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永磁罐装 泵结构改良

阅读：692发布：2021-08-18

专利汇可以提供永磁罐装泵结构改良专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本创作系针对塑料或塑料内衬的永磁罐装泵结构改良，其刚性增进的方法在使泵浦之后盖轴孔座与金属后框轴支撑座轴向伸入马达转子主轭铁的内径空间，轴支撑座紧密结合轴孔座以增进固定轴刚性并缩短负载力的力矩力臂长度，且后盖轴孔座依需求能装设传感器，传感器的结构系由二次磁铁组与感测组件所构成，且二者之间有闭回路磁力线存在，二次磁铁组系安装于马达转子之主轭铁内侧背对主磁铁组与马达转子一起封装，感测组件系由二次轭铁与感测组件组成，马达转子旋转时感测组件藉由切割磁力线而输出感应电压讯号，而感测组件安装在后盖轴孔座的环形槽内受后盖保护，感测组件可以是复数感应线圈、复数霍耳组件等，用来监测轴承磨损或满足驱动需求。，下面是永磁罐装泵结构改良专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种永磁罐装泵结构改良，永磁罐装泵浦为无传感器之双边支撑之固定轴结构，主要零件包含有：泵前盖、三脚架、叶轮、后盖、固定轴与罐装马达，其特征在于：其中，泵前盖设有一入口、出口及一流道空间，用来容纳叶轮，泵前盖内侧在入口处设有一入口止推环，用来与叶轮入口侧的叶轮止推轴承耦合共同构成轴向止推轴承；
三脚架系固定在泵前盖入口处，可以轴向穿过叶轮毂孔，用来支撑固定轴的一端；
叶轮被安装在泵前盖内部，三脚架可以轴向穿过叶轮毂开孔，用来支撑固定轴的一端，叶轮毂用来与马达转子的轴向延伸部结合，使叶轮与马达转子构成一体或二者相互嵌入组合成一体；
后盖为一杯状壳体结构，底部有具环形槽结构之轴孔座且无任何通孔，确保后盖不会有何泄漏产生，其轴孔的外缘装设有止推环，用来与转子的轴承耦合成轴向止推轴承；后盖前端之法兰部结合泵前盖及马达之中框法兰，用来防止腐蚀液体的泄漏；后盖侧边的圆筒部穿过定子的内径，二者之间为滑动松配合，而且后盖底部与马达后框紧密贴合；
轴孔座设在后盖底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁内径空间，为内侧凸出且具有中心轴孔，其外侧为环形槽之结构；轴孔的外侧壁面完全由高刚性的马达后框之轴向延伸的轴支撑座所紧密结合与支持，能给予固定轴高刚性的支持；
固定轴为双边支撑结构，由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷材料构成，其前端由三脚架支撑与后端由轴向伸出的轴孔座所支撑固定，固定轴与轴承耦合用来支撑转子的转动，且其长度满足轴承的长度以承担转子所受的复合力；
罐装马达由定子、马达中框、马达后框与马达转子所构成；
定子紧固装设在马达中框内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与转子磁场交互作用，使转子产生扭矩而旋转并带动叶轮输出流功，定子的线圈受泵浦后盖保护免于腐蚀液体侵蚀；
马达中框为金属制品，在泵浦侧的法兰用来紧锁后盖法兰部与泵前盖，以防止腐蚀液体的泄漏，马达中框的后法兰用来紧锁后框以提供完整结构支撑力，使马达后框上的轴支撑座能提供固定轴所需的支撑力；
马达后框为金属制品，紧锁在马达中框泵浦侧的后法兰，马达定子线圈之电源线由电力缆线出口接到驱动电源；
马达后框上的轴支撑座为轴向内侧延伸结构，轴支撑座紧密结合后盖底部中心的轴孔座，并提供固定轴所需的支撑力包含所需的轴握持长度；
马达转子是由主磁铁组、主轭铁与轴向延伸部所构成的环型结构，安装于后盖容室空间，主磁铁组于主轭铁外环面等角度安装，并由耐腐蚀的工程塑料包覆成一零泄漏缝的环状转子包胶，马达转子的中间孔装设有陶磁轴承用来与固定轴耦合以承担马达转子所受的复合力，叶轮毂用来与马达转子的轴向延伸部结合，使叶轮与马达转子构成一体或二者相互嵌入组合成一体；
主轭铁的内径空间能容纳装设在后盖底部中心且轴向内侧延伸的轴孔座及马达后框的轴支撑座。
2.一种永磁罐装泵结构改良，永磁罐装泵浦为无传感器之单边支撑之悬臂固定轴结构，主要零件包含有：泵前盖、叶轮、后盖、复合轴与罐装马达，其特征在于：其中，泵前盖设有一入口、出口及一流道空间，用来容纳叶轮，泵前盖入口与叶轮的入口成为一平滑渐扩的流道没有其它障碍物，泵前盖系为金属铸造镬体，其内批覆有耐蚀塑料内衬，其内侧在入口处设有一入口止推环，用来与叶轮入口侧的叶轮止推轴承耦合共同构成轴向止推轴承；
叶轮被安装在泵前盖内部，叶轮毂用来与马达转子的轴向延伸部结合，使叶轮与马达转子构成一体或二者相互嵌入组合成一体，叶轮毂孔系一叶轮毂板中央的开孔用来让循环液体回流，泵前盖入口与叶轮的入口成为一平滑渐扩的流道没有其它障碍物，且叶轮毂板的形状也是平滑曲面；
