CN213598254U - 一种水冷离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水冷离心泵，包括具有U形铁芯(11)和线圈(12)的定子(1)、具有永磁体(33)和泵轴(31)的转子(3)，具有用以容纳永磁体(33)的转子腔(21)的泵体(2)，以及固设于转子腔开口(211)的轴密封件(4)，其特征在于，轴密封件(4)与转子腔开口(211)内壁之间设有使得转子腔(21)内外连通的常开通道，以供泵送液体在转子腔(21)内外流动。泵送液体通过所述常开通道进入转子腔(21)内，由于线圈(12)和U形铁芯(11)均通过泵体(2)与转子腔(21)接触，转子腔(21)内部的液体可与线圈(12)和U形铁芯(11)通过泵体(2)发生热交换，降低线圈(12)和U形铁芯(11)的温升，起到水冷效果。

Description

一种水冷离心泵

技术领域

本实用新型属于离心泵制备领域，尤其涉及一种水冷离心泵，IPC分类属于F04D29/58。

背景技术

目前应用于洗衣机等家用电器的离心泵，一般通过在泵体设置一独立的水冷腔，由水冷腔中冷却液的循环流动实现热交换，降低离心泵在工作过程中产生的温升，中国实用新型专利CN206290492U与之类似。这类技术方案的缺点在于，一方面，连通腔体的通道容易被异物堵塞，而且不便于清洁；另一方面，有限体积的水冷腔与热源，即线圈的接触面积较小，热交换效率较低，水冷效果不够显著。

有关术语和知识，除本说明书指明外，参见《IEC电工电子标准术语词典》(中国标准出版社1992年第1版)、《电器制造工艺学》(机械工业出版社1982年第1版)、《机械工程手册》和《电机工程手册》(机械工业出版社1978年第1版和1997年第2版)以及以及国家标准GB/T7021-2019《离心泵名词术语》。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题是，提供一种利用泵送液体进行水冷降温的离心泵。本实用新型采取的技术方案如下：

一种水冷离心泵，包括具有U形铁芯11和线圈12的定子1、具有永磁体33和泵轴31的转子3，具有用以容纳永磁体33的转子腔21的泵体2，以及固设于转子腔开口211的轴密封件4，其特征在于，轴密封件4与转子腔开口211内壁之间设有使得转子腔21内外连通的常开通道，以供泵送液体在转子腔21内外流动。

具体设计之一为，所述常开通道包括于转子腔21内壁径向下凹，从转子腔开口211向转子腔21底部方向延伸的第一凹槽22，所述第一凹槽22于转子腔开口211一端与转子腔21外部连通，朝向转子腔21底部一端延伸超过轴密封件4并与转子腔21内部连通。

具体设计之二为，所述轴密封件4包括第一构件41和第二构件42，第一构件41的外周过盈卡合固定于转子腔开口211，且设有径向下凹，从转子腔开口211向转子腔21底部方向延伸的第二凹槽411；所述第二构件42嵌套于第一构件41且与第一构件41之间具有一围合空间，所述第二构件42在所述围合空间对应的位置开有轴向通孔421；所述常开通道由所述第二凹槽411，围合空间以及轴向通孔421构成，所述第二凹槽411于转子腔开口211一端与转子腔21外部连通，朝向转子腔21底部一端与所述围合空间连通，所述围合空间经所述轴向通孔421与转子腔21内部连通。

对上述具体设计的优选设计之一为，所述转子腔开口211与第一凹槽22或第二凹槽411相适应地设为阶梯状，内径沿转子腔开口211向外方向增大，使得所述常开通道形成弯折。

