当于两个以上轴承的组合，具有径向和轴向的足够承受力。所以泵只用一个磁悬浮轴承就能很好地工作。

优选地，所述凸环的前后端面均为圆台面或球面。

优选地，所述磁悬浮轴承的内磁圈和外磁圈的构件均为不锈钢制件，磁体嵌在不锈钢中。

优选地，所述永磁高速电机为永磁高速无刷电机或交流永磁高速同步电机。

优选地，所述转子的磁钢为钕铁硼磁钢或其他永磁体。

优选地，所述的控制器直接装在管体的外侧，管体的两端分别安装有连接法兰(小型号的为螺纹连接)，管体进水口一侧的法兰中部安装有过滤网；所述潜水泵的位于管体进水口一侧的端部为便于导流的弧形盖板。

本实用新型相比现有技术来说的有益效果：

1、本实用新型采用永磁高速无刷电机，速度在0至10000转/分可调，当速度在7000转/分运转时，每级叶轮的扬程比现有市场上的泵扬程高出5倍，电机和泵的体积比常规泵要小很多，这样可以大幅减轻管中泵的重量和体积；

2、本实用新型在管中泵的外壳上装有压力传感器，永磁高速无刷电机外适配有控制器，这样就具有了恒压控制供水，可智能化程序控制的优点；

3、本实用新型采用磁悬浮轴承来支撑转子，利用磁悬浮的工作原理使中间的输出轴悬浮在磁体中间旋转，而不发生摩擦，旋转工作时几乎没有摩擦阻力，这样的结构使工作寿命大大的延长。

附图说明

图1为管中泵的结构示意图；

图2为潜水泵的结构示意图；

图3为图2中H部的局部放大图。

图中标号的含义：1-机壳；2-定子；3-转子；4-隔套；5-磁悬浮轴承；6-泵体；7-永磁高速电机；8-机械密封；9-联轴器；10-进水节；11-导叶；12-叶轮；13-轴套；14-橡胶轴承；15-泵轴；16-出口阀；18-管体；19-法兰；20-过滤网；21-控制器；22-压力传感器；31-电机轴；51-内磁圈；52-外磁圈；511-凸环；512-圆台面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作为优选详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1-图3所示，一种高速管中泵，包括设置在管体中的潜水泵，潜水泵包括泵体6和潜水电机，潜水电机的电机轴带动泵体6的泵轴，潜水电机适配有控制其工作的控制器21，潜水电机的机壳1内固定有定子2，定子2内设置有转子3，所述的潜水电机为永磁高速电机7，电机轴的中部穿设在磁悬浮轴承5内，磁悬浮轴承5包括固定套设在电机轴中部的内磁圈51，以及套设在内磁圈51外侧的外磁圈52，外磁圈52固定在电机壳1上，内磁圈51和外磁圈52之间设置有间隙，内磁圈51和外磁圈52的相对面之间的磁极相反；所述内磁圈51的中部设置有凸环所述外磁圈52的中部设置有对应所述凸环的凹槽。

优选地，所述外磁圈52由若干个弧形磁体组合成环形磁圈；所述内磁圈51可以是一体式，也可以由一个以上的个弧形磁体组合。

优选地，所述凸环511的前后端面均为圆台面512或球面。

优选地，所述磁悬浮轴承5的内磁圈51和外磁圈52均为强磁的钕铁硼磁铁。

优选地，所述永磁高速电机7为永磁高速无刷电机或交流永磁高速同步电机。

优选地，所述转子3的磁钢为钕铁硼磁钢或其他永磁体。

优选地，所述的控制器21直接装在管体的外侧，控制器的散热铝材直接紧固在管中泵的外壳上，使功率模块有效散热。管体的两端分别安装有连接法兰19，管体进水口一侧的法兰19中部安装有过滤网20；所述潜水泵的位于管体进水口一侧的端部为便于导流的弧形盖板。

本实用新型采用的永磁高速无刷电机为高速永磁无刷同步电机，速度在0至10000转/分可调，当速度在7200转/分运转时，每级叶轮的扬程比常规泵的扬程高出6倍，这样可以大幅减轻泵的重量和体积。该高速永磁无刷同步电机和控制器21配套使用，管中泵通过控制器21而在高的速度范围内运转时又按设定的可控程序变频自动工作。

