TW201319394A - 永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良 - Google Patents

永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，其中永磁罐裝泵具有耐腐蝕塑膠製成的強化框，能防止滴落藥液對鋁合金之中框、後框等馬達外殼零件產生腐蝕，且因應強化框的結構而創新馬達散熱機制，以確保馬達有足夠的散熱量；本創作的結構改良尤其針對安裝在過濾桶下方用來加壓的永磁罐裝泵，目的在防止更換濾材時滴落藥液對永磁罐裝泵之馬達鋁合金外殼產生腐蝕；由耐腐蝕塑膠製成的圓筒狀強化框內部裝設有鋁合金的中框，而中框內部的定子繞組也都可以受到保護；強化框用來緊鎖前蓋的同時也能緊壓密封後蓋的前法蘭，以確保腐蝕液體零洩漏；同時強化框也迫緊固定中框；馬達中框能傳導定子繞組產生的熱經由後端面傳給馬達後框再經由鰭片散熱。

Description

永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良
本發明係有關於一種永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，尤指一種無軸封永磁罐裝泵為馬達與泵浦做成一體，且其馬達轉子與定子線圈都是經耐腐蝕材料封裝隔絕保護，而且轉子是直接與輸送液體相接觸，在許多零洩漏需求的工業用途逐漸為使用者重視，尤其在含有毒性、易燃、高腐蝕等化學液體，例如PCB生產設備，本創作特別針對安裝在藥液過濾桶下方用來加壓的永磁罐裝泵之結構進行改良，目的在防止更換濾材時滴落藥液對永磁罐裝泵之鋁合金中框、後框等馬達外殼零件產生腐蝕；本創作的主要目的在創新一耐腐蝕塑膠強化框其內徑空間裝設並固定永磁馬達，也就是鋁合金馬達外殼表面受到保護但也限制原有表面散熱，因此，本創作的另一目的也必須同時創新馬達散熱機制，以確保馬達有足夠的散熱量。
按，一般無軸封永磁罐裝泵為馬達與泵浦做成一體，其內部裝設有馬達定子繞組的中框、後框等馬達鋁合金外殼零件，都裝設有複數散熱鰭片來提供足夠的散熱能力，為了在含有腐蝕液體滴落的環境操作與運轉，習知的永磁罐裝泵之鋁合金中框、後框等外殼零件會以耐腐蝕材料披覆，例如樹脂漆或氟樹脂粉體烤漆，但這些方案在長時間運轉下難謂有滿意的耐腐蝕性能，尤其在藥液過濾桶下方用來加壓的永磁罐裝泵會直接接觸滴落藥液，其外殼的耐腐蝕性能就必須更為加強；許多情況是在永磁罐裝泵的上方用耐腐蝕塑膠做成的保護罩來保護，此一方法使用多年有不錯的效果，但保護罩也常會受限於相關管路安排而無法有完善保護效果，例如長度受限而有金屬件局部外露而受滴落藥液腐蝕；本發明以耐腐蝕塑膠強化框的結構保護馬達中框、後框等鋁合金外殼，並且創新馬達散熱機制，以確保馬達有足夠的散熱量；以下的引證案是習知的無軸封永磁罐裝泵與無軸封磁驅動泵，其結構都未曾針對滴落藥液腐蝕問題進行結構改良，習知技術的相關引證案說明如下：
引證案一：
2009年台灣專利TWM369391永磁罐裝泵浦之結構改良，應用於耐高溫耐腐蝕用途，其馬達結構為懸臂固定軸結構但馬達為徑向氣隙內轉子設計，本引證案的封裝厚度含腐蝕裕度，其單邊厚度為3mm總氣隙寬度8mm，使用剛性複合固定軸結構以滿足高溫、高馬力數用途；本引證案的圖說顯示永磁罐裝泵浦的結構比磁驅動泵更為精簡，因為罐裝馬達取代了磁耦合器與感應馬達，更適合安裝在空間尺寸受限的設備中，但本引證案未曾針對滴落藥液腐蝕問題提出進一步的對策。