对上述具体设计的优选设计之二为，所述第一凹槽22或第二凹槽411的尺寸设为0.2～0.4mm深，2mm宽。

对上述具体设计的优选设计之三为，所述转子3在朝向转子腔21底部一端还设有第一级启动机构和第二级启动机构，

所述第一级启动机构包括：第一腔体61，所述第一腔体61具有一从永磁体33底部轴向延伸形成的围边611，以及从围边611内壁径向凸起形成的第一凸筋612；

穿设于泵轴31上的第一轴套62，所述第一轴套62具有一开口朝向转子腔21底部的圆盘形底座621，以及位于圆盘形底座621顶部的管状体622，管状体622外壁径向凸起形成第二凸筋623；圆盘形底座621抵接于第一腔体61的围边611外沿，管状体622伸入第一腔体61内，第二凸筋623和第一凸筋612轴向错位，互不干涉；

第一对橡胶减震柱63，63’，所述第一对橡胶减震柱63，63’安置于第一腔体61与第一轴套62所围合的空间内，并分别设于第二凸筋623两侧，使得在永磁体33受外力驱使而转动时，所述第一对橡胶减震柱63，63’的其中之一受第一凸筋612推动而在第一腔体61内滑向第二凸筋623并与第二凸筋623发生弹性接触；

所述第二级启动机构包括：第二腔体624，所述第二腔体624由圆盘形底座621形成，且具有从圆盘形底座621内周壁径向凸起形成的第三凸筋625；

固定穿设于泵轴31上，且伸入第二腔体624内的第二轴套64，所述第二轴套64外壁径向凸起形成第四凸筋641，第四凸筋641与第三凸筋625轴向错位，互不干涉；

第二对橡胶减震柱65，65’，所述第二对橡胶减震柱65，65’安置于第二腔体624与第二轴套64所围合的空间内，并分别设于第四凸筋641两侧，使得在第一轴套62转动时，所述第二对橡胶减震柱65，65’的其中之一受第三凸筋625推动而在第二腔体624内滑向第四凸筋641并与第四凸筋641发生弹性接触。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)在水冷离心泵工作时，定子1会发热，而泵送液体通过常开通道进入转子腔21内，由于线圈12和U形铁芯11均通过泵体2与转子腔21接触，转子腔21内部的液体可与线圈12和U形铁芯11通过泵体2发生热交换，降低线圈12和U形铁芯11的温升，起到水冷效果。而且U形铁芯11极靴112环抱在转子腔21周围，换热面为整个转子腔21内壁，水冷效果显著。

(2)常开通道设为阶梯状以形成多段弯折，可阻隔异物，同时形成阻尼，降低液体在常开通道中流动产生的噪音。

(3)第一凹槽22和第二凹槽411的尺寸设计使得常开通道具有相对浅且宽的横截面，一方面增加进水量，加快转子腔21内部液体的流动，提高水冷效果，另一方面防止液体中的沙粒等大颗粒异物通过常开通道进入转子腔21。

(4)二级启动机构为泵轴31的转动提供了一个叠加的角度行程，使得转子3具有更大的角动量，更容易带动叶轮32旋转，缩短了离心泵从通电至平稳运行的时间，在离心泵重负载时仍能稳定起动，提高了离心泵起动的灵敏性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型水冷离心泵的整体剖视图；

