CN215521288U - 一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，包括底座、泵体，所述泵体、泵盖、支撑架、机壳和转子轴，所述转子轴上分别套设有柱式转子组件和盘式转子组件，以及安装在所述机壳内与所述柱式转子组件对应设置的柱式定子组件、与所述盘式转子组件对应设置的盘式定子组件；所述转子轴依次穿过所述支撑架和所述泵盖并伸入所述泵体内与所述叶轮连接，所述转子轴的末端延伸至所述底座内并连接有铰刀；本切割泵驱动性能优异，动力输出强劲，能够用于各种需要自启动、结构紧凑、同步性能要求高的工况中，无中间转换环节，多个转子直接作用于转子轴上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高。

Description

一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵

技术领域

本实用新型涉及到切割泵技术领域，具体涉及到一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵。

背景技术

切割泵是排污型水泵的一种，相较于普通的排污泵，切割泵在结构上有一些不同，机身的底部有一组高强度切割式刀片，可轻松切碎纤维，粪便，树枝等杂物,无须人工去清理坑中的浮渣和悬浮物，节约了市政和工程开支。

切割泵能在正常运行时切割杂物，但在泵启动时往往由于启动力矩不够，导致泵产生故障，严重时导致电机烧毁，故障率高。中国实用新型专利(公开号：CN209593159U)在2019年公开了一种切割泵的电机装置，包括电机座、驱动机构、运转电容、启动电容、下轴承座、出线盖、涡壳和电子开关，所述电机座的内腔中填充有冷却油，所述驱动机构油浸在电机座内的冷却油中，该电机装置采用内置油浸式单相双值电容电机，能够自启动并提高启动力矩，但是采用油浸式电机对于密封的要求较高，而且需要定期更换油液；另外该电机提高了启动力矩，但是提高的程度有限，在启动后的持续动力输出和同步旋转上也还存在不足。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，包括底座，所述底座上设有泵体，所述泵体内设有叶轮，所述泵体上方设有泵盖，所述泵盖上方连接有支撑架，所述支撑架上方设有机壳，所述机壳内设有转子轴，所述转子轴上分别套设有柱式转子组件和至少一组盘式转子组件，以及安装在所述机壳内与所述柱式转子组件对应设置的柱式定子组件、与所述盘式转子组件对应设置的盘式定子组件；所述柱式转子组件包括套设在所述转子轴上的柱式转子，所述柱式转子的外圆周上表贴有第一永磁体磁瓦，所述第一永磁体磁瓦外周设有磁瓦抱箍；所述盘式转子组件包括套设在所述转子轴上的盘式转子，所述盘式转子的端面上嵌设有第二永磁体磁瓦，所述第二永磁体磁瓦与所述盘式定子组件的端面对应设置并保持间隙；所述转子轴远离所述柱式转子组件的一端依次穿过所述支撑架和所述泵盖并伸入所述泵体内与所述叶轮连接，所述转子轴的末端延伸至所述底座内并连接有铰刀。

本切割泵驱动性能优异，动力输出强劲，能够用于各种需要自启动、结构紧凑、同步性能要求高的工况中，减少了减速齿轮、复杂的传动系统、润滑系统的设置，无中间转换环节，多个转子直接作用于转子轴上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高，而且转速容易控制。当永磁同步电机通电后，所述第一永磁体磁瓦和所述第二永磁体磁瓦分别为相应的定子组件提供径向上旋转的磁场，促使定子组件分别为相应的所述柱式转子和所述盘式转子提供轴线旋转的力矩，在共同作用力下直接驱动转子轴、所述叶轮和所述铰刀进行工作，能够满足大功率需求的切割泵。

所述转子轴为多级阶梯旋转轴，整个切割泵只需要一根所述转子轴即可，中间无需设置联轴器等轴与轴连接的部件，多个电机产生的驱动力能够直接传输到叶轮和铰刀上，能力损失较小，使所述叶轮和所述铰刀具有较大的力量和同步旋转的能力。

采用至少两种结构类型的转子组件，能够较大程度的利用所述机壳内有限的空间，在不大幅度增加轴向尺寸的条件下，就能够布置多个电机，多个电机的叠加能够提供更大的旋转推力，有利于切割泵的高效工作。柱式结构的电机为主要输出，盘式结构的电机为辅助输出，两者相辅相成，在确保高输出的同时，也能够确保转子轴的旋转稳定性。

