直接驅動式永磁隔離泵的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種直接驅動式永磁隔離泵。主要包括：軸、葉輪、永磁轉子、定子線圈、隔離罩、支架和葉輪殼；永磁轉子、軸和葉輪固定并置于泵腔內；在泵腔外隔離罩的另一側，與永磁轉子對應設置定子線圈，定子線圈和永磁轉子耦合，其結構構成了直流無刷無鐵芯電機，和配套的無刷電機驅動器使用，啟動電流小、發熱小、扭矩大、功率因數高、對電網沖擊小、并且提高了電機效率。省去了聯軸器和原有電機，由線圈直接驅動轉子，不僅節約了驅動磁體，降低了成本，并提高了系統效率50％左右，重量減輕60％以上，具有部件少、體積小的優點，使用壽命更長，結構簡單緊湊，在提高產品性能的同時還可降低直接成本20％以上。
【專利說明】直接驅動式永磁隔離泵
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種隔離泵，尤其涉及一種永磁隔離泵裝置。屬于水泵風機領域。
【背景技術】
[0002]目前，磁力驅動的隔離泵的技術現狀是:永磁隔離泵是屬于泵領域的一個分支，是一種將永磁聯軸器的工作原理應用于離心泵的產品。主要由泵、永磁傳動裝置、電動機三部分組成。關鍵部件永磁傳動裝置由外磁轉子、內磁轉子及不導磁的隔離套組成。當電動機帶動驅動外磁體旋轉時，磁場能穿透空氣隙和非磁性物質，帶動與葉輪相連的被動內磁體作同步旋轉，實現動力的無接觸傳遞，將動密封轉化為靜止密封；由于泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉，從而解決了泄漏問題，消除了煉油化工行業易燃、易爆、有毒、有害介質通過泵密封泄漏的安全隱患。具有全密封，無泄漏，耐腐蝕等特點。
[0003]常見的永磁隔離泵，是利用磁場力來驅動的泵體，其結構為:由泵頭、永磁傳動裝置和電機等其它零部件共三部分組成。其中泵頭部分主要由葉輪、內磁轉子、泵體、軸承、軸套、泵蓋、泵軸等零件組成；磁力驅動裝置部分主要由內磁轉子、外磁轉子、隔離套等部件組成；其它零部件主要包括托架、底座、電機、中間軸承體等。在電機軸上裝有圓筒形的外磁轉子，在其內側圓柱面上均勻密排著N、S極相間排列的外磁鋼(永磁體)，在泵軸的一端也裝有一個圓筒形的內磁轉子，在其圓柱外表面上同樣均勻密排著N、S極相間排列的內磁鋼。在內、外轉子之間設置有隔離套，隔離套緊緊固定在泵蓋上，將被抽送的介質以靜密封的形式密封在泵體內，故介質不會外泄。當電機帶動外磁轉子旋轉時，由于永磁體的吸斥作用，帶動內磁轉子同步旋轉，因為葉輪與內磁轉子連成一體，從而使葉輪隨內磁轉子一起旋轉，使介質得到輸送。
[0004]現在磁力隔離泵的是由泵頭、磁力驅動裝置和電機等其它零部件共三部分組成。但由于需要永磁聯軸器通過隔離套傳動，傳動距離遠磁路長，傳輸介質壓力大的隔離套更厚，磁路就更長了的原因，所以現有磁力傳輸效率只有50%左右，有著結構復雜、零部件多、體積大、重量大、用磁材料多、傳輸效率低的缺點和不足，而且電機大部分是鼠籠式電機驅動，效率低，起動電流大，對電網造成沖擊，降低電網功率因數。
【發明內容】
[0005]為克服現有技術的不足，本發明公開一種直接驅動式永磁隔離泵及直接驅動的結構，旨在提供一種不需要永磁傳動裝置的隔離泵，由定子線圈直接驅動永磁轉子帶動葉輪轉動。
[0006]本發明通過以下技術方案實現丄
[0007]直接驅動式永磁隔離泵，主要包括:軸、葉輪、永磁轉子、定子線圈、隔離罩、支架和葉輪殼；葉輪殼和隔離罩與支架固定連接；永磁轉子、軸和葉輪固定連接，并置于由葉輪殼和隔離罩形成的泵腔內；在泵腔外隔離罩的另一側，與永磁轉子對應設置定子線圈，定子線圈和永磁轉子耦合；軸、葉輪和永磁轉子與定子線圈間由隔離罩隔離開。[0008]永磁轉子及定子線圈的對應設置可采用兩種分布方式:
[0009]方式一:軸向式分布，即永磁轉子的永磁體按軸的軸向繞軸分布排列，隔離罩呈凹陷式套筒狀，與永磁轉子對應的定子線圈也按軸的軸向繞軸分布排列。
[0010]方式二:徑向式分布，即永磁轉子的永磁體按軸的徑向分布排列，隔離罩呈板狀，與永磁轉子對應的定子線圈也按軸的徑向繞軸分布排列。