后盖为一杯状壳体结构，底部有一开孔之轴孔座结构，其前端之法兰部结合泵前盖及马达之中框法兰，用来防止腐蚀液体的泄漏；后盖侧边的圆筒部穿过定子的内径，二者之间为滑动松配合，而且后盖底部与马达后框紧密贴合；
轴孔座设在后盖底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁内径空间，为内侧凸出且具有中心孔，其外侧相对成为内凹孔，且外侧壁面完全由高刚性的马达后框之轴向延伸的轴支撑座所紧密结合与支持；轴孔座中心的通孔用来装设固定轴，轴孔座的密封面由附有O型环之轴套端面与马达后框的轴支撑座迫紧密封，以确保后盖不会有何泄漏产生；
固定轴为悬臂结构由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷轴套、金属轴与马达后框构成，并与后盖共同构成完整的轴密封系统，固定轴的一端装设在马达后框的轴支撑座时可以得到所需的支撑强度，固定轴与轴承耦合用来支撑马达转子的转动，且其长度满足轴承的长度以承担马达转子所受的复合力；
金属轴穿过陶瓷轴套的中心孔，并以具有圆形头部之一端紧压在陶瓷轴套的前端面，金属轴的螺牙部穿过后盖之轴向延伸轴孔座与轴支撑座的中央通孔，并以螺帽紧锁在马达后框上，使得陶瓷轴套的之止推环部被紧压在轴支撑座的端面，而金属轴的圆形头部则以塑料包胶，其上设有O型环以达成密封耐蚀功能；
陶瓷轴套之止推环部用来与转子轴承互相耦合构成液动压止推轴承，止推环部的端面与后框之轴支撑座的端面紧锁压缩，二者中间并迫紧轴孔座的密封面，并由附有O型环之止推环部端面密封，以确保后盖不会有何泄漏产生；
后框上轴向内侧延伸的轴支撑座紧密结合后盖底部中心的轴孔座，并提供固定轴所需的支撑力包含所需的轴握持长度，当金属轴以螺帽紧锁在马达后框上，使得陶瓷轴套的二端面被金属轴之圆形头部与轴支撑座的端面紧紧压住，而构成一高刚性的复合式固定轴；
罐装马达由马达定子、马达中框、马达后框与转子所构成；
定子紧固装设在马达中框内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与转子磁场交互作用，使转子产生扭矩而旋转带动叶轮输出流功，定子的线圈受泵浦后盖保护免于腐蚀液体侵蚀；
马达中框为金属制品，在泵浦侧的法兰用来紧锁后盖法兰部与泵前盖，以防止腐蚀液体的泄漏，马达中框的后法兰用来紧锁后框以提供完整结构支撑力，使马达后框上的轴支撑座能提供复合固定轴所需的支撑力；
马达后框为金属制品，紧锁在马达中框泵浦侧的后法兰，马达定子线圈之电源线由电力缆线出口接到驱动电源；
马达后框上的轴支撑座为轴向内侧延伸结构，紧密结合后盖底部中心的轴孔座，并提供固定轴所需的支撑力包含所需的轴握持长度，轴支撑座的端面与陶瓷轴套之止推环部的端面紧锁压缩，二者中间并迫紧轴孔座的密封面，并由附有O型环之止推环部端面密封，以确保后盖不会有何泄漏产生；
马达转子是由主磁铁组、主轭铁与轴向延伸部所构成的环型结构，安装于后盖容室空间，主磁铁组于主轭铁外环面等角度安装，并由耐腐蚀的工程塑料包覆成一零泄漏缝的环状转子包胶，马达转子的中间孔装设有陶磁轴承用来与固定轴耦合以承担马达转子所受的复合力，叶轮毂用来与马达转子的轴向延伸部结合，使叶轮与马达转子构成一体或二者相互嵌入组合成一体；
主轭铁的内径空间能容纳装设在后盖底部中心且轴向内侧延伸的轴孔座及后框的轴支撑座。
3.一种永磁罐装泵结构改良，永磁罐装泵浦为有传感器之双边支撑之固定轴结构，主要零件包含有：泵前盖、三脚架、叶轮、后盖、传感器、固定轴与罐装马达，其特征在于：其中，
泵前盖设有一入口、出口及一流道空间，用来容纳叶轮，泵前盖内侧在入口处设有一入口止推环，用来与叶轮入口侧的叶轮止推轴承耦合共同构成轴向止推轴承；
三脚架系固定在泵前盖入口处，可以轴向穿过叶轮毂孔，用来支撑固定轴的一端；
叶轮被安装在泵前盖内部，三脚架可以轴向穿过叶轮毂开孔，用来支撑固定轴的一端，叶轮毂用来与马达转子的轴向延伸部结合，使叶轮与马达转子构成一体或二者相互嵌入组合成一体；
后盖为一杯状壳体结构，底部有具环形槽结构之轴孔座且无任何通孔，确保后盖不会有何泄漏产生，其轴孔的外缘装设有止推环，用来与转子的轴承耦合成轴向止推轴承；后盖前端之法兰部结合泵前盖及马达之中框法兰，用来防止腐蚀液体的泄漏；后盖侧边的圆筒部穿过定子的内径，二者之间为滑动松配合，而且后盖底部与马达后框紧密贴合；
轴孔座设在后盖底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁内径空间，为内侧凸出且具有中心轴孔，其外侧为环形槽之结构，该槽有一开口使感测组件能由后盖底部外侧安装；二次轭铁紧密固定在马达后框之轴向延伸的轴支撑座上，且二者并与轴孔的外侧壁面紧密结合形成轴孔座的高刚性支持，能给予固定轴高刚性的支持；
