CN104995410A - 用于吸取气体射流的离心电泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体机器领域。特别地，本发明涉及用于吸取气体射流的离心电泵(1)，包括：-装配有转轴(3)的电机；-装配有用于气体射流的吸入口(5)和至少一个排放口(6)的抽吸体(4)；-至少一个风扇(8)，安装到所述轴(3)上，并且由所述电机(2)的运动驱动，适于从所述吸入口(5)吸入空气流，将其旋转并通过所述至少一个排放口(6)将其排出所述抽吸体(4)外部，其中所述电机(2)包括：-具有绕组(9)的转子；-适于产生磁场的定子(10)，所述转子(9)在所述磁场中旋转，并且其中所述定子(10)是永磁体的类型，所述转子(9)以高转速旋转。

Description

用于吸取气体射流的离心电泵

技术领域

本发明涉及流体工作机器领域。

特别地，本发明涉及吸取气体射流的离心电泵，特别适于用于真空吸尘器和地板清洗机中的真空泵，用于通过吸取包含灰尘或液体的空气来清洁表面，用于家庭和工业以及专业环境。

背景技术

由于这些电泵的转速非常高，它们商业上被定义为“涡轮机”，尽管事实上他们是工作机器。实际上，转数远远超过3，000转每分钟(rpm)，达到7，000-8，000rpm及以上。

传统类型的用于吸取气体射流的离心电泵主要包括具有高转数的电机和抽吸泵，该抽吸泵提供有用于吸取液体的吸入口和用于排放属于相同的泵体的相同的液体的排放口。所述抽吸体内的内部腔室中液体的流动由至少一个包含于其中的叶轮或风扇引起。

在较简单和便宜的真空清洁器中，通常使用直流(through-flow)电机，在电机中过滤后，载满细粉尘的热气被吹出电机以被冷却。

在也用作湿真空清洁器和地板清洗机的真空清洁器中，有必要使用具有“旁路”技术的电机，其中抽吸泵体与该电机完全分离。在该后一种情况中，载满吸入灰尘的空气或者用于清洗的任何液体，与电机之间没有接触。电机可以由直流或交流供电，该电机主要由定子即最外面且固定的部分以及在其中旋转的转子组成。

定子适于在涡轮机和电泵的应用中产生磁场，其通常由铜线圈组成，电流流过该铜线圈。

特别地，传统的定子由叠片形成，该叠片由硅钢合金或固体钢形成，构造以限定槽，铜线圈缠绕在槽周围。通过覆盖槽的特殊的绝缘纸，叠片铁芯与所述线圈绝缘。

同样，通常类型的转子具有绕组(windings)，该绕组由铁磁圆柱形形成，从而具有一系列轴向设置的槽，槽内放置限定磁路的绕组或线圈。所述绕组利用称为换向器或滑环(或Pacinotti环)的设备相互连接。

