專利名稱：循環(huán)泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在系統(tǒng)如鍋爐中加壓和循環(huán)流體的循環(huán)泵，更具體來說，涉及一種循環(huán)泵，它具有改進的葉輪護罩和泵殼的吸環(huán)，以便減小電機的功耗和泵中加壓流體的泄漏。
一般來說，在一種系統(tǒng)如鍋爐中設(shè)置循環(huán)泵是為了在壓力作用下循環(huán)流體。這種循環(huán)泵一般具有一個用作循環(huán)泵的動力源的電機；一個與電機輸出軸相結(jié)合，根據(jù)電機軸的轉(zhuǎn)動與電機軸一起轉(zhuǎn)動，以及直接使流體加壓的葉輪；以及一個接納葉輪并包括一條使流體能夠流入葉輪的進口通道和一條使由葉輪加壓的流體流出葉輪的出口通道的泵殼。
在上述現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)泵中，已通過泵殼的進口通道流入泵殼中的流體由按照電機的驅(qū)動而轉(zhuǎn)動的葉輪加壓并通過泵殼的出口通道流出泵殼。
圖1和圖2表示上述現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)泵的一個實施例。
如圖1和圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)泵1具有一臺電機10、一個葉輪20和一個泵殼30。
電機10包括定子11、轉(zhuǎn)子12和電機軸13。定子11固定在電機殼14內(nèi)。轉(zhuǎn)子與電機軸13固定地裝配并通過定子盒15與定子11隔開。電機軸13的一端由電機殼14的內(nèi)底部的下軸承座16a和下襯套軸承17a支承。電機軸13的另一端穿過電機端罩18并由在電機端罩18上的上軸承座16b和上襯套軸承在17b支承。電機軸13由一止推軸承17c支承，止推軸承17c防止電機軸13在其軸向上抬升。在下軸承座16a和定子盒15之間設(shè)有O形環(huán)19a以防止流體漏出。同樣，在電機端罩18和定子盒15之間，O形環(huán)19b防止流體泄漏。
葉輪20包括葉輪體21和護罩22。一般來說，葉輪體21和護罩22通過超聲波焊接相互連接。葉輪體21通過襯套23緊配合在電機軸13的另一端。在護罩22中心形成一通孔24。
泵殼30設(shè)置在電機10上。泵殼30包括分設(shè)在其兩側(cè)的一條進口通道31和一條出口通道32，以及在其中心的一個葉輪室33。葉輪20設(shè)置在葉輪室33內(nèi)。帶有凸緣34a和圓筒體34b的吸環(huán)34設(shè)在泵殼30的進口通道的一端，正好在葉輪20的護罩22上方。在吸環(huán)34的中心形一個流體導(dǎo)孔35。吸環(huán)34的圓筒體34b以預(yù)定的長度伸入在葉輪20的護罩22的中心形成的通孔24中。在護罩22的通孔24和吸環(huán)34的圓筒體34b的外壁之間，以及在護罩22的上端和吸環(huán)34凸緣34a的下側(cè)之間形成某種尺寸的間隙。在泵殼30和電機端罩18之間設(shè)置O形環(huán)19c以防止流體漏出。
按照上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)泵，當電流作用在電機10的定子11上時，借助下襯套軸承17a和上襯套軸承17b可轉(zhuǎn)動地支承在電機殼14上的電機軸13被定子11和轉(zhuǎn)子12之間出現(xiàn)的電磁力轉(zhuǎn)動。因此，借助襯套23緊配合在電機軸13的一端上的葉輪20轉(zhuǎn)動起來。當葉輪20轉(zhuǎn)動時，已通過泵殼30的進口通道31和吸環(huán)34流入葉輪20的流體被葉輪20加壓并送入葉輪室33，然后送至出口通道32。此時，在葉輪室33中的一些加壓流體通過電機軸13和上襯套軸承17b之間的間隙流入定子盒15。流入定子盒15的流體使電機10冷卻。