引證案二：
請參閱第一圖，用於PCB製程的過濾系統結構示意圖，過濾系統1包含有無軸封磁驅動泵12、腳架114、過濾筒113等主要零件；磁驅動泵12係安裝於腳架114上，其泵入口121用來連接PCB生產設備之藥液槽，泵出口122用來連接過濾筒113的入口，用來輸出加壓過的藥液進入過濾筒113的內部，使藥液經過濾芯過濾後由過濾筒113的過濾筒出口116再送回PCB生產設備之藥液槽中，經過一段時間後過濾筒113內部的濾芯必須更換，這時就必需打開過濾筒113的上蓋115來更換，在更換時舊濾芯在取出過程中藥液會滴落到過濾筒113外，為了避免藥液滴落到磁驅動泵12，習知技術便使用保護罩123來隔絕藥液，但實務上腳架114有一定的高度限制，而且過濾筒出口116的高度也必需配合PCB生產設備之藥液槽之回流管高度，這常常使得保護罩123無法完全蓋住磁驅動泵12的金屬零件部份，如第一圖中的鑄鐵拖架124，保護罩123的高度與過濾筒出口116的高度發生干涉，鑄鐵拖架124就會面臨藥液滴落腐蝕的問題。
綜合以上的案例發現，在泵浦出入口尺寸符合標準下，軸向長度更短的泵浦將會更容易安裝到生產設備中，而且也可以減少承受藥液滴落面積，但是防止腐蝕液侵蝕的需求永遠不會減少，因為藥液滴落的狀況可以改善但無法根絕或有時會因操作人員疏失而無法預測，本創作針對以上問題特別提出改善方案，但本創作之永磁罐裝泵之結構改良必須克服以下問題：
問題1：馬達散熱問題？
耐腐蝕塑膠強化框的結構可以免除滴落藥液腐蝕問題，但也會限制原有馬達中框散熱鰭片的設置，馬達散熱需要新的機制，而永磁馬達的高效率性能，其效率高於IEC60034-30之IE3效率等級，甚至1kW的馬達效率也可高達90%以上，也可以大幅降低散熱負荷。
問題2：藥液滲透問題？
引證案一的鋁合金馬達中框是用來結合泵前蓋並迫緊後蓋法蘭來達到零洩漏的目地，但是滴落藥液有可能沿著緊鎖螺栓之螺牙縫，滲透進入馬達中框之前法蘭的螺牙孔內，導致鋁合金中框腐蝕穿透而損毀定子之繞組線圈。
本發明的結構改良使中小型的永磁罐裝泵在合理成本下，都能免除滴落藥液的腐蝕問題，並同時克服散熱問題，使永磁罐裝泵更適合安裝在空間有限的生產設備中。
本發明之主要目的在於提供一種永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，其中永磁罐裝泵結構主要在防止滴落藥液對永磁罐裝泵之鋁合金中框、後框等馬達外殼零件產生腐蝕，並同時解決馬達散熱問題；首先，針對馬達外殼零件的藥液腐蝕問題的解決方案如下：強化框為兩端開口之圓筒狀結構，由耐腐蝕塑膠製成，其功能在防止滴落藥液對永磁罐裝泵之馬達鋁合金外殼產生腐蝕，但也限制馬達外殼的散熱能力；強化框的前端面法蘭用來緊鎖前蓋並緊壓密封後蓋的前法蘭，以確保腐蝕液體零洩漏，緊鎖時採用不銹鋼螺栓與螺帽以避免螺牙腐蝕，也就是螺牙孔是裝設在強化框的前端面法蘭上，不會有藥液沿螺牙縫隙滲透進入鋁合金馬達中框的問題；在進行泵浦組裝之前，會先進行永磁馬達組裝，首先，把馬達中框安裝在強化框內的徑向環形肋板分隔出來的前段空間中；馬達後框會安裝在環形肋板分隔出來的後段空間中；其中，會先把內含繞組的中框與後框緊鎖貼合在一起，包含繞組的電源線連結到馬達後框的電氣盒之端子台，這時強化框內徑之徑向環形肋板將被二者夾緊，且複數個定位塊將嵌入中框的後端面的卡槽中，確保三者能結合成一體，而且鋁合金中框的前端面的外緣還裝設有一O形環；接著進行泵浦組裝時，把葉輪與馬達轉子結合成一體放入後蓋容室空間中，強化框的前端面法蘭用來緊鎖前蓋並緊壓密封