CN205956015U - 永磁屏蔽泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的永磁屏蔽泵，包括：泵和永磁电机；其中，所述永磁电机具有一转子屏蔽腔，在所述转子屏蔽腔之外具有电机冷却结构；且所述泵和所述永磁电机之间具有一密封隔离结构，用于隔离所述泵的泵腔内介质和所述永磁电机的转子屏蔽腔内介质。本实用新型中的技术方案能够提高屏蔽泵的效率，并简化屏蔽泵的结构。

Description

永磁屏蔽泵

技术领域

本实用新型涉及泵领域，特别是一种永磁屏蔽泵。

背景技术

屏蔽泵是由泵和屏蔽电机组成一体的无泄漏泵，由于其具有无泄漏、体积小和噪音低等优点，是输送有毒液体(如毒素、难闻液体)、危险性液体(如腐蚀性、爆炸性、易燃性和挥发性液体)和贵重液体的重要设备，广泛应用于石油化工、国防军工、航空航天、空调制冷、医药食品、原子能等领域的众多场合。

目前，屏蔽泵的屏蔽电机多为普通三相异步屏蔽电机或电励磁同步电机，屏蔽电机一般由定子、在定子中旋转的鼠笼转子、两端支撑转子的轴承以及固定轴承的轴承座等组成。由于目前屏蔽电机的转子和定子分别用屏蔽套包覆，三相异步屏蔽电机或电励磁同步电机电机发热量大于永磁电机，效率低于三相异步屏蔽电机或电励磁同步电机，冷却结构非常复杂，往往需要利用液体工质在转子和定子之间循环流过进行冷却，导致现有屏蔽泵效率较低和结构复杂。

因此，有些应用中开始考虑将永磁电机应用在屏蔽泵中，由于没有了无功励磁电流，因此可降低定子电流和定子电阻损耗，提高效率。

中国申请201310661903.X公开了一种卧式自冷却永磁屏蔽泵。该屏蔽泵中，屏蔽电机内腔壁上设有屏蔽套，用于将电机的永磁体和定子铁芯隔离，同时屏蔽套上设有槽孔；泵壳和屏蔽电机的外壳之间设置有隔离套，在隔离套上设有下过孔和上过孔，用于将泵腔和屏蔽电机的内腔贯通；同时连接在泵的叶轮和电机转子之间的主轴的中部设有中间通孔，这样泵内的工作液便可以分别通过上过孔、下过孔流入屏蔽套和永磁体的间隙，通过槽孔流入第二轴承右侧空腔，经主轴的中间通孔回流到泵体内，实现循环冷却，但该屏蔽泵结构较复杂。另外，中国申请201120252121.7公开了一种高效永磁屏蔽电泵。该屏蔽电泵中，在定子内径和转子外径均包有薄壁钢板，并且定子和转子两端面有法兰，定子内径、转子外径的薄壁钢板和法兰焊接在一起，其中电机的冷却和轴承的润滑均由介质本身完成，可见，该屏蔽泵也需要复杂的冷却系统。

为此本领域内的技术人员还在致力于寻找其它的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了永磁屏蔽泵，用以提高屏蔽泵的效率，并简化屏蔽泵的结构。

本实用新型提出的永磁屏蔽泵，包括：泵和永磁电机；其中，所述永磁电机具有一转子屏蔽腔，在所述转子屏蔽腔之外具有电机冷却结构；且所述泵和所述永磁电机之间具有一密封隔离结构，用于隔离所述泵的泵腔内介质和所述永磁电机的转子屏蔽腔内介质。

在一个实施方式中，所述永磁电机包括：定子、永磁转子、屏蔽壳、电机端盖和电机外壳；其中，所述屏蔽壳贴合在所述定子的内表面上，用于配合所述密封隔离结构以及所述电机端盖围成所述转子屏蔽腔；所述电机外壳位于所述定子的外表面侧，且所述电机外壳具有介质循环冷却结构或自然通风冷却结构。

在一个实施方式中，所述永磁电机进一步包括：定子前端盖和定子后端盖；所述屏蔽壳的两端分别与所述定子前端盖和定子后端盖固定连接；所述电机外壳的两端分别与所述定子前端盖和定子后端盖固定连接；所述密封隔离结构与所述定子前端盖固定连接；

