專利名稱：磁懸浮水下電動泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種應用于水下用于抽水或排水的磁懸浮水下電動泵。
背景技術：
一般來說，水下電動泵是ー種利用將泵體沉到水中進行抽水作業或排水作業的エ具，主要應用于將水(或其他流體)轉移地點、藥水供給等場合。關于水下電動泵，可參考韓國專利申請公開第20-1985-5036號，以及韓國專利第10-137657 等。上述專利申請及專利所掲示的水下電動泵一般包括電機與泵體，且電機與泵體ー
體或分體構成，由于電機的起動，帶動泵體中旋轉葉輪的轉動，該轉動導致葉輪附近的流體向外噴出，進ー步導致真空，使得電動泵外部的水或其他流體源源不斷被吸入泵體中再被噴'出。這些電動泵的電機的轉子(一般是線圈)和定子(一般是磁體)設置在電機內部，電機和泵體被相互密封分離，因此泵體抽出的水或其他流體不會進入電機內。為了使得電機運轉順暢，一般會要在電機的轉子和定子之間添加潤滑油。然而，在修理電動泵的電機時，會出現潤滑油外漏造成污染的問題。另外，潤滑油的泄漏，會使轉子與支撐轉子的軸承間產生磨損，導致轉子與軸承之間的同心度產生變差，并且會產生非正常的振動和噪音。而且，電機運行時產生的熱量一般是向電機外殼傳導并利用電機外殼周邊的水或其他流體間接冷卻，但是這種冷卻方式的效率比較低。冷卻效果的不佳導致電機運行時的溫度上升，弓丨起性能下降，從而出現電動泵效率下降的問題。甚至，傳統的水下電動泵的一個電機只配合ー個泵體，存在只能単一操作而不能他用的問題。本發明則提供一種新的方式用以改善或解決上述的問題。
發明內容
本發明要解決的問題之ー是提供ー種能夠在電動泵的電機的定子與轉子之間形成潤滑并能夠保證轉子同心度的磁懸浮水下電動泵。本發明要解決的問題之ニ是提供一種能夠消除電動泵的電機非正常振動和噪聲的磁懸浮水下電動泵。本發明要解決的問題之三是提供ー種能夠提升電動泵冷卻效率的磁懸浮水下電動泵。本發明要解決的問題之四是提供ー種可實現不同用途的磁懸浮水下電動泵。本發明通過這樣的技術方案解決上述的技術問題一種磁懸浮水下電動泵，其包括轉子支架及與轉子支架相連通的葉輪室，轉子支架內容置有永磁轉子總成,所述永磁轉子總成上形成有動カ軸,該動カ軸延伸至葉輪室內部，永磁轉子總成形成電機部分，露在葉輪室中的動カ軸上安裝有葉輪以形成水泵部分。當形成電機部分的永磁轉子總成旋轉時，吸入葉輪室內的流體部分流入轉子支架的內部，在固定的轉子支架與旋轉的永磁轉子總成之間形成水膜。作為本發明的一種改進，該永磁轉子總成與內部安裝電機部分的轉子支架形成吸入管與排出管，與安裝葉輪的水泵部分的葉輪室相連通，轉子支架的內部與外部的動カ軸上夾上永磁轉子總成與帶有磁芯的線圈組內外分離安裝；動カ軸的兩側各夾有懸浮固定磁場及懸浮旋轉磁場，所述懸浮固定磁場呈負角梯形，而所述懸浮旋轉磁場呈圓錐形。作為本發明的一種改進，該磁懸浮水下電動泵包括電機殼及與電機殼相連接的葉輪蓋，所述轉子支架設置于該電機殼內，該轉子支架上形成有用于收容該永磁轉子總成的轉子腔。作為本發明的一種改進，所述電機殼包括第一電機殼及與第一電機殼組合的第二電機売，所述轉子支架形成在第一電機殼上，所述葉輪室包括第一葉輪室及第ニ葉輪室；所 述第一葉輪室形成在第一電機殼上，第二葉輪室形成在第二電機殼上，第一葉輪室、第二葉輪室均與所述轉子腔相連通并與所述轉子腔同軸設置，動カ軸的兩端分別延伸入第一葉輪室與第二葉輪室內且其兩端分別裝設有一葉輪。