CN220227266U - 转子组件及应用其的水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转子组件及应用其的水泵，涉及水泵及其零部件技术领域，其包括转子支架、磁环以及叶轮；转子支架包括沿其轴向依次设置的磁环支撑部和叶轮支架部，叶轮支架部上开设有若干的过流通孔；磁环套设并固定在转子支架的磁环支撑部之上，叶轮固定在转子支架的叶轮支架部之上。本实用新型主要解决如何为电子水泵提供能够稳定地悬浮于转子腔和叶轮腔之中的转子组件的问题；过流通孔能够减少叶轮支架部的受力面积，以此方式，即可减少转子组件受到的浮力，当转子组件上下两端的压力平衡时，转子组件即可以悬浮在水泵的转子腔和叶轮腔之中并稳定地运行，使水泵能够适用于较多的工况，且能够提高水泵的性能和稳定性。

Description

转子组件及应用其的水泵

技术领域

本实用新型涉及水泵及其零部件技术领域，具体为一种转子组件及应用其的水泵。

背景技术

电子水泵具有较高的输出效率且能够实现精确的流量控制，因而，电子水泵被广泛应用于家用电器、汽车以及工业设备上，例如，水暖床垫、空调以及加湿电器等家用电器，为了实现精确定量的液体循环/排出功能，目前正越来越多地配备电子水泵。

转子组件是电子水泵的核心零部件之一，其通常包括转子支架、套设在转子支架上的磁环以及设置在转子支架之一端的叶轮，电子水泵的定子组件通电后，能够产生旋转磁场，转子组件的磁环受到该旋转磁场的磁耦合驱动，能够在电子水泵的转子腔中旋转，进而带动转子支架和叶轮一同旋转，旋转中的叶轮能够驱动液体定向流动，从而完成电子水泵的基础功能。

现有技术中的电子水泵，其转子组件通常是通过轴芯支撑在电子水泵的转子腔和叶轮腔之中，为了提高电子水泵运行时的稳定性，转子腔和叶轮腔之中的轴芯接座能够分别抵住转子组件的两端(为避免轴芯接座直接与转子组件发生摩擦，还需要在轴芯接座的端面装设止推垫片)，从而对转子组件作轴向限位，避免转子组件发生轴向位移。

随着用户需求的多样化(例如电子水泵外接管道的规格不同)，使电子水泵也面临多样化的工况，在一些工况下，要求转子支架能够悬浮在转子腔和叶轮腔之中，即，需要允许转子支架沿轴芯发生一定程度的轴向位移，然而，由于叶轮的上下端面为封闭式结构，叶轮腔中的压力差会对叶轮产生较大的浮力，从而打破转子组件的悬浮状态，使转子组件与电子水泵的其他零部件发生摩擦，使电子水泵运行时的稳定性不佳。

综上所述，如何为电子水泵提供能够稳定地悬浮于转子腔和叶轮腔之中的转子组件，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转子组件及应用其的水泵，该转子组件能够稳定地悬浮于转子腔和叶轮腔之中。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种转子组件，其包括转子支架、磁环以及叶轮；所述转子支架包括沿其轴向依次设置的磁环支撑部和叶轮支架部，所述叶轮支架部上开设有若干的过流通孔；所述磁环套设并固定在所述转子支架的磁环支撑部之上，所述叶轮固定在所述转子支架的叶轮支架部之上。

上述技术方案中，所述叶轮的一侧布设有若干的叶片；所述转子支架的叶轮支架部上还开设有若干的超声波焊接槽，所述超声波焊接槽与所述叶轮上的叶片形状匹配且数量匹配；所述叶轮上的叶片嵌入到所述转子支架的超声波焊接槽之中，并通过超声波焊接的方式固定在所述超声波焊接槽之中。

上述技术方案中，所述叶轮支架部的超声波焊接槽之中开设有定位孔；所述叶轮的叶片上形成与所述定位孔匹配的定位柱；所述叶片的定位柱插入到所述超声波焊接槽的定位孔之中。

上述技术方案中，所述超声波焊接槽和所述过流通孔均以所述转子支架的中轴为对称中心，周向均匀地布设在所述叶轮支架部之上。

上述技术方案中，所述超声波焊接槽和所述过流通孔在所述叶轮支架部之上相互间隔设置。

上述技术方案中，所述转子支架的叶轮支架部之直径为φ1，所述过流通孔的直径为φ2，则有：

φ2：φ1＝0.15～0.25。

上述技术方案中，所述磁环的侧表面齐平于所述转子支架的侧表面。

一种水泵，其包括了上述的转子组件；其还包括泵壳、泵盖、定子组件以及驱动电路板组件；所述泵壳与所述泵盖相互结合，以在所述泵壳之中形成转子腔，并且在所述泵盖之中形成叶轮腔；所述转子组件被容置并支撑在所述转子腔和所述叶轮腔之中，且所述转子组件能够轴向悬浮于所述转子腔和所述叶轮腔之中；所述驱动电路板组件被固定在所述泵壳之中并与所述定子组件电性连接，所述定子组件也被固定在所述泵壳之中，用于磁耦合驱动所述转子组件旋转。