图2是图1所述水冷离心泵沿A-A剖面线的剖视图及局部放大图；

图3是图1中A区域的放大图；

图4是图1中B区域的放大图；

图5是图3所述水冷离心泵沿B-B剖面线的剖视图；

图6是图4所述水冷离心泵沿C-C剖面线的剖视图；

图7是本实用新型水冷离心泵的转子的整体剖视图；

图8是本实用新型水冷离心泵的转子的轴向装配示意图；

图9是图7所述转子沿D-D剖面线的剖视图；

图10是图7所述转子沿E-E剖面线的剖视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1和图2，本实用新型提供一种水冷离心泵，包括定子1、泵体2、转子3和轴密封件4。定子1包括U形铁芯11和环绕装配在U形铁芯11轭部111的线圈12，泵体2以定子1为基础通过注射塑料成型制成，在U形铁芯11极靴112之间内凹形成转子腔21，转子腔21外部被极靴112环抱，转子腔21内部用于放置转子3，而且转子腔开口211相较于转子腔21内部内径增大。转子3包括泵轴31以及同心固设于泵轴31上的叶轮32和永磁体33。轴密封件4密封穿设于泵轴31上，且位于叶轮32和永磁体33之间，外周与转子腔开口211卡合固定以将转子腔21和外部分隔，使得永磁体33被封闭在转子腔21内，叶轮32固定在伸出于轴密封件4的泵轴31一端。轴密封件4外周和转子腔开口211之间，设有一将转子腔21内外连通的常开通道。

在水冷离心泵工作时，U型铁芯11和线圈12会发热，而泵送液体通过常开通道进入转子腔21内，由于线圈12和U形铁芯11均通过泵体2与转子腔21接触，转子腔21内部的液体可与线圈12和U形铁芯11通过泵体2发生热交换，降低线圈12和U形铁芯11的温升，起到水冷效果。而且U形铁芯11极靴112环抱在转子腔21周围，换热面为整个转子腔21内壁，水冷效果显著。

为简化本说明书对位置方向的描述，下述实施例中顶部应理解为部件或结构沿转子腔开口211方向朝外的一端，底部应理解为沿转子腔开口211方向朝内的一端。

如图1和图3，在本实用新型的实施例1中，所述常开通道为于转子腔21内壁径向下凹，从转子腔开口211向转子腔21底部方向延伸设置的第一凹槽22，其顶部与转子腔21外部连通，其底部延伸至轴密封件4和永磁体33之间的位置，以使转子腔21内外连通，其槽口由轴密封件4外周贴合封闭。

如图1和图4，在本实用新型的实施例2中，所述轴密封件4包括第一构件41和第二构件42。第一构件41由塑料制成，中部形成开口朝向转子腔21底部的轴承腔43，外周过盈卡合固定于转子腔开口211顶部。第二构件42由橡胶制成，嵌套于第一构件41朝向转子腔21底部的一侧，中部由一穿设于泵轴31上的轴承5撑紧轴承腔43，防止液体沿泵轴31渗入到转子腔21内，实现转子3的轴密封。第二构件42外周过盈紧贴于转子腔开口211底部并由第一构件41压紧固定。

特别地，第一构件41外周设有径向下凹，从转子腔开口211向转子腔21底部方向延伸的第二凹槽411，第二凹槽411的顶部与外部连通，其底部与设于第一构件41底部的圆形凹槽412连通，其槽口由转子腔开口211和第二构件42贴合封闭。第二构件42压合在圆形凹槽412槽口上并在圆形凹槽412槽口的对应位置，开有连通圆形凹槽412与转子腔21内部的轴向通孔421，使得连通转子腔21内外的常开通道导通。

对于上述两个实施例，有优化设计1，如图3和图4，所述转子腔开口211设为阶梯状，内径沿转子腔开口211向外方向梯级增大，相适应地，第一凹槽22和第二凹槽411也设为阶梯状，使得常开通道发生弯折，阻隔异物，同时形成阻尼，降低液体在常开通道中流动产生的噪音。

优化设计2，如图3和图5，图4和图6，所述第一凹槽22和第二凹槽411的尺寸可以设为0.2～0.4mm深，2mm宽，该尺寸设计使得常开通道具有相对浅且宽的横截面，一方面增加进水量，加快转子腔21内部液体的流动，提高水冷效果，另一方面防止液体中的沙粒等大颗粒异物通过常开通道进入转子腔21。

优化设计3，如图7，所述转子3还包括设于转子3底部的二级启动机构。如图8和图9，第一级启动机构包括第一腔体61，第一腔体61具有一从永磁体33底部轴向延伸形成的围边611，以及从围边611内壁径向凸起形成的第一凸筋612。

