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CN117167289A - 一种可扩展微型多级屏蔽泵 - Google Patents

一种可扩展微型多级屏蔽泵 Download PDF

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Publication number
CN117167289A
CN117167289A CN202311128267.4A CN202311128267A CN117167289A CN 117167289 A CN117167289 A CN 117167289A CN 202311128267 A CN202311128267 A CN 202311128267A CN 117167289 A CN117167289 A CN 117167289A
Authority
CN
China
Prior art keywords
main shaft
bearing
hydraulic floating
assembly
water outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311128267.4A
Other languages
English (en)
Inventor
章玮玮
杨鹏
刘乐
章立
胡杨
李星儒
张涛
许家茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Xinhu Canned Motor Pump Co Ltd
Original Assignee
Hefei Xinhu Canned Motor Pump Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Xinhu Canned Motor Pump Co Ltd filed Critical Hefei Xinhu Canned Motor Pump Co Ltd
Priority to CN202311128267.4A priority Critical patent/CN117167289A/zh
Publication of CN117167289A publication Critical patent/CN117167289A/zh
Pending legal-status Critical Current

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明涉及屏蔽泵技术领域,具体是一种可扩展微型多级屏蔽泵,包括支撑筒体,所述支撑筒体的筒壁上开设有供液体流动的夹层通道;支撑筒体内腔的壁面上同轴固接有定子,支撑筒体内腔中同轴转动安装有主轴,主轴上安装有与定子彼此配合的转子,且定子和转子之间形成有过流间隙;所述主轴固定在壳体内部轴承上,主轴上安装有若干驱动液体做工的叶轮;该可拓展微型多级屏蔽泵的各部件共同组成了若干流道,所述电机的多个表面被所述流道包裹,散热性能有了极大提升,该可拓展微型多级屏蔽泵可根据需要叠加多级叶轮,以达到所需性能。

Description

一种可扩展微型多级屏蔽泵
技术领域
本申请涉及屏蔽泵技术领域,尤其涉及一种可扩展微型多级屏蔽泵。
背景技术
随着现代电子技术的飞速发展,5G基站、雷达热控系统、海上舰船、航空器机平台等领域中特种电子设备越来越高集成化、功率大型化,电子设备的功率越来越大,其热损耗也随之增加,传统风冷已难以满足现阶段的冷却需求。
相比传统风冷散热,液冷散热能力更强,是高端电子设备散热的必然趋势。泵作为其驱动液体工质循环的核心部件,相当于人体血液循环的心脏,然而泵的大小却成为其应用于这些领域的一大障碍。