作為本發明的一種改進，所述懸浮固定磁場的中心部分設有圓盤形槽及與該圓盤形槽同軸設置且相連通的第一通孔，而懸浮旋轉磁場的外角呈反向設置，所述懸浮旋轉磁場中間位置設有圓柱狀的第二通孔，所述懸浮旋轉磁場的外輪廓容置在所述懸浮固定磁場的圓盤形槽中；該動カ軸從該第一通孔，第二通孔中穿過，且第一通孔的孔徑大于第二通孔的孔徑，而懸浮固定磁場的外徑等于轉子支架的轉子腔的內徑。作為本發明的一種改進，第一電機殼還包括圍繞轉子支架周圍設置的固定磁場室，所述固定磁場室圍繞所述永磁轉子總成依次設置有固定磁場磁芯，及容置在所述固定磁場磁芯中的固定磁極磁芯與線圈組，所述固定磁極磁芯從所述線圈組中穿過，其一端容置在所述固定磁場磁芯的對應開槽中，另ー相對端從所述線圈組中露出井面向永磁轉子總成。作為本發明的一種改進，所述固定磁場磁芯呈圓柱狀結構，其中間開設有一大致呈圓柱形的凹槽，在凹槽的內側壁上開設有多個呈半圓柱形的所述開槽，該開槽用于容置所述固定磁極磁芯的對應側部，所述線圈組包括六個線圈，該六個線圈組成三對，并呈三對對稱排列在所述凹槽內。作為本發明的一種改進，所述葉輪包括圓柱狀基部及由該基部的外圓周側對稱向外延伸出的四個葉片，所述四個葉片呈兩兩對稱分別在所述基部的外周側，形成了風車形狀。作為本發明的一種改進，所述葉輪的高度略低于所述第一，第二葉輪室的高度，所述第一、第二葉輪室上分別向其右側延伸有第一出ロ及第ニ出ロ，所述第一、第二出ロ分別與其對應的第一葉輪室，第二葉輪室相連通。作為本發明的一種改進，所述葉輪室蓋包括與第一電機殼相組合并蓋設在第一葉輪室上的第一葉輪室蓋，及與第二電機殼相組合并蓋設在第二葉輪室上的第二葉輪室蓋，第一、第二葉輪室蓋上分別設有第一吸水ロ及第ニ吸水ロ，第一葉輪室的主體底部中央與第一吸水ロ相連接部位形成ー傾斜角，第二葉輪室的主體底部中央與第二吸水ロ相連接部位也形成ー傾斜角。與現有技術相比較，本發明具有以下優點轉子支架與旋轉的永磁轉子之間形成的水膜，可有效進行潤滑，也因懸浮作用消除摩擦，維持轉子同心，消除振動，獲得水冷效果。同時，為實現磁懸浮，固定磁場即懸浮固定磁場與懸浮旋轉磁場形成陰陽菱形，減少中心部分的磁場，磁懸浮變得容易，消除旋轉引起的摩擦與噪音，電機可以單獨使用。另外，磁懸浮采用永磁磁場，不消耗電力，從而將能耗降至最低。而且，動カ軸的兩端可同時連接葉輪，可實現ー電機帶動多泵部的功能。
圖I是本發明提供的磁懸浮水下電動泵的剖視圖。
圖2是圖I的磁懸浮水下電動泵的懸浮固定磁場與懸浮旋轉磁場形成的磁懸浮原理示意圖。圖3是圖I的磁懸浮水下電動泵的永磁轉子總成的示意圖。圖4是圖I的磁懸浮水下電動泵的固定磁場總成的示意圖。圖5是圖I的磁懸浮水下電動泵的旋轉原理示意圖。圖6a、6b、6c是圖I的磁懸浮水下電動泵的固定磁場的固定磁場磁芯、固定磁極磁芯及線圈組的示意圖。圖7是圖I的磁懸浮水下電動泵的葉輪的示意圖。圖8a、8b是圖I的磁懸浮水下電動泵的葉輪室蓋的示意圖。圖9a、9b是圖I的磁懸浮水下電動泵的懸浮固定磁場的示意圖。圖10a、10b是圖I的磁懸浮水下電動泵的懸浮旋轉磁場的示意圖。圖IlaUlb是圖I的磁懸浮水下電動泵的第一葉輪室的示意圖。圖12a、12b是圖I的磁懸浮水下電動泵的第二葉輪室的示意圖。