CN107725392B - 电子泵 - Google Patents
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Abstract
一种电子泵，包括转子组件，转子组件包括转子和叶轮，叶轮包括上盖板、下盖板以及叶片，叶片成形于上盖板和下盖板之间，叶片包括第一叶片和第二叶片，定义上盖板的外边缘为第一圆周，第二叶片起始于第二圆周，第一圆周的直径为第一直径，第二圆周的直径为第二直径，第二直径等于第一直径的0.6倍至0.7倍，第一叶片起始于第三圆周，第三圆周的直径为第三直径，叶轮的下盖板成形有平衡孔，平衡孔的中心位于第四圆周，第四圆周的直径为第四直径，第四直径大于第三直径小于第二直径；这样平衡下盖板上下两侧的压力，减小转子组件的向上运动的轴向力，有利于限位元件减少磨损，提高电子泵的寿命。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种热循环系统，具体涉及一种电子泵。
【背景技术】
近几十年来，电子泵已经渐渐取代传统的机械泵，并被大量运用于热循环系统中。电子泵具有无电磁干扰，高效环保，无级调速等优点，能很好的满足市场的要求。
电子泵包括转子组件，转子组件包括叶轮和转子，叶轮和转子围绕泵轴转动，沿泵轴的轴向叶轮通过限位装置限位，但是在电子泵运行时，转子组件会导致限位装置的磨损甚至功能失效。
因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种电子泵，能够改善限位部的磨损，提高电子泵的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电子泵，包括泵壳体、泵轴、转子组件以及限位部，所述泵壳体形成有泵内腔，所述转子组件设置于所述泵内腔，所述限位部限制所述转子组件在所述泵内腔的位置，所述泵轴的一端与所述泵壳体固定设置，所述泵轴的另一端悬臂伸入所述泵内腔，所述转子组件套设于所述泵轴外周面，所述转子组件能够围绕所述泵轴转动，所述述转子组件包括转子和叶轮，所述转子和叶轮固定连接，所述转子包括永磁体，所述叶轮包括上盖板、下盖板以及叶片，所述叶片成形于所述上盖板和所述下盖板之间，所述叶片包括第一叶片和第二叶片，所述第一叶片的长度大于所述第二叶片的长度，所述第一叶片和所述第二叶片间隔分布，定义所述上盖板的外边缘为第一圆周，所述第一圆周的直径为第一直径，定义一第二圆周，所述第二叶片起始于第二圆周，所述第二圆周的直径为第二直径，所述第二直径等于所述第一直径的0.6倍至0.7倍，定义一第三圆周，所述第一叶片起始于所述第三圆周，所述第三圆周的直径为第三直径，所述叶轮的下盖板成形有平衡孔，定义一第四圆周，所述平衡孔的中心位于第四圆周，所述第四圆周的直径为第四直径，所述第四直径大于所述第三直径并且所述第四直径小于所述第二直径。
与现有技术相比，本发明的叶轮包括上盖板、叶片以及下盖板，下盖板成形有平衡孔，这样平衡下盖板上下两侧的压力，减小转子组件的向上运动的轴向力，有利于限位元件减少磨损，提高电子泵的寿命。
【附图说明】
图1是电子泵一种截面结构示意图；
图2是电子泵的转子组件的分解结构示意图；
图3是图1中转子组件的一个截面结构示意图；
图4是图2中第二部分的一个截面结构示意图；
图5是图1中限位元件的一种结构示意图；
图6是图3中转子组件的第一部分的一个正面结构示意图；
图7是图2中第二部分的一个正面结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
图1为电子泵100的一种实施方式的结构示意图，电子泵100包括泵壳体，泵壳体能够形成泵内腔，本实施例中，泵壳体包括泵盖10、隔离套20、电机壳体30；本实施例中，泵盖10、隔离套20以及电机壳体30分别注塑成形，泵盖10与隔离套20以及隔离套20与电机壳体30通过螺钉120或螺栓固定连接，在泵盖10和隔离套20的连接处以及隔离套20以及电机壳体30的连接处均设置有密封圈130，这样可以提高连接处的密封性；隔离套20将泵内腔分隔为湿腔91和干腔92，湿腔91内可以有工作介质流过，干腔92无工作介质流过；当然泵壳体也可以为其他结构，本实施例中采用的泵壳体的结构，制造工艺相对简单，零部件的组装方便。本实施例中的电子泵100主要用于热循环系统中，热循环系统包括冷却循环系统和/或加热循环系统，电子泵100用于给循环介质提供循环动力。本实施例中的电子泵100可以应用于车辆冷却循环系统中。本实施例中的电子泵100可以应用于小体积、高扬程需求的场合。