第一级启动机构还包括穿设于泵轴31上的第一轴套62，第一轴套62具有一开口朝向转子腔21底部的圆盘形底座621，以及位于圆盘形底座621顶部的管状体622，管状体622外壁径向凸起形成第二凸筋623。圆盘形底座621抵接于第一腔体61的围边611外沿，管状体622伸入第一腔体61内，第二凸筋623和第一凸筋612轴向错位，互不干涉。

第一级启动机构还包括第一对橡胶减震柱63，63’，第一对橡胶减震柱63，63’安置于第一腔体61与第一轴套62所围合的空间内，并分别设于第二凸筋623两侧。在永磁体33受外力驱使而转动时，第一凸筋612推动第一对橡胶减震柱63，63’的其中之一在第一腔体61内滑向第二凸筋623并与之发生接触，使第一轴套62产生转动。第一凸筋612从开始转动至使第一对橡胶减震柱63，63’的其中之一与第二凸筋623接触的过程中，具有一用于旋转加速的角度行程∠a°。

如图8和图10，第二级启动机构包括穿设于泵轴31上的第一轴套62，圆盘形底座621具有第二腔体624，以及从圆盘形底座621内周壁径向凸起形成的第三凸筋625。

第二级启动机构还包括固定穿设于泵轴31上，且伸入第二腔体624内的第二轴套64，第二轴套64外壁径向凸起形成第四凸筋641，第四凸筋641与第三凸筋625轴向错位，互不干涉。

第二级启动机构还包括第二对橡胶减震柱65，65’，第二对橡胶减震柱65，65’安置于第二腔体624与第二轴套64所围合的空间内，并分别设于第四凸筋641两侧。在第一轴套62转动时，第三凸筋625推动第二对橡胶减震柱65，65’的其中之一在第二腔体624内滑向第四凸筋641并与之发生接触，使第二轴套64加快转动，增大泵轴31的旋转动量。第三凸筋625从开始转动至使第二对橡胶减震柱65，65’的其中之一与第四凸筋641接触的过程中，具有另一用于旋转加速的角度行程∠b°。

所述转子3还包括一与所述第一腔体61的围边611外壁旋合固定，可容纳所述二级启动机构的后盖66。

在本优化设计3中，永磁体33受外力驱使带动泵轴31连同叶轮32开始转动时，第一级启动机构和第二级启动机构为泵轴31的转动提供了一个叠加的角度行程∠a°+∠b°，使得转子3具有更大的角动量，更容易带动叶轮32旋转，缩短了离心泵从通电至平稳运行的时间，在离心泵重负载时仍能稳定起动，提高了离心泵起动的灵敏性和可靠性。

另外，在转子3转动过程中，受第一凸筋612和第二凸筋623、第三凸筋625和第四凸筋641压迫的橡胶减震柱发生压缩的弹性形变，将第一凸筋612和第二凸筋623、第三凸筋625和第四凸筋641之间直接的刚性接触改为间接的柔性接触，降低了离心泵起动时二级启动机构的部件碰撞产生的噪音。

尽管已经示出和描述了本实用新型的具体实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对所述实施方式进行多种变化、修改、替换和叠加，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种水冷离心泵，包括具有U形铁芯(11)和线圈(12)的定子(1)、具有永磁体(33)和泵轴(31)的转子(3)，具有用以容纳永磁体(33)的转子腔(21)的泵体(2)，以及固设于转子腔开口(211)的轴密封件(4)，其特征在于，轴密封件(4)与转子腔开口(211)内壁之间设有使得转子腔(21)内外连通的常开通道，以供泵送液体在转子腔(21)内外流动。

2.根据权利要求1所述的水冷离心泵，其特征在于，所述常开通道包括于转子腔(21)内壁径向下凹，从转子腔开口(211)向转子腔(21)底部方向延伸的第一凹槽(22)，所述第一凹槽(22)于转子腔开口(211)一端与转子腔(21)外部连通，朝向转子腔(21)底部一端延伸超过轴密封件(4)并与转子腔(21)内部连通。