普通微型泵的轴承系统与液体腔连通,导致轴承系统中的润滑油被工作液体稀释,丧失润滑能力,轴心与轴承直接摩擦,泵的寿命和噪声大大恶化。目前的解决方案大多采用动密封的方式,使用填料或者密封圈将轴承与流体隔开,但是这种方式的密封能力较差,而且轴与密封件之间的摩擦会降低电机对叶轮输出的驱动力,使微型泵的性能大大降低。
现有技术中微型泵所使用的滚珠轴承,其将球形合金钢珠安装在内钢圈和外钢圈的中间,中间填充有润滑脂,以滚动方式来降低动力传递过程中的摩擦力和提高机械动力的传递效率。但该滚珠轴承具有以下缺点,第一,应用于微泵中长期运行时滚珠轴承的润滑脂浸泡在水中易被冲走,导致失效;第二,由于磨损,会导致滚珠轴承寿命较低;第三,由于磨损,会导致噪音较大。
同时现有微型屏蔽泵往往因为追求小体积而性能无法满足一些需高扬程的工况,而满足高扬程的多级屏蔽泵体型又太大。
因此,我们提出了一种可扩展微型多级屏蔽泵来解决以上问题。
发明内容
一种可扩展微型多级屏蔽泵,包括壳体、轴承结构组件、主轴、叶轮本体和电机本体。壳体设有供液体流入的进水入口和供液体流出的出水排口。轴承结构组件包括轴承和轴承座,轴承座固定在壳体上。主轴支撑在轴承上。叶轮主体包括固定在主轴靠近进水口端的首部叶轮和固定在主轴靠近出水口端的若干尾部叶轮。电机主体包括固定在主轴上的转子组件和固定在壳体内部的定子组件。
进一步的,壳体包括进水口端、支撑筒体和出水口端。进水口端与支撑筒体前端之间同轴连接,出水口端与支撑筒体后端之间同轴连接,出水口端包括与尾部叶轮相配合的连接段和开设有出水排口的出水口段,连接段和出水口段之间同轴连接,进水口端、支撑筒体、连接段和出水口段之间均设有相互配合的卡槽,相互配合的卡槽间可通过螺纹或焊接密封固定,连接段通过相互配合的卡槽可持续叠加。
进一步的,进水口端上开设有供流体流入且与首部叶轮连通的进水入口;支撑筒体的筒壁上开设有供液体流动的夹层通道;出水口端中的连接段上开设有与夹层通道连通且与尾部叶轮连通的流道,出水口端中的出水口段上开设有与尾部叶轮连通且供液体流出的出水排口,连接段和出水口段上均设有用于收束流体的缩口结构。
进一步的,轴承组件为液压浮动轴承组件,液压浮动轴承件组件包括固定在壳体上的液压浮动轴承座和固定在主轴上的液压浮动轴承本体,液压浮动轴承座上开设有供液体流通的通孔,液压浮动轴承本体与液压浮动轴承座的配合面上设置有“八”字形槽道,用于在高速旋转时产生高压液膜,支撑主轴悬浮,并对其进行润滑和冷却,且转子转速越高轴承的刚度越强。
进一步的,轴承结构组件采用高速滚珠轴承组件,滚珠轴承组件包括固定在壳体上的滚珠轴承座和支撑主轴的滚珠轴承本体,滚珠轴承座上开设有供液体流通的通孔,滚珠轴承本体为微型精密陶瓷高速角接触轴承,可适应高转速、间断性工作和启停次数较多的场合;同时,由于滚珠轴承本体与滚珠轴承座和主轴之间过盈配合,产生的过盈力可以更好的抵抗产生的轴向力。滚珠轴承本体具有输送介质自润滑特性,中间无需填充润滑脂,避免了一般金属滚珠轴承的润滑脂失效和污染输送介质的情况,且陶瓷材料的耐磨性,大大提高轴承系统的寿命和可靠性。
进一步的,轴承结构组件采用滑动轴承组件,滑动轴承组件包括固定在壳体上的滑动轴承座和支撑主轴的滑动轴承本体,滑动轴承座上开设有供液体流通的通孔,滑动轴承外壁过盈安装在滑动轴承座上,滑动轴承内壁开设有若干螺旋槽道,主轴支撑在滑动轴承内壁上,液体流入螺旋槽道润滑滑动轴承,减少摩擦;滑动轴承本体采用特种石墨或碳化硅材料制成,具有自润滑特性。