上述技术方案中，本实用新型的水泵还包括被支撑在所述转子腔和所述叶轮腔之中的轴芯；所述转子组件的转子支架套设在所述轴芯上，使所述磁环位于所述转子腔之中，并使所述叶轮位于所述叶轮腔之中；所述转子组件被允许沿所述轴芯发生轴向位移。

上述技术方案中，所述定子组件包括电性连接的线圈部和磁芯部；所述定子组件的线圈部被固定在所述泵壳之中，所述磁芯部也被固定在所述泵壳之中并且环绕所述转子腔的外壁设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的转子组件及应用其的水泵，其转子支架的叶轮支架部上开设有若干的过流通孔，以减少叶轮支架部的受力面积，以此方式，即可减少转子组件受到的浮力，当转子组件上下两端的压力平衡时，转子组件即可以悬浮在水泵的转子腔和叶轮腔之中并稳定地运行，使水泵能够适用于较多的工况，且能够提高水泵的性能和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型中的转子组件的立体视图。

图2为本实用新型中的转子组件的爆炸视图。

图3为本实用新型中的叶轮支架部的端面结构视图。

图4为本实用新型中的水泵的立体视图。

图5为本实用新型中的水泵的爆炸视图。

图6为本实用新型中的水泵的剖面视图。

附图标记为：1、转子组件；11、转子支架；111、磁环支撑部；112、叶轮支架部；113、过流通孔；114、超声波焊接槽；115、定位孔；12、磁环；13、叶轮；131、叶片；132、定位柱；2、泵壳；21、转子腔；22、第一轴芯接座；3、泵盖；31、叶轮腔；32、进水口；33、出水口；34、第二轴芯接座；4、定子组件；41、线圈部；42、磁芯部；5、驱动电路板组件；6、轴芯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供一种转子组件，其应用在水泵(尤其是电子水泵)之中，用于驱动液体定向流动。

请参阅图1和图2，本实施例的转子组件包括转子支架11、磁环12以及叶轮13。

其中，转子支架11为工程塑料材质的空心轴形支架，磁环12为具有永磁性的环体，叶轮13则为带有若干叶片131的工程塑料材质轮状体。

转子支架11包括沿其轴向依次设置的磁环支撑部111和叶轮支架部112，具体来说，磁环支撑部111为一体成型于转子支架11侧面的环形内凹部分，叶轮支架部112则为一体成型于转子支架11之一端的圆板型固定平台；叶轮支架部112上开设有若干的过流通孔113，该过流通孔113轴向贯穿叶轮支架部112的两面，能够允许液体穿过叶轮支架部112。

磁环12套设并固定在转子支架11的磁环支撑部111之上，叶轮13固定在转子支架11的叶轮支架部112之上。

具体地，叶轮13的一侧布设有若干的叶片131，该叶片131为一体成型于叶轮13上的弧形片状体，用于驱动液体定向流动；转子支架11的叶轮支架部112上还开设有若干的超声波焊接槽114，超声波焊接槽114与叶轮13上的叶片131形状匹配且数量匹配，实际上，该超声波焊接槽114为开设于叶轮支架部112表面的弧形凹槽；叶轮13上的叶片131嵌入到转子支架11的超声波焊接槽114之中，并通过超声波焊接的方式固定在超声波焊接槽114之中，以此方式，实现叶轮13与转子支架11的相互固定。

进一步地，叶轮支架部112的超声波焊接槽114之中开设有定位孔115，该定位孔115为小型的圆孔；叶轮13的叶片131上形成与定位孔115匹配的定位柱132，即，该定位柱132能够与定位孔115过盈配合；叶片131的定位柱132插入到超声波焊接槽114的定位孔115之中，从而提高叶轮13与转子支架11的固定结构稳定性。