采用表贴的方式，配合磁瓦抱箍，就能够将所述第一永磁体磁瓦固定在所述柱式转子上，减少了螺钉等小型紧固件的使用，也避免在永磁体磁瓦上钻孔、开槽等，保持磁瓦的完整结构，减少了加工量，也有利于磁场的形成和提高磁力驱动的效果。

进一步的，所述柱式转子的外圆周上设有若干轴向分布的磁瓦槽，所述磁瓦槽内分别嵌设所述第一永磁体磁瓦，所述第一永磁体磁瓦与所述磁瓦槽之间均设置有胶层，所述第一永磁体磁瓦均与所述柱式定子组件的内圆周对应设置并保持间隙。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦均为弧形板结构，所述磁瓦槽为弧形凹槽；所述胶层为涂覆的粘胶，所述粘胶为工业磁瓦粘结胶，在高温下也就具有较好的粘接强度。

多个所述第一永磁体磁瓦分别为弧形板结构，便于独立装卸和独立调整，所述磁瓦抱箍的设置，能够进一步提高所述永磁体磁瓦的紧固程度和安装稳定性，在长期的工作中其位移变化也较少，与定子组件间的间隙也能够保持较好。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦和所述第二永磁体磁瓦均为铁氧体磁瓦和/或钕铁硼磁瓦，所述第二永磁体磁瓦为环形盘结构或者多个扇形盘结构。

进一步的，所述盘式定子组件包括盘式定子铁芯，以及缠绕在所述盘式定子铁芯上的定子绕组；所述盘式定子铁芯的外周螺接固定在所述机壳的内周和/或端面上，所述盘式定子铁芯的中部设有轴向通孔并套设在所述转子轴上。

进一步的，所述柱式定子组件包括安装在所述机壳内周上的柱式定子铁芯，以及缠绕在所述柱式定子铁芯上的定子绕组；所述柱式定子组件的轴向尺寸不小于所述柱式转子组件的轴向尺寸。

进一步的，所述磁瓦抱箍为环形结构，具有连接端和插入端，所述连接端具有容纳所述插入端的渐变内腔；所述连接端和所述插入端的两侧分别设有连接片，同侧的所述连接片分别通过对拉螺栓紧固连接。

进一步的，所述支撑架包括下支撑端面、上支撑端面和中部支撑；所述下支撑端面与所述泵盖卡合并螺接固定，所述上支撑端面与所述机壳卡合并螺接固定，所述中部支撑设有内支撑孔结构，所述转子轴穿过所述内支撑孔结构并与所述内支撑孔结构之间设有若干轴承；所述支撑架的下方与所述泵盖之间形成空腔，所述转子轴与所述泵盖之间设有机械密封。

采用本结构的支撑架，能够起到较好的承上启下的作用，下支撑端面、上支撑端面和中部支撑分别连接和支撑一种部件，结构合理、稳定性好；“W”形形成的空腔各有用处，而且不用独立设置油室。

进一步的，所述机壳的上方还设有压盖，所述压盖上方还设有电机罩，所述压盖卡合支撑在所述机壳和所述电机罩之间，所述电机罩螺接固定所述机壳；所述压盖的下方设有内沉孔，所述转子轴的端部套入所述内沉孔中并与所述内沉孔之间设有轴承。