但是，按照上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)泵，當循環(huán)泵1工作時，在葉輪室33中的流體壓力高于葉輪20內(nèi)部的流體壓力，因此，葉輪20被壓向吸環(huán)34。但是，由于固定在葉輪20上的電機軸13由止推軸承17c支承，止推軸承17c用于防止電機軸13在軸向上抬升，因而葉輪20反抗影響吸環(huán)34的力轉(zhuǎn)動，因此，電機10的一些轉(zhuǎn)動力消耗在克服因壓差引起的阻力上。問題在于這處功耗會使泵的效率下降。
另外，按照上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)泵，由于在葉輪室33中的流體壓力高于葉輪20內(nèi)部的流體壓力，因而當循環(huán)泵1工作時，已流入葉輪室33的加壓流體通過護罩22上端和吸環(huán)34的凸緣34a的下側(cè)之間，以及護罩22的通孔24和吸環(huán)34的圓筒體34b的外壁之間的間隙漏出到進口通道31。加壓流體的這種泄漏會降低循環(huán)泵1的效率。
另外，按照上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)泵，當循環(huán)泵1工作時，葉輪20被壓向吸環(huán)34。但是，如果護罩22的上端與凸緣34a的下側(cè)接觸，循環(huán)泵1會嚴重損合；因而電機軸13要由止推軸承17c支承以便防止沿電機軸13的軸線向上移動。由于設(shè)置了止推軸承17c，零件數(shù)目增多，因此使泵1的制造方法和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并增加了制造成本。
本發(fā)明的目的在于提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)循環(huán)泵的上述缺陷的循環(huán)泵，其中減小了電機機的功耗，避免了加壓流體的泄漏，不必再設(shè)置上述附加零件如防止電機軸在電機軸的軸向抬升的止推軸承，因而可以提高泵的效率，簡化結(jié)構(gòu)，降低制造成本。
為實現(xiàn)上述目的，提供一種循環(huán)泵，它具有一臺電機、一個葉輪和一個泵殼，其中電機包括電機殼、固定在電機殼內(nèi)的定子、定子盒、電機端罩和多個用于使定子與流體隔開的密封件、借助電流作用在定子上時與定子相互作用的電磁力轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，以及與轉(zhuǎn)子整體式結(jié)合的電機軸，電機軸的一端由電機殼內(nèi)底部上的下襯套軸承可轉(zhuǎn)動地和在電機軸的軸向上可滑動地支承，電機軸的另一端通過電機端罩上形成的通孔穿出，電機軸在電機端罩的通孔處由上襯套軸承可轉(zhuǎn)動地和在軸向上可滑動地支承；葉輪包括一個具有多個用于加壓流體的葉片的并固定在電機軸另一端的葉輪體，以及整體地固定在葉輪體上的一個護罩，在護罩的中心形成一個供流體流動的通孔，在護罩的上側(cè)形成一環(huán)形凸緣，在護罩的環(huán)形凸緣上形成多條槽；泵殼包括一個殼體，它放置在電機上并具有分設(shè)在其兩側(cè)的一條進口通道和一條出口通道，葉輪設(shè)置在殼體中心，葉輪室與進口通道和出口通道相連通，一個吸環(huán)結(jié)合在殼體的進口通道的內(nèi)端并引導(dǎo)流體通過進口通道進入葉輪。
