CN211525117U - 高频低能耗潜水电泵 - Google Patents

Abstract

一种高频低能耗潜水电泵，属于潜水电泵技术领域。包括节能潜水电机、潜水泵及联轴器，所述节能潜水电机和潜水泵通过联轴器连接，在节能潜水电机的转子轴和潜水泵的泵轴上均设置有配合的连接键，通过连接键定位连接；所述节能潜水电机包括底座、定子、转子、上端轴承、下端轴承，定子两端分别与上、下端轴承连接，下端轴承连接底座，转子置于定子内，在转子铁芯两端设置上、下平衡挡套，在上、下平衡挡套之间连接有转子导流防护套，将转子铁芯及其内部的稀土永磁体密闭在转子导流防护套内。本实用新型可以防止转子片及稀土永磁体与水接触，减少磁路损失，提高电泵效率，降低损耗，电机温升低，提高了使用寿命。

Description

高频低能耗潜水电泵

技术领域

本实用新型属于潜水电泵技术领域，特别是涉及一种高频低能耗潜水电泵。

背景技术

潜水电泵被广泛应用于提取地下水，主要用于农田灌溉、城市供水、高层建筑加压供水，工矿、油田给排水等。电泵每年需要消耗大量的电能，提高潜水电泵效率对节能降耗、绿色环保发展具有重大意义。

传统的潜水电泵与之配套的潜水电机采用的是异步潜水电机，存在转速低，潜水电泵效率低、损耗大、温升高、使用寿命短，电机的推力轴承采用纯平面接触水润滑止推轴承，过载能力差，不能承受较大的轴向力，摩擦系数大，易磨损。传统的潜水电泵体积、重量大，材料损耗多，制造成本高。

传统的潜水电泵属于细长结构，易造成电机定、转子变形、刮擦、扫堂，性能不稳定，运行时振动噪音大，使用寿命低。

发明内容

针对上述存在的技术问题，提供一种高频低能耗潜水电泵。通过优化结构，将转子铁芯及稀土永磁体全部密闭在导流防护套内，减少磁路损失，提高电泵效率，降低损耗，电机温升低，提高了使用寿命。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

本实用新型一种高频低能耗潜水电泵，包括节能潜水电机、潜水泵及联轴器，所述节能潜水电机和潜水泵通过联轴器连接，在节能潜水电机的转子轴和潜水泵的泵轴上均设置有配合的连接键，通过连接键定位连接；所述节能潜水电机包括底座、定子、转子、上端轴承、下端轴承，定子两端分别与上、下端轴承连接，下端轴承连接底座，转子置于定子内，其特征在于：在转子铁芯两端设置上、下平衡挡套，在上、下平衡挡套之间连接有转子导流防护套，将转子铁芯及其内部的稀土永磁体密闭在转子导流防护套内。

优选地，沿所述转子导流防护套的外周面开有螺旋槽。

优选地，所述螺旋槽深度为0.2-0.3mm。

优选地，所述转子铁芯设置在转子轴外周，由中心部位开设有与转子轴配合的轴孔的转子片叠压而成，在所述转子片上沿轴孔向外圆周方向对称开有4对永磁体槽孔，永磁体槽孔内安装有块状稀土永磁体，相邻永磁体槽孔内的稀土永磁体磁极方向相反。

优选地，所述永磁体槽孔与对称轴线间的最小夹角为35±0.05°，相邻两永磁体槽孔间的最小夹角为70±0.05°。

优选地，所述底座和下端轴承之间设置推力装置，所述推力装置包括轴承体、间隙调整螺柱、下推力轴承组件、推力盘和上推力轴承，轴承体一端与下端轴承连接，另一端与底座连接，在轴承体内，上推力轴承安装在下端轴承端面上，与上推力轴承相接触的推力盘安装在转子轴端，推力盘另一端面与下推力轴承组件一端接触对磨，下推力轴承组件另一端中心弧面与间隙调整螺柱弧面接触，活动安放在轴承体内。

优选地，所述下推力轴承组件包括止推轴承座和止推轴承，所述止推轴承座沿圆周开有多个容置止推轴承的凹槽，所述止推轴承由多个轴承块组成，多个轴承块分置在所述止推轴承座的凹槽内，与凹槽底面接触端带有弧形面，形成圆弧支点，止推轴承与推力盘接触端为平面结构，相邻止推轴承块之间的间隙为5-10mm，止推轴承块为偏心结构，即其圆弧支点与其重心点不重合，工作状态时在止推轴承与止推盘之间形成楔形水膜。