主要元件符號說明磁懸浮水下電動泵1-1，電機殼A,第一電機殼Al,第二電機殼A2,固定磁場室B,轉子支架1，轉子腔10，永磁轉子總成2，永磁轉子20，動カ軸21，懸浮固定磁場22，懸浮旋轉磁場23,第一通孔220,第二通孔230,固定磁場磁芯BI,開槽B10,固定磁極磁芯B2,第一端B20，第二端B21，線圈組B3，線圈孔B30，第一葉輪室30，第二葉輪室31，第一排水管301，第一出口 300，第二排水管311，第二出口 310，葉輪4，基部40，葉片41，軸孔400，第一葉輪室蓋50，第一吸水管500，第二葉輪蓋51，第二吸水管510，第一吸水ロ 60，第二吸水ロ 61。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。請參圖I至圖12b，本發明提供的磁懸浮水下電動泵1-1包括電機殼A及與電機殼A相連接的葉輪蓋，所述電機殼A包括轉子支架I及與轉子支架I相連通的葉輪室。轉子支架I形成有轉子腔10，收容于轉子腔10中的永磁轉子總成2。所述永磁轉子總成2包括永磁轉子20，動カ軸21，懸浮固定磁場22及懸浮旋轉磁場23，該動カ軸21延伸至葉輪室內部，永磁轉子總成2形成電機部分，露在葉輪室中的動カ軸21上安裝有葉輪4以形成水泵部分。所述電機殼A包括第一電機殼Al及與第一電機殼A相組合的第二電機殼A2,所述轉子支架I形成在第一電機殼Al，所述葉輪室包括第一葉輪室30及第ニ葉輪室31。所述第一葉輪室30形成在第一電機殼Al上,第二葉輪室31形成在第二電機殼A2上。第一葉輪室30、第二葉輪室31均與所述轉子腔10相連通并與所述轉子腔10同軸設置，動カ軸21的兩端分別延伸入第一葉輪室30與第二葉輪室31內且其兩端分別裝設有ー葉輪4。形成電機部分的永磁轉子總成2通過其動カ軸21轉動起來，產生動力，依靠永磁轉子總成2產生的動カ產生排水的動力。且通過動カ軸21的轉動帶動葉輪4轉動，形成吸引外部的水或其他流體的吸引力。葉輪室與轉子支架I的轉子腔10連通，依靠永磁轉子總成2的起動，向葉輪室內部吸引的水或其他流體，會流入轉子支架I的轉子腔10的內部，水或其他流體進入永磁轉子總成2及轉子支架I內后，產生水膜。請參閱圖2、圖3、圖9a,圖9b,圖IOa及圖IOb所示,所述永磁轉子總成2進ー步包括懸浮固定磁場22及懸浮旋轉磁場23，所述懸浮固定磁場22固定在轉子支架I的轉子腔10中，所述懸浮旋轉磁場23連接至所述動カ軸21上并與所述懸浮固定磁場22相組合。所述懸浮固定磁場22呈ー負角梯形結構，其中心部分設有呈圓盤型槽(未標號)及與該圓 盤形槽同軸設置且相連通的第一通孔220。而懸浮旋轉磁場23呈圓椎形結構，其外角呈反向設置。所述懸浮旋轉磁場23中間位置設有圓柱狀的第二通孔230，所述懸浮旋轉磁場23的外輪廓容置在所述懸浮固定磁場22的圓盤形槽中。從而可減少懸浮固定磁場22，懸浮旋轉磁場23的中心部位的磁場強度，使之向中心部位浮揚，更有效的形成磁懸浮作用。動カ軸21從第一通孔220，第二通孔230中穿過，且第一通孔220的孔徑大于第二通孔230的孔徑。懸浮固定磁場22的外徑等于轉子支架I的轉子腔10的內徑。而且，動カ軸21的上下方平睥固定懸浮固定磁場22及懸浮旋轉磁場23，并留有懸浮磁場的空間，從而使水能夠流通，懸浮固定磁場22與動カ軸上固定的懸浮旋轉磁場23使之懸浮。