进一步的,轴承结构组件采用液压浮动轴承组件或滑动轴承组件时,为了解决轴向力对泵的损害,在某些轴承组件后方加装止推盘;止推盘一端面上设有弧线形槽道,止推盘固定在主轴上,止推盘位于某些轴承座后端,且止推盘与某些轴承座的端面间设有一定间隙,主轴的高速旋转带动止推盘高速旋转,高速旋转的止推盘利用设有的弧线形槽道使工作液体在止推盘端面与某些轴承座之间的间隙上产生一层轴向高压液膜,轴向力使主轴带着止推盘向前窜动,通过间隙间形成的轴向液膜,使止推盘完全轴向浮动,从而使止推盘与某些轴承座之间无法接触,凭借液膜的缓冲,产生了一股与来流方向相同的轴向力,轻松抵消剩余轴向力,达到无磨损、无噪音的技术效果,从而使整泵的轴向力得到平衡,避免了轴向力不平衡导致的故障和损失。同时止推盘两端面镀了一层钛化硅,提高了止推盘的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
进一步的,叶轮本体径向外侧布置有导叶盘,导叶盘上设置有导流片。与首部叶轮配合的是首部导叶盘,首部导叶盘位于筒体前端,且与筒体一体成形,首部导叶盘上相邻导流片与进水口端的内壁面之间围合形成与筒体上夹层通道彼此连通的导流通道;与尾部叶轮配合的是尾部导叶盘,尾部导叶盘上相邻导流片与连接段的内壁面之间围合形成与出水口段彼此连通的导流通道。
进一步的,电机本体不同于常规电机,转子组件的铁芯与定子组件的铁芯均采用超薄矽钢片,转子组件采用表贴式磁钢结构,即在转子铁芯本体的表面贴设磁体,并在其表面涂抹一层环氧树脂,这种结构无需在转子铁芯本体内开槽,从而使转子铁芯的结构简单、电机功率密度增高;转子组件的屏蔽套采用超薄屏蔽套,尽量减少涡流损耗,以提高电机效率;定子铁芯与壳体固定后,插入高强度塑料制成的定子屏蔽套,定子屏蔽套与设置在壳体上的密封件配合,将定子组件与输送液体完全隔离,从而达到屏蔽效果;定子屏蔽套可以解决掉金属套产生大量涡流损耗发热的问题,从而大大提高电机效率;且定子屏蔽套外侧均匀分布有若干加强筋,增强定子屏蔽套结构强度;定子屏蔽套内侧设有若干螺旋状凸起,增加内部流体的扰动,增大其流阻,减小整泵的轴向力。
进一步的,第一轴承座和首部导叶盘含于筒体中,三者一体成形,其上设有若干联通进水口端和连接段中液体的夹层通道,供液体流通并带走定子组件外侧产生的热量,同时减少了零部件数量,便于进行装卸,提高装配精度,使整泵结构更加紧凑。
本发明具备如下有益效果:
本发明中,叶轮本体、导叶本体、轴承结构组件、壳体及电机部分共同构成若干输送液体的流道。利用的所输送的液体对轴承和主轴进行润滑和冷却,以及对电机进行散热,从而使可拓展微型多级屏蔽泵散热性能优越,温升大大降低,保证了该泵的长时间可靠运行。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本申请公开的实施例,并且连同说明书一起用于解释本申请公开的原理。
参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本申请,其中:
图1为滚珠轴承组件剖面示意图;
图2为液压浮动轴承组件剖面示意图;
图3为滑动轴承组件剖面示意图;
图4为液压浮动轴承外形示意图;
图5为止推盘外形示意图;
图6为可扩展微型多级屏蔽泵的一种特殊形式结构示意图;
图7为可扩展微型多级屏蔽泵的另一种特殊形式结构示意图;
图8为定子屏蔽套外形结构示意图;
图9为筒体外形结构示意;
图10为滚珠轴承组件另一种剖面示意图;
图11为图2中A处放大结构示意图。
图中:1、壳体;11、进水口端;111、进水入口;12、支撑筒体;121、筒体内壁;122、夹层通道;123、筒体内腔;124、电机出线孔;13、出水口端;131、连接段;132、出水口段;1321、出水排口;
2、轴承结构组件;21、液压浮动轴承组件;211、液压浮动轴承本体;212、液压浮动轴承座;2120、左检测腔;2121、连接管;2122、右检测腔;2123、右驱动腔;2124、驱动活塞;2125、拉簧;2126、左驱动腔;2127、推杆液腔;2128、推杆活塞;2129、顶出推杆;2130、限流环;2131、溢流槽;2132、限动球;22、滚珠轴承组件;221、滚珠轴承本体;222、滚珠轴承座;23、滑动轴承组件;231、滑动轴承本体;232、滑动轴承座;