优选地，所述间隙调整螺柱与下推力轴承组件相对应表面通过弧形面配合，通过旋转间隙调整螺柱，调整节能潜水电机转子轴向间隙量为0.2-0.3mm。

优选地，所述上端轴承与转子轴之间安装有机械密封，机械密封的静环固定在上端轴承内，动环固定在转子上，上端轴承22与转子轴63间由节能潜水电机向潜水泵方向依次安装密封端盖20及防沙罩。

优选地，所述潜水泵包括泵轴、进水壳、叶轮、导流壳和出水壳，所述进水壳、导流壳及出水壳套置在泵轴上，顺次连接。在导流壳、出水壳内泵轴上安装有叶轮，所述叶轮与进水壳、导流壳、出水壳止口均为动配合，配合间隙为0.25-0.30mm；相邻进水壳、导流壳、出水壳止口之间为静配合，配合间隙为0-0.03mm。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型在转子铁芯两端设置上、下平衡挡套，在上、下平衡挡套之间连接有转子导流防护套，将转子铁芯及其内部的稀土永磁体密闭在转子导流防护套内，防止转子片及稀土永磁体与水接触，避免传统电机运转时在水流的冲刷下转子片易腐蚀，易造成转子断条问题，提高电机的使用寿命。

2.本实用新型沿所述转子导流防护套的外周面开有螺旋槽，电机内的冷却润滑水经过螺旋槽可以带走电机运行时产生的热量，电机温升低，提高了使用寿命。

3.本实用新型所述的转子铁芯由转子片叠压而成，在所述转子片上沿轴孔向外圆周方向对称开有4对永磁体槽孔，永磁体槽孔内安装有块状稀土永磁体，构成四极电机，相邻永磁体槽孔内的稀土永磁体磁极方向相反，构成四极电机。由于稀土永磁固有特性，与异步电机不同，不需要外加能量就能在转子周围空间建立磁场，无铜耗。磁轭部磁力线均匀，路径短，磁场能量强。损失少，能效高，电机的效率可达95％，功率因数接近1。

4.本实用新型采用的下推力轴承组件为分片式结构，和推力盘间形成楔形水膜面接触，摩擦力小，提高了电机承载力及使用寿命。

5.本实用新型构成的整体节能潜水电泵，体积小，潜水电机的转子铁芯长度比普通电机短30％，重量比普通电机轻20％。材料损耗少，制造成本低。结构紧凑，转子不易弯曲、变形，电机的振动和噪音小，性能更加稳定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本实用新型整体外形图。

图4是图1中止推轴承结构示意图。

图5是图4的B-B剖视旋转示意图。

图中：1.底座，2.调压装置，3.下推力轴承组件，4.推力盘，5.定子，51.定子绕组，52.定子铁芯，53.机座，54.绕组槽孔，6.转子，61.转子铁芯，62.稀土永磁体，63.转子轴，64.永磁体槽孔，7.转子导流防护套、8.防沙罩，9.进水壳，10.联轴器，11.下轴承套、12.导流壳，13.出水壳、14.节流轴承，

15.泵轴，16.锥形定位套，17.叶轮，18.连接键，19.引出电缆，20.密封端盖，21.机械密封，22.上端轴承，23.下端轴承，24.上推力轴承、25.轴承体，26.间隙调整螺柱，27.潜水电机，28.潜水泵，29.楔形水膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例：如图1、图3所示，本实用新型高频低能耗潜水电泵，包括节能潜水电机27、潜水泵28及联轴器10，所述节能潜水电机27和潜水泵28通过联轴器10连接，在节能潜水电机27的转子轴64和潜水泵28的泵轴15上均设置有配合的连接键18，通过连接键18定位连接。其中：上端轴承22的上端通过螺栓与潜水泵28的进水壳9下端法兰连接，泵轴15下端与节能潜水电机转子轴63头通过套筒联轴器10连接在一起。

如图1所示，所述节能潜水电机27包括底座1、定子5、转子6、上端轴承22、下端轴承23，定子5两端分别与上、下端轴承22、23连接，下端轴承23连接底座1，转子6置于定子5内，在转子铁芯61两端设置上、下平衡挡套，所述上、下平衡挡套与转子轴63轴之间为过盈配合，在上、下平衡挡套之间紧密配合连接有转子导流防护套7，将转子铁芯61及其内部的稀土永磁体62密闭在转子导流防护套7内，沿所述转子导流防护套7的外周面开有0.2-0.3mm深度的螺旋槽，使得电机内的冷却润滑水经过螺旋槽可以带走电机运行时产生的热量，电机温升低，提高了使用寿命。