传感器系包含有二次磁铁组与感测组件，
二次磁铁组的数量与主磁铁组相同；二次磁铁组系安装于马达转子之主轭铁内径靠近后盖底部的一端且背对主磁铁安装，其磁极方向与主磁铁组相反，与马达转子一起封装以避免药液腐蚀；二次磁铁的轴向长度至少为转子轴向位移长度含轴承轴向磨耗的二倍以上；其磁力线由二次磁铁表面射出穿过气隙到达二次轭铁，再经由二次轭铁回到与原来相邻的其它二次磁铁，并经由主轭铁回到原来的二次磁铁而构成密闭感测磁路；使得感测磁路与主磁铁之主磁路二者磁力线共存于主轭铁，也就是传感器的磁力线经过主轭铁但不受干扰；
测组件系包含有二次轭铁与复数感应组件，感测组件系把感测组件装设在导磁性之环型二次轭铁表面并经绝缘材料封装成一组件，并被安装在后盖底部轴孔座的环形槽内；二次轭铁内径与轴支撑座外径紧密贴合固定；而且二次轭铁的后缘设有一电气角定位点，该定位点系连结马达后框之轴支撑座的轴心定位点，而且也连结马达定子线圈绕组的电气角定位点；二次磁铁的轴向前后缘在其轴向移动都不会超出二次轭铁的轴向范围；每一感测组件在马达转子转动下切割磁力线可以输出感应电压讯号；
固定轴为双边支撑结构，由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷材料构成，其前端由三脚架支撑与后端由轴向伸出的轴孔座所支撑固定，固定轴与轴承耦合用来支撑转子的转动，且其长度满足轴承的长度以承担马达转子所受的复合力；
罐装马达由定子、马达中框、马达后框与马达转子所构成；
定子紧固装设在马达中框内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与转子磁场交互作用，使马达转子产生扭矩而旋转并带动叶轮输出流功，定子的线圈受泵浦后盖保护免于腐蚀液体侵蚀；
马达中框为金属制品，在泵浦侧的法兰用来紧锁后盖法兰部与泵前盖，以防止腐蚀液体的泄漏，马达中框的后法兰用来紧锁马达后框以提供完整结构支撑力，使马达后框上的轴支撑座能提供固定轴所需的支撑力；
马达后框为金属制品，紧锁在马达中框泵浦侧的后法兰，马达定子线圈之电源线由电力缆线出口接到驱动电源；
马达后框上的轴支撑座为轴向内侧延伸结构，其外环面紧密结合二次轭铁内径，且二者并与轴孔的外侧壁面紧密结合形成轴孔座的高刚性支持，并提供固定轴所需的支撑力，含所需的轴握持长度；
马达转子是由主磁铁组、主轭铁、二次磁铁组、轴承与轴向延伸部所构成的环型结构，安装于后盖容室空间，主磁铁组于主轭铁外环面等角度安装，二次磁铁组的数量与主磁铁组相同，二次磁铁组系安装于马达转子之主轭铁内径靠近后盖底部的一端，且背对主磁铁安装，其磁极方向与主磁铁组相反，马达转子由耐腐蚀的工程塑料包覆成一体的零泄漏缝的环状包胶，转子的中间孔装设有陶磁轴承用来与固定轴耦合以承担转子所受的复合力，叶轮毂与马达转子的轴向延伸部结合，使叶轮与马达转子构成一体，或二者相互嵌入组合成一体；
主轭铁的内径空间能容纳二次磁铁与装设在后盖底部中心且轴向内侧延伸的轴孔座及后框的轴支撑座，且轴孔座的环形槽内装设有感测组件。
4.一种永磁罐装泵结构改良，永磁罐装泵浦为有传感器之单边支撑之悬臂复合轴结构，主要零件包含有：泵前盖、叶轮、后盖、传感器、固定轴与罐装马达，其特征在于：其中，泵前盖设有一入口、出口及一流道空间，用来容纳叶轮，泵前盖入口与叶轮的入口成为一平滑渐扩的流道没有其它障碍物，泵前盖系为金属铸造镬体，其内批覆有耐蚀塑料内衬，其内侧在入口处设有一入口止推环，用来与叶轮入口侧的叶轮止推轴承耦合共同构成轴向止推轴承；
叶轮被安装在泵前盖内部，叶轮毂用来与马达转子的轴向延伸部结合，使叶轮与马达转子构成一体或二者相互嵌入组合成一体，叶轮毂孔系一叶轮毂板中央的开孔用来让循环液体回流，泵前盖入口与叶轮的入口成为一平滑渐扩的流道没有其它障碍物，且叶轮毂板的形状也是平滑曲面；
后盖为一杯状壳体结构，底部有一开孔之轴孔座结构，其前端之法兰部结合泵前盖及马达之中框法兰，用来防止腐蚀液体的泄漏；后盖侧边的圆筒部穿过定子的内径，二者之间为滑动松配合，而且后盖底部与马达后框紧密贴合；
轴孔座设在后盖底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁内径空间，为内侧凸出且具有中心孔，其外侧相对成为内凹孔，内凹孔之环形面装设有感测组件，二次轭铁内径安装在轴支撑座外环面；轴孔座中心的通孔用来装设固定轴，轴孔座的密封面由附有O型环之轴套端面与马达后框的轴支撑座迫紧密封，以确保后盖不会有任何泄漏产生；
传感器系包含有二次磁铁组与感测组件，