所述压盖的设置便于连接所述转子轴和接线盒，通过卡合的方式不用单独螺接固定所述压盖，固定所述电机罩即可固定住所述压盖，更加方便。

进一步的，所述泵体卡合并螺接固定在所述底座上，所述底座的中部设有轴向通孔，所述转子轴穿过所述轴向通孔并在所述轴向通孔处连接所述铰刀，所述铰刀套设在所述转子轴上并在外侧设有锁紧螺母。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本切割泵驱动性能优异，动力输出强劲，能够用于各种需要自启动、结构紧凑、同步性能要求高的工况中，减少了减速齿轮、复杂的传动系统、润滑系统的设置，无中间转换环节，多个转子直接作用于转子轴上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高，而且转速容易控制；2、采用至少两种结构类型的转子组件，能够较大程度的利用所述机壳内有限的空间，在不大幅度增加轴向尺寸的条件下，就能够布置多个电机，多个电机的叠加能够提供更大的旋转推力，有利于切割泵的高效工作，在共同作用力下直接驱动转子轴、所述叶轮和所述铰刀进行工作，能够满足大功率需求的切割泵；3、所述转子轴为多级阶梯旋转轴，整个切割泵只需要一根所述转子轴即可，中间无需设置联轴器等轴与轴连接的部件，能力损失较小，使所述叶轮和所述铰刀具有较大的力量和同步旋转的能力；4、采用表贴的方式，配合磁瓦抱箍，就能够将所述第一永磁体磁瓦固定在所述柱式转子上，减少了螺钉等小型紧固件的使用，也避免在永磁体磁瓦上钻孔、开槽等，保持磁瓦的完整结构，减少了加工量，也有利于磁场的形成和提高磁力驱动的效果。

附图说明

图1为本实用新型一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵的机壳截面结构示意图；

图3为本实用新型磁瓦抱箍的局部结构示意图；

图4为图3中A向视图；

图5为本实用新型另一种一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵的结构示意图；

图中：1、底座；2、泵体；3、叶轮；4、泵盖；5、支撑架；501、上支撑端面；502、下支撑端面；503、中部支撑；6、机壳；7、转子轴；8、柱式转子组件；801、柱式转子；802、第一永磁体磁瓦；803、磁瓦抱箍；804、磁瓦槽；805、胶层；9、盘式转子组件；901、盘式转子；902、第二永磁体磁瓦；10、柱式定子组件；11、盘式定子组件；12、压盖；13、电机罩；14、轴承；15、铰刀；16、锁紧螺母；17、连接端；18、插入端；19、连接片；20、对拉螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图1和图2所示，一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，包括底座1，所述底座1上设有泵体2，所述泵体2内设有叶轮3，所述泵体2上方设有泵盖4，所述泵盖4上方连接有支撑架5，所述支撑架5上方设有机壳6，所述机壳6内设有转子轴7，所述转子轴7上分别套设有柱式转子组件8和一组盘式转子组件9，以及安装在所述机壳6内与所述柱式转子组件8对应设置的柱式定子组件10、与所述盘式转子组件9对应设置的盘式定子组件11；所述柱式转子组件8包括套设在所述转子轴7上的柱式转子801，所述柱式转子801的外圆周上表贴有若干第一永磁体磁瓦802，所述第一永磁体磁瓦802外周设有磁瓦抱箍803；所述盘式转子组件9包括套设在所述转子轴7上的盘式转子901，所述盘式转子901的上端面上嵌设有第二永磁体磁瓦902，所述第二永磁体磁瓦902与所述盘式定子组件11的下端面对应设置并保持间隙；所述转子轴7的下端依次穿过所述支撑架5和所述泵盖4并伸入所述泵体2内与所述叶轮3连接，所述转子轴7的末端延伸至所述底座1内并连接有铰刀15。

本切割泵驱动性能优异，动力输出强劲，能够用于各种需要自启动、结构紧凑、同步性能要求高的工况中，减少了减速齿轮、复杂的传动系统、润滑系统的设置，无中间转换环节，柱式电机和盘式电机直接作用于转子轴上共同驱动叶轮旋转，旋转推力大，输出扭矩大、电机效率高，而且转速容易控制。当永磁同步电机通电后，所述第一永磁体磁瓦802和所述第二永磁体磁瓦902分别为相应的定子组件提供径向上旋转的磁场，促使各个定子组件分别为相应的所述柱式转子801和所述盘式转子901提供轴线旋转的力矩，在共同作用力下直接驱动转子轴7、所述叶轮3和所述铰刀15进行工作，能够满足大功率需求的切割泵。

所述转子轴7为多级阶梯旋转轴，整个切割泵只需要一根所述转子轴7即可，中间无需设置联轴器等轴与轴连接的部件，多个电机产生的驱动力能够直接传输到叶轮3和铰刀15上，能力损失较小，使所述叶轮3和所述铰刀15具有较大的力量和同步旋转的能力。

采用至少两种结构类型的转子组件，能够较大程度的利用所述机壳6内有限的空间，在不大幅度增加轴向尺寸的条件下，就能够布置多个电机，多个电机的叠加能够提供更大的旋转推力，有利于切割泵的高效工作。柱式结构的电机为主要输出，盘式结构的电机为辅助输出，两者相辅相成，在确保高输出的同时，也能够确保转子轴的旋转稳定性。