所述电机端盖与所述定子后端盖固定连接。

在一个实施方式中，所述电机外壳具有介质循环冷却结构；所述介质循环冷却包括：冷却介质入口、冷却介质循环通道和冷却介质出口。

在一个实施方式中，所述电机外壳包括：电机外壳主体，所述电机外壳主体的内表面与所述定子的外表面相贴合，所述电机外壳主体的外表面上具有冷却介质循环槽；和外壳冷却夹套，所述外壳冷却夹套与所述电机外壳主体的外表面相配合，并将所述冷却介质循环槽封闭为冷却介质循环通道，且所述外壳冷却夹套上具有连通所述冷却介质循环通道的冷却介质入口和冷却介质出口。

在一个实施方式中，所述电机外壳具有自然通风冷却结构；所述电机外壳为网状外壳或笼式外壳或带有镂空结构的外壳。

在一个实施方式中，所述永磁电机进一步包括：金属支撑架，位于所述定子的单侧或双侧，用于支撑在所述屏蔽壳与所述电机外壳之间。

在一个实施方式中，所述永磁屏蔽泵进一步包括：主轴，所述主轴由所述泵的叶轮和所述永磁电机的永磁转子共用；所述永磁电机进一步包括：轴承组件，用于支撑所述主轴。

在一个实施方式中，所述轴承组件包括：电磁轴承。

在一个实施方式中，所述密封隔离结构包括：连接壳和轴封；其中，所述连接壳连接在所述泵的泵腔和所述转子屏蔽腔之间；所述轴封位于所述连接壳内。

从上述方案中可以看出，由于本实用新型中将永磁电机引入屏蔽泵中形成永磁屏蔽泵，因此提高了屏蔽泵的效率；并且，通过在泵和所述永磁电机之间设置一密封隔离结构，并在转子屏蔽腔之外设置电机冷却结构而非在转子屏蔽腔内设置电机冷却结构，因此简化了永磁屏蔽泵的结构，降低了实现复杂性。同时，由于密封隔离结构隔离了泵腔内介质和转子屏蔽腔内介质，使得两个腔内的介质彼此不流通，电机的转子屏蔽腔内可以是事前充好的液体或气体，还可能转子空间有相对较低的压力，从轴封泄漏过来的液体闪蒸变成气态，对转子有较好的冷却作用，把转子产生的热携带入气体，气体再将热传给定子空间的介质。

此外，通过在永磁电机的电机外壳上设置介质循环冷却结构或自然通风冷却结构，从而可灵活实现转子屏蔽腔外的冷却。其中，介质循环冷却结构使永磁电机的外壳与泵壳结合成另一个封闭空间，对介质泄漏起到更好的保护作用，并且也对定子和转子起到更好的隔离作用。自然通风冷却结构在屏蔽壳具有较好的刚性和较长使用寿命的前提下，可进一步简化永磁电机的结构。

其中，包括电机外壳主体和外壳冷却夹套的电机外壳可进一步降低永磁电机的加工复杂性。

另外，通过在永磁电机内部使用无需润滑和冷却的电磁轴承来代替传统的滚动轴承和滑动轴承，可以进一步降低永磁电机的内部结构和避免轴承冷却及润滑的需要。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本实用新型一个实施例中的永磁屏蔽泵的结构示意图；

图2为本实用新型又一个实施例中的永磁屏蔽泵的结构示意图。

其中，附图标记如下：

具体实施方式

本实用新型中，为了提高屏蔽泵的效率，考虑将永磁电机应用在屏蔽泵中，但通常永磁电机还是应用了较复杂的内冷却结构，因此本申请中为了简化永磁屏蔽泵的结构，考虑不对永磁屏蔽泵进行内冷却，为此，本申请发明人首先对去掉内冷却的可行性进行了分析和实验。在经过了创造性的劳动之后，确认：由于永磁电机的永磁转子具有高效，产生的热量少的特点，因此可以配合一定的外部冷却结构实现无内冷却设置。因此，在本实用新型实施例中，永磁屏蔽泵的永磁电机可具有一转子屏蔽腔，并且在该转子屏蔽腔之外(而非之内)具有电机冷却结构；同时，永磁屏蔽泵的泵和永磁电机之间具有一密封隔离结构，用于隔离所述泵的泵腔内介质和所述永磁电机的转子屏蔽腔内介质。可见，本实用新型实施例中的屏蔽泵通过采用外冷却来代替内冷却，降低了永磁屏蔽泵的结构，且易于实现。