二次磁铁组的数量与主磁铁组相同；二次磁铁组系安装于转子之主轭铁内径靠近后盖底部的一端，且背对主磁铁安装，其磁极方向与主磁铁组相反，与转子一起封装以避免药液腐蚀；二次磁铁的轴向长度至少为转子轴向位移长度含轴承轴向磨耗的二倍以上；其磁力线由二次磁铁表面射出穿过气隙到达二次轭铁，再经由二次轭铁回到与原来相邻的其它二次磁铁，并经由主轭铁回到原来的二次磁铁而构成密闭感测磁路；使得感测磁路与主磁铁之主磁路二者磁力线共存于主轭铁，也就是传感器的磁力线经过主轭铁但不受干扰；
感测组件系包含有二次轭铁与复数感应组件，感测组件系把感测组件装设在导磁性之环型二次轭铁表面并经绝缘材料封装成一组件，并被安装在后盖底部轴孔座的内凹孔之环形面内；二次轭铁内径固定在轴支撑座外径；而且二次轭铁的后缘设有一电气角定位点，该定位点系连结马达后框之轴支撑座的轴心定位点，而且也连结马达定子线圈绕组的电气角定位点；二次磁铁的轴向前后缘在其轴向移动都不会超出二次轭铁的轴向范围；每一感测组件在转子转动下切割磁力线可以输出感应电压讯号；
固定轴为悬臂结构由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷轴套、金属轴与马达后框构成，并与后盖共同构成完整的轴密封系统，固定轴的一端装设在马达后框的轴支撑座时可以得到所需的支撑强度，固定轴与轴承耦合用来支撑转子的转动，且其长度满足轴承的长度以承担转子所受的复合力；
金属轴穿过陶瓷轴套的中心孔，并以具有圆形头部之一端紧压在陶瓷轴套的前端面，金属轴的螺牙部穿过后盖之轴向延伸轴孔座与轴支撑座的中央通孔，并以螺帽紧锁在马达后框上，使得陶瓷轴套的之止推环部被紧压在轴支撑座的端面，而金属轴的圆形头部则以塑料包胶，其上设有O型环以达成密封耐蚀功能；
陶瓷轴套之止推环部用来与转子轴承互相耦合构成液动压止推轴承，止推环部的端面与马达后框之轴支撑座的端面紧锁压缩，二者中间并迫紧轴孔座的密封面，并由附有O型环之止推环部端面密封，以确保后盖不会有何泄漏产生；
马达后框上的轴支撑座紧密结合后盖底部中心的轴孔座，并提供固定轴所需的支撑力包含所需的轴握持长度，当金属轴以螺帽紧锁在马达后框上，使得陶瓷轴套的二端面被金属轴之圆形头部与轴支撑座的端面紧紧压住，而构成一高刚性的复合式固定轴；
罐装马达由定子、马达中框、马达后框与马达转子所构成；
定子紧固装设在马达中框内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与转子磁场交互作用，使转子产生扭矩而旋转带动叶轮输出流功，定子的线圈受泵浦后盖保护免于腐蚀液体侵蚀；
马达中框为金属制品，在泵浦侧的法兰用来紧锁后盖法兰部与泵前盖，以防止腐蚀液体的泄漏，马达中框的后法兰用来紧锁马达后框以提供完整结构支撑力，使马达后框上的轴支撑座能提供复合固定轴所需的支撑力；
马达后框为金属制品，紧锁在马达中框泵浦侧的后法兰，马达定子线圈之电源线由电力缆线出口接到驱动电源；
后框上的轴支撑座之外环面装设有感测组件，能紧密结合后盖底部中心的轴孔座，并提供固定轴所需的支撑力包含所需的轴握持长度，轴支撑座的端面与陶瓷轴套之止推环部的端面紧锁压缩，二者中间并迫紧轴孔座的密封面，并由附有O型环之止推环部端面密封，以确保后盖不会有何泄漏产生；
马达转子是由主磁铁组、主轭铁、二次磁铁组、轴承与轴向延伸部所构成的环型结构，安装于后盖容室空间，主磁铁组于主轭铁外环面等角度安装，二次磁铁组的数量与主磁铁组相同，二次磁铁组系安装于马达转子之主轭铁内径靠近后盖底部的一端，且背对主磁铁安装，其磁极方向与主磁铁组相反，马达转子由耐腐蚀的工程塑料包覆成一体的零泄漏缝的环状包胶，马达转子的中间孔装设有陶磁轴承用来与固定轴耦合以承担转子所受的复合力，叶轮毂与马达转子的轴向延伸部结合，使叶轮与马达转子构成一体，或二者相互嵌入组合成一体；
主轭铁的内径空间能容纳二次磁铁与装设在后盖底部中心且轴向内侧延伸的轴孔座及后框的轴支撑座，且轴孔座的环形槽内装设有感测组件。
5.一种永磁罐装泵结构改良，目的在增进固定轴的结构刚性并依需求能装设传感器，其中传感器系包含有二次磁铁组与感测组件，其特征在于：
二次磁铁组的数量与主磁铁组相同；二次磁铁组系安装于马达转子之主轭铁内径靠近后盖底部的一端，且背对主磁铁安装，其磁极方向与主磁铁组相反，与马达转子一起封装以避免药液腐蚀；二次磁铁的轴向长度至少为马达转子轴向位移长度含轴承轴向磨耗的二倍以上；其磁力线由二次磁铁表面射出穿过气隙到达二次轭铁，再经由二次轭铁回到与原来相邻的其它二次磁铁，并经由主轭铁回到原来的二次磁铁而构成密闭感测磁路；使得感测磁路与主磁铁之主磁路二者磁力线共存于主轭铁，也就是传感器的磁力线经过主轭铁但不受干扰；
感测组件系包含有二次轭铁与复数感应组件，感测组件系把感测组件装设在导磁性之环型二次轭铁表面并经绝缘材料封装成一组件，并被安装在后盖底部轴孔座之内以隔绝输送液体；二次轭铁内径固定在轴支撑座外径；而且二次轭铁的后缘设有一电气角定位点，该定位点系连结马达后框之轴支撑座的轴心定位点，而且也连结马达定子线圈绕组的电气角定位点；二次磁铁的轴向前后缘在其轴向移动都不会超出二次轭铁的轴向范围；每一感测组件在马达转子转动下切割磁力线可以输出感应电压讯号；