多條槽最好繞環(huán)形凸緣中心對稱地布置在環(huán)形凸緣上，每條槽沿渦流的理論流線形成，所述流線是在按照轉(zhuǎn)動出現(xiàn)的離心力的作用下，從環(huán)形凸緣的中心端向著環(huán)形凸緣的外側(cè)形成的。吸環(huán)最好由一凸緣和一傾斜的導(dǎo)向部分構(gòu)成，在通孔的上緣最好設(shè)有一斜面，它具有與傾斜的導(dǎo)向部分相同的角度。
在按照本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)的循環(huán)泵中，當葉輪轉(zhuǎn)動時，在葉輪室中的流體壓力高于葉輪內(nèi)部的流體壓力。由于壓差，轉(zhuǎn)動中葉輪向著吸環(huán)向上抬升。由于壓差已流入葉輪和吸環(huán)之間的間隙的流體受到離心力的作用通過環(huán)形凸緣上的多條槽向著凸緣外側(cè)回流。這些流體與加壓流體沖突，從而在護罩和吸環(huán)之間形成具有相當大壓力的流體膜。該流體膜起到支承葉輪的流體軸承的作用，因此，葉輪可不接觸吸環(huán)而作潤滑式轉(zhuǎn)動。
因此，按照本發(fā)明，在護罩和吸環(huán)之間的流體膜起到流體軸承的作用，支承著葉輪，因而可以減少為克服葉輪室和葉輪內(nèi)部之間壓差引起的阻力而消耗的電機功率。另外，由于流體泄漏引起的壓差在一定程度上受到作用在已流入環(huán)形凸緣的上側(cè)和凸緣的下側(cè)之間的間隙的流體上的離心力的補償，因而這將防止會使循環(huán)泵效率下降的加壓流體的泄漏。另外，由于葉輪受到在護罩和吸環(huán)之間形成的流體膜的支承，因而不再需要用于抑止葉輪軸向抬升的任何附加零件如止推軸承，因簡化了循環(huán)泵的結(jié)構(gòu)，降低了其制造成本。
現(xiàn)在對照以下附圖詳述本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)循環(huán)泵的局部剖開的前視圖；圖2是表示圖1所示葉輪和泵殼的位置關(guān)系的放大視圖；圖3是表示按照本發(fā)明的循環(huán)泵的剖面圖；圖4是表示圖3所示葉輪和泵殼的位置關(guān)系的放大視圖；圖5是圖4中部分“A”的放大視圖；圖6是表示在按照本發(fā)明的循環(huán)泵中，在葉輪護罩的環(huán)形凸緣上形成的多條凸緣的位置關(guān)系的視圖。
圖3至圖6表示按照本發(fā)明的循環(huán)泵的一個實施例。
如圖3至圖6所示，循環(huán)泵51具有一臺電機60，一個葉輪70和一個泵殼80。
電機60包括一個電機殼64、定子61固定在電機殼中。定子61借助定子盒65、電機端68和多個密封件69a，69b和69c與流體隔開。轉(zhuǎn)子62與電機軸63固定地裝配。電機軸63的一端由在電機殼64的內(nèi)底部上的下軸承座66a和下襯套軸承67a可轉(zhuǎn)動地和在電機軸63的軸向上可滑動地支承。電機軸63的另一端穿過電機端罩68上形成的通孔68a，并由電機端罩68上的上襯套軸67b可轉(zhuǎn)動地和在軸向上可滑動地支承。在下軸承座66a和定子盒65之間，密封件69a防止流體漏出。同樣，在電機端罩68和定子盒65之間，密封件69b防止流體漏出。
葉輪70包括葉輪體71和護罩72。葉輪體71和護罩72通過超聲波焊接相互連接。葉輪體71具有多個用于流體加壓的葉片，并固定地裝配在電機軸63的另一端上。護罩72整體地固定在葉輪體71上，在護罩72的中心設(shè)有一個供流體流動的通孔73，在護罩72的上側(cè)形成一個環(huán)形凸緣72a。在環(huán)形凸緣72a上設(shè)置多條槽72b。多條槽72b繞環(huán)形凸緣72a的中心在環(huán)形凸緣72a上對稱地布置。每條槽72b沿著在按照環(huán)形凸緣72a的轉(zhuǎn)動出現(xiàn)的離心力的作用下從中心端向著環(huán)形凸緣72a外側(cè)形成的渦流的理論流線布置。