此外，作为一个例子，为了进一步简化永磁屏蔽泵的结构，本申请发明人还考虑在永磁电机中利用电磁轴承来替代现有的滚动轴承以及滑动轴承等，这样便无需引入轴承冷却和润滑结构。

作为一个例子，该永磁电机可包括：定子、永磁转子、屏蔽壳、电机端盖和电机外壳等。其中，屏蔽壳可贴合在定子的内表面上，用于配合泵和永磁电机之间的密封隔离结构以及上述电机端盖围成转子屏蔽腔；电机外壳位于定子的外表面侧，且电机外壳具有介质循环冷却结构或自然通风冷却结构。

作为一个例子，介质循环冷却结构可包括：冷却介质入口、冷却介质循环通道和冷却介质出口等。其中，冷却介质可包括：液体介质或强制对流风介质。

作为一个例子，密封隔离结构可包括：连接壳和轴封。其中，连接壳用于连接在泵的泵腔和转子屏蔽腔之间；轴封位于连接壳内。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型一个实施例中的永磁屏蔽泵的结构示意图。如图1所示，该永磁屏蔽泵可包括：泵100、永磁电机200和密封隔离结构300。

其中，泵100和永磁电机200共用一根主轴400。此外，泵100还包括泵壳101和位于泵壳101内的叶轮102。永磁电机200还包括：定子201、永磁转子202、屏蔽壳203、电机端盖204、电机外壳205、定子前端盖206、定子后端盖207、第一轴承组件208、第二轴承组件209、第一端盖密封件210和第二端盖密封件211。密封隔离结构300包括：连接壳301和轴封302。在其它实施方式中，密封隔离结构300也可以为其它的结构形式，例如，可以包括永磁电机200的一个前侧端盖等。

其中，屏蔽壳203贴合在定子201的内表面上，且两端分别与定子前端盖206和定子后端盖207固定连接，用于配合密封隔离结构300以及所述电机端盖204围成一转子屏蔽腔A。具体实现时，屏蔽壳203的材质可根据需要选用。例如，可以为INCOLY、INCONILE、奥式体不锈钢等。屏蔽壳203与定子前端盖206和定子后端盖207之间可以通过焊接方式或其它固定连接方式实现固定连接，并且定子前端盖206和定子后端盖207也可以有其它的结构形式。

永磁转子202位于所述转子屏蔽腔A内，且与泵100的叶轮102共用主轴400。

电机外壳205位于定子201的外表面侧，两端分别与定子前端盖206和定子后端盖207固定连接，且电机外壳205上具有介质循环冷却结构，同时泵壳101和电机外壳205组成了另一个封闭的壳体。此外，屏蔽壳203、定子前端盖206、定子后端盖207和电机外壳205也形成一个封闭定子201的外壳，从而可以更好的隔离定子201和永磁转子202，更安全的防止有害工质泄漏到大气中。电机外壳205与定子前端盖206和定子后端盖207之间可以通过螺栓连接或焊接方式等实现固定连接。

作为一个例子，本实施例中的介质循环冷却结构包括：冷却介质入口2051、冷却介质循环通道2052和冷却介质出口2053。其中，冷却介质可以包括：液体介质或强制对流风介质等。

根据不同的设计需求，电机外壳205可有不同的具体结构形式。图1所示实施例中仅给出了其中的一种实现方式，如图1所示，该电机外壳205可具体包括：电机外壳主体2054和外壳冷却夹套2055。

其中，电机外壳主体2054的内表面与定子201的外表面相贴合，且电机外壳主体2054的外表面上具有冷却介质循环槽2056。

外壳冷却夹套2055与电机外壳主体2054的外表面相配合，并将所述冷却介质循环槽2056封闭为冷却介质循环通道2052，且外壳冷却夹套2055上具有与冷却介质循环通道2052相连通的冷却介质入口2051和冷却介质出口2053。