6.如权利要求1或2或3或4所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，罐装马达之轴承与固定轴耦合用来支撑转子的转动，且其长度满足转子所受的复合力；其中，马达转子的主轭铁长度能配合轴承长度而加长，以满足泵浦承受高负载运转。
7.如权利要求1或2或3或4所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，轴孔座由后框的轴支撑座所支撑，其轴向延伸长度系由后盖底部到轴孔开口止，轴向延伸长度至少为轴径的0.5倍以上。
8.如权利要求1或2或3或4所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，马达后框的轴支撑座能提供固定轴所需的握持长度，含二次轭铁固定在轴支撑座上后的总长度，其握持长度至少为轴径的0.6倍以上。
9.如权利要求5所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，感应线圈的数量至少为4个以上的偶数，感应线圈的轴向长度不小于二次磁铁轴向长度加上转子自由轴向位移含止推轴承磨耗限值，感应线圈的圆周宽度不大于电气角180度。
10.如权利要求5所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，感测组件的感应组件为感应线圈，感测组件系由二次轭铁与复数感应线圈组成，复数感应线圈系装设排列在环形二次轭铁表面，又在圆周方向把感应线圈分为线圈α与线圈β二组，且在电气角相差
90度或270度；感应线圈的电气角度定位与空间角度定位系由位于二次轭铁之电气定位点来达成，以方便感测组件的维修更换。
11.如权利要求10所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，每一感应线圈排列时至少涵盖一半或以上之二次磁铁的轴向长度，感应线圈的轴向排列方式包含有前后相邻排列、前后交错排列及空间角度180度相对排列，或上述排列方式的组合。
12.如权利要求10所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，二次轭铁的轴向长度大于感应线圈排列后的轴向总长度且其前缘与后缘能完全涵盖其感应线圈，且马达转子之二次磁铁轴向位移范围不超出二次轭铁的轴向长度。
13.如权利要求5所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，感测组件的感应组件为复数感应线圈与复数霍耳组件，复数感应线圈系装设在环形二次轭铁表面，又在圆周方向把感应线圈分为线圈α与线圈β二组，且在电气角相差90度或270度；感应线圈的电气角度定位与空间角度定位由位于二次轭铁之电气定位点来达成，以方便感测组件的维修更换，3个霍尔组件电气角相差120度，其中间位置的霍尔组件正好位于其中一个感应线圈的内部之电气角中心，且对正于二次磁铁轴向中心，其于2个霍尔组件则位于该感应线圈的外部两侧间隔电气角120度；
14.如权利要求9或10或11所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，感测组件的感应组件为复数感应线圈，可以经由感应电压计算出马达转子的轴向与径向位移及角度。
15.一种永磁罐装泵结构改良，目的在增进固定轴的结构刚性并依需求能装设传感器，其特征在于：其中能装设传感器系由增大转子主轭铁内径空间达成，马达由定子、马达中框、马达后框与马达转子所构成；
定子紧固装设在马达中框内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与转子磁场交互作用，使转子产生扭矩而旋转带动叶轮输出流功；
马达中框为金属制品，马达中框的后法兰用来紧锁马达后框以提供完整结构支撑力，使马达后框上的轴支撑座能提供固定轴所需的支撑力；
马达后框为金属制品，紧锁在马达中框泵浦侧的后法兰；马达后框上的轴支撑座之外环面能装设感测组件；
马达转子是由主磁铁组、主轭铁、二次磁铁组、轴承与轴向延伸部所构成的环型结构，主磁铁组于主轭铁外环面安装，二次磁铁组的数量与主磁铁组相同，二次磁铁组系于马达转子之主轭铁内径背对主磁铁安装，且磁极方向与主磁铁组相反，马达转子由耐腐蚀的工程塑料包覆成一体的零泄漏缝的环状包胶；主轭铁的内径空间能容纳二次磁铁与轴向内侧延伸的马达后框的轴支撑座，且轴支撑座外径表面能装设有感测组件。
16.如权利要求15所述之永磁罐装泵结构改良，其特征在于：其中，轴支撑座之轴向内侧延伸长度系由主轭铁靠近马达后框的端部算起，轴向延伸长度至少为轴径的0.5倍以上。