电子泵100还包括泵轴40、转子组件50、定子组件60、控制单元70；转子组件50设置于湿腔91，定子组件60和控制单元70设置于干腔92；泵轴40与隔离套20经注塑固定，转子组件50能够围绕泵轴40转动，转子组件50包括叶轮5和转子4，转子4包括永磁体41，转子组件50与定子组件60通过隔离套20隔开，定子组件60与控制单元70电连接，控制单元70通过连接线与外部电源或信号电路等电连接。本实施例中，电子泵100为内转子式电子泵，内转子式电子泵是指转子组件50的永磁体比定子组件60更靠近泵轴40设置。
转子组件50至少包括两部分注塑件：第一部分501和第二部分502。第一部分501和第二部分502通过焊接固定，如超声波焊接固定。第一部分501包括上盖板51和叶片52，第一部分501一体注塑成形，其中一种实施例中注塑材料为包括聚苯硫醚塑料(简称PPS塑料)和玻璃纤维的混合物；第二部分502包括下盖板53、永磁体41以及第一轴承42，第二部分502包括以永磁体41和第一轴承42为注塑嵌件经过注塑注塑材料形成的包括注塑层的转子注塑件，其中一种实施方式中注塑层的注塑材料包括聚苯硫醚塑料(简称PPS塑料)和玻璃纤维的混合物，另外注塑层的注塑材料也可以是其他机械性能相对较好的热塑性材料。第一部分501和第二部分502通过焊接固定为一体。
电子泵100还包括转子组件的限位部，通过限位部将转子组件50限位于泵内腔，尤其是将转子组件的运动限位于泵内腔的对应位置范围内。限位部包括泵轴40、第一限位部1和第二限位部2，具体地，转子组件50设置于泵轴40的外围，进而泵轴40限定转子组件50的转动中心位置，第一限位部1用于限制转子组件50上端位置，具体地，第一限位部1用于限制转子组件50在启动时因轴向力而沿泵轴40向电子泵100的进口的运动位置。第二限位部2用于限制转子组件50的下端位置，具体地第二限位部2用于限制转子组件50停止转动时沿泵轴40向泵轴40的固定端运动位置。第一限位部1和第二限位部2相对于泵轴40固定设置，第一限位部1和第二限位部2可以限制转子组件50相对于泵轴40的位置。这样，第一限位部和第二限位部相对于泵轴固定设置，可以减少泵轴对第一限位部和第二限位部的磨损，也可以减少相对运动的噪音，有利于提高产品的使用寿命。
第一限位部1包括限位元件11和连接元件12，连接元件12与泵轴40连接，限位元件11通过连接元件12与泵轴40固定，限位元件11阻挡转子组件50沿泵轴40的轴向向上运动的距离和停止的位置，使得转子组件50的向泵轴自由端的最大轴向运动的距离不超过限位元件11所在泵轴40的固定位置。
参见图5，限位元件11为金属材料制成，其具有一定的厚度和硬度，限位元件11成形有中心孔110，限位元件11包括上端面111和下端面112，上、下端面经过表面处理，用以减小上、下端面的摩擦系数，或者至少下端面112经表面处理，这样，在电子泵工作时，可以减少转子组件50与限位元件11之间的摩擦力，一般地其下端面112的表面粗糙度小于1.6，本实施例中，为了防止安装错误，上下端面的表面粗糙度均小于1.6；限位元件11的中心孔110供连接元件12通过并与泵轴40固定；为了减少限位元件11的磨损，至少下端面112涂敷有类金刚石的涂层，为了防止安装错误，上端面111和下端面112可以均涂敷类金刚石的涂层。
连接元件12包括螺钉，螺钉具有与限位元件上端面111配合接触的平面部；泵轴40包括连接部，连接部用于与连接元件2配合连接，连接部包括螺纹孔4011；泵轴40成形有螺纹孔4011，螺纹孔4011自自由端沿泵轴40的轴向向泵轴40的内部延伸，螺钉与螺纹孔4011螺纹连接，螺钉将限位元件11压紧于泵轴40的自由端，使限位元件11与泵轴40固定连接。
第二限位部2和转子组件之间设置有垫片58，有利于减少转子组件以及第二限位部的冲击磨损。
叶轮5包括上盖板51、下盖板53以及叶片52，叶片52设置于上盖板51和下盖板53之间，本实施例中，叶片52包括第一叶片521和第二叶片522，第一叶片521的长度大于第二叶片522的长度，第一叶片521和第二叶片522间隔排布，叶轮5包括四个第一叶片521和四个第二叶片522，定义上盖板51或下盖板53的外边缘为第一圆周，第一圆周的直径为第一直径Φ1，第二叶片522起始于第二圆周，第二圆周的直径为第二直径Φ2，第二直径Φ2等于第一直径Φ1的0.6倍至0.7倍。第一叶片521包括第一侧面733和第二侧面744，第一侧面733为凹面，第二侧面744为凸面；定义一第三圆周，第三圆周的直径为第三直径Φ3，第一叶片起始于第三圆周，第三直径Φ3小于第二直径Φ2。