泵殼80設(shè)置在電機60上。泵殼80包括分設(shè)在其兩側(cè)的一條進口通道81和一條出口通道82，以及在其中心的一個葉輪室83。葉輪70設(shè)置在葉輪室83中。葉輪室83分別與進口通道81和出口通道82相連通。吸環(huán)84設(shè)置在葉輪室83的一端。吸環(huán)84包括一凸緣84a和一個傾斜的導(dǎo)向部分84b，其具有與護罩72的傾面73a相同的角度。在泵殼80和電機端罩68之間設(shè)有密封件69c以防止流體漏出。
按照上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的循環(huán)泵，當電流作用在電機60的定子61上時，借助下襯套軸承67a和上襯套軸承67b可轉(zhuǎn)動地支承在電機殼64上的電機軸63被定子61和轉(zhuǎn)子62之間出現(xiàn)的電磁力轉(zhuǎn)動。因此，緊配合在電機軸63一端上的葉輪70轉(zhuǎn)動起來。當葉輪70轉(zhuǎn)動時，流體通過泵殼80的進口通道81和吸環(huán)84流入葉輪70。流體被葉輪70加壓并送入葉輪室83，然后送至出口通道82。此時，在葉輪室83中的一些流體通過電機軸63和上襯套軸承67b之間的間隙流入定子盒65。流入定子盒65中的流體使電機60冷卻。
當葉輪70轉(zhuǎn)動時，在葉輪70內(nèi)的流體被葉輪70的多個葉片71a壓入葉輪室83。因此，葉輪室83中的流體壓力高于葉輪70內(nèi)的流體壓力。因此，葉輪70被壓向吸環(huán)84。同時，由于在其上固定葉輪70的電機軸63由下襯套軸承67a和上襯套軸承67b可轉(zhuǎn)動地和在軸向上可滑動地支承，因而葉輪70在轉(zhuǎn)動中向著吸環(huán)軸向抬升。
另外，由于在葉輪室83中的流體壓力高于葉輪70內(nèi)的流體壓力，因而葉輪室83中的加壓流體通過護罩72的環(huán)形凸緣72a的上側(cè)和吸環(huán)84的凸緣84a的下側(cè)之間，以及護罩72的斜面73a和吸環(huán)84的傾斜導(dǎo)向部分84b之間的間隙漏出到進口通道81。
此時，已流入護罩72的環(huán)形凸緣72a的上側(cè)和吸環(huán)84的凸緣84a的下側(cè)之間的間隙的流體受到離心力的作用，通過環(huán)形凸緣72a上的多條槽回流向環(huán)形凸緣72a的外側(cè)。流體泄漏引起的壓差受到離心力的相當大的補償，因此，通過間隙的流體泄漏明顯減少。
此外，在槽72b外端附近，高壓流體和通過槽72b向外加壓的流體相互沖突，因此，在護罩72和吸環(huán)84之間形成具有相當大壓力的流體膜。該充體膜起到支承葉輪70的流體軸承的作用，因此，葉輪70可以不接觸環(huán)吸環(huán)84而作潤滑式轉(zhuǎn)動。另外，由于如圖6中箭頭方向所示，由槽72b加壓的流體，抵抗高壓流體的流入方向b，向著葉輪70的轉(zhuǎn)向c傾斜地流動，因而通過槽72b流動的一些流體有助于在護罩72和吸環(huán)84之間形成流體膜。另外，吸環(huán)84的傾斜導(dǎo)向部分84b和護罩72的斜面73a加寬了流體膜作用在葉輪70上的有效區(qū)域，因此，流體膜可以很好地起到流體軸承的作用。
因此，按照上述結(jié)構(gòu)的循環(huán)泵，由于與電機軸63固定地裝配并與電機軸63一起轉(zhuǎn)動的葉輪70受到護罩72和吸環(huán)84之間形成的流體膜發(fā)揮的流體軸承的支承，因而可以減少為克服葉輪室83和進口通道81之間壓差引起的阻力所消耗的電機功率，因此，可以避免由于上述功耗引起的泵的效率下降。