高速永磁无刷同步电机有永磁直流无刷同步电机和永磁交流同步电机等，这两款电机的定子2结构不一样，驱动方式也不一样。前一种定子2槽数（3的倍数）较少，线圈柱状结构。后一种与普通三相异步电机基本一样，定子2槽形和槽数，以及线圈形状，连接方式都和普通三相异步电机一样；但电机的转子3都一样，转子3上装有磁钢，可由转子3外表面贴磁钢或转子3表层内嵌磁钢的结构方式。该磁钢采用钕铁硼磁钢，也可以采用其他永磁体。为了磁钢的制作和使用方便，磁极数常取4、6、8极，本高速永磁无刷同步电机在接入控制器21输出的三相交变脉冲的电源后，电机的定子2线圈产生三相旋转磁场，转子3也跟相应的旋转，转子3转速跟随着磁场旋转，频率来的变化转子3的转速也跟着变化，且“同步”跟着磁场旋转。

本实用新型采用磁悬浮原理制作的轴承替代常规轴承，参见图2中磁悬浮轴承5部分，磁悬浮轴承5的外圈的内壁的磁极和转动的内圈的外壁为同一个磁极，图2中均为N极（或S极），产生同性相拆使转轴悬浮在中间，径向由内外圈间的磁极作用，轴向由上下两端两个斜面结合的同极磁体产生轴向力，转轴旋转时，由于磁悬浮的工作原理使中间的轴悬浮在磁体中间旋转，而不发生摩擦，没有摩擦阻力，理论上这样的结构寿命很长。本磁悬浮轴承5由多组轴向和径向的磁悬浮轴承5组成一体，具有径向和轴向稳定的结构，相当于普通几个轴承的组合，因此这种结构只需一个组合轴承便可支撑整个泵的运行。

磁悬浮轴承5性能好，最环保，而普通油室结构虽成本低，但油泄漏要造成水污染。

本实用新型磁悬浮轴承5构件由不锈钢制，能长期在清洁水中工作，铁芯线圈整个用环氧树脂密封起来，整个电机充水，在上出轴处用平面机械密封隔离，形成一个相对密封的空间，防止外部的水沙等进入电机。由于使用磁悬浮技术，轴承没有机械磨损，而轴承的机械损耗一般新电机的在3%，随着使用时间延长磨损不断上升至损坏不能使用。使用磁悬浮技术后，电机效率能提高5%以上，而且使泵的工作寿命大大延长，这是磁悬浮技术应用的轴承的突出优点。

具体使用是管中泵的两头都是法兰19连接，水从大的一头有网罩的进，出水口是管中间的泵的出口，整个泵都在水中，电机外部在水流中得到充分冷却，泵的外壳装有一个压力传感器，起到传递压力信号在控制器21上显示，及由控制器21对压力信号对比控制，压力足够时不开机，压力不足时开机，用水量大时自动调节频率使转速加快，达到恒压供水的作用。

在控制器21的微处理器上编入泵所要求的各种控制程序。与现有采用变频的交流异步电机的管中泵的恒压供水设备相比，本实用新型的管中泵由于采用高速永磁无刷同步电机，具有了高效、可智能化程序控制、体积小，重量轻等优点，与现有的其他离心泵设备相比，具有静音，效率高，体积小（约1/3），重量轻（约1/3），控制速度快准，智能化程度更高的优点。

使用时可以单泵使用或两台三台泵组合使用形成恒压供水设备。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，做出若干改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种高速管中泵，包括设置在管体中的潜水泵，潜水泵包括泵体和潜水电机，潜水电机的电机轴带动泵体的泵轴，潜水电机适配有控制其工作的控制器，潜水电机的机壳内固定有定子，定子内设置有转子，其特征在于：所述的潜水电机为永磁高速电机，电机轴的中部穿设在磁悬浮轴承内，磁悬浮轴承包括固定套设在电机轴中部的内磁圈，以及套设在内磁圈外侧的外磁圈，内磁圈和外磁圈之间设置有间隙，内磁圈和外磁圈的相对面之间的磁极相反；所述内磁圈的中部设置有凸环所述外磁圈的中部设置有对应所述凸环的凹槽。

2.根据权利要求1所述的高速管中泵，其特征在于：所述外磁圈由若干个弧形磁体组合成环形磁圈，所述凸环的前后端面均为圆台面或球面；所述磁悬浮轴承的内磁圈和外磁圈的磁体安装在内外体均由不锈钢组成的轴承制件上。

3.根据权利要求1所述的高速管中泵，其特征在于：所述永磁高速电机为永磁高速无刷电机或交流永磁高速同步电机。

4.根据权利要求1所述的高速管中泵，其特征在于：所述转子的磁钢为钕铁硼磁钢或永磁体。

5.根据权利要求1所述的高速管中泵，其特征在于：所述的控制器直接装在管体的外侧，管体的两端分别安装有连接法兰，管体进水口一侧的法兰中部安装有过滤网；所述潜水泵的位于管体进水口一侧的端部为便于导流的弧形盖板。