請參閱圖I,圖4,圖5及圖6所示,第一電機殼Al還包括圍繞轉子支架I周圍設置的固定磁場室B，所述固定磁場室B圍繞所述永磁轉子總成2依次設置有固定磁場磁芯BI及容置在所述固定磁場磁芯BI中的固定磁極磁芯B2與線圈組B3,所述固定磁極磁芯B2從所述線圈組B3的線圈孔B30中穿過，其第一端B20容置在所述固定磁場磁芯BI的對應開槽BlO中，另ー相對端B21從所述線圈組B3的線圈孔B30中露出并面向永磁轉子總成2。所述固定磁場磁芯BI呈圓柱狀結構，其中間開設有一大致呈圓柱形的凹槽(未標號)，在凹槽的內側壁上開設有多個呈半圓柱形的所述開槽B10，用于容置所述固定磁極磁芯B2的對應側部。所述線圈組B3包括六個線圈，分別為線圈1，線圈2，線圈3，線圈4，線圈5及線圈6，該六個線圈組成三對，并呈三對對稱排列在所述凹槽內。其中，線圈I與線圈4連接，線圈2與線圈5連接，線圈3與線圈6連接。當線圈I中通入正向電流時，線圈2及線圈3中能入的則是逆向電流，接著線圈2中通入正向電流，線圈I與線圈3中則是逆向電流，然后線圈3中通入正向電流，線圈I與線圈2中的則是逆向電流，依次周期進行，從而使電機部分得以旋轉。另外，動カ軸21上夾上永磁轉子20和固定磁場磁芯BI、固定磁極磁芯B2及線圈組B3內外分開安裝。請參閱圖1，圖7，圖11a，圖11b，圖12a及圖12b所示，所述葉輪室設置于第一電機殼Al內并包括位于所述轉子腔10上端的第一葉輪室30及設置于第二電機殼A2內并位于轉子腔10下端的第二葉輪室31。第一、第二葉輪室30，31中分別容置有一個葉輪4。所述葉輪4包括圓柱狀基部40及由該基部40的外圓周側對稱向外延伸出的四個葉片41，所述四個葉片41呈兩兩對稱分別在所述基部40的外周側，形成了風車形狀。所述基部40的中間位置設有軸孔400以供動カ軸21穿過，所述葉輪4的高度H略低于所述第一，第二葉輪室30，31的高度H1，以方便將葉輪4固定于對應的葉輪室的內部并使撰述葉輪4能在對應的葉輪室內部旋轉自如。所述第一、第二葉輪室30，31上分別向其右側延伸有第一排水管301及第ニ排水管311，所述第一、第二排水管301，311上分別開設有第一出ロ 300及第ニ出口 310。所述第一、第二出口 300，310分別與其對應的第一葉輪室30，第二葉輪室31相連通。請參閱圖1，圖8a及Sb所示，所述葉輪蓋包括與第一電機殼Al相組合并蓋設在第一葉輪室30上的第一葉輪室蓋50，及與第二電機殼A2相組合并蓋設在第二葉輪室31上的第二葉輪室蓋51。第一、第二葉輪室蓋50,51上分別設有第一吸水管500及第ニ吸水管510，所述第一吸水管500及第ニ吸水管510上分別開設有第一吸水ロ 60及第ニ吸水ロ 61。第一葉輪室30的主體底部中央與第一吸水ロ 60相連接部位形成ー傾斜角，從而使第一吸水ロ 60，第一葉輪室30及第一出ロ 300相連通。第二葉輪室31的主體底部中央與第二吸
水口 61相連接部位也形成ー傾斜角，從而使第二吸水ロ 61，第二葉輪室31及第ニ出口 310相連通。米用本發明的磁懸浮水下電動泵1-1，因包括固定磁場磁芯BI,固定磁極磁芯B2在內的線圈組B3因磁路而攪拌，傳輸磁場，因密封手段維持密封狀態，連接電線進而可以傳輸電源，也可在水中潛水使用。請參圖I至圖12b所示，本發明磁懸浮水下電動泵1-1是如下所述般運作的。在包括固定磁場磁芯BI，固定磁極磁芯B2在內的線圈組B3中電源相互攪拌供電時，因永磁轉子總成2旋轉，與由懸浮固定磁場22固定、懸浮旋轉磁場23支撐的動カ軸21一起轉動，從而帶動支撐在動カ軸21上的葉輪4 一井旋轉。