3、主轴;
4、叶轮本体;41、首部叶轮;42、尾部叶轮;
5、电机本体;51、转子组件;52、定子组件;521、定子屏蔽套;
6、导叶本体;61、首部导叶;62、尾部导叶;
7、止推盘。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本发明提供了一种可扩展微型多级屏蔽泵。如图1所示,所述可拓展微型多级屏蔽泵包括壳体1、轴承结构组件2、主轴3、叶轮本体4和电机本体5。
具体地,如图1和图2所示,壳体1被设计成三个部件,包括进水口端11、支撑筒体12和出水口端13,其中,出水口端13包括连接段131和出水口段132;进水口端11同轴连接在支撑筒体12前端,支撑筒体12后端与连接段131前端连接,出水口段132连接在连接段131后端,各部分通过相互配合的卡槽组合安装在一起,卡槽间通过螺纹或者焊接密封固定。进水口端11轴对称中心位置处开有进水入口111。出水口段132轴对称中心位置处开有出水排口1321。
本发明中,结合图4可知,支撑筒体12由筒体内壁121、夹层通道122、筒体内腔123、电机出线孔124共同组成;轴承结构组件2位于壳体1内部,主轴3支撑在轴承结构组件2上,叶轮本体4固定在主轴3上,首部叶轮41位于进水口端11和支撑筒体12之间,尾部叶轮42位于连接段131和出水口段132之间,导叶本体6分为首部导叶61和尾部导叶62,首部叶轮41径向外侧布置有首部导叶61,尾部叶轮42径向外侧布置有尾部导叶62;第一轴承组件位于首部叶轮41后面,第一轴承座与支撑筒体12一体成形,位于支撑筒体12前端;第二轴承组件与第三轴承组件分别位于尾部叶轮42两侧,其中第二轴承座固定在支撑筒体12后端和连接段131之间,第三轴承座与尾部导叶62一体成形,固定于连接段131和出水口段132之间;电机本体5位于筒体内腔123中,电机本体5包括固定在筒体内壁121上的定子组件52和固定在主轴3上的转子组件51,定子组件52和转子组件51之间同轴布置有定子屏蔽套521。
本发明中,电机本体5接通电源后会在转子组件51和定子组件52之间形成磁场,磁场作用于转子组件51,转子组件51随磁场高速旋转,使与转子组件51同轴固定的主轴3也高速旋转,进而带动固定在主轴3上的叶轮本体4高速转动,从而使首部叶轮41将工作液体卷入进水入口111,首部叶轮41对工作液体做功,增加液体的压力,增压后的液体通过位于首部叶轮41径向外侧布置的首部导叶61,首部导叶61将液体的一部分动能转化为压力能,实现降速增压,之后液体主要通过夹层通道122和筒体内腔123流向连接段131,连接段131内的尾部叶轮42继续对工作液体做功,将工作液体再次增压后通过位于尾部叶轮42径向外侧布置的尾部导叶62,重复首部导叶61的作用后,工作液体经过出水排口1321流出,具体流动轨迹如图1箭头所示。
本发明中,轴承座的环面上均加工有若干通孔,第一轴承座上的通孔连接进水入口111和筒体内腔123,工作液体从首部叶轮41背部泄露,经过该通孔和第一轴承流入筒体内腔123;流入筒体内腔123前端内的工作液体会自动润滑第一轴承,减小其磨损;流入筒体内腔123前端内的工作液体在内部压力的作用下会经过定子屏蔽套521和转子组件51之间的间隙流入到筒体内腔123后端内,而定子屏蔽套521内侧设有若干螺旋状凸起,增加了工作流体的扰动,增大了其流阻,减小了筒体内腔123后端内的压力,从而减小了整泵的轴向力。流入到筒体内腔123后端内的工作液体润滑了第二轴承后通过第二轴承座上的通孔和第二轴承流入到连接段131内后汇入主流;汇入主流后的工作流体在尾部叶轮42处再次重复首部叶轮41处的动作,经过第三轴承座上的通孔和第三轴承流入到出水口段132。