说明书全文

永磁罐装泵结构改良

技术领域

[0001] 无轴封罐装泵为马达与泵浦做成一体，且其马达转子与定子线圈都是经耐腐蚀材料封装隔绝保护，而且是直接与输送液体相接触，无轴封罐装泵的驱动马达可以区分为感应马达，以下简称感应罐装泵，与永磁马达，以下简称永磁罐装泵，在许多零泄漏需求的工业用途逐渐为使用者重视，尤其在含有毒性、易燃、高腐蚀等化学液体，另外，无轴封罐装泵的转子是直接接触输送液体，多数选用耐磨耗的陶瓷材质滑动轴承，例如石墨、氧化铝、炭化硅等，但是轴承磨耗会导致转子偏心运转，固定轴结构必须承受更高的离心力及其力矩，而造成转子与封罐后盖相互磨擦损毁而失效泄漏，使得马达轴系统的结构成为设计焦点之一，在零泄漏的高可靠度需求下常见的方法便是装设轴承磨耗监测装置。

[0002] 因此，本创作为塑料或塑料内衬的永磁罐装泵结构改良，目的在增进固定轴的结构刚性并能装设传感器，例如轴承磨耗监测装置。

背景技术

[0003] 金属制的感应罐装泵系以极低导磁且耐蚀之金属薄板圆筒状封罐来封装马达转子与定子，封罐系被安装在定子内径面内用来隔绝液体与定子线圈，鼠笼转子表面也用金属薄板封装来隔绝液体，因此马达的气隙是由定子齿部硅钢片表面到转子齿部硅钢片表面的单边径向距离，总气隙宽度多数小于3mm，电机特征为小气隙马达结构；在清洁无腐蚀性液体输送也需无轴封罐装泵用途，如汽车引擎冷却水泵，常使用耐高温但耐蚀性有限制之耐热塑料材料来制作，如PPS，来封装马达定子与马达转子，其封装厚度无腐蚀裕度单边1.5mm以上，总气隙宽度通常高于4mm以上，使得电机特征为高气隙马达结构；在满足高毒性、高腐蚀性化学液体输送，如氢氟酸等，必须使用温度在85℃以上时容易降低强度的耐腐蚀塑料结构件或内衬，如PP、氟树酯等材料，来封装马达定子与马达转子，由于耐腐蚀塑料材料的使用，使得马达轴系统的结构强度成为设计焦点之一，而在马达转子系统上也因此区分为转动轴与固定轴，本创作针对固定轴系统提出较佳方案，由于封装厚度含腐蚀裕度单边3mm以上，总气隙宽度通常高于7mm以上，使得电机特征为高气隙马达结构，因此，永磁同步马达为高气隙电机的较佳选择，无轴封罐装泵浦虽然已经使用陶瓷材质滑动轴承，但是轴承仍然会因轴承磨损、无水空转、过高震动等原因而磨损，因此，安装监测轴承磨耗的传感器来增进其可靠度为必要手段；另外，本创作之传感器也可以选用霍尔组件，使得永磁罐装泵的驱动方式除了无传感器驱动外也可以使用有传感器驱动，以减少对特定驱动器的依赖有助于使用者设备选配的方便性；

[0004] 以下的引证案是针对无轴封罐装泵习知的解决方案，包含固定轴结构、无传感器驱动与有传感器驱动及轴承磨耗监测等方案，习知技术的相关引证案说明如下：

[0005] 引证案一：

[0006] 2009年台湾专利TWM369391永磁罐装泵浦之结构改良，应用于耐高温耐腐蚀用途，其马达结构为悬臂固定轴结构但马达为径向气隙内转子设计，本引证案的封装厚度含腐蚀裕度，其单边厚度为3mm总气隙宽度8mm，使用无感测组件方法计算磁极位置以驱动永磁马达，使用刚性复合固定轴结构以满足高温、高马力数用途；但本引证案之结构无轴承磨耗监测功能。

[0007] 引证案二：

[0008] 2005年日本专利JP2005344589A-CANNED MOTOR PUMP，应用于引擎冷却之永磁罐装泵，本引证案为小功率泵浦为简单固定轴结构，陶磁轴由耐热塑料结构件支撑固定，含三脚架与泵浦后盖，在主磁铁轭部的内径空间装设有二次磁铁与霍耳组件，用来侦测磁极位置以驱动永磁马达，该霍耳组件由后盖底部轴向伸出，而转子磁铁长度也相对轴向伸长以减少独立霍耳组件的轴向伸长量；清洁液体输送无须考虑轴承磨损所增加的负载，使用简单固定轴结构，但增加磁铁长度会增加成本，只能侦测磁铁表面漫射的磁力线不利于磁极精确位置侦测。

[0009] 引证案三：

[0010] 2008年日本专利JP2008220008A--BRUSHLESS MOTOR AND FLUID PUMP DEVICE，应用于引擎冷却的永磁罐装泵，本引证案为小功率泵浦为简单固定轴结构，陶磁轴由耐热塑料结构件支撑固定，含三脚架与泵浦后盖，在马达后盖底部外测装设有霍尔组件及其驱动电路板，用来侦测磁极位置以驱动永磁马达，磁铁长度轴向加长使其尾端接近霍尔组件，并把磁铁尾端加工成斜面，使磁力线能斜向射出经过装设在电路板上的霍耳组件以提高磁极位置检出精度；清洁液体输送无须考虑轴承磨损所增加的负载，使用简单固定轴结构，但增加磁铁长度会增加成本，只能侦测磁铁表面斜向漫射的磁力线不利于磁极精确位置侦测。

