泵的制作方法

專利名稱：泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種由電機驅動以吸入和排出液體的泵。
技術背景在主要用于水循環同時總是充滿水的泵中，水有可能會通過軸 密封部分泄漏。有鑒于此，例如，封閉式電機泵已得到了廣泛應用， 其不用軸密封結構，而是采用其中使具有葉輪的水流動部分與具有 電機的驅動機構部分分開的結構。這種封閉式電機泵被構造成使得與葉輪一體形成的轉子被容 納在待密封的分隔壁中，從而不用密封軸。轉子通過由位于分隔壁 外面的定子產生的旋轉磁力來旋轉，該磁力通過分隔壁作用在轉子 上。此外，還采用一種磁耦合型電磁驅動泵，其中盤狀或圓柱狀磁 體通過電機旋轉，以通過一個分隔壁與內轉子的磁體進行磁性耦 合，從而驅動泵。上述泵，即封閉式電機泵和磁耦合式電磁驅動泵被稱為無密封 泵，其中電能通過電磁力被輸送到泵外殼中的葉輪，而不使用軸密 封結構。至于這些無密封泵，最近需要開發一種具有高水頭和高可靠性 從而具有高效率的小尺寸泵。為了提高泵的效率，可采用各種結構。例如，在自啟動泵中， 泵送水的性能和泵效率可以通過減少分隔板中嘴部的內徑和葉輪的外徑之間的間隙來得到提高(例如，見參考文獻l)。參考文獻l:日本專利申請公開號No.2005-48675但是，在參考文獻1所公開的自啟動泵中，需要花時間來調節 所述間隙，因為要通過精細調節處于精確位置的分隔板來控制該間 隙并通過機械螺釘將該空隙在此處固定。另外，此自啟動泵被構造 成減少通過單一間隙泄漏的水量，并且不具有足夠的流阻。實用新型內容鑒于前述缺點，本實用新型提供一種泵，其容易組裝，并具有 可確保足夠阻力的結構，該結構能防止冷卻劑的回流和泄漏。根據本實用新型的一個方面，提供一種泵，其包括泵送單元和 泵外殼，所述泵送單元中包括用于吸入和排出液體的葉輪，所述泵 外殼中容納著所述泵送單元，并具有用于將液體吸入到泵中的入口 和用于從泵中排出液體的出口。其中，葉輪具有圓柱形的吸入口部 分，其朝泵外殼突出，所述泵外殼具有外殼入口部分和環形凹槽部 分，葉輪的吸入口部分可移動地插入到環形凹槽部分中，且該環形 凹槽部分形成在外殼入口部分附近。另外，外殼入口部分的端部可 以突出一個不阻止液體吸入到泵中的高度，在外殼入口部分的端部 處可以形成一個在從外殼入口部分內側到外側方向上傾斜的傾斜 表面或彎曲表面。在上述中，外殼入口部分的端部突出到不阻止液體吸入到葉輪中的高度意味著以下意思外殼入口部分的長度最大化，以引導液 體例如冷卻劑吸入到入口中，從而外殼入口部分的端部被形成為突 出超過葉片上表面的高度位置一定程度，該突出程度不阻止液體如 冷卻劑的流動。優選的是，在葉輪的前屏罩部分處形成有突起，在泵外殼的外 殼壁表面處形成有供該突起可移動地插入的凹槽。另外，優選的是，在葉輪吸入口部分的外周壁表面上形成有一 個肋，在環形凹槽部分的內周壁表面處形成有供該肋可移動地插入 的凹坑。另外，優選的是，在葉輪的吸入口部分的外周壁表面處形成有 V形槽。另外，優選的是，葉輪的吸入口部分由磁體構成，且一種磁流 體通過磁力被粘附到該磁體上。其中，吸入口部分和供吸入口部分 可移動地插入的環形凹槽部分之間的空間被磁流體填充。因此，根據本實用新型的實施例，可以提供一種泵，其被構造 成容易組裝，并具有足夠的流阻來防止液體的回流或泄漏，從而增 強泵的性能。另外，通過將前述的泵組合到液體供應裝置例如供水 裝置中，可顯著提高使用該液體供應裝置的方便性。


從