本发明中,如图2所示,轴承结构组件2采用的是液压浮动轴承组件21,液压浮动轴承组件21包括固定在壳体1上的液压浮动轴承座212和固定在主轴3上的液压浮动轴承本体211。如图4所示,液压浮动轴承本体211与液压浮动轴承座212的配合面上设置有“八”字形槽道,主轴3高速旋转时,工作液体都会沿“八”字形槽道向中央挤压,槽道内液体压缩而产生的压力差形成一层径向液膜,使得主轴3在径向方向上能够悬浮在工作液体中。该液膜具有高压从而具有良好的承载能力,且转子转速越高轴承的刚度越强,同时该液膜可以使液压浮动轴承本体211达到自润滑的效果。这样整泵无需润滑液,避免了润滑液对工作液体的污染;而且整泵采用液体动压润滑方式,相比于固体润滑而言,几乎无摩擦与发热,从而达到无磨损、无噪音的技术效果,这使得整泵具有更小的发热损耗和更长的运行寿命,且能够达到更高的转速来满足对整泵效率的要求。
本发明中,如图1所示,轴承结构组件2采用的是滚珠轴承组件22,包括固定在壳体1上的滚珠轴承本体221和支撑主轴3的滚珠轴承座222。滚珠轴承座222为微型精密陶瓷高速角接触轴承,具有输送介质自润滑特性,中间无需填充润滑脂,避免了一般滚珠轴承的润滑脂失效和污染输送介质的情况,且陶瓷材料的耐磨性,大大提高轴承系统的寿命和可靠性,可适应高转速、间断性工作,和启停次数较多的场合。同时,由于滚珠轴承座222与的滚珠轴承本体221过盈或与主轴3过盈,产生的过盈力可以更好的抵抗产生的轴向力。
本发明中,如图3所示,轴承结构组件2采用的是滑动轴承组件23,包括固定在壳体1上的滑动轴承本体231和支撑主轴3的滑动轴承座232。滑动轴承座232内壁过盈安装在滑动轴承本体231上,滑动轴承座232内壁开设有若干螺旋槽道,主轴支撑在滑动轴承座232内壁上,工作液体流入所述螺旋槽道润滑滑动轴承座232,减少摩擦;滑动轴承座232采用特种石墨或碳化硅材料制成,具有自润滑特性。
结合上面所说,轴承结构组件2采用液压浮动轴承组件21或滑动轴承组件23时,首部叶轮41的转动虽然能够使进水入口111中的工作液体流动,但由于首部叶轮41在液体介质中转动的缘故,会迫使首部叶轮41带动主轴3向进水入口111方向移动的轴向力,为了解决轴向力对泵的损害,在第二轴承组件后方加装止推盘7,如图2或图3所示;止推盘7一端面上设有弧线形槽道,如图5所示,止推盘7固定在主轴3上,止推盘7位于第二轴承座后端,且止推盘7与第二轴承座的端面间设有一定间隙,主轴3的高速旋转带动止推盘7高速旋转,高速旋转的止推盘7利用设有的弧线形槽道使工作液体在止推盘7端面与第二轴承座之间的间隙上产生一层轴向高压液膜,轴向力使主轴3带着止推盘7向左窜动,通过间隙间形成的轴向液膜,使止推盘7完全轴向浮动,从而使止推盘7与第二轴承座之间无法接触,凭借液膜的缓冲,产生了一股与来流方向相同的轴向力,轻松抵消剩余轴向力,达到无磨损、无噪音的技术效果,从而使整泵的轴向力得到平衡,避免了轴向力不平衡导致的故障和损失。同时止推盘7两端面镀了一层钛化硅,提高了止推盘7的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