後蓋的前法蘭部，且中框的前端面也能緊壓在後蓋法蘭部的背面，而且O形環除了會緊壓住後蓋的法蘭部後側面外，也將滴落藥液隔離而不會腐蝕鋁合金中框的前端面；中框後端面與馬達後框的法蘭面也裝設有O形環來二次保護定子線圈組；強化框的底部為一平板結構之泵浦固定底座；也就是滴落藥液暨不會經由螺牙縫隙滲入鋁合金外殼，也不會因沿外表面滴流接觸底座附近的鋁合金外殼，後框的電氣盒與電源線接頭都會受到保護；其次，針對馬達散熱方案的創新作法說明如下：馬達散熱方案的關鍵在確保由定子繞組產生的熱能在不降低熱傳導速率下到達散熱鰭片，並且散熱鰭片有足夠的面積來進行散熱；本創作利用鋁合金的高熱傳導係數約為矽鋼片的四倍，馬達定子繞組產生的熱由其繞組的齒部徑向經由定子軛部向外傳遞時，在二者介面接觸時會因表面粗糙度與絕緣凡力水等影響而增加一些熱阻，首先，鋁合金中框的徑向截面積不小於定子矽鋼片積厚外徑的圓筒面積的四分之一，也就是中框的徑向截面積能維持由矽鋼片傳導出來的熱量有低的熱傳導阻力；其二，加上中框的軸向長度短，使得矽鋼片積厚外徑的溫度與中框後端只有小的溫差，也就是定子產生的熱量能順利傳遞到鋁合金中框後端；其三，中框的杯狀底部中心有一用來穿遞繞組電力線的開孔，其直徑小於後蓋圓筒部外徑10%以上，也就是中框底部的後端面有大接觸面用來把熱傳遞給後框；其四，後框為圓盤狀結構，其中心有向內側突出的軸支撐座外，其外側裝設有足夠散熱面積的垂直散熱鰭片與接線盒，這些散熱表面積至少為定子積厚圓筒面積的四倍以上，才能順利且及時把熱量都經由自然對流機制散失到空氣中；除了有足夠散熱面積以外，散熱鰭片表面的自然對流速度也是重要因素，強化框的後端為一具有下方圓弧開口的圓形開口，其下方圓弧開口能使後框的散熱鰭片的下半部露出，使散熱鰭片表面的冷空氣容易進行由下而上的自然對流吸熱，上升的熱空氣由強化框的後端頂部向外流出，而下方圓弧開口也方便接線盒連接電源線，而圓形開口的長度涵蓋接線盒及散熱鰭片的後側，且下方圓弧開口高度只及於蓋接線盒的下方，所以能提供散熱鰭片與接線盒足夠保護。
請參閱第二圖所示，本實施例之具強化框保護的永磁罐裝泵浦結構示意圖，主要零件包含有：泵前蓋4、三腳架31、葉輪5、後蓋41、固定軸3與罐裝馬達8，其中：泵前蓋4設有一入口44、出口45及一流道空間47，用來容納葉輪5，泵前蓋4內側在入口44處設有一入口止推環46，用來與葉輪5入口側的葉輪止推軸承53耦合共同構成軸向止推軸承，泵前蓋4與強化框9之前法蘭911相結合，用來固定密封後蓋41之法蘭部411；三腳架31係固定在泵前蓋4入口處，可以軸向穿過葉輪轂孔54，用來支撐固定軸3的一端；葉輪5被安裝在泵前蓋4內部，葉輪轂52用來與馬達轉子7的軸向延伸部76結合，使葉輪5與馬達轉子7構成一體或二者相互嵌入組合成一體；後蓋41為一杯狀殼體結構，底部有軸孔座413且無任何通孔，確保後蓋41不會有何洩漏產生，其前端之法蘭部411結合泵前蓋4及強化框9之前法蘭911，用來防止腐蝕液體的洩漏；軸孔座413設在後蓋底部中心其外緣裝設有止推環414，用來與馬達轉子7的軸承79(配合第四圖)耦合成軸向止推軸承，軸孔座413的外側壁面完全由馬達後框82的軸支撐座824(配合第四圖)所緊密結合與支持；固定軸3為雙邊支撐結構，由耐腐蝕與耐磨耗的陶瓷材料構成，其前端由三腳架31支撐與後端由軸向伸出的軸孔座413所支撐固定，固定軸3中間部份與軸承79(配合第四圖)耦合用來支撐馬達轉子7的轉動；罐裝馬達8由定子83、馬達轉子7、強化框9、中框81與後框82所構成；定子83緊固裝設在馬達