CN211089356U - 一种带轴向式导叶干湿两用无刷马达 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带轴向式导叶干湿两用无刷马达，包括：叶轮，包括同轴并依次上下设置的动叶轮、静叶轮；电机体，位于叶轮下方并通过转子与叶轮相连，电机体的底部设有电控板；风罩，覆盖在叶轮的上方，仅让静叶轮留出开口向下的一圈出风口；径向导流环，与静叶轮上出风口的内圈固定，径向导流环的上表面具备沿电机体的径向朝外方向而高度减低的凹曲面，出风口的竖直朝下的投影均落在凹曲面上。采用此实用新型改变气流的流出方向，杜绝液滴进入马达铁芯内部以及打湿电控板的可能，使得马达能在潮湿的工况下使用，同时避免对气流功率、噪音的负面影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及电器用马达领域，具体涉及一种带轴向式导叶干湿两用无刷马达。
背景技术
目前市面上的干湿两用马达，多是交流有刷马达，其风机部分的设计多数采用在风罩径向开孔，使其气体从径向直接甩出，以防止水等液体甩入马达内部铁芯及线圈上，但这种没有经过二次扩压直接经过动叶轮输出的出风方式，效率偏低、噪声较高。交流有刷马达本身也存在质量偏重、寿命较短的缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题在于提供一种带轴向式导叶干湿两用无刷马达，改变气流的流出方向，杜绝液滴进入马达铁芯内部以及打湿电控板的可能，使得马达能在潮湿的工况下使用，同时避免对气流功率、噪音的负面影响。
为解决上述问题，本实用新型提供一种带轴向式导叶干湿两用无刷马达，为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带轴向式导叶干湿两用无刷马达，包括：叶轮，包括同轴并依次上下设置的动叶轮、静叶轮；电机体，位于叶轮下方并通过转子与叶轮相连，电机体的底部设有电控板；风罩，覆盖在叶轮的上方，仅让静叶轮留出开口向下的一圈出风口；径向导流环，与静叶轮上出风口的内圈固定，径向导流环的上表面具备沿电机体的径向朝外方向而高度减低的凹曲面，出风口的竖直朝下的投影均落在凹曲面上。
采用上述技术方案的有益效果是：提供了一种带轴向式静叶轮的干湿两用高速无刷马达，为防止气体裹挟液滴流入到电控板上，定子也是防水的关键部位，防止电控板短路，杜绝定子铁芯进水的可能。增设了一个径向导流环，引导其气体流径向向外扩散，凹曲面能够兜住所有的液滴，并且将原本轴向出气的气流逐渐改变为径向出气，逐渐改变液滴的飞溅方向，液滴的飞溅方向不与电控板所在方向重合，从而有效的避免了液体流到电路控制板上。整体改造成本低。可以在干湿两种工况下使用，而自身不易受液滴影响。
作为本实用新型的进一步改进，凹曲面的底部的切线方向与水平面的夹角为0°。
采用上述技术方案的有益效果是：保证最后的液滴沿径向甩出，避免与电控板接触。
作为本实用新型的更进一步改进，径向导流环上凹曲面高度范围为4.5mm至6.5mm，在径向导流环的同一纵向剖面上，凹曲面的顶部、底部各自切线方向的夹角范围为100°至105°。
采用上述技术方案的有益效果是：尺寸与角度的选择使得气体流动效率最佳，同时排风阻力小，气动效率提高。
作为本实用新型的又进一步改进，径向导流环与静叶轮卡接固定，径向导流环与静叶轮的接触面包括两个不在同一高度的第一环平面、第二环平面，第一环平面的内径等于第二环平面的外径，第一环平面、第二环平面之间共同垂直连接有内圆周面。
采用上述技术方案的有益效果是：径向导流环与静叶轮的卡接形式较好，内圆周面的挤压作用能够保证导流环与静叶轮的连接，第一环平面、第二环平面能限定径向导流环风道装配深度，三个相互垂直的接触面提高了连接的紧密度。
作为本实用新型的又进一步改进，转子外圈同轴设有定子，定子外圈包裹有机壳，电控板的外部也包裹有后端盖，后端盖的口部与机壳对接密封，机壳的顶部固定有内收的防水端盖，转子具备穿过防水端盖并与叶轮装配的转轴。