葉輪4轉動起來后,外部的水分別通過第一、第二葉輪室蓋50,51上的第一、第二吸水ロ 60，61分別強制吸引到第一、第二葉輪室30，31，強制吸入到第一、第二葉輪室30，31內的水，通過第一、第二出ロ 300，310排出，通過結合在第一、第二出ロ 300，310上的排管(未標號)的軟管供給外部使用。和上述一祥，因葉輪4旋轉得以抽水并排出時，進入葉輪室的水的一部分，進入轉子支架I的轉子腔10內，通過懸浮固定磁場22的第一通孔220，流入轉子腔10的內部，流入轉子腔10內部的水，通過后半部安裝的懸浮固定磁場22的第一通孔220，最深流入到轉子容腔10的內部下端。流入轉子腔10內部的水，滲透到動カ軸21上固定的懸浮旋轉磁場23和懸浮固定磁場22內部，形成水膜。滲入轉子腔10內部周圍和永磁轉子20的外圍之間形成水膜，起到磁場懸浮和永磁轉子旋轉所需的潤滑作用。維持永磁轉子20在精確的中心線上旋轉。此外，流入轉子腔10的內部的水，通過葉輪4的轉動而循環，將線圈組B3和永磁轉子總成2產生的熱量進行水冷處理，有效提高轉子腔10的內部冷卻效果。而形成水膜、構成磁懸浮，消除轉軸摩擦和轉子的摩擦，提供潤滑、提升冷卻效果，消除旋轉引起的摩擦與噪音的實現機制及效果與上述各實施方式相同。以上所述僅為本發明的較佳實施方式，本發明的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領域普通技術人員根據本發明所掲示內容所作的等效修飾或變化，皆應納入權利要求書中記載的保護范圍內。
權利要求
1.一種磁懸浮水下電動泵，其包括轉子支架及與轉子支架相連通的葉輪室，轉子支架內容置有永磁轉子總成，所述永磁轉子總成上形成有動カ軸，該動カ軸延伸至葉輪室內部，永磁轉子總成形成電機部分，露在葉輪室中的動カ軸上安裝有葉輪以形成水泵部分，其特征在于當形成電機部分的永磁轉子總成旋轉時，吸入葉輪室內的流體部分流入轉子支架的內部，在固定的轉子支架與旋轉的永磁轉子總成之間形成水膜。
2.根據權利要求I所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于該永磁轉子總成與內部安裝電機部分的轉子支架形成吸入管與排出管，與安裝葉輪的水泵部分的葉輪室相連通，轉子支架的內部與外部的動カ軸上夾上永磁轉子總成與帶有磁芯的線圈組內外分離安裝；動力軸的兩側各夾有懸浮固定磁場及懸浮旋轉磁場，所述懸浮固定磁場呈負角梯形，而所述懸浮旋轉磁場呈圓錐形。
3.根據權利要求2所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于該磁懸浮水下電動泵包括電機殼及與電機殼相連接的葉輪蓋，所述轉子支架設置于該電機殼內，該轉子支架上形成有用于收容該永磁轉子總成的轉子腔。
4.根據權利要求3所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于所述電機殼包括第一電機殼及與第一電機殼組合的第二電機殼，所述轉子支架形成在第一電機殼上，所述葉輪室包括第一葉輪室及第ニ葉輪室；所述第一葉輪室形成在第一電機殼上，第二葉輪室形成在第ニ電機殼上，第一葉輪室、第二葉輪室均與所述轉子腔相連通并與所述轉子腔同軸設置，動力軸的兩端分別延伸入第一葉輪室與第二葉輪室內且其兩端分別裝設有一葉輪。