所述换向器也用作具有滑动触点的旋转开关，并且适于切换线圈之间的电流，从而改变与定子产生的磁场的相互作用。

在转子旋转期间，所述绕组与电刷接触，通过电刷提供电流至电机，并且旋转产生的转矩与流过转子绕组的电流成比例。

构造需要高功率和高转子转数的用于离心电泵和涡轮机的这些电机很复杂，其需要很多劳动，因此非常昂贵。

此外，这些类型的电机根据它们被安装到的机器的要求设计成专用的：每个模型是定制设计和制造的，限定精确的槽数和线圈，并且协调转子的匝数以及定子的对应匝数。

发明内容

本发明的目的在于克服这些限制，产生具有旁路型电机的用于吸取气体射流的离心电泵，该电机具有高转数，该电泵效率很高并且同时可以容易地、快速地和低成本地生产。

本发明的另一个目的在于生产装配有容易改变功率的电机的电泵，从而确保电泵具有广泛的性能。

利用用于吸取气体射流的离心电泵实现这些目的，该用于吸取气体射流的离心电泵包括：

-提供有转轴的旁路电机；

-提供有用于气体射流的吸入口和属于相同抽吸体的至少一个排放口；

-至少一个风扇，安装在所述轴上，并且由所述电机运动驱动，适于通过吸入口吸入空气流，使空气流旋转并且通过所述至少一个排放口将其排放出所述抽吸体外部。

其中所述电机包括：

-具有绕组的转子；

-适于产生磁场的定子，所述转子在磁场内旋转，

其特征在于所述定子是永磁类型，并且所述转子以高转数旋转。

特别地，所述转子以高于7，000-8，000rpm的转数旋转。

根据本发明的第一个实施例，所述定子包括由铁制成的空心圆柱体，在该空心圆柱体内部设置具有相反极性的两个永磁体，适于在所述空心圆柱体内产生磁场。

有利地，所述永磁体大致上是半圆柱形状，并且所述定子包括弹簧片，设置在所述空心圆柱体内部，适于将所述永磁体限定在适当位置。

根据本发明的另一个实施例，具有绕组的所述转子包括可以并联或串联方式相互连接的多个绕组。

在本发明的特定优选实施例中，所述定子包括第三永磁体，设置在所述空心圆柱体外部，其磁场适于与两个内部磁体产生的磁场相互作用，从而改变所述转子的转数。

特别地，相对于两个内部磁体的设置，所述空心圆柱体外表面上的所述第三磁体的位置适于修改定子产生的磁场，从而修改其与转子产生的磁场的相互作用，确定更高或更低的旋转速度。

有利地，所述电机包括用于调整围绕所述空心圆柱体的所述第三磁体的位置的装置。

在本发明的更优选的实施例中，可从所述电机外部访问所述调整装置。

本发明的优点如下：

主要优点在于简单的构造和电机的小型化，并且特别地，电泵的定子：需要设计、制造和安装的很多元件以及铜线绕组不再需要。简单地在空心圆柱体内部放置两个相反极性的磁体形成定子，然后转子可在空心圆柱体中自由放置。

对于电泵制造商来说，这种简单的构造可以看作是成本的大幅节省，并且利用特定风扇促进冷却电机，这在这些旁路电机类型上是常见的。

由于第三磁体的存在所提供的灵活性，根据本发明能够满足宽泛的功率要求，具有定子的电机被装配电泵上，，而不需要做实质的改变以确保特定应用所需要的高转数，其中该定子具有永磁体。

附图说明

在下文中由非限定性的例子提供本发明的优选实施例的描述和附图的帮助下，这些和其它优点将更加清楚，其中：

图1显示了根据本发明的用于吸取气体射流的离心电泵的横截面视图；

图2-4分别显示了用于根据本发明的离心电泵的具有永磁体的电机的整体轴侧视图、在纵切面和顶视图方向的轴侧视图。

图5和图6分别显示了图2中电机定子的整体轴测视图和轴向轴侧视图；

图7显示了根据本发明的可能的实施例的具有永磁体的电机的轴侧视图；

图8显示了关于图7中的定子产生的磁场强度的顶视图。

具体实施方式

参考图1，示出了用于吸取气体射流的离心电泵1，其装配了根据本发明的优选实施例的具有永磁体的旁路型电机2。

所述电泵1实质上由提供有驱动轴3、抽吸体4和适于移动空气流的一个或多个风扇8的电机2形成。

在示出的实施例中，所述抽吸体4是圆柱形，并且包括提供有放置在中心的吸入口5的环形基座，以及提供有多个排放口6的侧表面，适于排出吸入的空气流，而不需要通过所述电机2。

所述体4实际上在顶部由盖7封闭，盖7还用作所述电机2的基座。

所述风扇8装配在所述驱动轴3上并且由所述电机2的运动驱动。

特别参考图2-4，它们示出了装配到根据本发明的图中的电泵1的具有永磁体的电机2的细节。

所述电机2主要包括：

-具有绕组9的转子，适于以高转数运行，至少7，000-8，000rpm；

-具有永磁体类型的定子10，适于产生磁场，所述转子9在该磁场中旋转。

定子10和转子9之间有十分之几毫米的气隙以允许转子9自由旋转。

转子9由实质上是环形的叠片铁芯16形成，具有用于驱动轴3通过的内孔，以及称为转子槽的外沟槽17，用于容置转子绕组。

在示出的实施例中，其中电机2可以在泵的吸入口打开时速度可高达15,300rpm，以及在泵的吸入口关闭时速度可高达18,000rpm，转子绕组由24个铜感应线圈14形成。

利用具有永磁体的定子9取代传统定子导致的增加的电流吸收有利地通过修改转子9内部的每个线圈14的匝数来补偿。

例如，在上述例子中，每个线圈14包括6匝。

特别参考图5和图6，它们示出了包括在根据本发明的电泵1的电机2中的具有永磁体的定子10。

上述定子10包括由铁制成的空心圆柱体11，在其内部提装配具有相反极性的两个永磁体12a和12b，适于在所述空心圆柱体11内部产生磁场。

所述永磁体12a和12b实质上是半圆柱形，并且由所述空心圆柱体11的内壁支撑并通过固定在相同的圆柱体上的弹簧片13挤压在该内壁上。

如图7和图8所示，为了能够有利地改变由定子10产生的磁场，从而改变电机2的转数和功率，可以在所述定子10上提供第三永磁体15。

所述第三磁体15设置在空心圆柱体11外部，但其磁场适于与空心圆柱体11内部的两个磁体12a和12b产生的磁场相互作用，从而改变所述转子9的转数。

特别地，所述第三磁体15在所述空心圆柱体11外表面所处的位置，相对于两个内部磁体12a和12b的设置和极性，修改了由所述第三磁体15产生的磁场与所述圆柱体11内部的磁场之间的相互作用。