具体地，超声波焊接槽114和过流通孔113均以转子支架11的中轴为对称中心，周向均匀地布设在叶轮支架部112之上。

进一步具体地，超声波焊接槽114和过流通孔113在叶轮支架部112之上相互间隔设置。

本实施例中，超声波焊接槽114和过流通孔113均设置有六个，且相互间隔设置于叶轮支架部112之上。

请参阅图3，进一步地，转子支架11的叶轮支架部112之直径为φ1，过流通孔113的直径为φ2，则有：

φ2：φ1＝0.15～0.25。

在该转子组件1中，由于转子支架11和叶轮13的轴向面积较小，受压力差的影响而产生的浮力有限，为进一步减少浮力，在叶轮支架部112上开设过流通孔113，以减少叶轮支架部112的受力面积，以此方式，即可减少转子组件1受到的浮力，当转子组件1上下两端的压力平衡时，转子组件1即可以悬浮一定高度位置。

进一步地，磁环12的侧表面齐平于转子支架11的侧表面，使转子组件1的侧表面平整，提高转子组件1的流体力学性能。

本实施例的转子组件在制造时，将磁环12置入转子支架11的成型模具之中，采用模内注塑的方式成型出转子支架11，再将叶轮13通过超声波焊接的方式固定在转子支架11与磁环12的组合体上，即完成转子组件1的制造，还可以选择性地在转子支架11的轴孔中嵌入陶瓷轴承、石墨轴承以及自润滑轴套等轴承，以提高转子组件1的旋转性能。

请参阅图4-图6，本实施例还提供一种水泵，其包括了上述的转子组件1。

本实施例的水泵还包括泵壳2、泵盖3、定子组件4以及驱动电路板组件5。

其中，泵壳2为工程塑料材质或者金属材质的半壳体，泵盖3则为工程塑料材质或者金属材质的盖体，该泵盖3上成型有管道状的进水口32和出水口33，驱动电路板组件5基于印刷电路板(printed circuit board，PCB)，即，在印刷电路板上搭载构成驱动电路板组件5所必要的元器件；具体来说，驱动电路板组件5上搭载有用于驱动定子组件4运行的电机线圈驱动芯片、为电机线圈驱动芯片供电而必需的电力电子器件及其外围电路。

泵壳2与泵盖3相互结合(二者通过超声波焊接、螺钉或者卡扣的方式相互结合)，以在泵壳2之中形成转子腔21，并且在泵盖3之中形成叶轮腔31，可以理解的是，泵盖3上的进水口32和出水口33均连通至叶轮腔31。

转子组件1被容置并支撑在转子腔21和叶轮腔31之中，且转子组件1能够轴向悬浮于转子腔21和叶轮腔31之中。

驱动电路板组件5被固定在泵壳2之中并与定子组件4电性连接，定子组件4也被固定在泵壳2之中，用于磁耦合驱动转子组件1旋转。

具体地，本实施例的水泵还包括被支撑在转子腔21和叶轮腔31之中的轴芯6；该轴芯6为圆柱形的金属轴；实际上，泵壳2在转子腔21的底部形成第一轴芯接座22(一体成型于转子腔21的底部)，泵盖3则在叶轮腔31中形成第二轴芯接座34(通过支架支撑在泵盖3的进水口32之内侧)，泵壳2与泵盖3相互结合后，第一轴芯接座22与第二轴芯接座34相互对位，轴芯6的两端分别插入到第一轴芯接座22和第二轴芯接座34之中并与之过盈配合；转子组件1的转子支架11套设在轴芯6上，使磁环12位于转子腔21之中，并使叶轮13位于叶轮腔31之中，装配完成后，转子组件1即可在转子腔21和叶轮腔31之中旋转；由于第一轴芯接座22的端面与转子组件1的端面之间具有一定的距离，且第二轴芯接座34也与转子组件1的端面之间具有一定的距离，使转子组件1被允许沿轴芯6发生轴向位移，即实现了转子组件1轴向悬浮于转子腔21和叶轮腔31之中。

具体地，定子组件4包括电性连接的线圈部41和磁芯部42，实际上，磁芯部42为导磁性能良好的实心金属体(例如磁钢)，将漆包线绕制在磁芯部42，形成线圈，即为线圈部41，本实施例中，磁芯部42为与转子腔21之外壁形状匹配的卡钳状；定子组件4的线圈部41被固定在泵壳2之中(通过卡扣或注胶的方式固定)，磁芯部42也被固定在泵壳2之中(同样通过卡扣或注胶的方式固定)并且环绕转子腔21的外壁设置；线圈部41通电后，即可产生交变磁场，且通过磁芯部42的引导后，能够在转子腔21之中产生旋转磁场。