另外，按照上述結(jié)構(gòu)的循環(huán)泵，由于引起流體泄漏的壓差在一定程度上受到作用在通過多條槽72b已流入環(huán)形凸緣72a的上側(cè)和凸緣84a的下側(cè)之間的間隙的流體上的離心力的補償，因而這會避免由于葉輪室83和進口通道81之間壓差引起的加壓流體的泄漏，從而防止泵的效率下降。
另外，按照上述結(jié)構(gòu)的循環(huán)泵，由于與電機軸63固定地裝配并隨電機軸63轉(zhuǎn)動地的葉輪70受到流體軸承形式的，護罩72和吸環(huán)84間形成的流體膜的支承，因而不再需要用于抑制葉輪軸向向上移動的附加零件如止推軸承，因此可以簡化循環(huán)泵的結(jié)構(gòu)、降低其造價。
顯然，本專業(yè)技術(shù)人員可對上述的本發(fā)明作各種變化而并不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)泵，它具有一臺電機、一個葉輪和一個泵殼，其中所述電機包括一個電機殼、一個固定在電機殼中的定子、一個定子盒、一個電機端罩和多個用于使定子與流體隔開的密封件、一個借助電流作用在定子上時與定子的相互電磁作用轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，以及一根整體式與轉(zhuǎn)子相結(jié)合的電機軸，電機軸的一端由電機殼內(nèi)底部上的下襯套軸承可轉(zhuǎn)動地和在軸向上可滑動地支承，電機軸的另一端穿過電機端罩上形成的一通孔，電機軸在電機端罩的通孔處由上襯套軸承可轉(zhuǎn)動地和在軸向可滑地支承；所述葉輪包括一個葉輪體，其具有用于流體加壓的，固定地與電機另一端裝配起來的多個葉片，以一個整體式固定在葉輪體上的護罩，在護罩中心形成一個供流體流動的通孔，在護罩上側(cè)形成一個環(huán)形凸緣，在護罩的環(huán)形凸緣上形成多條槽；以及所述泵殼包括一個殼體，其設(shè)置在電機上并具有分別設(shè)置在其兩側(cè)的一條進口通道和一條出口通道，在殼體中心設(shè)置葉輪，葉輪室與所述進口通道和出口通道相連通，一個吸環(huán)結(jié)合在殼體的進口通道的內(nèi)端并引導(dǎo)流體通過進口通道進入葉輪。
2.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)泵，其特征在于多條槽繞所述環(huán)形凸緣的中心在環(huán)形凸緣上對稱地分布，每條槽沿著在根據(jù)環(huán)形凸緣的轉(zhuǎn)動出現(xiàn)的離心力的作用下，從中心端向著環(huán)形凸緣外側(cè)形成的渦流的理論渦線形成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)泵，其特征在于所述吸環(huán)包括一個凸緣和一個傾斜的導(dǎo)向部分，在所述通孔的上緣設(shè)有一個斜面，其具有與所述傾斜的導(dǎo)向部分相同的角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及在系統(tǒng)如鍋爐中使流體加壓并循環(huán)的循環(huán)泵，這種泵具有改進的葉輪護罩和泵殼吸環(huán)，從而減小電機的功耗和高壓流體的泄漏。按照本發(fā)明的循環(huán)泵具有電機、葉輪和泵殼。電機軸由上、下襯套軸承可轉(zhuǎn)動地和可軸向滑動地支承。多條槽在環(huán)形凸緣上繞其中心。線條槽沿在轉(zhuǎn)動的離心力作用下從中心端向環(huán)形凸緣外側(cè)形成的渦流的理論流線分布。通過護罩和吸環(huán)之間的間隙流入葉輪的流體通過上述多條槽向外壓出。
文檔編號F04D29/08GK1139183SQ9610084
公開日1997年1月1日 申請日期1996年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月29日
發(fā)明者文成大 申請人:大宇電子株式會社