中框81內，其上繞有線圈輸入PWM電源可以產生磁通用來與馬達轉子7磁場交互作用，使馬達轉子7產生扭矩而旋轉並帶動葉輪5輸出流功，定子83的線圈受泵浦後蓋41保護免於腐蝕液體侵蝕；馬達轉子7是由主磁鐵組、主軛鐵與軸向延伸部76所構成的環型結構，並由耐腐蝕的工程塑膠包覆成一零洩漏缝的環狀轉子包膠74(配合第四圖)，馬達轉子7的中間孔裝設有軸承79(配合第四圖)，葉輪轂52用來與馬達轉子7的軸向延伸部76結合，使葉輪5與馬達轉子7構成一體或二者相互嵌入組合成一體；強化框9為兩端開口之圓筒狀結構，由耐腐蝕塑膠製成，其前端面法蘭911用來緊鎖泵前蓋4並以凹環911a(配合第三圖)緊壓後蓋法蘭部411，以緊迫其O形環確保腐蝕液體零洩漏，緊鎖時採用不銹鋼螺栓與螺帽以避免螺牙腐蝕，也就是螺牙孔是裝設在強化框的前端面法蘭911上，不會有藥液沿螺牙縫隙滲入鋁合金馬達中框81的問題；強化框9的底部為一平板結構之泵浦固定底座912；也就是滴落藥液暨不會經由螺牙縫隙滲入鋁合金外殼，也不會因沿外表面溢流接觸底座附近的鋁合金外殼；強化框9內徑之軸向中間位置又設有一徑向環形肋板916(配合第三圖)，其上設有複數個定位塊917(配合第三圖)；環形肋板把強化框內徑空間分隔成前後二段，前段空間914(配合第三圖)用來緊密安裝中框81，後段空間915(配合第三圖)用來緊密安裝後框82；當中框81與後框82緊鎖貼合在一起時，徑向環形肋板916(配合第三圖)與複數個定位塊917(配合第三圖)將嵌入中框81的後端面的卡槽813中(配合第六圖)，確保三者能結合成一體，確保罐裝馬達8由固定底座912牢牢支撐，且中框81的前端面811也能緊壓在後蓋法蘭部411的背面，而且鋁合金中框81的前端面外緣811a(配合第六圖)能裝設有一O形環，能緊壓住後蓋41的法蘭部411後側面，當藥液滴落入強化框9前端面法蘭911的接合面時，此一O形環將會把藥液隔離而不會腐蝕鋁合金中框81的前端面811(配合第六圖)；中框81被組裝在強化框9內部時，其前端面811用來迫緊後蓋法蘭部411的背側，且前端面外緣811a(配合第六圖)裝設的O形環可以防止腐蝕液體的滲入，中框81後端812有杯狀開口812a(配合第六圖)的底部有大的熱傳面積，用來緊鎖後框82以緊密固定在強化框9內部，中框81的厚度能充份傳導熱量到後框82之鰭片821與接線盒822；後框82被組裝在強化框9內部時，是被緊鎖在中框81後端812有杯狀開口812a的底部，其上的鰭片821與接線盒822的表面能以自然對流把熱量散逸到空氣之中，後框82上的軸支撐座824能提供固定軸3所需的支撐力，定子83線圈之電力線由中框81的杯狀開口812a連接到接線盒822之端子台825，再經由接頭823外接外部驅動電源纜線；當泵浦運轉時流體流動方向6流經葉輪5之流道後成為具有壓力的流體，如流動方向61，並由泵出口45輸出，同時有部分流體，如流動方向62，經由葉輪5的背側進入後蓋41的容室空間415，並經由轉子外側與後蓋內徑的間隙向後蓋底部流動，再經由固定軸3與軸承79之間隙流動，最後流經葉輪轂孔54，如流動方向65，回到葉輪入口，此一流體的循環流動用來提供陶瓷軸承潤滑所需並帶走轉子產生的熱；請參閱第三圖所示，本實施例之強化框3D結構示意圖，強化框9為兩端開口之圓筒狀結構，由耐腐蝕塑膠製成，有一前端面法蘭911並附有凹環911a；強化框9的底部為一平板結構之泵浦固定底座912；強化框9內徑之軸向中間位置又設有一徑向環形肋板916，其上設有複數個定位塊917；環形肋板把強化框內徑空間