本实施例中，叶片52与上盖板51一体注塑成形，下盖板53设置有安装槽532，安装槽532对应第一叶片521设置，每一个安装槽532包括凹面侧533和凸面侧534，凹面侧533对应于第一叶片521的第一侧面733，凸面侧534对应于第一叶片521的第二侧面733。第一叶片与安装槽对应安装，第一叶片521与下盖板53焊接固定为一体。
为了进一步平衡转子组件50两端的轴向力，减少第一限位部1的限位元件11的磨损，叶轮5的下盖板53成形有平衡孔531，平衡孔531能够连通下盖板53的上下两侧，使下盖板53的上下两侧的压力差减小，有利于减少转子组件50向上运动的作用力，有利于转子组件减少限位元件11的磨损。
定义一第四圆周，平衡孔531的中心位于第四圆周，本实施例中平衡孔有多个，第四圆周的直径为第四直径Φ4，第四直径Φ4大于第三直径Φ3并且第四直径Φ4小于第二直径Φ2；这样平衡孔尽量设置在相邻的第一叶片521之间以及第三圆周和第二圆周直径的区域内，有利于减少平衡孔对叶轮工作介质的流动的影响。
平衡孔531的数量大于等于两个，平衡孔531的总流通面积等于每个平衡孔531的流通面积之和，叶轮5的外边缘与壳体之间成形有环形间隙301，工作介质经过环形间隙301，环形间隙301对所述工作介质形成有环形流通截面积，平衡孔531的总流通面积等于该环形流通截面积的5倍至8倍。电子泵工作时，工作介质进入叶轮，工作介质经过环形间隙301进入下盖板53下方的湿腔，这样环形间隙301连通下盖板53以上的湿腔和下盖板53以下的湿腔，由于工作介质自叶轮5的中心向叶轮的外边缘的压力逐渐增加，这样下盖板53以下的湿腔的压力与叶轮5外边缘的压力大致相同，这样下盖板53以下的湿腔的压力大于下盖板以上的湿腔压力，由于压力差的作用，叶轮5带到转子组件向泵轴的自由端方向移动，本实施例中，保证平衡孔531的总流通面积大于等于该环形流通截面积，由于环形流通截面处的工作介质压力比平衡孔处的工作介质的压力大，为了进一步降低压差，可以增加平衡孔的总流通面积。这样设计有利于降低压力差，减少转子组件向泵轴的自由端方向移动的压力，进而减少第一限位部所受的力，减少磨损。具体地，平衡孔531的总流通面积大于等于3mm2小于等于18mm2。叶轮5包括4个平衡孔531，平衡孔531的流通截面大致呈圆形，每个所述平衡孔531的流通面积大于1.7mm2小于3.2mm2；这样既保证工作介质的连通，又能保证工作介质在相邻的叶片的流通不受影响。
叶轮组装后，平衡孔531设置于相邻第一叶片521之间，具体地，平衡孔531设置于相邻安装槽532之间，平衡孔531的外缘距离与平衡孔531更靠近的安装槽532的凹侧面533的距离大于等于1mm。进一步，将平衡孔531投影到对应的上盖板51时，沿叶轮5的轴向自上盖板51的下端面向上端面方向，第二叶片522的起始端S与叶轮的中心O的连线形成第一线段SO，与第二叶片522的凹面侧相邻的第一叶片521起始端F与叶轮5的中心O形成第二线段FO，平衡孔531的中心P与叶轮中心O的连线形成第三线段PO，第二圆周与与平衡孔靠近的第一叶片的第一侧面的交点C与叶轮中心O的连线形成第四线段CO，第一线段SO与第四线段CO之间的夹角为第一夹角α，第三线段PO与第二线段FO的夹角为第二夹角β，第二夹角β小于第一夹角α。
需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (11)
1.一种电子泵，包括泵壳体、泵轴、转子组件以及限位部，所述泵壳体形成有泵内腔，所述转子组件设置于所述泵内腔，所述限位部限制所述转子组件在所述泵内腔的位置，其特征在于：所述泵轴的一端与所述泵壳体固定设置，所述泵轴的另一端悬臂伸入所述泵内腔，所述转子组件套设于所述泵轴外周面，所述转子组件能够围绕所述泵轴转动，所述转子组件包括转子和叶轮，所述转子和叶轮固定连接，所述转子包括永磁体，所述叶轮包括上盖板、下盖板以及叶片，所述叶片成形于所述上盖板和所述下盖板之间，所述叶片包括第一叶片和第二叶片，所述第一叶片的长度大于所述第二叶片的长度，所述第一叶片和所述第二叶片间隔分布，定义所述上盖板的外边缘