TW202338213A - 固定側軸承構造體及馬達泵浦 - Google Patents

Abstract

本發明係關於固定側軸承構造體及馬達泵浦者。固定側軸承構造體（12）具備：固定側軸承本體（40）；及具有可阻塞馬達桶（30）之循環流路（R2）的尺寸之阻塞體（41）。

Description

固定側軸承構造體及馬達泵浦

本發明係關於一種固定側軸承構造體及馬達泵浦。

關於將馬達與泵浦一體地構成之密封馬達泵浦(Canned Motor Pump)，因為不再需要用以密封旋轉軸與泵殼之間之間隙的軸封裝置，因此不會發生液體洩漏。是故，密封馬達泵浦被廣泛使用在禁止液體洩漏之領域。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］

[專利文獻1]日本特開2018－13040號公報 [專利文獻2]日本特開2017－180754號公報 [專利文獻3]日本特開平5－187386號公報

（發明所欲解決之問題）

關於此種馬達泵浦，為了冷卻馬達，有時會設置從葉輪之液體出口延伸至液體入口的液體循環流路。但是，當處理液係為低溫的情況下，儘管不需要冷卻馬達，但是藉由形成液體之循環流路，從葉輪吐出之液體的一部分會返回葉輪之液體入口。結果造成了馬達泵浦之泵浦效率降低。

為了構成不具液體循環流路之馬達泵浦，雖然有人考慮修正馬達泵浦的整個構造，但此種構造之修正會花費龐大成本。

因此，本發明之目的為提供一種以低成本可使泵浦效率提高的固定側軸承構造體及馬達泵浦。 （解決問題之技術手段）

一個樣態提供一種固定側軸承構造體，係具備：固定側軸承本體，其係可配置於旋轉側軸承之半徑方向內側；及阻塞體，其係具有可阻塞與前述固定側軸承本體相對而配置之馬達桶的循環流路之尺寸。

一個樣態係前述固定側軸承本體具有與前述循環流路相對而配置之非阻塞部位，前述阻塞體具備阻塞突起，其係固定於前述固定側軸承本體，且配置於彼此鄰接的前述非阻塞部位之間。 一個樣態係前述固定側軸承構造體係以藉由其旋轉而切換：使前述非阻塞部位與前述循環流路相對而開放前述循環流路的打開狀態；與使前述阻塞突起與前述循環流路相對而阻塞前述循環流路的關閉狀態之方式而構成。 一個樣態係前述阻塞突起具有對應於前述循環流路之數量的數量。

一個樣態係前述阻塞體具備環狀突起，其係具有環狀形狀。 一個樣態係前述阻塞體具備與前述固定側軸承本體不同構件之阻塞環。

一個樣態提供一種馬達泵浦，係具備：葉輪，其係收容永久磁鐵；泵殼，其係收容前述葉輪；軸承組合體，其係支撐前述葉輪；及馬達殼，其係收容馬達定子。前述軸承組合體備有：上述固定側軸承構造體；及旋轉側軸承，其係配置於前述固定側軸承構造體之周圍；前述馬達殼具備馬達桶，其係具有與前述固定側軸承構造體相對而配置之循環流路。 （發明之效果）

固定側軸承構造體具備阻塞馬達桶之循環流路的阻塞體。具有此種構造之固定側軸承構造體，藉由僅具備阻塞體之簡單構造，可以使得泵浦效率提高，並有助於降低成本。

以下，參照圖式說明本發明之實施形態。另外，以下說明之圖式中，對相同或相當之構成元件註記相同符號並省略重複之說明。以下說明之複數個實施形態中，由於不特別說明之一種實施形態的構成與其他實施形態相同，因此省略其重複之說明。

圖1係顯示將馬達及泵浦一體地構成之馬達泵浦的一種實施形態之圖。如圖1所示，馬達泵浦MP係搭載了軸向間隙型PM馬達之密封馬達泵浦。馬達泵浦MP具備：埋設有複數個永久磁鐵5之葉輪1；產生作用於此等永久磁鐵5之磁力的馬達定子6；收容葉輪1之泵殼2；收容馬達定子6之馬達殼3；及支撐葉輪1之徑向負荷及推力負荷的軸承組合體10。