采用上述技术方案的有益效果是：机壳、后端盖、防水端盖整体对定子、转子、电控板的四周、底部、顶部起到全方面的包裹保护，防水防磕碰。机壳与后端盖的装配形式又方便电控板的装配与检修。
作为本实用新型的又进一步改进，径向导流环的顶部高度低于机壳的顶部高度，径向导流环的底部高度高于机壳的底部高度。
采用上述技术方案的有益效果是：径向导流环即使径向向内溅出少许液滴，那也是溅在机壳表面，而不是机壳的口部，也不是机壳与后端盖的接缝处，防止液滴溅入电机体内部，避免电控板受潮。
作为本实用新型的又进一步改进，转轴上套有呈盘状的散热风扇，散热风扇位于静叶轮的下方并位于防水端盖的上方，散热风扇的外径大于防水端盖的内径。
采用上述技术方案的有益效果是：散热风扇与防水端盖的搭配形式能够避免液滴下落到电机体内部，其还有一个作用是在这种密封的结构下，铁芯的散热得到有效的解决。
作为本实用新型的又进一步改进，静叶轮的上表面具备与转轴同轴的外凸环、内凸环，外凸环、内凸环向上凸起，外凸环、内凸环之间具备环形槽。
采用上述技术方案的有益效果是：为防止液滴穿过转轴进入转子内部，外凸环、内凸环提供了一种内外嵌套的多层台阶结构，大大提高了密封效果。同时也加大了动叶轮、静叶轮直径的局部距离，降低气流功率损耗。
作为本实用新型的又进一步改进，内凸环、外凸环两者凸起高度的比值范围为0.35至0.45，环形槽的宽度范围为2.0mm至2.5mm，外凸环的外径范围为21mm至24mm。
采用上述技术方案的有益效果是：尺寸的选择能够获得更优的实际效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种实施方式的主视图。
图2是本实用新型一种实施方式的剖视图。
图3是本实用新型一种实施方式的A处局部放大图。
图4是本实用新型一种实施方式的爆炸图。
图5是本实用新型一种实施方式的径向导流环的主视图。
图6是本实用新型一种实施方式的局部示意图。
图7是本实用新型一种实施方式的静叶轮的剖视图。
图8是本实用新型一种实施方式的噪声测试报告表。
图9是本实用新型一种实施方式的噪声测试柱状图。
图10是本实用新型一种实施方式的性能测试报告表。
1-机壳；2-定子；3-转子；4-防水端盖；5-静叶轮；6-动叶轮； 7-径向导流环；8-电控板；9-后端盖；10-风罩；11-散热风扇；12- 凹曲面；13-外凸环；14-内凸环；15-出风口；16-第一环平面；17- 第二环平面；18-内圆周面；h1-内凸环高度；h2-外凸环高度；h3-间隙高度；bL-环形槽宽；Dm-外凸环外径；β3-安放角；βa-叶片切削夹角；β4-曲面展开角。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明：
为了达到本实用新型的目的，一种带轴向式导叶干湿两用无刷马达，包括：叶轮，包括同轴并依次上下设置的动叶轮6、静叶轮7；电机体，位于叶轮下方并通过转子3与叶轮相连，电机体的底部设有电控板8；风罩10，覆盖在叶轮的上方，仅让静叶轮5留出开口向下的一圈出风口15；径向导流环7，与静叶轮5上出风口15的内圈固定，径向导流环7的上表面具备沿电机体的径向朝外方向而高度减低的凹曲面12，出风口15的竖直朝下的投影均落在凹曲面12上。
采用上述技术方案的有益效果是：提供了一种带轴向式静叶轮的干湿两用高速无刷马达，为防止气体裹挟液滴流入到电控板上，定子也是防水的关键部位，防止电控板短路，杜绝定子铁芯进水的可能。增设了一个径向导流环，引导其气体流径向向外扩散，凹曲面能够兜住所有的液滴，并且将原本轴向出气的气流逐渐改变为径向出气，逐渐改变液滴的飞溅方向，液滴的飞溅方向不与电控板所在方向重合，从而有效的避免了液体流到电路控制板上。整体改造成本低。可以在干湿两种工况下使用，而自身不易受液滴影响。
在本实用新型的另一些实施方式中，凹曲面12的底部的切线方向与水平面的夹角为0°。