如图1、图2所示，所述定子5包括机座53、上、下连接法兰、定子铁芯52和定子绕组51，所述机座53为圆形管，两端焊接上、下连接法兰，内部设有定子铁芯52，定子铁芯52由定子片叠压而成，在定子片外圆设置键槽、中心开有与转子6外径配合的圆孔，沿定子片圆周方向开有对称分布的多个绕组槽孔54(本例开有24个绕组槽孔)，各绕组槽孔54内缠绕三相定子绕组52；定子5两端的上、下连接法兰通过螺栓分别与上、下端轴承22、23连接。

所述转子6活动设在定子5的定子铁芯52中心圆孔内，两端固定在上、下端轴承22、23中心孔内。所述转子6包括转子轴63、转子铁芯61、转子导流防护套7、上、下平衡挡套，转子轴63外圆中间部位安装有转子铁芯61，所述转子铁芯61设置在转子轴63外周，由中心部位开设有与转子轴63配合的轴孔的转子片叠压而成，在所述转子片上沿轴孔向外圆周方向对称开有4对永磁体槽孔64，永磁体槽孔64内安装有块状稀土永磁体62，构成四极电机，相邻永磁体槽孔64内的稀土永磁体62磁极方向相反。

所述永磁体槽孔64与对称轴线间的最小夹角35°；永磁体槽孔64内安装有块状稀土永磁体62，相邻永磁体槽孔64内的稀土永磁体62磁极方向相反，永磁体表面涂340防腐胶，用于固定永磁体，防止永磁体在槽孔内移动)。

所述底座1和下端轴承23之间设置推力装置，所述推力装置包括轴承体25、间隙调整螺柱26、下推力轴承组件3、推力盘4和上推力轴承24，轴承体25一端与下端轴承23连接，另一端与底座1连接，在轴承体25内上推力轴承24安装下端轴承23端面上，一端面与上推力轴承24相接触的推力盘4通过圆螺母安装在转子轴63端，推力盘4另一端面与下推力轴承组件3一端接触对磨，用于承受电泵运转时向上的推力，下推力轴承组件3另一端通过间隙调整螺柱26连接轴承体25。

所述下推力轴承组件3,包括止推轴承座31和止推轴承32，所述止推轴承座31沿圆周开有多个容置止推轴承32的凹槽，所述止推轴承32由多个轴承块组成，多个轴承块分置在所述止推轴承座31的凹槽内，与凹槽底面接触端带有弧形面，形成圆弧支点，止推轴承32与推力盘4接触端为平面结构，相邻止推轴承块32之间的间隙为5-10mm，提高轴承润滑、散热能力；止推轴承块为偏心结构，即其圆弧支点与其重心点不重合，工作状态时在止推轴承32与止推盘4之间形成楔形水膜29，大大的提高了止推轴承32的承载能力。

所述间隙调整螺柱26与下推力轴承组件3相对应表面通过弧形面配合，通过旋转间隙调整螺柱26的螺纹，调整电机转子的轴向间隙量，保证节能潜水电机转子轴向间隙量0.2-0.3mm。

在下推力轴承组件3与底座1之间安装调压装置2，采用现有结构，可以保证电机运行时内腔压力恒定不变。

所述上端轴承22上部与转子轴63之间安装有机械密封，所述机械密封采用现有结构，保证电机内腔密封性。机械密封的静环固定在上端轴承22内，动环固定在转子6上，上端轴承22与转子轴63间由节能潜水电机向潜水泵方向依次安装密封端盖20及防沙罩8。

节能潜水电机27引出电缆19的一端与定子绕组51连接，另一端穿过上端轴承22端部电缆孔伸至潜水电机27外与电源连接。

所述潜水泵28包括泵轴15、进水壳9、叶轮17、导流壳12和出水壳13，进水壳9、导流壳12及出水壳13分别通过轴承14套置在泵轴15上，顺次连接。在导流壳12、出水壳13内的泵轴15上安装有叶轮17，所述叶轮17与进水壳9、导流壳12、出水壳13均为止口动配合，配合间隙为0.25-0.3mm。叶轮17轴孔锥度1：30，通过锥形定位套16固定在泵轴15上。所述进水壳9、导流壳12和出水壳13之间均为止口静配合，配合间隙0-0.03，并分别通过螺栓连接。