[0011] 引证案四：

[0012] 1980年美国专利US4211973A-Apparatus for detecting faults to be occurred or initially existing in a running electric rotary machine，应用于感应罐装泵，其感应线圈的长度是涵盖定子积厚全长，感应线圈可以输出周期性感应电压，包含与电源同步主磁通感应电压与由转子滑差引起的转子感应谐波电压，当轴承磨损时会造成气隙大小的微量改变，此一变化也会反映在线圈输出的感应电压上，当二个在定子齿部相对径向位置的线圈，其输出电压值会因相减而只留下周期性谐波电压，当轴承磨耗使转子发生偏心运转时，周期性谐波电压的值会增加，适用于径向气隙感应马达与轴向气隙感应马达，此一方法也同时可以监测马达电源问题或线圈本身问题，例如三项不平衡等问题，但本案仅适用于感应马达之径向轴承磨损监测，不包含轴向止推轴承磨耗监测。

[0013] 引证案五：

[0014] 1999美国专利US5926001A-Canned motor bearing wear monitoring device，应用于感应罐装泵，其装置是在定子二端齿部内径侧空间角度差度90各做出四个共计二组八个缝穴，使定子二端共有八个独立齿部可以装设感应线圈，定子二端相对应缝穴有相同的空间角度，八组线圈将能感测出轴承径向磨耗、轴向磨耗及倾斜磨耗等功能；

[0015] 引证案六：

[0016] 1999美国专利 US5955880A-Sealless pump rotor position and bearing monitor，应用于感应罐装泵，系使用二极性相反的线圈及轭铁构成一组的高频激发线圈组，该线圈组并排由轭铁固定在封罐外表面上，且位于定子二端外侧轴向位置，该线圈组其磁力线会首先穿过封罐并进入转子二端外侧空间，并经由转轴上之转子二侧端的圆盘的导磁材料，再由空间转向经封罐回到极性相反线圈构成径向的密闭磁路，也就是导磁材料与线圈组为同心位置关系，线圈是以三条线并绕一条线圈用来高频激发另二条为感应线圈，这二条线圈之一条用来做径向感测另一条线圈做为轴向感测，当单边轴承有径向磨耗时，圆盘的径向位置会产生径向偏移，会使得圆盘会更靠近或离开线圈组，也就是磁路的磁阻会发生改变，也就是线圈组的输出电压会发生改变，当同一轴向位置装设有空间角度互为90度的4个线圈组时，就可以侦测出轴承的径向磨耗，当转子二侧轴端都装设有线圈组与圆盘时，就可以增加轴向位移的侦测，轴向感测的讯号处理是利用转子二端线圈的电压讯号作对比，以计算出转子的轴向位移量，另外，1K-4K高频讯号可以避免马达原有的线圈谐波讯号干扰，另外，为降低谐波干扰本引证案在定子线圈尾端增加导磁隔离装置。

[0017] 引证案七：

[0018] 2000年美国专利US6114966A--Motor having a bearing wear monitoring device，应用于感应罐装泵，本引证案清楚指出虽然在定子的前后端加装复数感应线圈确实可以达到侦测轴承之轴向磨损，但是马达维修可能更换定子、转子、轴心及感应线圈，这时的定子与转子的机械轴向定位可能无法与电气轴向定位一致，或感应线圈重新绕线不一致，将会导致讯号重大异常，也就是侦测装置必须能调整相对位置并把轴向磨损讯号归零，其方法就是转子有较定子稍长的积厚，组装时在轴端侧转子端面相对于定子端面距离必须确认，转子端面对齐线圈中心，转子稍长的积厚伸出定子尾端面，转子尾端完全涵盖线圈并有轴向余裕，当前止推轴承磨损时转子前移，而前端线圈讯号变动较明显，但尾端的线圈讯号变动较低；

[0019] 引证案八：

[0020] 2002年美国专利US6429781B2-Axial bearing wear detector device for canned motor，应用于感应罐装泵，其装置为一组线圈为空间角度180度相对应，含定子一齿部全幅的二个线圈，一组线圈组含定子两端齿部的二个线圈，本引证案清楚指出虽然在定子的前后端加装复数感应线圈确实可以达到侦测轴承之轴向磨损，但是马达前后磨损环的轴向长度比转子的前后止推轴承之轴向长度长，转子可以在前后磨损环之间自由轴向位移±2.5mm，轴承轴向磨耗侦测装置必须区分出转子的正常轴向位移与不正常的磨耗位移，也就是必须能真正侦测出轴承实际磨耗量，本引证案使用一个参考电路与一个死点电路来分别比较出感测线圈讯号，以区别转子轴向位移是在正常范围否。

[0021] 引证案九：

[0022] 2006年美国专利US7019661B2-Axial abrasion detector of bearing in canned motor，应用于感应罐装泵，使用引证案八相同的线圈感测方法，本引证案清楚指出虽然在定子的前后端加装复数感应线圈确实可以达到侦测轴承之轴向磨损，在把讯号归零后确实可以得到磨损值，但是感应线圈输出电压讯号值常常会受马达运转电压的影响而有迁移现象，导致讯号归零动作的困难，也就是轴承磨损值不正确，该案提出讯号处理的方法与装置，可以确实把讯号归零。

[0023] 综合以上的感应罐装泵与永磁罐装泵的结构解决方案可分为下列三种：

[0024] 1、装设传感器以监测轴承增加泵浦可靠度；

[0025] 2、装设霍尔组件以方便驱动泵浦但须加长磁铁；

[0026] 3、提高固定轴刚性来增加泵浦可靠度。

[0027] 所提出的各种问题及其解决方法都有其可实施性，但是这些方案并无法同时满足提高固定轴刚性又可装设传感器以提高可靠度之需求，本创作之永磁罐装泵之结构改良必须克服以下问题：