分隔成前後二段，前段空間914用來緊密安裝中框81(配合第二圖)，後段空間915用來緊密安裝後框82(配合第二圖)；強化框的後端913(配合第五圖)為一具有下方圓弧開口913b的圓形開口913，其下方圓弧開口913b能使後框82(配合第二圖)的散熱鰭片821(配合第二圖)的下半部露出，而圓形開口913的上半部913a的長度涵蓋接線盒822(配合第二圖)及散熱鰭片821(配合第二圖)的後側，且下方圓弧開口913b高度只及於蓋接線盒822(配合第二圖)的下方，所以能提供散熱鰭片821(配合第二圖)與接線盒822(配合第二圖)足夠保護。
請參閱第四圖與第五圖所示，本實施例之罐裝馬達散熱路徑示意圖與散熱鰭片結構3D示意圖，本圖為罐裝馬達8剖面結構示意圖，其目地在說明熱傳導機制及散熱鰭片821之功能，定子83繞組產生的熱由其繞組的齒部徑向經由定子83軛部向外傳遞時，會先傳導到中框81，如熱傳路徑66所示，在二者介面會受表面絕緣凡力水等材料的影響而增加一些熱阻，首先，鋁合金中框81的徑向截面積不小於定子83矽鋼片積厚外徑的圓筒面積的四分之一，利用鋁合金的高熱傳導係數約為矽鋼片的四倍，也就是中框81的徑向截面積能維持由定子83傳導出來的熱量，如熱傳路徑66所示，加上中框81的軸向長度短，使得矽鋼片積厚外徑的溫度與中框81後端812維持小的溫差，能使定子產生的熱量能順利傳遞到鋁合金中框後端，如熱傳路徑67、熱傳路徑68所示；其次，中框81的杯狀底部的後端面812有大接觸面，其面積至少為中框81徑向截面積的1.5倍以上，用來把熱傳遞給後框82，如熱傳路徑67、熱傳路徑68所示；後框82為圓盤狀結構，其中心有向內側突出的軸支撐座824外，其外側裝設有足夠散熱面積的垂直散熱鰭片821與接線盒822，這些散熱表面積至少為定子83積厚圓筒面積的四倍以上，才能順利且及時把熱量都經由自然對流積制散失到空氣中，如自然對流路徑69所示；除了有足夠散熱面積以外，散熱鰭片821表面的自然對流速度也是重要因素，強化框的後端為一具有下方圓弧開口的圓形開口，其下方圓弧開口能使馬達後框的散熱鰭片的下半部露出，使散熱鰭片表面的冷空氣容易進行由下而上的自然對流吸熱，上升的熱空氣由強化框的後端頂部向外流出，如自然對流路徑69之69a、69b、69c所示。
1．．．過濾系統
113．．．過濾筒
114．．．腳架
115．．．上蓋
116．．．過濾筒出口
12．．．磁驅動泵
121．．．泵入口
122．．．泵出口
123．．．保護罩
124．．．鑄鐵托架
3．．．固定軸
31．．．三腳架
4．．．泵前蓋
41．．．後蓋
411．．．法蘭部
413．．．軸孔座
414．．．止推環
415．．．容室空間
44．．．入口
45．．．出口
46．．．止推環
47．．．流道空間
5．．．葉輪
52．．．葉輪轂
53．．．止推軸承
54．．．葉輪轂孔
6．．．流動方向
61．．．流動方向
62．．．流動方向
65．．．流動方向
66．．．熱傳路徑
67．．．熱傳路徑
68．．．熱傳路徑
69．．．自然對流路徑
69a．．．自然對流路徑
69b．．．自然對流路徑
69c．．．自然對流路徑
7．．．馬達轉子
74．．．轉子包膠
76．．．軸向延伸部
79．．．軸承
8．．．罐裝馬達
81．．．中框
811．．．前端面
811a．．．外緣
812．．．後端
812a．．．開口
813．．．卡槽
82．．．後框
821．．．鰭片
822．．．接線盒
823．．．接頭
824．．．軸支撐座
825．．．端子台
826．．．接線盒蓋