采用上述技术方案的有益效果是：保证最后的液滴沿径向甩出，避免与电控板接触。
在本实用新型的另一些实施方式中，径向导流环7上凹曲面12 高度范围为4.5mm至6.5mm，在径向导流环7的同一纵向剖面上，凹曲面12的顶部、底部各自切线方向的夹角范围为100°至105°。即曲面展开角β4为100°至105°
采用上述技术方案的有益效果是：尺寸与角度的选择使得气体流动损失最小，对马达的整体效率影响较小，气动效率提高。
在本实用新型的另一些实施方式中，径向导流环7与静叶轮5卡接固定，径向导流环7与静叶轮5的接触面包括两个不在同一高度的第一环平面16、第二环平面17，第一环平面16的内径等于第二环平面17的外径，第一环平面16、第二环平面17之间共同垂直连接有内圆周面18。
采用上述技术方案的有益效果是：径向导流环与静叶轮的卡接形式较好，内圆周面的挤压作用能够保证导流环与静叶轮的连接，第一环平面、第二环平面能限定径向导流环风道装配深度，三个相互垂直的接触面提高了连接的紧密度。
在本实用新型的另一些实施方式中，转子3外圈同轴设有定子2，定子2外圈包裹有机壳1，电控板8的外部也包裹有后端盖9，后端盖9的口部与机壳1对接密封，机壳1的顶部固定有内收的防水端盖 4，转子3具备穿过防水端盖4并与叶轮装配的转轴。
采用上述技术方案的有益效果是：机壳、后端盖、防水端盖整体对定子、转子、电控板的四周、底部、顶部起到全方面的包裹保护，防水防磕碰。机壳与后端盖的装配形式又方便电控板的装配与检修。
在本实用新型的另一些实施方式中，径向导流环7的顶部高度低于机壳1的顶部高度，径向导流环7的底部高度高于机壳1的底部高度。
采用上述技术方案的有益效果是：径向导流环即使径向向内溅出少许液滴，那也是溅在机壳表面，而不是机壳的口部，也不是机壳与后端盖的接缝处，防止液滴溅入电机体内部，避免电控板受潮。
在本实用新型的另一些实施方式中，转轴上套有散热风扇11，散热风扇11位于静叶轮5的下方并位于防水端盖4的上方，散热风扇 11的外径大于防水端盖4的内径。
采用上述技术方案的有益效果是：散热风扇与防水端盖的搭配形式能够避免液滴下落到电机体内部。其还有一个作用是在这种密封的结构下，铁芯的散热得到有效的解决。
在本实用新型的另一些实施方式中，静叶轮5的上表面具备与转轴同轴的外凸环13、内凸环14，外凸环13、内凸环14向上凸起，外凸环13、内凸环14之间具备环形槽。
采用上述技术方案的有益效果是：为防止液滴穿过转轴进入转子内部，外凸环、内凸环提供了一种内外嵌套的多层台阶结构，大大提高了密封效果。同时也加大了动叶轮、静叶轮直径的局部距离，降低气流功率损耗。
在本实用新型的另一些实施方式中，内凸环14、外凸环13两者凸起高度的比值范围为0.35至0.45，环形槽的宽度范围为2.0mm至 2.5mm，外凸环13的外径范围为21mm至24mm。
内凸环高度h1、外凸环高度h2、动叶轮底与静叶轮定的间隙高度 h3、两台阶之间的环形槽宽bL，外凸环外径Dm。其中内外环高度比h1/ h2为0.35至0.45，bL为2mm至2.5mm，Dm为21mm至24mm。采用多层台阶防水结构使其动叶轮底部端盖距离静叶轮的距离h3增大，从而风机效率损失，经过仿真计算h3为2.6mm至3mm其散热风扇摩擦损失相对整体风机的效率损失较小。
采用上述技术方案的有益效果是：尺寸的选择能够获得更优的实际效果。
该马达所用的轴向式静叶轮以声学气动分析为基础，具有低噪声的气动性能。其单马达噪声在模拟整机吸尘器最佳工况流量下的噪声基于ISO-3741：1999的国际测试标准，在其混响室测试出来的声功率效果见图8、图9。