以下結合附圖給出的實施例的描述中，本實用新型的上述特 征將更加明顯，其中圖1為根據本實用新型一個實施例的冷卻劑循環系統的整體 示意圖；圖2為根據本實用新型的該實施例的泵的剖視圖；圖3為傳統泵中的葉輪和泵外殼的主要部件的剖視圖；圖4 A是根據本實用新型的該實施例的修改例中泵的葉輪和泵 外殼的主要部件的剖視圖；圖4B是其局部放大圖；圖5為根據本實用新型的該實施例的另一修改例中泵的葉輪和泵外殼的主要部件的剖視圖；圖6為根據本實用新型的該實施例的又一修改例中泵的葉輪 和泵外殼的主要部件的剖視圖；圖7為根據本實用新型的該實施例的又一修改例中泵的葉輪 和泵外殼的主要部件(特別是吸入口部分的外周壁表面處形成的V 形槽)的部分剖視圖；以及圖8為根據本實用新型的該實施例的又一修改例中泵的葉輪 和泵外殼的主要部件的剖視圖。
具體實施方式
以下參考附圖來詳細描述本實用新型的一個實施例，該實施例 構成本實用新型的一部分。如圖1所示，冷卻劑循環系統包括安裝在基板2上的發熱元件 1，以及熱沉單元3例如放熱器，用于通過使用冷卻劑(例如水) 與發熱元件1進行熱交換而對發熱元件1迸行冷卻。該冷卻劑循環系統還包括一個散熱器4，用于從冷卻劑中帶走 熱量；存儲箱5，用于在其中存儲冷卻劑；泵，用于使冷卻劑循環; 以及管線7，其使熱沉單元3、散熱器4、存儲箱5以及泵6相連。存儲箱5內的冷卻劑通過管線7從泵6排放以流入熱沉單元3。 在熱沉單元3中，熱量從發熱元件1傳輸到冷卻劑，從而冷卻劑的 溫度升高。然后，冷卻劑被傳送到散熱器4，以被冷卻，被散熱器 4降溫后的冷卻劑返回到存儲箱5。如上所述的熱沉系統，用于通 過用泵6來循環冷卻劑而冷卻發熱元件1。如圖2所示，泵6具有位于泵主體8上側的泵外殼12，其中 泵外殼12由塑料例如PPS (聚亞苯硫化物)或金屬如不銹鋼制成，并具有入口 9和出口 10。泵外殼12包圍著泵送單元11，該泵送單 元11用于吸入和排出冷卻劑。位于泵外殼12下面的是防水分隔壁14，其內容納有用于驅動 泵6的電機單元13。防水分隔壁14由例如金屬如鋁或耐熱塑料制 成，使電機單元13與泵送單元11隔開，因此防止冷卻劑從泵送單 元11泄漏到電機單元13中。電機單元13具有可產生磁場的圓柱形定子15;控制定子15 的控制器16;以及罩住并屏蔽定子15和控制器16的蓋17。定子 15安裝在形成于分隔壁14的外部分處的凹陷部分中。另外，控制 器16位于定子15下面，并具有電氣元件例如變壓器、晶體管等。另外，泵送單元11具有圓柱形轉子18，轉子由定子15產生的 磁場來驅動旋轉。轉子18具有固定在其周邊的永磁體。泵送單元 11還具有多個固定在轉子18表面的葉片19，以形成一個單一本體。 另外，由塑料例如PPS制成的圓柱形葉輪20與轉子18相連。葉輪 20用于通過葉片19來吸入和排出冷卻劑。安裝在葉輪20旋轉中心的是由金屬例如不銹鋼制成的柱形軸 22，用于可旋轉地支撐轉子18和葉輪20，而且，由燒結碳或模制 碳制成的軸承21布置在軸22周圍。此外，由例如陶瓷制成的空心盤狀軸承板23與軸22的兩個端 部相連，從而軸承板23與軸承21可滑動地接觸。轉子18布置成 通過夾在其間的分隔壁H面對定子15。這里，如圖4A和4B所示，在葉輪20處形成有圓柱形的吸入 口部分24，從而它朝泵外殼12突出。另外，在泵外殼12的外殼 入口部分40附近形成有供吸入口部分24可移動地插入的環形凹槽 部分25。外殼入口部分40的端部40A突出到不阻止冷卻劑吸入到葉輪20中的一個高度。另外，形成在外殼入口部分40的該端部 40A處的是在從外殼入口部分40的內表面向外表面方向上傾斜的 傾斜表面或彎曲表面。此外，如圖5所示，可在葉輪20前屏罩部分20A處進一步形 成一個或多個突起26，在泵外殼12的外殼壁表面12A處形成可供 突起26可移動地插入的一個或多個凹槽27。在所示實施例中，在 位于吸入口部分24外面的前屏罩部分20A處形成有兩個環形突起 26。此外，如圖6所示，可在葉輪20吸入口部分24的外周壁表面 24A上額外地形成一個或多個肋28，在環形凹槽部分25的內周壁 表面25A處形成供肋28可移動地插入的一個或多個凹坑29。