为了加快止推盘7的转动抵消首部叶轮41转动而带动主轴3左行的轴向力,结合图2和图11可以明显看出,液压浮动轴承座212内侧开设有位于液压浮动轴承本体211外侧的左检测腔2120和右检测腔2122,左检测腔2120和右检测腔2122之间对称布置,左检测腔2120经连接管2121和液压浮动轴承座212内部开设的左驱动腔2126相通,右检测腔2122经连接管2121和液压浮动轴承座212内部开设的右驱动腔2123相通,驱动活塞2124置于右驱动腔2123和左驱动腔2126之间,从而当右驱动腔2123和左驱动腔2126之间的工作液体压力出现变化时,驱动活塞2124能够进行左右的活动,驱动活塞2124的一端固定连接有限流环2130,限流环2130一端为环形并位于液压浮动轴承座212和止推盘7之间,从而当限流环2130移动时,能够改变止推盘7和液压浮动轴承座212之间工作液体流通面积,从而当液压浮动轴承本体211和止推盘7受主轴3轴向力出现左右移动变化时,以主轴3左移举例,当轴向力使主轴3向左移动时,液压浮动轴承本体211左侧的“八”字形槽道会相对远离液压浮动轴承座212内侧,致使“八”字形槽道向左检测腔2120输送的工作液体量相对降低,由于右检测腔2122和“八”字形槽道流通面积增大迫使右检测腔2122中流入的工作液体量增多,也就造成了左驱动腔2126中的工作液体压力相对小于右驱动腔2123中的工作液体压力,限流环2130此时有向右侧移动的趋势,从而减小液压浮动轴承座212和止推盘7之间的流通面积,以此增大止推盘7和液压浮动轴承座212之间高压液膜强度,致使止推盘7拉动主轴3向右侧的强度增大,同理,当主轴3向右侧移动时,限流环2130左移,增大工作液体的流通量,使得止推盘7左移;正常工作状态下,液压浮动轴承本体211外侧的“八”字形槽道向左检测腔2120和右检测腔2122中输送的工作液体相同,驱动活塞2124保持在中部位置,保证止推盘7转动时能够抵消主轴3的轴向力。
若止推盘7移动幅度过大时,外部的人员不易察觉,从而在限流环2130中开设有推杆液腔2127,且推杆活塞2128在推杆液腔2127中活动安装,推杆活塞2128一端固定连接有位于限流环2130端部一侧的顶出推杆2129,顶出推杆2129的端部设置有拨片,从而当拨片与止推盘7端面的弧形槽道间歇接触时,拨片会发出断续的金属摩擦声,结合图11明显可以看出,推杆液腔2127中设置有用于连接推杆活塞2128和驱动活塞2124的拉簧2125,从而通过拉簧2125的弹性拉动使得推杆活塞2128始终有向驱动活塞2124方向移动的趋势,而推杆液腔2127中活动设置有限动球2132,且液压浮动轴承座212内侧设置有与限动球2132对应的弧槽,从而当驱动活塞2124移动时,限动球2132限制其需要一定的启动力,避免止推盘7小幅度摆动时,限流环2130频繁发生移动,限流环2130的内侧开设有溢流槽2131,当推杆活塞2128运动至溢流槽2131处时,推杆液腔2127中的部分工作液体会从溢流槽2131处小部分向外流出,同时,也保证推杆液腔2127中的液体介质能够正常排出,实际使用的过程中,当主轴3带动液压浮动轴承本体211右偏至极限后,驱动活塞2124会运动至右驱动腔2123的最左侧位置,此时,右检测腔2122经连接管2121和推杆液腔2127连通,右检测腔2122中的工作介质推动推杆活塞2128向右侧移动,直至顶出推杆2129端部接触止推盘7,以此通过解除发出声响;同理,当主轴3带动液压浮动轴承本体211左偏至极限时,驱动活塞2124的运动在未达到连接管2121处时,顶出推杆2129端部已经接触止推盘7,以此通过发出声响,最终做到主轴3向轴向两侧移动至极限后,顶出推杆2129端部的拨片均会发出声响;正常使用时,驱动活塞2124处于中部位置,此时,拉簧2125受到自身弹性拉力使得推杆活塞2128向驱动活塞2124方向拉动,推杆液腔2127中的接触从驱动活塞2124处向外排出,最后,当推杆活塞2128越过溢流槽2131后会挤压推杆液腔2127中的工作液体,以此使得限动球2132受液体压力增大挤压在液压浮动轴承座212的弧槽中。
本发明中,如图6所示,还可以不设置尾部叶轮42、尾部导叶62和连接段131,形成微型单级屏蔽泵。