采用表贴的方式，配合磁瓦抱箍803，就能够将所述第一永磁体磁瓦802固定在所述柱式转子801上，减少了螺钉等小型紧固件的使用，也避免在永磁体磁瓦上钻孔、开槽等，保持磁瓦的完整结构，减少了加工量，也有利于磁场的形成和提高磁力驱动的效果。

进一步的，所述柱式转子801的外圆周上设有若干轴向分布的磁瓦槽804，所述磁瓦槽804内分别嵌设所述第一永磁体磁瓦802，所述第一永磁体磁瓦802与所述磁瓦槽804之间均设置有胶层805，所述第一永磁体磁瓦802均与所述柱式定子组件10的内圆周对应设置并保持间隙。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦802均为弧形板结构，所述磁瓦槽804为弧形凹槽；所述胶层805为涂覆的粘胶，所述粘胶为工业磁瓦粘结胶，在高温下也就具有较好的粘接强度。

多个所述第一永磁体磁瓦802分别为弧形板结构，便于独立装卸和独立调整，所述磁瓦抱箍803的设置，能够进一步提高所述第一永磁体磁瓦802的紧固程度和安装稳定性，在长期的工作中其位移变化也较少，与定子组件间的间隙也能够保持较好。

进一步的，所述第一永磁体磁瓦802和所述第二永磁体磁瓦902均为铁氧体磁瓦，所述第二永磁体磁瓦902为多个扇形盘结构。

进一步的，所述盘式定子组件11包括盘式定子铁芯，以及缠绕在所述盘式定子铁芯上的定子绕组；所述盘式定子铁芯的外周螺接固定在所述机壳6的内周上，所述盘式定子铁芯的中部设有轴向通孔并套设在所述转子轴7上。

进一步的，所述柱式定子组件10包括安装在所述机壳6内周上的柱式定子铁芯，以及缠绕在所述柱式定子铁芯上的定子绕组；所述柱式定子组件10的轴向尺寸大于所述柱式转子组件8的轴向尺寸。

进一步的，所述支撑架5的截面为“W”形，包括下支撑端面502、上支撑端面501和中部支撑503；所述下支撑端面502与所述泵盖4卡合并螺接固定，所述上支撑端面501与所述机壳6卡合并螺接固定，所述中部支撑503设有内支撑孔结构，所述转子轴7穿过所述内支撑孔结构并与所述内支撑孔结构之间设有若干轴承14；所述支撑架5的下方与所述泵盖4之间形成空腔，所述转子轴7与所述泵盖4之间设有机械密封。

采用本结构的支撑架5，能够起到较好的承上启下的作用，结构合理、稳定性好；形成的空腔各有用处，而且不用独立设置油室。

进一步的，所述机壳6的上方还设有压盖12，所述压盖12上方还设有电机罩13，所述压盖12卡合支撑在所述机壳6和所述电机罩13之间，所述电机罩13螺接固定所述机壳6；所述压盖12的下方设有内沉孔，所述转子轴7的端部套入所述内沉孔中并与所述内沉孔之间设有轴承14。

所述压盖12的设置便于连接所述转子轴7和接线盒，通过卡合的方式不用单独螺接固定所述压盖12，固定所述电机罩13即可固定住所述压盖12，更加方便。

进一步的，所述泵体2卡合并螺接固定在所述底座1上，所述底座1的中部设有轴向通孔，所述转子轴7穿过所述轴向通孔并在所述轴向通孔处连接所述铰刀15，所述铰刀15套设在所述转子轴7上并在下端部设有锁紧螺母16。

实施例二：

本实施例提供了实施例一中磁瓦抱箍的另一种结构。

具体的结合图3和图4所示，所述磁瓦抱箍803为环形结构，具有连接端17和插入端18，所述连接端17具有容纳所述插入端18的渐变内腔；所述连接端17和所述插入端18的两侧分别设有连接片19，同侧的所述连接片19分别通过对拉螺栓20紧固连接。

采用这样的连接方式，便于所述磁瓦抱箍803的周向调整，使其能够抱紧若干所述第一永磁体磁瓦，所述连接片19和所述对拉螺栓20的设置用于固定所述磁瓦抱箍803，设置在轴向两侧避免与所述柱式定子铁芯或者定子绕组产生干涉。