在所 示實施例中，兩個環形突起作為肋28形成在吸入口部分24的外周 壁表面24A處，每個環形突起都具有半圓形截面。可選地，如圖7所示，可在葉輪20吸入口部分24的外周壁表 面24A處形成多個槽30，每個槽都為V形。V形槽30可以在葉輪 20的旋轉方向上被布置成使得每個V形面朝側面。還可選地，如圖8所示，葉輪20的吸入口部分24可以由磁體 31形成，磁流體32可以通過磁力粘附到磁體31上，從而吸入口 部分24和環形凹槽部分25之間的空間充滿磁流體32。在如上述這樣配置成的根據本實用新型的泵中，可以使泵組裝 容易且具有足夠的流阻來防止冷卻劑的回流和泄漏。下面參考圖l-8來描述泵以及包括根據本實用新型的泵的冷卻 劑循環系統的操作。在泵6中，當定子15在控制器16的控制下被驅動以產生磁場 時，轉子18被該磁場旋轉。當轉子18旋轉時，與轉子18做成一體的葉輪20也旋轉，從 而驅動泵6。當泵6操作時，冷卻劑通過形成于泵6上側的入口 9 被葉輪20吸入。吸入的冷卻劑被迫在周向上移出，并通過出口 IO被設在旋轉 的葉輪20上的葉片19排出。另外，排出的冷卻劑通過與出口 10 相連的管線7被傳送到熱沉單元3。在熱沉單元3中，熱量從發熱 元件1被傳輸到冷卻劑，從而冷卻劑的溫度升高。然后冷卻劑被傳 送到散熱器4以被冷卻。被散熱器4降溫后的冷卻劑然后返回到存 儲箱5中。如上所述，冷卻劑通過冷卻劑循環系統中的泵6被循環。且發 熱元件1被循環的冷卻劑冷卻。熱沉單元3中的冷卻劑路徑具有特 另ij高的流阻來增加熱交換效率。根據本實用新型的實施例，冷卻劑被迫在周向上被設在旋轉葉 輪20上的葉片19傳送，并通過葉輪20橫向側的出口 IO被排出泵 6。但是，因為葉輪20吸入口部分24周圍的區域附近位于負壓下， 一部分冷卻劑會返回到葉輪20的吸入口部分24 (換言之，冷卻劑 回流或泄漏)。回流的冷卻劑沿著形成在葉輪20前屏罩20A和泵外 殼12的外殼壁表面12A之間的返回通道42移動，如圖4A中的箭 頭X所示。冷卻劑的回流會使泵效率變差。圖3示出了傳統泵的結構，其中葉輪20吸入口部分41的長度 和泵外殼12的面對部分43的長度很短。因此，為防止冷卻劑返回 (即，由箭頭X表示的回流或泄漏)到葉輪20的吸入口部分41， 吸入口部分41和泵外殼12的面對吸入口部分41的面對部分43之 間的空隙S做得盡可能地小。因此，在此傳統結構中，在組裝時需 要調節該間隙。再參考本實用新型實施例的圖4A，圓柱形吸入口部分24設在 葉輪20上以朝泵外殼12突出。另外，供吸入口部分24可移動地 插入的環形凹槽部分25設在泵外殼12的外殼入口部分40附近， 且外殼入口部分40的端部40A突出到不阻止冷卻劑吸入到葉輪20 的高度。另外，從外殼入口部分40的內表面朝外表面傾斜的傾斜 表面或彎曲表面形成在外殼入口部分的端部40A處。因此，增加了 流路的阻力。如上所述，通過使外殼入口部分40的端部40A形成為突出到 不阻止冷卻劑吸入到葉輪20的高度，流路的總長度可以變大，以 增加冷卻劑返回的流路(即圖4中箭頭X所示的回流或泄漏)的流 阻。另外，通過使傾斜或彎曲表面形成為在外殼入口部分40的端 部40A處從內表面朝外表面傾斜，冷卻劑從入口到葉片的流動順 滑。這樣，圓柱形吸入口部分24的出現使得冷卻劑沿形成于葉輪 20的前屏罩20A和泵外殼12的外殼壁表面12A之間的返回路徑返 回吸入口部分24的流路的流阻增加。因此，可以防止冷卻劑的回 流或泄漏。如果外殼入口部分40的端部40A如圖4B所示朝電機13延伸， 可能會阻止冷卻劑流動從而降低泵的效率。為此，外殼入口部分 40的端部40A被形成為具有不阻止冷卻劑流動的高度。