本实用新型的工作原理：

所述节能潜水电泵的节能潜水电机28注满洁净清水通电后，其定子5产生旋转磁场，转子6的稀土永磁体62在定子5旋转磁场作用下，与定子5同步运转，转子6带动泵轴15、叶轮17高速旋转，潜水泵27泵体内的液体随着叶轮17一同转动，在离心力的作用下液体被逐级推至高处，实现介质的提升与输送；潜水泵28泵体内上升的液体对水泵叶轮产生向下的反作用力，反作用力通过泵轴15、联轴器10、电机转子轴63传递到电机止推轴承32，止推轴承32平衡这个反作用力。

以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频低能耗潜水电泵，其特征在于：包括节能潜水电机、潜水泵及联轴器，所述节能潜水电机和潜水泵通过联轴器连接，在节能潜水电机的转子轴和潜水泵的泵轴上均设置有配合的连接键，通过连接键定位连接；所述节能潜水电机包括底座、定子、转子、上端轴承、下端轴承，定子两端分别与上、下端轴承连接，下端轴承连接底座，转子置于定子内，其特征在于：在转子铁芯两端设置上、下平衡挡套，在上、下平衡挡套之间连接有转子导流防护套，将转子铁芯及其内部的稀土永磁体密闭在转子导流防护套内。

2.根据权利要求1所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：沿所述转子导流防护套的外周面开有螺旋槽。

3.根据权利要求2所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：所述螺旋槽深度为0.2-0.3mm。

4.根据权利要求1所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：所述转子铁芯设置在转子轴外周，由中心部位开设有与转子轴配合的轴孔的转子片叠压而成，在所述转子片上沿轴孔向外圆周方向对称开有4对永磁体槽孔，永磁体槽孔内安装有块状稀土永磁体，相邻永磁体槽孔内的稀土永磁体磁极方向相反。

5.根据权利要求4所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：所述永磁体槽孔与对称轴线间的最小夹角为35±0.05°，相邻两永磁体槽孔间的最小夹角为70±0.05°。

6.根据权利要求1所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：所述底座和下端轴承之间设置推力装置，所述推力装置包括轴承体、间隙调整螺柱、下推力轴承组件、推力盘和上推力轴承，轴承体一端与下端轴承连接，另一端与底座连接，在轴承体内，上推力轴承安装在下端轴承端面上，与上推力轴承相接触的推力盘安装在转子轴端，推力盘另一端面与下推力轴承组件一端接触对磨，下推力轴承组件另一端中心弧面与间隙调整螺柱弧面接触，活动安放在轴承体内。

7.根据权利要求6所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：所述下推力轴承组件包括止推轴承座和止推轴承，所述止推轴承座沿圆周开有多个容置止推轴承的凹槽，所述止推轴承由多个轴承块组成，多个轴承块分置在所述止推轴承座的凹槽内，与凹槽底面接触端带有弧形面，形成圆弧支点，止推轴承与推力盘接触端为平面结构，相邻止推轴承块之间的间隙为5-10mm，止推轴承块为偏心结构，即其圆弧支点与其重心点不重合，工作状态时在止推轴承与止推盘之间形成楔形水膜。

8.根据权利要求6所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：所述间隙调整螺柱与下推力轴承组件相对应表面通过弧形面配合，通过旋转间隙调整螺柱，调整节能潜水电机转子轴向间隙量为0.2-0.3mm。

9.根据权利要求1所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：所述上端轴承与转子轴之间安装有机械密封，机械密封的静环固定在上端轴承内，动环固定在转子上，上端轴承(22)与转子轴(63)间由节能潜水电机向潜水泵方向依次安装密封端盖(20)及防沙罩。

10.根据权利要求1所述高频低能耗潜水电泵，其特征在于：所述潜水泵包括泵轴、进水壳、叶轮、导流壳和出水壳，所述进水壳、导流壳及出水壳套置在泵轴上，顺次连接，在导流壳、出水壳内泵轴上安装有叶轮，所述叶轮与进水壳、导流壳、出水壳止口均为动配合，配合间隙为0.25-0.30mm；相邻进水壳、导流壳、出水壳止口之间为静配合，配合间隙为0-0.03mm。

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