83．．．定子
9．．．強化框
911．．．前法蘭
911a．．．凹環
912．．．固定底座
913．．．後端
913a．．．上半部圓弧
913b．．．下方圓弧開口
914．．．前段空間
915．．．後段空間
916．．．環形肋板
917．．．定位塊
第一圖：係本發明用於PCB製程的過濾系統結構示意圖。
第二圖：係本發明具強化框保護的永磁罐裝泵浦結構示意圖。
第三圖：係本發明強化框3D結構示意圖。
第四圖：係本發明罐裝馬達散熱路徑示意圖。
第五圖：係本發明散熱鰭片與接線盒結構3D示意圖。
第六圖：係本發明馬達中框結構示意圖。
3．．．固定軸
31．．．三腳架
4．．．泵前蓋
41．．．後蓋
411．．．法蘭部
413．．．軸孔座
414．．．止推環
415．．．容室空間
44．．．入口
45．．．出口
46．．．止推環
47．．．流道空間
5．．．葉輪
52．．．葉輪轂
53．．．止推軸承
54．．．葉輪轂孔
6．．．流動方向
61．．．流動方向
62．．．流動方向
65．．．流動方向
7．．．馬達轉子
76．．．軸向延伸部
79．．．軸承
8．．．罐裝馬達
81．．．中框
811．．．前端面
811a．．．外緣
812．．．後端
82．．．後框
821．．．鰭片
822．．．接線盒
823．．．接頭
824．．．軸支撐座
825．．．端子台
83．．．定子
9．．．強化框
911．．．前法蘭
912．．．固定底座
913．．．後端

Claims (7)

  1. 一種永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，主要零件包含有：泵前蓋、三腳架、葉輪、後蓋、固定軸與罐裝馬達，其中泵前蓋設有一入口、出口及一流道空間，用來容納葉輪，泵前蓋內側在入口處設有一入口止推環，用來與葉輪入口側的葉輪止推軸承耦合共同構成軸向止推軸承，泵前蓋與強化框之前法蘭相結合，用來固定密封後蓋之法蘭部；三腳架係固定在泵前蓋入口處，可以軸向穿過葉輪轂孔，用來支撐固定軸的一端；葉輪被安裝在泵前蓋內部，葉輪轂用來與馬達轉子的軸向延伸部結合，使葉輪與馬達轉子構成一體或二者相互嵌入組合成一體；後蓋為一杯狀殼體結構，底部有軸孔座且無任何通孔，確保後蓋不會有何洩漏產生，其前端之法蘭部結合泵前蓋及強化框之前法蘭，用來防止腐蝕液體的洩漏；軸孔座設在後蓋底部中心其外緣裝設有止推環，用來與馬達轉子的軸承耦合成軸向止推軸承，軸孔座的外側壁面完全由馬達後框的軸支撐座所緊密結合與支持；固定軸為雙邊支撐結構，由耐腐蝕與耐磨耗的陶瓷材料構成，其前端由三腳架支撐與後端由軸向伸出的軸孔座所支撐固定，固定軸中間部份與軸承耦合用來支撐馬達轉子的轉動；罐裝馬達由定子、馬達轉子、強化框、中框與後框所構成；定子緊固裝設在中框內，其上繞有線圈輸入PWM電源可以產生磁通用來與馬達轉子磁場交互作用，使馬達轉子產生扭矩而旋轉並帶動葉輪輸出流功，定子的線圈受泵浦後蓋保護免於腐蝕液體侵蝕；馬達轉子是由主磁鐵組、主軛鐵與軸向延伸部所構成的環型結構，並由耐腐蝕的工程塑膠包覆成一零洩漏缝的環狀轉子包膠，馬達轉子的中間孔裝設有軸承，葉輪轂用來與馬達轉子的軸向延伸部結合，使葉輪與馬達轉子構成一體或二者相互嵌入組合成一體；強化框為兩端開口之圓筒狀結構，由耐腐蝕塑膠製成，其特徵在於：強化框的前端面法蘭用來緊鎖泵前蓋並以凹環緊壓後蓋法蘭部，以緊迫其O形環確保腐蝕液體零洩漏；強化框的底部為一平板結構之泵浦固定底座，不會因藥液沿外表面滴流接觸底座附近的鋁合金外殼；強化框內徑之軸