5.根據權利要求4所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于所述懸浮固定磁場的中心部分設有圓盤形槽及與該圓盤形槽同軸設置且相連通的第一通孔，而懸浮旋轉磁場的外角呈反向設置，所述懸浮旋轉磁場中間位置設有圓柱狀的第二通孔，所述懸浮旋轉磁場的外輪廓容置在所述懸浮固定磁場的圓盤形槽中；該動カ軸從該第一通孔，第二通孔中穿過，且第一通孔的孔徑大于第二通孔的孔徑，而懸浮固定磁場的外徑等于轉子支架的轉子腔的內徑。
6.根據權利要求5所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于第一電機殼還包括圍繞轉子支架周圍設置的固定磁場室，所述固定磁場室圍繞所述永磁轉子總成依次設置有固定磁場磁芯，及容置在所述固定磁場磁芯中的固定磁極磁芯與線圈組，所述固定磁極磁芯從所述線圈組中穿過，其一端容置在所述固定磁場磁芯的對應開槽中，另ー相對端從所述線圈組中露出并面向永磁轉子總成。
7.根據權利要求6所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于所述固定磁場磁芯呈圓柱狀結構，其中間開設有一大致呈圓柱形的凹槽，在凹槽的內側壁上開設有多個呈半圓柱形的所述開槽，該開槽用于容置所述固定磁極磁芯的對應側部，所述線圈組包括六個線圈，該六個線圈組成三對，并呈三對對稱排列在所述凹槽內。
8.根據權利要求7所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于所述葉輪包括圓柱狀基部及由該基部的外圓周側對稱向外延伸出的四個葉片，所述四個葉片呈兩兩對稱分別在所述基部的外周側，形成了風車形狀。
9.根據權利要求8所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于所述葉輪的高度略低于所述第一，第二葉輪室的高度，所述第一、第二葉輪室上分別向其右側延伸有第一出口及第ニ出口，所述第一、第二出ロ分別與其對應的第一葉輪室，第二葉輪室相連通。
10.根據權利要求9所述的磁懸浮水下電動泵，其特征在于所述葉輪室蓋包括與第一電機殼相組合并蓋設在第一葉輪室上的第一葉輪室蓋，及與第二電機殼相組合并蓋設在第ニ葉輪室上的第二葉輪室蓋，第一、第二葉輪室蓋上分別設有第一吸水ロ及第ニ吸水ロ，第一葉輪室的主體底部中央與第一吸水ロ相連接部位形成ー傾斜角，第二葉輪室的主體底部中央與第二吸水ロ相連接部位也形成ー傾斜角。
全文摘要
一種磁懸浮水下電動泵，可應用于水下用于抽水或排水，其包括轉子支架及與轉子支架相連通的葉輪室，轉子支架內容置有永磁轉子總成，所述永磁轉子總成上形成有動力軸，該動力軸延伸至葉輪室內部，永磁轉子總成形成電機部分，露在葉輪室中的動力軸上安裝有葉輪以形成水泵部分。當形成電機部分的永磁轉子總成旋轉時，吸入葉輪室內的流體部分流入轉子支架的內部，在固定的轉子支架與旋轉的永磁轉子總成之間形成水膜。
文檔編號F04D29/18GK102654128SQ20111004954
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月1日 優先權日2011年3月1日
發明者白淳燁 申請人:胡道明