本实施例的水泵，在制造时，先分别制造出泵壳2、泵盖3、转子组件1、定子组件4、驱动电路板组件5以及轴芯6；将轴芯6和转子组件1装配到泵壳2的转子腔21之中，再装配好泵盖3以形成叶轮腔31，随后通过超声波焊接的方式，将泵壳2与泵盖3固定为一体；将定子组件4装入泵壳2，使定子组件4的线圈部41被固定在泵壳2之中，磁芯部42也被固定在泵壳2之中并且环绕转子腔21的外壁设置，然后，将驱动电路板组件5也装入泵壳2，使驱动电路板组件5上的引脚连接至定子组件4之线圈部41的引脚接座上，以实现驱动电路板组件5与定子组件4的电性连接；最后，在泵壳2之中灌入电子封装胶，从而完全固定定子组件4和驱动电路板组件5，并能一定程度地提高定子组件4和驱动电路板组件5的散热性能。

定子组件4被驱动后，能够在磁芯部42的内侧产生旋转磁场，该旋转磁场在空间中位于叶轮腔31之内；叶轮腔31之中的转子组件1，其磁环12与该旋转磁场磁耦合，使整个转子组件1开始旋转；在叶轮腔31中的叶轮13旋转时，能够在叶轮腔31中产生定向压力差，从而驱动液体从进水口32被吸入叶轮腔31，并从出水口33排出，从而完成水泵的功能。

在上述的过程中，由于转子支架11和叶轮13的轴向面积较小，受压力差的影响而产生的浮力有限，为进一步减少浮力，在叶轮支架部112上开设过流通孔113，以减少叶轮支架部112的受力面积，以此方式，即可减少转子组件1受到的浮力，当转子组件1上下两端的压力平衡时，转子组件1即可以悬浮在转子腔21和叶轮腔31之中并稳定地运行。

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)

1.一种转子组件，其特征在于，包括转子支架、磁环以及叶轮；

所述转子支架包括沿其轴向依次设置的磁环支撑部和叶轮支架部，所述叶轮支架部上开设有若干的过流通孔；

所述磁环套设并固定在所述转子支架的磁环支撑部之上，所述叶轮固定在所述转子支架的叶轮支架部之上。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于：所述叶轮的一侧布设有若干的叶片；

所述转子支架的叶轮支架部上还开设有若干的超声波焊接槽，所述超声波焊接槽与所述叶轮上的叶片形状匹配且数量匹配；

所述叶轮上的叶片嵌入到所述转子支架的超声波焊接槽之中，并通过超声波焊接的方式固定在所述超声波焊接槽之中。

3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于：所述叶轮支架部的超声波焊接槽之中开设有定位孔；

所述叶轮的叶片上形成与所述定位孔匹配的定位柱；

所述叶片的定位柱插入到所述超声波焊接槽的定位孔之中。

4.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于：所述超声波焊接槽和所述过流通孔均以所述转子支架的中轴为对称中心，周向均匀地布设在所述叶轮支架部之上。

5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于：所述超声波焊接槽和所述过流通孔在所述叶轮支架部之上相互间隔设置。

6.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于：所述转子支架的叶轮支架部之直径为φ1，所述过流通孔的直径为φ2，则有：

φ2：φ1＝0.15～0.25。

7.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于：所述磁环的侧表面齐平于所述转子支架的侧表面。

8.一种水泵，其特征在于，包括了权利要求1-7任一所述的转子组件；

其还包括泵壳、泵盖、定子组件以及驱动电路板组件；

所述泵壳与所述泵盖相互结合，以在所述泵壳之中形成转子腔，并且在所述泵盖之中形成叶轮腔；

所述转子组件被容置并支撑在所述转子腔和所述叶轮腔之中，且所述转子组件能够轴向悬浮于所述转子腔和所述叶轮腔之中；

所述驱动电路板组件被固定在所述泵壳之中并与所述定子组件电性连接，所述定子组件也被固定在所述泵壳之中，用于磁耦合驱动所述转子组件旋转。

9.根据权利要求8所述的水泵，其特征在于：还包括被支撑在所述转子腔和所述叶轮腔之中的轴芯；

所述转子组件的转子支架套设在所述轴芯上，使所述磁环位于所述转子腔之中，并使所述叶轮位于所述叶轮腔之中；

所述转子组件被允许沿所述轴芯发生轴向位移。

10.根据权利要求8所述的水泵，其特征在于：所述定子组件包括电性连接的线圈部和磁芯部；

所述定子组件的线圈部被固定在所述泵壳之中，所述磁芯部也被固定在所述泵壳之中并且环绕所述转子腔的外壁设置。