为第一圆周，所述第一圆周的直径为第一直径，定义一第二圆周，所述第二叶片起始于第二圆周，所述第二圆周的直径为第二直径，所述第二直径等于所述第一直径的0.6倍至0.7倍，定义一第三圆周，所述第一叶片起始于所述第三圆周，所述第三圆周的直径为第三直径，所述叶轮的下盖板成形有平衡孔，定义一第四圆周，所述平衡孔的中心位于第四圆周，所述第四圆周的直径为第四直径，所述第四直径大于所述第三直径并且所述第四直径小于所述第二直径；沿叶轮的轴向自所述上盖板的下端面向上端面方向，将所述平衡孔投影到所述上盖板上，所述第二叶片的起始端与所述叶轮的中心的连线形成第一线段，与所述第二叶片的凹面相邻的所述第一叶片起始端与所述叶轮的中心形成第二线段，所述平衡孔的中心与所述叶轮的中心的连线形成第三线段，所述第一叶片包括第一侧面，所述第一侧面为凹面，所述第二圆周与所述平衡孔靠近的所述第一叶片的第一侧面的交点与所述叶轮中心的连线形成第四线段，所述第一线段与所述第四线段之间的夹角为第一夹角，所述第三线段与所述第二线段的夹角为第二夹角，所述第二夹角小于所述第一夹角。
2.根据权利要求1所述的电子泵，其特征在于：所述平衡孔的数量大于等于两个，所述平衡孔的总流通面积等于每个平衡孔的流通面积之和，所述叶轮的外边缘与所述壳体之间形成环形间隙，所述环形间隙形成有环形流通截面积，所述平衡孔的总流通面积大于等于该环形流通截面积。
3.根据权利要求1所述的电子泵，其特征在于：所述平衡孔的数量大于等于两个，所述平衡孔的总流通面积等于每个平衡孔的流通面积之和，所述平衡孔的总流通面积大于等于3mm2小于等于18mm2。
4.根据权利要求3所述的电子泵，其特征在于：所述叶片包括四个所述第一叶片和四个所述第二叶片，所述叶轮包括四个所述平衡孔，所述平衡孔设置于相邻的所述第一叶片之间，所述平衡孔的流通截面为大致圆形，每个所述平衡孔的流通面积大于等于1.7mm2小于等于3.2mm2。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电子泵，其特征在于：所述第一叶片与所述上盖板一体固定，所述下盖板设置有安装槽，所述安装槽与所述第一叶片对应设置，所述平衡孔设置于相邻的所述安装槽之间，与所述平衡孔更靠近的一个安装槽的凹侧面距离所述平衡孔的外边缘的距离大于等于1mm。
6.根据权利要求1至4任一项所述的电子泵，其特征在于：所述限位部包括第一限位部和第二限位部，所述第一限位部限制所述转子组件沿所述泵轴向远离所述泵轴固定部的方向移动，所述第二限位部限制所述转子组件沿所述泵轴向所述泵轴固定部的方向移动，所述第一限位部与所述泵轴的自由端固定设置，所述第二限位部与所述泵轴固定部固定设置；所述第一限位部相对第二限位部靠近所述自由端设置。
7.根据权利要求5所述的电子泵，其特征在于：所述限位部包括第一限位部和第二限位部，所述第一限位部限制所述转子组件沿所述泵轴向远离所述泵轴固定部的方向移动，所述第二限位部限制所述转子组件沿所述泵轴向所述泵轴固定部的方向移动，所述第一限位部与所述泵轴的自由端固定设置，所述第二限位部与所述泵轴固定部固定设置；所述第一限位部相对第二限位部靠近所述自由端设置。
8.根据权利要求6所述的电子泵，其特征在于：所述第一限位部包括螺钉和限位元件，所述螺钉与所述泵轴连接，所述螺钉与所述自由端将所述限位元件压紧固定，所述限位元件位于所述螺钉的平面部与所述自由端的端部之间。
9.根据权利要求7所述的电子泵，其特征在于：所述第一限位部包括螺钉和限位元件，所述螺钉与所述泵轴连接，所述螺钉与所述自由端将所述限位元件压紧固定，所述限位元件位于所述螺钉的平面部与所述自由端的端部之间。
10.根据权利要求8或9所述的电子泵，其特征在于：所述限位元件包括上端面和下端面，所述上端面与所述螺钉接触，所述下端面与所述自由端接触设置，至少所述限位元件下端面的表面粗糙度小于1.6。
11.根据权利要求10所述的电子泵，其特征在于：所述限位元件包括涂层，至少所述限位元件的下端面涂覆有所述涂层，所述涂层的材料为类金刚石。
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- 2016-08-11 CN CN201610658710.2A patent/CN107725392B/zh active Active
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