[0011]徑向分布式結構優于軸向分布式結構，因為作用力面面積等于半徑的平方乘上H，半徑的增大等于增加力臂的長度，同樣的消耗磁鐵量輸出扭矩增大。
[0012]在上述技術方案的基礎上，進一步地，
[0013]定子線圈為無鐵芯線圈；永磁轉子的永磁體采用多級永磁體；
[0014]永磁轉子的永磁體嵌于葉輪本體內并與其固定；
[0015]定子線圈可以與支架固定連接，或直接固定于隔離罩上；
[0016]直接驅動式永磁隔離泵，還包括一個外轉子和風葉輪，外轉子的磁體置于定子線圈的另一側并與定子線圈耦合；風葉輪與外轉子連接并隨外轉子轉動。
[0017]定子線圈可以根據葉輪的功率大小配置。
[0018]其工作原理是:通過電機驅動器給定子線圈通以電流，利用定子線圈形成的旋轉磁場，進而直接驅動永磁轉子帶動軸和葉輪轉動；由于隔離罩的作用，使永磁轉子及葉輪與定子線圈相互隔離。與此同時，在定子線圈的另一側，利用定子線圈外側的磁場驅動外轉子轉動，實現了泵和風機的一體化聯動，在小型壁掛爐上等有廣泛的應用價值。
[0019]相對于現有的永磁隔離泵，本發明公開的直接驅動式永磁隔離泵，無須額外的電機，采用無鐵芯定子線圈，沒有鐵損，降低了成本，由于采用將定子線圈直接安裝在隔離罩外面，與隔離罩內的多級永磁體構成直流無刷無鐵芯電機，和配套的無刷電機驅動器使用，啟動電流小、扭矩大、功率因數高、對電網沖擊小，從而比鼠籠式電機提高了效率。而且利用了現有的內永磁轉子、免去了永磁聯軸器，不僅節約了驅動磁體，且使得現有的永磁傳動泵系統效率在20%到50%左右，提高到系統效率90%左右，配套上無刷電機驅動器，取代了鼠籠電機，實現軟啟動并提高了電機效率，磁隔離泵重量減輕60%以上，具有部件少、體積小的優點，使用壽命更長，同時啟動扭矩大、發熱小、結構簡單緊湊，在提高產品性能的同時還可降低成本20%以上。
[0020]直接驅動式永磁隔離泵，利用其結構構成的永磁無刷無鐵芯定子與轉子隔離的電機。將定子固定在設備基座上，轉子直接安裝在被動設備上，可代替各種軸向、徑向永磁聯軸器直接驅動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1轉子軸向式泵剖視結構示意圖
[0022]圖2帶有風機功能的轉子軸向式泵剖視結構示意圖
[0023]圖3轉子徑向式泵剖視結構示意圖
[0024]圖4帶有風機功能的轉子徑向式泵剖視結構示意圖
[0025]圖中:1_軸，2-葉輪，3-永磁轉子，4-定子線圈，5-隔離罩，6-支架，7-葉輪殼，8-外轉子的磁體，9-風葉輪，10-渦殼，11-軸套，12-導流帽，13-軸承，15-外轉子。【具體實施方式】
[0026]下面，對直接驅動式永磁隔離泵的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0027]直接驅動式永磁隔離泵，主要包括:軸、葉輪、永磁轉子、定子線圈、隔離罩、支架和葉輪殼；葉輪殼和隔離罩與支架固定連接；永磁轉子、軸和葉輪固定連接，并置于由葉輪殼和隔離罩形成的泵腔內；在泵腔外隔離罩的另一側，與永磁轉子對應設置定子線圈，定子線圈和永磁轉子耦合；軸、葉輪和永磁轉子與定子線圈間由隔離罩隔離開。定子線圈可以根據葉輪的功率大小配置。
[0028]現舉出四種較佳的具體實施例，但本發明的實施并不限于以下的形式。
[0029]實施例1轉子軸向式分布泵
[0030]參見圖1，隔離罩5呈凹陷式套筒狀，葉輪殼7和隔離罩5與支架6固定連接；葉輪2和軸I固定連接，并置于由葉輪殼和隔離罩形成的泵腔內，永磁轉子3的磁體嵌于葉輪本體內并與其固定；永磁轉子3的磁體按軸的軸向繞軸分布排列；在軸外靠近軸的兩端設有軸套11，軸外端頭裝有導流帽12 ;在泵腔外隔離罩5的另一側，與永磁轉子對應設置定子線圈4,與永磁轉子3對應的定子線圈4也按軸的軸向繞軸分布排列,定子線圈和永磁轉子耦合，定子線圈4固定于支架6上；軸、葉輪和永磁轉子與定子線圈間由隔離罩隔離開。
[0031]定子線圈通過驅動器通電后產生旋轉磁場，磁場直接驅動永磁轉子并帶動葉輪轉動，達到輸送介質的功能。
[0032]實施例2帶有風機的轉子軸向式分布泵
[0033]參見圖2，在實施例1的軸向式泵基礎上，增加了風機功能。