馬達定子6及軸承組合體10配置於葉輪1之吸入側。本實施形態係設有複數個永久磁鐵5，不過本發明不限定於本實施形態，亦可使用將複數個磁極磁化之1個永久磁鐵。更具體而言，亦可使用將S極與N極交互磁化之具有複數個磁極的1個環狀永久磁鐵。

馬達泵浦MP具備配置於泵殼2與馬達殼3之間作為密封構件的O形環9。O形環9可防止液體從泵殼2與馬達殼3之間洩漏。

馬達殼3具備：收容馬達定子6之馬達桶30；及連結於馬達桶30之具有吸入口15a的吸入埠15。吸入埠15具有凸緣形狀，並連接於無圖示之吸入管線。

馬達泵浦MP具有：吸入埠15；馬達桶30；及形成於軸承組合體10之中心部的液體流路R1。液體流路R1沿著馬達泵浦MP之中心線CL方向而從吸入口15a延伸至葉輪1的液體入口，並與葉輪1之液體入口連通。馬達泵浦MP係搭載了沿著液體流路R1配置永久磁鐵5及馬達定子6之軸向間隙型PM馬達的密封馬達泵浦。

泵殼2具備形成於其側面之具有吐出口16a的吐出埠16。藉由旋轉之葉輪1而升壓的液體通過吐出口16a吐出。圖1所示之實施形態的馬達泵浦MP係吸入口15a與吐出口16a正交之所謂端緣型馬達泵浦。

葉輪1係由容易滑動且不易磨損之非磁性材料而形成。例如，適合使用PTFE（聚四氟乙烯）及PPS（聚苯硫醚）等之樹脂、及陶瓷。亦可由與葉輪1相同材料形成泵殼2及馬達殼3。

馬達定子6具有：定子芯6A、及複數個定子線圈6B。此等複數個定子線圈6B排列成環狀。葉輪1及馬達定子6與軸承組合體10及吸入口15a同心狀地排列。

馬達泵浦MP具備對馬達定子6供給電流之換流器（Inverter）裝置（控制基板）21。定子線圈6B經由導線25而連接於換流器裝置21。換流器裝置21收容於馬達桶30，馬達桶30之開口端藉由關閉構件20而關閉。

換流器裝置21將電流供給至馬達定子6之定子線圈6B，而使馬達定子6產生旋轉磁場。該旋轉磁場作用於埋設在葉輪1中之永久磁鐵5，來旋轉驅動葉輪1。葉輪1旋轉時，液體從吸入口15a導入葉輪1的液體入口。液體藉由葉輪1之旋轉而升壓，並從吐出口16a吐出。在葉輪1輸送液體期間，葉輪1之背面藉由升壓的液體按壓於吸入側（亦即朝向吸入口15a）。由於軸承組合體10配置於葉輪1之吸入側，因此從吸入側支撐葉輪1之推力負荷。

葉輪1藉由單一之軸承組合體10而旋轉自如地支撐。軸承組合體10係利用液體動壓之滑動軸承（動壓軸承）。軸承組合體10具備：固定側軸承構造體12；及配置於固定側軸承構造體12周圍之旋轉側軸承11。換言之，固定側軸承構造體12配置於旋轉側軸承11之半徑方向內側。

固定側軸承構造體12具有：圓筒狀之固定側徑向面12a；及位於固定側徑向面12a之半徑方向外側的固定側推力面12b。旋轉側軸承11具有：包圍固定側徑向面12a之圓筒狀的旋轉側徑向面11a；及位於旋轉側徑向面11a之半徑方向外側的旋轉側推力面11b。