第一轴承组件208和第二轴承组件209分别位于主轴400的两端，用于支撑主轴400。第一轴承组件208和第二轴承组件209可包括径向轴承和推力轴承。具体实现时，第一轴承组件208和第二轴承组件209可以采用各种轴承形式，如滚动轴承或滑动轴承等。作为一个例子，本实施例中的第一轴承组件208和第二轴承组件209采用电磁轴承。由于电磁轴承无需进行润滑和冷却，因此采用电磁轴承时可进一步简化永磁屏蔽泵的结构。

连接壳301连接在泵100的泵腔和所述转子屏蔽腔A之间，分别与泵壳101和定子前端盖206固定连接，同时连接壳301还作为第一轴承组件208的轴承室。

轴封302位于连接壳301内，用于实现泵100的泵腔内介质和永磁电机200的转子屏蔽腔A内介质的隔离。轴封302即轴端密封，可以包括任何轴端常规密封，如迷宫、梳式、刷式等密封结构。作为一个例子，本实施例中可采用刷式密封结构，以尽量缩短主轴400的长度。

第一端盖密封件210位于连接件301与定子前端盖206之间，用于实现二者之间的密封。

电机端盖204与定子后端盖207固定连接，并且电机端盖204还作为第二轴承组件209的轴承室。

第二端盖密封件211位于电机端盖204与定子后端盖207之间，用于实现二者之间的密封。

图2为本实用新型又一个实施例中的永磁屏蔽泵的结构示意图。如图2所示，该永磁屏蔽泵同样采用永磁电机500，且永磁电机也具有一转子屏蔽腔B，也是在所述转子屏蔽腔B之外设置的电机冷却结构；而且在泵600和所述永磁电机500之间也具有一密封隔离结构700，用于隔离所述泵600的泵腔内介质和所述永磁电机500的转子屏蔽腔B内介质。为简化描述，图2中对永磁屏蔽泵中的一些结构进行了简化处理。图2所示永磁屏蔽泵与图1所示永磁屏蔽泵的主要不同之处在于，本实施例中的永磁电机500采用的是自然通风冷却结构，即永磁电机500的电机外壳501具有自然通风冷却结构。具体实现时，图2所示电机外壳501可以为网状外壳、笼式外壳或其它带有镂空结构的外壳。这样一来，自然风便可以对定子502以及屏蔽壳503进行自然通风冷却。

此外，本实施例中，为了增强永磁电机500的壳体刚度，永磁电机500可进一步包括金属支撑架504，其位于定子502的单侧或双侧，用于支撑在屏蔽壳503与电机外壳501之间。

根据永磁电机500的不同实现结构，屏蔽壳503可有多种实现形式。例如，屏蔽壳503可以和泵600的泵壳配合形成转子屏蔽腔B；或者，如图2所示，屏蔽壳503还可以和泵600的泵壳、以及永磁电机500的后端盖505配合形成转子屏蔽腔B；又或者，屏蔽壳503还可以和永磁电机500的前端盖(图中未示出)、以及后端盖505配合形成转子屏蔽腔B。

从上述方案中可以看出，由于本实用新型中将永磁电机引入屏蔽泵中形成永磁屏蔽泵，因此提高了屏蔽泵的效率；并且，通过在泵和所述永磁电机之间设置一密封隔离结构，并在转子屏蔽腔之外设置电机冷却结构而非在转子屏蔽腔内设置电机冷却结构，因此简化了永磁屏蔽泵的结构，降低了实现复杂性。同时，由于密封隔离结构隔离了泵腔内介质和转子屏蔽腔内介质，使得两个腔内的介质彼此不流通。电机的转子屏蔽腔内可以是事前充好的液体或气体，还可能转子空间有相对较低的压力，从轴封泄漏过来的液体闪蒸变成气态，对转子有较好的冷却作用，把转子产生的热携带入气体，气体再将热传给定子空间的介质。