向中間位置又設有一徑向環形肋板強化其結構，其上設有複數個定位塊；環形肋板把強化框內徑空間分隔成前後二段，前段空間用來緊密安裝中框，後段空間用來緊密安裝後框；強化框、中框與後框會在永磁罐裝泵組裝時緊鎖，徑向環形肋板與複數個定位塊將嵌入中框的後端面的卡槽中，確保三者能結合成一體，確保罐裝馬達由固定底座牢牢支撐，且強化框的後端長度能涵蓋後框之接線盒與散熱鰭片；中框的的內部有安裝定子，其特徵在於：中框被組裝在強化框內部，其前端面用來迫緊後蓋法蘭部的背側，且前端面外緣裝設的O形環可以防止腐蝕液體的滲入；中框後端有杯狀開口的底部有大的熱傳面積，用來緊鎖後框以緊密固定在強化框內部，中框的厚度能充份傳導熱量到後框之鰭片與接線盒；後框被組裝在強化框內部且與中框緊鎖，後框上的軸支撐座能提供固定軸所需的支撐力，定子線圈之電力線由中框的杯狀開口連接到接線盒之端子台，再經由接頭外接外部驅動電源纜線，其特徵在於：後框與中框緊鎖在一起，圓盤狀後框由中框後端有杯狀開口的底部把熱量傳遞過來，其上的鰭片與接線盒的表面能以自然對流把熱量散逸到空氣之中；當泵浦運轉時流體流動方向流經葉輪之流道後成為具有壓力的流體，並由泵出口輸出，同時有部分流體，經由葉輪的背側進入後蓋的容室空間，並經由馬達轉子外側與後蓋內徑的間隙向後蓋底部流動，再經由固定軸與軸承之間隙流動，最後流經葉輪轂孔，回到葉輪入口，此一流體的循環流動用來提供陶瓷軸承潤滑所需並帶走馬達轉子產生的熱。
  2. 一種永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，其罐裝馬達的主要熱傳導機制相關零件包含有：定子、中框、後框與強化框，其中定子繞組產生的熱由其繞組的齒部徑向經由定子軛部向外傳遞時，會先傳導到馬達中框，而鋁合金中框的徑向截面積不小於定子矽鋼片積厚外徑的圓筒面積的四分之一；而且中框的軸向長度不超過定子矽鋼片積厚的2.5倍，使得矽鋼片積厚外徑的溫度與中框後端維持小的溫差，能使定子產生的熱量能順利傳遞到鋁合金中框後端；中框的杯狀底部的後端面有大接觸面，其面積至少為中框徑向截面積的1.5倍以上，用來把熱傳遞給後框；後框為圓盤狀結構，其外側裝設有足夠散熱面積的垂直散熱鰭片與接線盒，這些散熱表面積至少為定子積厚外徑的圓筒面積的四倍以上；強化框的後端為一具有下方圓弧開口的圓形開口，其下方圓弧開口能使後框的散熱鰭片的下半部露出，使散熱鰭片表面的冷空氣容易進行由下而上的自然對流吸熱，上升的熱空氣由強化框的後端頂部向外流出。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，其中永磁罐裝馬達的零件包含有：定子、馬達轉子、強化框、中框及後框，其中：定子緊固裝設在中框內，其上繞有線圈輸入PWM電源可以產生磁通用來與馬達轉子磁場交互作用，使馬達轉子產生扭矩而旋轉並帶動葉輪輸出流功，定子的線圈受泵浦後蓋保護免於腐蝕液體侵蝕；馬達轉子是由主磁鐵組、主軛鐵與軸向延伸部所構成的環型結構，並由耐腐蝕的工程塑膠包覆成一零洩漏缝的環狀轉子包膠，馬達轉子的中間孔裝設有軸承，葉輪轂用來與馬達轉子的軸向延伸部結合，使葉輪與馬達轉子構成一體或二者相互嵌入組合成一體；強化框為兩端開口之圓筒狀結構，由耐腐蝕塑膠製成，其特徵在於：強化框的前端面法蘭用來緊鎖泵前蓋並以凹環緊壓後蓋法蘭部，以緊迫其O形環確保腐蝕液體零洩漏；強化框的底部為一平板結構之泵浦固定底座，腐蝕液體不會因沿外表面滴流接觸底座附近的鋁合金外殼；強化框內徑之軸向中間位置又設有一徑向環形肋板，其上設有複數