旋轉側軸承11藉由作為密封構件之O形環18而固定於葉輪1，並以包圍葉輪1之液體入口的方式而配置。固定側軸承構造體12固定於馬達桶30，並配置於旋轉側軸承11之吸入側。馬達泵浦MP具備配置於馬達桶30與固定側軸承構造體12之間作為密封構件的O形環31。

旋轉側徑向面11a及固定側徑向面12a係支撐葉輪1之徑向負荷的徑向面，而旋轉側推力面11b及固定側推力面12b係支撐葉輪1之推力負荷的推力面。旋轉側徑向面11a及固定側徑向面12a與葉輪1之軸心（亦即，軸線CL方向）平行，旋轉側推力面11b及固定側推力面12b則對葉輪1之軸心垂直。旋轉側徑向面11a及旋轉側推力面11b彼此垂直，固定側徑向面12a及固定側推力面12b彼此垂直。

從葉輪1吐出之液體的一部分通過葉輪1與馬達桶30之間的微小間隙而導入軸承組合體10。旋轉側軸承11與葉輪1一起旋轉時，會在旋轉側軸承11與固定側軸承構造體12之間產生液體的動壓，藉此，葉輪1藉由軸承組合體10非接觸地支撐。

圖2係顯示形成於馬達桶之循環流路的圖。如圖1及圖2所示，馬達桶30具有與固定側軸承構造體12相對而配置之循環流路R2。循環流路R2形成於馬達桶30之與固定側軸承構造體12相對的相對面30a。

圖2所示之實施形態係馬達桶30具有沿著其內周面等間隔配置之3條循環流路R2，不過，循環流路R2之數量不限定於本實施形態。一種實施形態係亦可至少形成1條循環流路R2。

從葉輪1吐出之液體的一部分通過循環流路R2而返回液體流路R1。流經循環流路R2之液體可冷卻作為發熱體之定子線圈6B。但是，藉由馬達泵浦MP而輸送之液體係低溫（例如，0℃以下之液體）時，則不需要冷卻定子線圈6B。儘管如此，從葉輪1吐出之液體的一部分仍然通過循環流路R2而返回葉輪1之液體入口。因此，馬達泵浦MP之泵浦效率降低。

因此，固定側軸承構造體12具有阻塞循環流路R2，防止液體向液體流路R1逆流之構造。以下，參照圖式說明固定側軸承構造體12之構造。

圖3A係顯示固定側軸承構造體之圖，圖3B係從A線方向觀看圖3A之圖。固定側軸承構造體12具備：可配置於旋轉側軸承11之半徑方向內側的固定側軸承本體40；及具有可阻塞與固定側軸承本體40相對而配置之馬達桶30的循環流路R2之尺寸的阻塞體41。

固定側軸承本體40整體地具有圓筒形狀，固定側徑向面12a及固定側推力面12b形成於固定側軸承本體40。阻塞體41具備固定於固定側軸承本體40之複數個阻塞突起42。

本實施形態係形成有3個阻塞突起42，不過阻塞突起42之數量不限定於本實施形態。阻塞突起42之數量對應於循環流路R2的數量。因此，例如形成有1條循環流路R2時，則阻塞體41具有單一的阻塞突起42。

固定側軸承本體40具有與循環流路R2相對而配置之非阻塞部位40a。非阻塞部位40a在將固定側軸承構造體12安裝於馬達桶30時，係與馬達桶30之相對面30a相對的固定側軸承本體40之相對面。

阻塞突起42固定於固定側軸承本體40之非阻塞部位（亦即，相對面）40a，並沿著固定側軸承本體40之圓周方向等間隔配置。複數個阻塞突起42分別配置於彼此鄰接的非阻塞部位40a之間。換言之，複數個阻塞突起42及非阻塞部位40a係沿著固定側軸承本體40之圓周方向而交互地配置。

圖4係顯示藉由阻塞突起所阻塞之循環流路的圖。圖5係顯示藉由非阻塞部位所開放之循環流路的圖。如圖4及圖5所示，固定側軸承構造體12係以藉由其旋轉而切換使非阻塞部位40a與循環流路R2相對而開放循環流路R2之打開狀態（參照圖5）；與使阻塞突起42與循環流路R2相對而阻塞循環流路R2之關閉狀態（參照圖4）的方式而構成。