此外，通过在永磁电机的电机外壳上设置介质循环冷却结构或自然通风冷却结构，从而可灵活实现转子屏蔽腔外的冷却。其中，介质循环冷却结构使永磁电机的外壳与泵壳结合成另一个封闭空间，对介质泄漏起到更好的保护作用，并且也对定子和转子起到更好的隔离作用。自然通风冷却结构在屏蔽壳具有较好的刚性和较长使用寿命的前提下，可进一步简化永磁电机的结构。

其中，包括电机外壳主体和外壳冷却夹套的电机外壳可进一步降低永磁电机的加工复杂性。

另外，通过在永磁电机内部使用无需润滑和冷却的电磁轴承来代替传统的滚动轴承和滑动轴承，可以进一步降低永磁电机的内部结构，并避免轴承冷却及润滑的需要。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.永磁屏蔽泵，包括：泵(100，600)和永磁电机(200，500)；其特征在于，

所述永磁电机(200，500)具有一转子屏蔽腔(A，B)，在所述转子屏蔽腔(A，B)之外具有电机冷却结构；且

所述泵(100，600)和所述永磁电机(200，500)之间具有一密封隔离结构(300，700)，用于隔离所述泵(100，600)的泵腔内介质和所述永磁电机(200，500)的转子屏蔽腔内介质。

2.根据权利要求1所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述永磁电机(200，500)包括：定子(201，502)、永磁转子(202)、屏蔽壳(203，503)、电机端盖(204)和电机外壳(205，501)；其中，

所述屏蔽壳(203，503)贴合在所述定子(201，502)的内表面上，用于配合所述密封隔离结构(300，700)以及所述电机端盖(204)围成所述转子屏蔽腔(A，B)；

所述电机外壳(205，501)位于所述定子(201，502)的外表面侧，且所述电机外壳(205，501)具有介质循环冷却结构或自然通风冷却结构。

3.根据权利要求2所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述永磁电机进一步包括：定子前端盖(206)和定子后端盖(207)；

所述屏蔽壳(203)的两端分别与所述定子前端盖(206)和定子后端盖(207)固定连接；

所述电机外壳(205)的两端分别与所述定子前端盖(206)和定子后端盖(207)固定连接；

所述密封隔离结构(300)与所述定子前端盖(206)固定连接；

所述电机端盖(204)与所述定子后端盖(207)固定连接。

4.根据权利要求2所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述电机外壳(205)具有介质循环冷却结构；所述介质循环冷却包括：冷却介质入口(2051)、冷却介质循环通道(2052)和冷却介质出口(2053)。

5.根据权利要求4所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述电机外壳(205)包括：

电机外壳主体(2054)，所述电机外壳主体(2054)的内表面与所述定子(201)的外表面相贴合，所述电机外壳主体(2054)的外表面上具有冷却介质循环槽(2056)；和

外壳冷却夹套(2055)，所述外壳冷却夹套(2055)与所述电机外壳主体(2054)的外表面相配合，并将所述冷却介质循环槽(2056)封闭为冷却介质循环通道(2052)，且所述外壳冷却夹套(2055)上具有连通所述冷却介质循环通道(2052)的冷却介质入口(2051)和冷却介质出口(2053)。

6.根据权利要求2所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述电机外壳(501)具有自然通风冷却结构；所述电机外壳(501)为网状外壳或笼式外壳或带有镂空结构的外壳。

7.根据权利要求6所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述永磁电机(500)进一步包括：

金属支撑架(504)，位于所述定子(502)的单侧或双侧，用于支撑在所述屏蔽壳(503)与所述电机外壳(501)之间。

8.根据权利要求1所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述永磁屏蔽泵进一步包括：主轴(400)，所述主轴(400)由所述泵(100，600)的叶轮(102)和所述永磁电机(200，500)的永磁转子(202)共用；

所述永磁电机(200，500)进一步包括：轴承组件(208，209)，用于支撑所述主轴(400)。

9.根据权利要求8所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述轴承组件(208，209)包括：电磁轴承。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的永磁屏蔽泵，其特征在于，所述密封隔离结构(300，700)包括：连接壳(301)和轴封(302)；其中，

所述连接壳(301)连接在所述泵(100，600)的泵腔和所述转子屏蔽腔(A，B)之间；

所述轴封(302)位于所述连接壳(301)内。