個定位塊；環形肋板把強化框內徑空間分隔成前後二段，前段空間用來緊密安裝中框，後段空間用來緊密安裝後框；強化框、中框與後框會在永磁罐裝泵組裝時緊鎖，徑向環形肋板與複數個定位塊將嵌入中框的後端面的卡槽中，確保三者能結合成一體，確保罐裝馬達由固定底座牢牢支撐，且強化框的後端長度能涵蓋後框之接線盒與散熱鰭片；中框的的內部有安裝定子，其特徵在於：中框被組裝在強化框內部，其前端面用來迫緊後蓋法蘭部的背側，且前端面外緣裝設的O形環可以防止腐蝕液體的滲入；中框後端有杯狀開口的底部有大的熱傳面積，用來緊鎖後框以緊密固定在強化框內部，中框的厚度能充份傳導熱量到後框之鰭片與接線盒；後框被組裝在強化框內部且與中框緊鎖，後框上的軸支撐座能提供固定軸所需的支撐力，定子線圈之電力線由中框的杯狀開口連接到接線盒之端子台，再經由接頭外接外部驅動電源纜線，其特徵在於：後框與中框緊鎖在一起，圓盤狀後框由中框後端有杯狀開口的底部把熱量傳遞過來，其上的鰭片與接線盒的表面能以自然對流把熱量散逸到空氣之中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，其中定子繞組產生的熱由其繞組的齒部徑向經由定子軛部向外傳遞時，會先傳導到中框，而鋁合金中框的徑向截面積不小於定子矽鋼片積厚外徑的圓筒面積的四分之一；而且中框的軸向長度不超過定子矽鋼片積厚的2.5倍，使得矽鋼片積厚外徑的溫度與中框後端維持小的溫差，能使定子產生的熱量能順利傳遞到鋁合金中框後端；中框的杯狀底部的後端面有大接觸面，其面積至少為中框徑向截面積的1.5倍以上，用來把熱傳遞給後框。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，其中強化框為兩端開口之圓筒狀結構，由耐腐蝕塑膠製成，強化框的前端面法蘭用來緊鎖泵前蓋並以凹環緊壓後蓋法蘭部，以緊迫其O形環確保腐蝕液體零洩漏；強化框的底部為一平板結構之泵浦固定底座，腐蝕液體不會因沿外表面溢流接觸底座附近的鋁合金外殼；強化框內徑之軸向中間位置又設有一徑向環形肋板用來強化其結構，其上設有複數個定位塊；環形肋板把強化框內徑空間分隔成前後二段，前段空間用來緊密安裝中框，後段空間用來緊密安裝後框；強化框、中框與後框會在永磁罐裝泵組裝時緊鎖，徑向環形肋板與複數個定位塊將嵌入中框的後端面的卡槽中，確保三者能結合成一體，確保罐裝馬達由固定底座牢牢支撐，且強化框的後端長度能涵蓋後框之接線盒與散熱鰭片；強化框的後端為一具有下方圓弧開口的圓形開口，其下方圓弧開口能使馬達後框的散熱鰭片的下半部露出，使散熱鰭片表面的冷空氣容易進行由下而上的自然對流吸熱，上升的熱空氣由強化框的後端頂部向外流出。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，其中後框為圓盤狀結構，其外側裝設有足夠散熱面積的垂直散熱鰭片與接線盒，這些散熱表面積至少為定子積厚外徑的圓筒面積的四倍以上。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良，其中中框的杯狀底部中心有一用來穿過繞組電力線的開孔，其直徑小於後蓋圓筒部外徑10%以上，也就是中框底部的後端面有大接觸面用來把熱傳遞給後框。
TW100140554A 2011-11-07 2011-11-07 永磁罐裝泵之防蝕外殼結構改良 TW201319394A (zh)

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