本发明中,如图7所示,还可以设置若干个尾部叶轮42、尾部导叶62和连接段131,若干连接段131间彼此连接,最后一个连接段131与出水口段132连接固定,形成微型若干级屏蔽泵。
本发明中,电机本体5为永磁同步电机,做成屏蔽结构。其中转子组件51通过主轴3上的轴肩固定,转子组件51和主轴3紧密配合,并通过转子屏蔽套将转子组件51完全包覆,转子屏蔽套通过焊接固定在主轴3上;定子组件52位于转子组件51的径向外侧,并固定在筒体内壁121上,定子组件52和筒体内壁121紧密配合后,将电机接线从电机出线孔124引出;转子组件51和定子组件52之间安装有定子屏蔽套521,定子屏蔽套521与设置在壳体1内的密封件相互配合,将定子组件52与工作液体完全隔离,从而达到屏蔽效果;定子屏蔽套521外侧均匀分布有若干加强筋,增强所述定子屏蔽套521结构强度,定子屏蔽套521内侧设有若干螺旋状凸起,如图8所示,增加内部流体的扰动,增大其流阻,减小整泵的轴向力。
本发明中,电机本体5是高速电机,电机本体5的高速运转带动叶轮本体4高速离心增压。高速叶轮的速度通常比常规离心泵高3-5倍,叶轮本体4的转速越高,达到相同的流量扬程需要的叶轮直径就越小,因此极大减小了可拓展微型多级屏蔽泵的体积。
在本发明中,如图9所示,支撑筒体12端面加工有若干弧形槽,并贯穿整个支撑筒体12形成夹层通道122。如图10所示,支撑筒体12未加工弧形槽的实体部分,加工有一电机出线孔124联通筒体内腔123和壳体1外部,使电机接线与液体完全隔绝。
在本发明中,工作液体充满了每个间隙,转子组件51和定子组件52完全被工作液体覆盖,流动的液体很好的带走了电机本体5产生的热量,无需担心电机因温升过高而产生损坏。

Claims (10)

1.一种可扩展微型多级屏蔽泵,包括壳体(1)、主轴(3)、叶轮本体(4)和电机本体(5),其特征在于:
所述主轴(3)设置在壳体(1)内,所述叶轮本体(4)固定在所述主轴(3)上;
所述电机本体(5)设置在壳体(1)内,所述电机本体(5)包括转子组件(51)和定子组件(52),所述转子组件(51)固定在所述主轴(3)上,所述定子组件(52)固定在所述壳体(1)内壁上;
所述壳体(1)、主轴(3)、叶轮本体(4)和电机本体(5)共同组成了多个供介质流通的流道,位于所述定子组件(52)外侧的壳体(1)上开设有夹层通道(122),至少一条流道流经所述夹层通道(122),至少一条流道流经所述转子组件(51)和所述定子组件(52)的间隙。
2.根据权利要求1所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述壳体(1)包括进水口端(11)、支撑筒体(12)和出水口端(13),所述支撑筒体(12)的筒壁上开设有供液体流动的夹层通道(122),所述进水口端(11)和出水口端(13)上分别开设有进水入口(111)和出水排口(1321);
所述叶轮本体(4)包括位于所述主轴(3)前端的首部叶轮(41)和位于所述主轴(3)后端的若干尾部叶轮(42),所述出水口端(13)包括与尾部叶轮(42)相配合的连接段(131)、开设有出水排口(1321)的出水口段(132),所述连接段(131)和出水口段(132)上均设有用于收束流体的缩口结构;
所述连接段(131)和所述出水口段(132)上设置有相互配合的卡槽,卡槽间可通过螺纹或焊接密封固定,所述连接段(131)通过相互配合的卡槽可持续叠加;
所述壳体(1)内设置有轴承结构组件(2),以此实现主轴(3)转动的同时还能够承受轴向力。