馬達泵浦MP之處理液係低溫時，為了使泵浦效率提高，最好阻塞循環流路R2。此時，如圖4所示，作業人員係以阻塞突起42嵌合於循環流路R2之方式將固定側軸承構造體12安裝於馬達桶30。因此，阻塞突起42阻塞循環流路R2而防止液體向液體流路R1逆流。結果，馬達泵浦MP可使其泵浦效率提高。

採用本實施形態時，可以僅將阻塞體41形成於固定側軸承本體40之簡單構造使泵浦效率提高。再者，採用本實施形態時，不需要修正馬達泵浦MP之整個構造，可以僅將固定側軸承構造體12適用於馬達泵浦MP之低成本而使泵浦效率提高。

在固定側軸承本體40之與阻塞突起42相對的固定側推力面12b上形成有標記S（參照圖3A及圖4）。因此，作業人員可以不目視阻塞突起42，而使阻塞突起42嵌合於循環流路R2。

馬達泵浦MP之處理液係高溫時，最好開放循環流路R2而使處理液返回液體流路R1。因為定子線圈6B之溫度比處理液的溫度高，所以處理液可吸收定子線圈6B之熱。此時，如圖5所示，作業人員係以使非阻塞部位40a與循環流路R2相對之方式，而使固定側軸承本體40旋轉。結果，非阻塞部位40a與馬達桶30之相對面30a相對。

如上述，在馬達桶30與固定側軸承構造體12之間配置有O形環31。因此，一種實施形態係作業人員在從馬達桶30拆卸固定側軸承構造體12後，亦可使固定側軸承構造體12僅以指定角度旋轉。

上述實施形態係固定側軸承構造體12具備固定於固定側軸承本體40之阻塞突起42，不過，一種實施形態係阻塞突起42亦可係與固定側軸承本體40不同之構件。

圖6A係顯示固定側軸承構造體之其他實施形態的圖。圖6B係從B線方向觀看圖6B之圖。如圖6A及圖6B所示，阻塞體41亦可具備具有環狀形狀之環狀突起43。環狀突起43與葉輪1及吸入口15a同心狀地配置。採用本實施形態時，藉由將固定側軸承構造體12安裝於馬達桶30，不論循環流路R2之數量為何，環狀突起43可阻塞全部之循環流路R2。

本實施形態中，馬達泵浦MP之處理液係高溫時，作業人員藉由拆卸固定側軸承構造體12，但是將不具阻塞體41之固定側軸承本體40安裝於馬達桶30，可開放循環流路R2。結果，處理液可吸收定子線圈6B之熱。

圖7係顯示固定側軸承構造體之其他實施形態的圖。如圖7所示，阻塞體41具備與固定側軸承本體40不同構件之阻塞環44。作業人員在將阻塞環44配置於固定側軸承本體40之非阻塞部位40a與馬達桶30的相對面30a之間的狀態下，將固定側軸承構造體12安裝於馬達桶30。藉由如此安裝，阻塞環44可阻塞循環流路R2。本實施形態中，不論循環流路R2之數量為何，阻塞環44仍可阻塞全部之循環流路R2。

本實施形態中，馬達泵浦MP之處理液係高溫時，作業人員藉由拆卸阻塞環44，並將固定側軸承本體40安裝於馬達桶30，可開放循環流路R2。結果，處理液可吸收定子線圈6B之熱。

上述實施形態係具有本發明所屬之技術領域的一般知識者可實施本發明為目的而記載者。熟悉本技術之業者當然可形成上述實施形態之各種修改例，本發明之技術性思想亦可適用於其他實施形態。因此，本發明不限定於記載之實施形態，而係在按照藉由申請專利範圍所定義之技術性思想的最廣範圍作解釋者。 ［產業上之可利用性］