实施例三：

本实施例提供了另一种电机布置的结构。

如图5所示，所述盘式转子组件9为设置在所述柱式转子组件8轴向两端的一对，每组所述盘式转子组件9上分别设有盘式定子组件11；通过这样的设置，相当于在所述电机壳6内安装了三组电机，这样能够提供更大的旋转推力，使得本切割泵的输出和切割破碎能力更好。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，包括底座，所述底座上设有泵体，所述泵体内设有叶轮，所述泵体上方设有泵盖，其特征在于，所述泵盖上方连接有支撑架，所述支撑架上方设有机壳，所述机壳内设有转子轴，所述转子轴上分别套设有柱式转子组件和至少一组盘式转子组件，以及安装在所述机壳内与所述柱式转子组件对应设置的柱式定子组件、与所述盘式转子组件对应设置的盘式定子组件；所述柱式转子组件包括套设在所述转子轴上的柱式转子，所述柱式转子的外圆周上表贴有第一永磁体磁瓦，所述第一永磁体磁瓦外周设有磁瓦抱箍；所述盘式转子组件包括套设在所述转子轴上的盘式转子，所述盘式转子的端面上嵌设有第二永磁体磁瓦；所述转子轴远离所述柱式转子组件的一端依次穿过所述支撑架和所述泵盖并伸入所述泵体内与所述叶轮连接，所述转子轴的末端延伸至所述底座内并连接有铰刀。

2.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述柱式转子的外圆周上设有若干轴向分布的磁瓦槽，所述磁瓦槽内分别嵌设所述第一永磁体磁瓦，所述第一永磁体磁瓦与所述磁瓦槽之间均设置有胶层，所述第一永磁体磁瓦均与所述柱式定子组件的内圆周对应设置并保持间隙。

3.根据权利要求2所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述第一永磁体磁瓦均为弧形板结构，所述磁瓦槽为弧形凹槽；所述胶层为涂覆的粘胶，所述粘胶为工业磁瓦粘结胶。

4.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述第一永磁体磁瓦和所述第二永磁体磁瓦均为铁氧体磁瓦和/或钕铁硼磁瓦，所述第二永磁体磁瓦为环形盘结构或者多个扇形盘结构。

5.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述盘式定子组件包括盘式定子铁芯，以及缠绕在所述盘式定子铁芯上的定子绕组；所述盘式定子铁芯的外周螺接固定在所述机壳的内周和/或端面上，所述盘式定子铁芯的中部设有轴向通孔并套设在所述转子轴上。

6.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述柱式定子组件包括安装在所述机壳内周上的柱式定子铁芯，以及缠绕在所述柱式定子铁芯上的定子绕组；所述柱式定子组件的轴向尺寸不小于所述柱式转子组件的轴向尺寸。

7.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述磁瓦抱箍为环形结构，具有连接端和插入端，所述连接端具有容纳所述插入端的渐变内腔；所述连接端和所述插入端的两侧分别设有连接片，同侧的所述连接片分别通过对拉螺栓紧固连接。

8.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述支撑架包括下支撑端面、上支撑端面和中部支撑；所述下支撑端面与所述泵盖卡合并螺接固定，所述上支撑端面与所述机壳卡合并螺接固定，所述中部支撑设有内支撑孔结构，所述转子轴穿过所述内支撑孔结构并与所述内支撑孔结构之间设有若干轴承；所述支撑架的下方与所述泵盖之间形成空腔，所述转子轴与所述泵盖之间设有机械密封。

9.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述机壳的上方还设有压盖，所述压盖上方还设有电机罩，所述压盖卡合支撑在所述机壳和所述电机罩之间，所述电机罩螺接固定所述机壳；所述压盖的下方设有内沉孔，所述转子轴的端部套入所述内沉孔中并与所述内沉孔之间设有轴承。

10.根据权利要求1所述的表贴盘式复合自启动永磁同步电机驱动的切割泵，其特征在于，所述泵体卡合并螺接固定在所述底座上，所述底座的中部设有轴向通孔，所述转子轴穿过所述轴向通孔并在所述轴向通孔处连接所述铰刀，所述铰刀套设在所述转子轴上并在外侧设有锁紧螺母。

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