[0034]基本結構與實施例1中相同，此外，還包括一個外轉子15和風葉輪9 ;外轉子的磁體8置于定子線圈的另一側并與定子線圈耦合，外轉子的磁體8按軸的軸向繞軸分布排列；外轉子15通過軸承13安裝于支架上，風葉輪9與外轉子15連接并隨外轉子轉動，風葉輪9外有渦殼10。
[0035]定子線圈通過驅動器通電后產生旋轉磁場，磁場直接驅動永磁轉子并帶動葉輪轉動，與此同時，在定子線圈4外側磁場的作用下，外轉子15轉動并帶動風葉輪9轉動，在不影響隔離泵工作的情況下，同時實現了風機的功能，縮小了體積提高了定子的利用率。
[0036]實施例3轉子徑向式分布泵
[0037]參見圖3，隔離罩5呈板狀，葉輪殼7和隔離罩5與支架6固定連接；葉輪2和軸I固定連接，并置于由葉輪殼和隔離罩形成的泵腔內，永磁轉子3的磁體嵌于葉輪本體內并與其固定；永磁轉子3的磁體按軸的徑向繞軸分布排列；在軸外靠近軸的兩端設有軸套11 ；在泵腔外隔離罩5的另一側，與永磁轉子對應設置定子線圈4，與永磁轉子3對應的定子線圈4也按軸的徑向繞軸分布排列,定子線圈和永磁轉子稱合,定子線圈4固定于支架6上或直接固定于隔離罩5上；軸、葉輪和永磁轉子與定子線圈間由隔離罩隔離開，使用這樣的局部結構形式:將定子固定在設備基座上、轉子直接安裝在被動設備上，可代替各種軸向、徑向永磁聯軸器直接驅動。
[0038]定子線圈通過驅動器通電后產生旋轉磁場，磁場直接驅動永磁轉子并帶動葉輪轉動，達到輸送介質的功能。
[0039]實施例4帶有風機功能的轉子徑向式分布泵
[0040]參見圖4，在實施例3的徑向式泵基礎上，增加了風機功能。[0041]基本結構與實施例3中相同，此外，還包括風葉輪9 ;外轉子的磁體置于定子線圈的另一側并與定子線圈耦合；外永磁轉子的磁體8按軸的徑向繞軸分布排列，外轉子的磁體8嵌于風葉輪9的本體內并與其固定，并通過軸承13安裝于支架上，風葉輪9與外轉子15連接并隨外轉子轉動，風葉輪9外有渦殼10。
[0042]在不影響隔離泵工作的情況下，同時實現了風機的功能，縮小了體積提高了定子的利用率。
[0043]以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，并非因此局限本發明的專利范圍，故凡是運用本發明說明書內容所作的等效結構變化，均包含于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種直接驅動式永磁隔離泵，主要包括:軸、葉輪、永磁轉子、定子線圈、隔離罩、支架和葉輪殼；葉輪殼和隔離罩與支架固定連接；永磁轉子、軸和葉輪固定連接，并置于由葉輪殼和隔離罩形成的泵腔內；在泵腔外隔離罩的另一側，與永磁轉子對應設置定子線圈，定子線圈和永磁轉子f禹合。
2.根據權利要求1所述直接驅動式永磁隔離泵，其特征在于，所述永磁轉子及定子線圈采用軸向式分布，即永磁轉子的永磁體按軸的軸向繞軸分布排列，隔離罩呈凹陷式套筒狀，與永磁轉子對應的定子線圈也按軸的軸向繞軸分布排列。
3.根據權利要求1所述直接驅動式永磁隔離泵，其特征在于，所述永磁轉子及定子線圈采用徑向式分布，即永磁轉子的永磁體按軸的徑向分布排列，隔離罩呈板狀，與永磁轉子對應的定子線圈也按軸的徑向繞軸分布排列。
4.根據權利要求1所述直接驅動式永磁隔離泵，其特征在于，所述定子線圈為無鐵芯線圈。
5.根據權利要求1所述直接驅動式永磁隔離泵，其特征在于，所述永磁轉子的永磁體采用多級永磁體。
6.根據權利要求1所述直接驅動式永磁隔離泵，其特征在于，所述永磁內轉子的永磁體嵌于葉輪本體內并與其固定。
7.根據權利要求1所述直接驅動式永磁隔離泵，其特征在于，所述定子線圈與支架固定連接或直接固定于隔離罩上。
8.根據權利要求1所述直接驅動式永磁隔離泵，其特征在于，所述直接驅動式永磁隔離泵，還包括一個外轉子和風葉輪，外轉子的磁體置于定子線圈的另一側并與定子線圈耦合；風葉輪與外轉子連接并隨外轉子轉動。
【文檔編號】F04D31/00GK103541931SQ201310541890
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】佟憲良 申請人:北京良明同創水處理設備開發中心