本發明可利用於固定側軸承構造體及馬達泵浦。

1:葉輪 2:泵殼 3:馬達殼 5:永久磁鐵 6:馬達定子 6A:定子芯 6B:定子線圈 9:O形環 10:軸承組合體 11:旋轉側軸承 11a:旋轉側徑向面 11b:旋轉側推力面 12:固定側軸承構造體 12a:固定側徑向面 12b:固定側推力面 15:吸入埠 15a:吸入口 16:吐出埠 16a:吐出口 18:O形環 20:關閉構件 21:換流器裝置 25:導線 30:馬達桶 30a:相對面 31:O形環 40:固定側軸承本體 40a:非阻塞部位 41:阻塞體 42:阻塞突起 43:環狀突起 44:阻塞環 CL:中心線 MP:馬達泵浦 R1:液體流路 R2:循環流路 S:標記

圖1係顯示將馬達及泵浦一體地構成之馬達泵浦的一種實施形態之圖。 圖2係顯示形成於馬達桶之循環流路的圖。 圖3A係顯示固定側軸承構造體之圖。 圖3B係從A線方向觀看圖3A之圖。 圖4係顯示藉由阻塞突起所阻塞之循環流路的圖。 圖5係顯示藉由非阻塞部位所開放之循環流路的圖。 圖6A係顯示固定側軸承構造體之其他實施形態的圖。 圖6B係從B線方向觀看圖6B之圖。 圖7係顯示固定側軸承構造體之其他實施形態的圖。

1:葉輪

2:泵殼

3:馬達殼

5:永久磁鐵

6:馬達定子

6A:定子芯

6B:定子線圈

9:O形環

10:軸承組合體

11:旋轉側軸承

11a:旋轉側徑向面

11b:旋轉側推力面

12:固定側軸承構造體

12a:固定側徑向面

12b:固定側推力面

15:吸入埠

15a:吸入口

16:吐出埠

16a:吐出口

18:O形環

20:關閉構件

21:換流器裝置

25:導線

30:馬達桶

30a:相對面

31:O形環

40:固定側軸承本體

40a:非阻塞部位

41:阻塞體

CL:中心線

MP:馬達泵浦

R1:液體流路

R2:循環流路

S:標記

Claims (7)

1. 一種固定側軸承構造體，係具備： 固定側軸承本體，其係可配置於旋轉側軸承之半徑方向內側；及 阻塞體，其係具有可阻塞與前述固定側軸承本體相對而配置之馬達桶的循環流路之尺寸。
2. 如請求項1之固定側軸承構造體，其中前述固定側軸承本體具有與前述循環流路相對而配置之非阻塞部位， 前述阻塞體具備阻塞突起，其係固定於前述固定側軸承本體，且配置於彼此鄰接的前述非阻塞部位之間。
3. 如請求項2之固定側軸承構造體，其中前述固定側軸承構造體係以藉由其旋轉而在下列方式間切換所構成： 使前述非阻塞部位與前述循環流路相對而開放前述循環流路的打開狀態；及 使前述阻塞突起與前述循環流路相對而阻塞前述循環流路的關閉狀態之方式。
4. 如請求項2或3之固定側軸承構造體，其中前述阻塞突起具有對應於前述循環流路之數量的數量。
5. 如請求項1之固定側軸承構造體，其中前述阻塞體具備環狀突起，其係具有環狀形狀。
6. 如請求項1之固定側軸承構造體，其中前述阻塞體具備與前述固定側軸承本體不同構件之阻塞環。
7. 一種馬達泵浦，係具備： 葉輪，其係收容永久磁鐵； 泵殼，其係收容前述葉輪； 軸承組合體，其係支撐前述葉輪；及 馬達殼，其係收容馬達定子； 其中，前述軸承組合體備有： 請求項1~6中任一項之固定側軸承構造體；及 旋轉側軸承，其係配置於前述固定側軸承構造體之周圍； 其中，前述馬達殼具備馬達桶，其係具有與前述固定側軸承構造體相對而配置之循環流路。