3.根据权利要求1所述的水冷离心泵，其特征在于，所述轴密封件(4)包括第一构件(41)和第二构件(42)，第一构件(41)的外周过盈卡合固定于转子腔开口(211)，且设有径向下凹，从转子腔开口(211)向转子腔(21)底部方向延伸的第二凹槽(411)；所述第二构件(42)嵌套于第一构件(41)且与第一构件(41)之间具有一围合空间，所述第二构件(42)在所述围合空间对应的位置开有轴向通孔(421)；

所述常开通道由所述第二凹槽(411)，围合空间以及轴向通孔(421)构成，所述第二凹槽(411)于转子腔开口(211)一端与转子腔(21)外部连通，朝向转子腔(21)底部一端与所述围合空间连通，所述围合空间经所述轴向通孔(421)与转子腔(21)内部连通。

4.根据权利要求2所述的水冷离心泵，其特征在于，所述转子腔开口(211)与第一凹槽(22)相适应地设为阶梯状，内径沿转子腔开口(211)向外方向增大，使得所述常开通道形成弯折。

5.根据权利要求3所述的水冷离心泵，其特征在于，所述转子腔开口(211)与第二凹槽(411)相适应地设为阶梯状，内径沿转子腔开口(211)向外方向增大，使得所述常开通道形成弯折。

6.根据权利要求2所述的水冷离心泵，其特征在于，所述第一凹槽(22)的尺寸设为0.2～0.4mm深，2mm宽。

7.根据权利要求3所述的水冷离心泵，其特征在于，所述第二凹槽(411)的尺寸设为0.2～0.4mm深，2mm宽。

8.根据权利要求2或3或所述的水冷离心泵，其特征在于，所述转子(3)在朝向转子腔(21)底部一端还设有第一级启动机构和第二级启动机构，

所述第一级启动机构包括：第一腔体(61)，所述第一腔体(61)具有一从永磁体(33)底部轴向延伸形成的围边(611)，以及从围边(611)内壁径向凸起形成的第一凸筋(612)；

穿设于泵轴(31)上的第一轴套(62)，所述第一轴套(62)具有一开口朝向转子腔(21)底部的圆盘形底座(621)，以及位于圆盘形底座(621)顶部的管状体(622)，管状体(622)外壁径向凸起形成第二凸筋(623)；圆盘形底座(621)抵接于第一腔体(61)的围边(611) 外沿，管状体(622)伸入第一腔体(61)内，第二凸筋(623)和第一凸筋(612)轴向错位，互不干涉；

第一对橡胶减震柱(63，63’)，所述第一对橡胶减震柱(63，63’)安置于第一腔体(61)与第一轴套(62)所围合的空间内，并分别设于第二凸筋(623)两侧，使得在永磁体(33)受外力驱使而转动时，所述第一对橡胶减震柱(63，63’)的其中之一受第一凸筋(612)推动而在第一腔体(61)内滑向第二凸筋(623)并与第二凸筋(623)发生弹性接触；

所述第二级启动机构包括：第二腔体(624)，所述第二腔体(624)由圆盘形底座(621)形成，且具有从圆盘形底座(621)内周壁径向凸起形成的第三凸筋(625)；

固定穿设于泵轴(31)上，且伸入第二腔体(624)内的第二轴套(64)，所述第二轴套(64)外壁径向凸起形成第四凸筋(641)，第四凸筋(641)与第三凸筋(625)轴向错位，互不干涉；

第二对橡胶减震柱(65，65’)，所述第二对橡胶减震柱(65，65’)安置于第二腔体(624)与第二轴套(64)所围合的空间内，并分别设于第四凸筋(641)两侧，使得在第一轴套(62)转动时，所述第二对橡胶减震柱(65，65’)的其中之一受第三凸筋(625)推动而在第二腔体(624)内滑向第四凸筋(641)并与第四凸筋(641)发生弹性接触。

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