3.根据权利要求2所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述轴承结构组件(2)由若干液压浮动轴承组件(21)构成,所述液压浮动轴承组件(21)包括设置在所述主轴(3)上的液压浮动轴承本体(211)和设置在壳体(1)上的液压浮动轴承座(212),所述液压浮动轴承本体(211)与所述液压浮动轴承座(212)的配合面上设置有“八”字形槽道,用于在高速旋转时产生高压液膜,支撑所述主轴(3)悬浮。
4.根据权利要求2所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述轴承结构组件(2)由若干滚珠轴承组件(22)构成,所述滚珠轴承组件(22)由滚珠轴承本体(221)和滚珠轴承座(222),所述滚珠轴承座(222)固定在所述壳体(1)上,所述滚珠轴承本体(221)外环固定在所述滚珠轴承座(222)上,内环固定在所述主轴(3)上,所述滚珠轴承本体(221)具有自润滑特性。
5.根据权利要求2所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述轴承结构组件(2)由若干滑动轴承组件(23)组成,所述滑动轴承组件(23)包括滑动轴承本体(231)和滑动轴承座(232),所述滑动轴承座(232)固定在所述壳体上,所述滑动轴承本体(231)内壁开设有若干螺旋槽,与所述主轴(3)配合,所述滑动轴承本体(231)采用特种石墨或碳化硅材料制成,具有自润滑特性。
6.根据权利要求3-5任一所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述壳体(1)内设置有若干止推盘(7),所述止推盘(7)固定在所述主轴(3)上,工作端面上设置有若干弧线形槽道,所述止推盘(7)位于轴承座后端。
7.根据权利要求2所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述定子组件(52)通过筒状的定子屏蔽套(521)与壳体(1)内部截止隔离,所述定子屏蔽套(521)采用PPS或PEEK加玻璃纤维材料制成。
8.根据权利要求7所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述定子屏蔽套(521)的内表面上设置有突出的或凹陷的纹路,纹路为螺旋状。
9.根据权利要求6所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述液压浮动轴承座(212)内侧开设有位于液压浮动轴承本体(211)外侧的左检测腔(2120)和右检测腔(2122),所述左检测腔(2120)经连接管(2121)和液压浮动轴承座(212)内部开设的左驱动腔(2126)相通,所述右检测腔(2122)经连接管(2121)和液压浮动轴承座(212)内部开设的右驱动腔(2123)相通,驱动活塞(2124)置于右驱动腔(2123)和左驱动腔(2126)之间,所述驱动活塞(2124)一端固定有控制止推盘(7)和轴承结构组件(2)之间工作液体流通面积的限流环(2130)。
10.根据权利要求9所述的可扩展微型多级屏蔽泵,其特征在于,所述限流环(2130)中开设装有推杆活塞(2128)的推杆液腔(2127),推杆活塞(2128)一端固定连接有位于限流环(2130)端部一侧的顶出推杆(2129),顶出推杆2129的端部设置有拨片,拨片与止推盘(7)端面的弧形槽道间歇接触时,拨片会发出断续的金属摩擦声;
所述推杆液腔(2127)中设置有用于连接推杆活塞(2128)和驱动活塞(2124)的拉簧(2125),所述推杆液腔(2127)中活动设置有限动球(2132),且液压浮动轴承座(212)内侧设置有与限动球(2132)对应的弧槽;
所述限流环(2130)的内侧开设有溢流槽(2131)。
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