如图6所示，静叶轮5叶片进口安放角β3、叶轮内径D3、叶轮外径D4、叶片数Z以及有叶片切削夹角βa.其叶片进口角β3＝βm+α1, βm代表气流角βm＝arcsin cr/w。其切削夹角βa＝10°至15°，出口宽度h4为4mm至6mm之间。其中cr表示叶轮圆周轴向速度，w表示叶轮相对速度，α1为攻角，叶型弦线与相对速度w的夹角取经验值5 °至8°。D3＝D2+(10～16mm)。D2是指动叶轮直径。经过流体仿真、声学气动噪声测试以及实际的性能测试验证下：静叶轮5出口出处的径向导流环7的出口面积S4＝D4*π*h4与静叶轮的进口面积ΔS3＝S3(D3 2* π/4)-S2(D2 2*π/4)之比:S4/ΔS3＝1.1～1.6,其出口宽度h4＝4～6mm之间，对其风机的性能影响，几乎无影响。2：其导流环轴向与径向的夹角β4，经过仿真分析β4＝100～105°其气体流动效率最佳。且对防止液体轴向进入驱动控制板以及电机内部起到很好的效果。
如图10所示，该马达的轴向式静叶轮通过CAE理论计算分析为参照，其性能数据在基于国际欧标标准(IEC-60312:1998)。测试出来的性能数据其绝对值在52％左右，高出同行类产品很多。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于，包括：
叶轮，包括同轴并依次上下设置的动叶轮、静叶轮；
电机体，位于叶轮下方并通过转子与叶轮相连，所述电机体的底部设有电控板；
风罩，覆盖在叶轮的上方，仅让静叶轮留出开口向下的一圈出风口；
径向导流环，与静叶轮上出风口的内圈固定，所述径向导流环的上表面具备沿电机体的径向朝外方向而高度减低的凹曲面，所述出风口的竖直朝下的投影均落在凹曲面上。
2.根据权利要求1所述的带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于：所述凹曲面的底部的切线方向与水平面的夹角为0°。
3.根据权利要求2所述的带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于：所述径向导流环上凹曲面高度范围为4.5mm至6.5mm，在径向导流环的同一纵向剖面上，所述凹曲面的顶部、底部各自切线方向的夹角范围为100°至105°。
4.根据权利要求1所述的带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于：所述径向导流环与静叶轮卡接固定，所述径向导流环与静叶轮的接触面包括两个不在同一高度的第一环平面、第二环平面，所述第一环平面的内径等于第二环平面的外径，所述第一环平面、第二环平面之间共同垂直连接有内圆周面。
5.根据权利要求1所述的带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于：所述转子外圈同轴设有定子，所述定子外圈包裹有机壳，所述电控板的外部也包裹有后端盖，所述后端盖的口部与机壳对接密封，所述机壳的顶部固定有内收的防水端盖，所述转子具备穿过防水端盖并与叶轮装配的转轴。
6.根据权利要求5所述的带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于：所述径向导流环的顶部高度低于机壳的顶部高度，所述径向导流环的底部高度高于机壳的底部高度。
7.根据权利要求6所述的带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于：所述转轴上套有散热风扇，所述散热风扇位于静叶轮的下方并位于防水端盖的上方，所述散热风扇的外径大于防水端盖的内径。
8.根据权利要求7所述的带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于：所述静叶轮的上表面具备与转轴同轴的外凸环、内凸环，所述外凸环、内凸环向上凸起，所述外凸环、内凸环之间具备环形槽。
9.根据权利要求8所述的带轴向式导叶干湿两用无刷马达，其特征在于：所述内凸环、外凸环两者凸起高度的比值范围为0.35至0.45，所述环形槽的宽度范围为2.0mm至2.5mm，所述外凸环的外径范围为21mm至24mm。
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