例如，如可以在图8中的示意图中看到的，如果第三磁体15设置在圆柱体11的外部，那么第三磁体15的具有负极性的表面面对具有正极性的内部磁体12b的表面，定子10的总磁场强度将增大。反之亦然，如果设置在圆柱体11的外部的第三磁体15的负表面面对内部磁体12a的负表面，那么定子10的总磁场强度将减小。

因此，所述第三磁体15在圆柱体11的外表面上的位置是重要的，并且有利地可以根据需要和电机2的功率要求容易地调节和改变。

在这方面，在本发明的可能的实施例中(没有示出)，所述电机2可以包括可从电机2外部访问的特定的调节装置，设置以改变围绕所述圆柱体11的第三磁体15的位置，从而允许调节转子9的旋转速度以及电机2的功率，而不需要采取替换元件的动作。

以下描述位于离心电泵1内部的根据本发明的电机2的运行。

电流通过位于转子9上的匝上的绕组14。由铜线组成的该绕组产生电磁场。

产生的电磁场因此浸入到另一个磁场中，由定子10产生的磁场的特点为两个极对即永磁体12a和12b的存在。

随着转子9的磁场趋向对齐定子10的磁场，转子9通过电磁感应开始旋转。

旋转期间，滑动触点开关切换转子9的线圈14之间的电流，使得定子10的磁场和转子9的磁场永远不会完全对齐，从而获得连续的旋转。

在图7和图8绘示的实施例中，可能根据用户的决定连续地修改第三磁体15的位置，从而容易地调节转子9的旋转速度。

自然地，在不背离本发明的范围的情况下，本领域具有普通技术的人员可以改变定子的永磁体数量、槽的数量以及转子线圈的数量和每个线圈的匝数，并且也可以利用电机操作其它类型的流体工作机器，以及多级的流体工作机器。

Claims (10)

1.用于吸取气体射流的离心电泵(1)，包括：

-旁路型电机(2)，提供有转轴(3)；

-抽吸体(4)，提供有用于气体射流的吸入口(5)和属于相同抽吸体(4)的至少一个排放口(6)；

-至少一个风扇(8)，安装在所述轴(3)上并且由所述电机(2)的运动驱动，所述风扇(8)适于从所述吸入口(5)吸入空气流，将空气流旋转并通过所述至少一个排放口(6)将其排放出所述抽吸体(4)外部，

其中，所述电机(2)包括：

-具有绕组(9)的转子；

-定子(10)，适于产生使所述转子(9)在其内部旋转的磁场，

其特征在于，所述定子(10)是永磁体的类型，并且所述转子(9)以高转速旋转。

2.根据权利要求1的离心电泵(1)，其特征在于，所述转子(9)以高于7,000-8,000rpm的转数旋转。

3.根据权利要求1的离心电泵(1)，其特征在于，所述定子(10)包括由铁制成的空心圆柱体(11)，在其内部装配有相反极性的两个永磁体(12a，12b)，适于在所述空心圆柱体(11)内部产生磁场。

4.根据权利要求3的离心电泵(1)，其特征在于，所述永磁体(12a，12b)大致是半圆柱形。

5.根据权利要求4的离心电泵(1)，其特征在于，所述定子(10)包括弹簧片(13)，装配在所述空心圆柱体(11)内部，适于将所述永磁体(12a，12b)固位。

6.根据权利要求1的离心电泵(1)，其特征在于，具有绕组的所述转子(9)包括多个可并联或串联方式相互连接的线圈(14)。

7.根据权利要求1的离心电泵(1)，其特征在于，所述定子(10)包括第三永磁体(15)，设置在所述空心圆柱体(11)外部，所述第三永磁体(15)的磁场适于与两个内部磁体(12a，12b)产生的磁场相互作用，从而改变所述转子(9)的转数。

8.根据权利要求7的离心电泵(1)，其特征在于，所述第三磁体(15)在所述空心圆柱体(11)上的位置相对于两个内部磁体(12a，12b)的设置适于改变由定子(10)产生的磁场，从而改变其与转子(9)产生的磁场的相互作用，以确定更高或更低的转速。

9.根据权利要求8的离心电泵(1)，其特征在于，所述电机(2)包括用于调整在所述空心圆柱体(11)的外表面周围的所述第三磁体(15)位置的装置。

10.根据权利要求9的离心电泵(1)，其特征在于，可从所述电机(2)外部访问所述用于调整的装置。