同樣，在圖5中，突起26形成在葉輪前屏罩20A處，凹槽27 形成在泵外殼12的外殼壁表面12A上，從而突起26可移動地插入 到凹槽27中，以增加返回路徑42的流阻。以類似的方式，在圖6中，肋28形成在葉輪20吸入口部分 24的外周壁表面24A處，凹坑29形成在環形凹槽部分25的內周壁表面25A處，從而肋28被插入凹坑29中，從而可以增加返回路 徑42的流阻。可選地，肋28可以形成在環形凹槽部分25的內周 壁表面25A處，而凹坑29形成于吸入口部分24的外周壁表面24A 處。同樣，在圖7中，V形槽30形成在葉輪20吸入口部分24的 外周壁表面24A處，從而動態壓力形成在吸入口部分24的外周壁 表面24A和泵外殼的環形凹槽部分25的內周壁表面25A之間的空 間處，從而增加了返回路徑42的流阻。可選地，V形槽30可以形 成在環形凹槽部分25的內周壁表面25A處而不是吸入口部分24 的外周壁表面24A處，或形成在外周壁表面24A和內周壁表面25A 兩者中。另外，參考圖8，葉輪20的吸入口部分24由磁體31形成， 磁液體32通過磁力粘附到磁體31上，從而吸入口部分24和入口 凹槽部分25之間的空間被磁流體密封，從而防止冷卻劑返回(即， 回流或泄漏)。因此，根據本實施例，可以提供一種泵，其配置成使得在組裝 時不需要間隙調節，且泵容易組裝，并具有足夠的阻力，以防止液 體回流或泄漏。雖然，在本實用新型的實施例中示例的是冷卻劑循環系統，但 是本實用新型也可應用于其他種類的液體供應系統，例如井泵系 統，熱水供應系統、排水系統等。雖然本實用新型是就該實施例進行的圖示和說明，但是本領域 技術人員應該理解，在不偏離權利要求限定的實用新型范圍的情況 下可作各種變化和修改。
權利要求1.一種泵，包括泵送單元，該泵送單元中包括用于吸入和排出液體的葉輪；以及泵外殼，其中容納著所述泵送單元，并具有用于將液體吸入到泵中的入口以及將液體從泵中排出的出口，其特征在于，所述葉輪具有圓柱形吸入口部分，該吸入口部分朝泵外殼突出，所述泵外殼具有外殼入口部分和供所述吸入口部分可移動地插入并形成于所述外殼入口部分附近的環形凹槽部分。
2. 根據權利要求l所述的泵，其特征在于，在葉輪的前屏罩 部分處形成有突起，在泵外殼的外殼壁表面處形成有供所述突起 可移動地插入的凹槽。
3. 根據權利要求l所述的泵，其特征在于，在葉輪的吸入口 部分的外周壁表面處形成有肋，在所述環形凹槽部分的內周壁表 面處形成有供所述肋可移動地插入的凹坑。
4. 根據權利要求l所述的泵，其特征在于，在葉輪的吸入口 部分的外周壁表面處形成有V形槽。
5. 根據權利要求l所述的泵，其特征在于，所述葉輪的吸入 口部分由磁體形成，且磁流體通過磁力粘附于該磁體上，以及其中吸入口部分和供所述吸入口部分可移動地插入的環形凹 槽部分之間的空間充滿磁流體。 .
6. 根據權利要求l所述的泵，其特征在于，所述外殼入口部 分的端部突出到不阻止液體吸入到葉輪中的高度。
7.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，在外殼入口部分 的端部處形成有在從外殼入口部分內側向外側的方向上傾斜的傾 斜表面或彎曲表面。
專利摘要一種泵，包括泵送單元，該泵送單元中包括用于吸入和排出液體的葉輪；以及泵外殼，其中容納著所述泵送單元，并具有用于將液體吸入到泵中的入口和將液體從泵中排出的出口，其中所述葉輪具有圓柱形吸入口部分，該吸入口部分朝泵外殼突出，所述泵外殼具有外殼入口部分和供所述吸入口部分可移動地插入并形成于外殼入口部分附近的環形凹槽部分。
文檔編號F04D29/44GK201173214SQ200720193278
公開日2008年12月31日 申請日期2007年11月20日 優先權日2006年11月21日
發明者福木晴海, 酒井敏輔, 阿南哲也 申請人:松下電工株式會社