[0028] 问题1：材料本身的强度弱点

[0029] 改善结构刚性使能避开温度在85℃以上时耐腐蚀塑料结构件或内衬容易降低强度的问题，在无传感器下也能增加泵浦可靠度；

[0030] 问题2：轴承磨耗监测需求

[0031] 满足高毒性、高腐蚀性化学液体输送的安全需求，装设传感器可以用来持续监测轴承磨耗状态以提升泵浦可靠度；

[0032] 问题3：高气隙电机特性的低成本需求

[0033] 永磁马达是高气隙电机的较佳选择，但需大量使用昂贵的磁铁，直接延长主磁铁的长度来提供感应组件讯号源，则磁铁成本相对增加；

[0034] 问题4：避免永磁马达之高频PWM驱动之谐波干扰。

[0035] 传感器之结构必须能避免高频PWM驱动之谐波干扰；

[0036] 问题5：使用传感器时讯号质量需求。

[0037] 在高耐腐蚀用途的罐装泵之转子有较大的轴向自由位移空间，传感器之磁力线分布更容易偏折且讯号必须避免因供应电压的不同造成讯号的漂移；

[0038] 问题6：容易进行维修与更换零件

[0039] 维修更换零件须能免于因定位及其它人为因素产生的问题；

[0040] 本创作的结构改良使各种功率范围的永磁罐装泵在合理成本下，都能强化其固定轴刚性并依需求能装设传感器，达到增进可靠度与延长使用寿命的目的，适用于简单固定轴结构与复合轴结构。发明内容

[0041] 永磁罐装泵结构改良主要目的在增进固定轴刚性并依需求能装设传感器，如轴承磨耗监测装置及其它传感器，以增进泵浦可靠度及其它需求，在面对高温、高腐蚀制程的应用需求时，解决方案说明如下：

[0042] 永磁罐装泵结构改良目的在增进固定轴的结构刚性并依需求能装设传感器，其固定轴刚性增进的方法在使马达后框之金属结构之后框轴支撑座轴向伸入马达转子主轭铁的内径空间，并由后盖及其轴孔座来隔绝腐蚀液，轴支撑座紧密结合轴孔座以较佳的轴握持长度来增进固定轴刚性，并能缩短多重负载力量之力矩力臂长度，固定轴刚性增进将提高结构可靠度，且后盖轴孔座有足够的径向与轴向空间能装设传感器，例如轴承磨耗监测装置，来增进泵浦整体可靠度或其它需求；传感器的结构系由二次磁铁组与感测组件所构成，且二者之间的感测磁路系闭回路磁力线，二次磁铁组数量与主磁铁组相等但体积小于十分之一，二次磁铁组系安装于转子之主轭铁内侧背对主磁铁组与转子一起封装以避免药液腐蚀，使得感测磁路与主磁铁之主磁路二者磁力线共存于主轭铁，也就是传感器的磁力线经过主轭铁但不受干扰，在使用较长轴承以满足负载需求时加长主轭铁的长度以方便安装二次磁铁组；感测组件系由二次轭铁与感测组件组成，转子旋转时感测组件藉由切割磁力线而输出感应电压讯号，而感测组件安装在后盖轴孔座的环形槽内受后盖保护，感测组件可以是复数感应线圈、复数霍耳组件等，装设感应线圈用来监测轴承磨损，装设霍耳组件则用来侦测磁极以驱动罐装永磁泵，使得永磁罐装泵的驱动方式除了无传感器驱动外也，也可以使用有传感器驱动有助于使用者设备选配的方便性；

[0043] 传感器之二次磁铁的轴向长度至少为转子轴向位移长度(含轴承轴向磨耗)的二倍以上，其磁力线由二次磁铁表面射出穿过气隙到达二次轭铁，再经由二次轭铁回到与原来相邻的其它二次磁铁，并经由主轭铁回到原来的二次磁铁而构成密闭感测磁路，感测组件系把感测组件，如感应线圈与霍耳组件，装设在二次轭铁表面并经绝缘材料封装成一组件，被安装在后盖底部的环形槽内，该槽有一开口使感测组件能由后盖底部外侧安装，二次轭铁内径与轴支撑座外径紧密贴合固定，而且二次轭铁的后缘设有一电气角定位点，该定位点系连结马达后框之轴支撑座的轴心定位点，而且也连结马达定子线圈绕组的电气角定位点；

[0044] 使用感应线圈的感测组件，每一感应线圈在圆周宽度系随二次磁铁极数而变但都不大于180度电气角，每一感应线圈在一定转速下切割磁力线都可以输出感应电压讯号，复数感应线圈可以分成电气角相差90度的二线圈组，每一线圈组的感应线圈其排列方式有空间角度互为180度同时又有轴向前后关系，复数感应线圈的讯号经过运算可以计算出转子转速、轴心偏心角度、轴向位置及径向位置，轴心偏心角度可以提供转子轴心之运动轨迹之详细信息，比对转子位置可以获得径向轴承与止推轴承的磨耗量，或发出磨耗警讯或停止永磁罐装泵运转，感应线圈的输出电压将随转速降低而降低其输出电压，因此不适用于额定转速40％以下的用途，例如额定转速为3000rpm；

[0045] 本创作完全针对上述问题提供最佳方案以满足使用者需求，其创新性说明如下：

[0046] 对策1：永磁罐装泵结构改良目的在增进固定轴的结构刚性并依需求能装设传感器，其固定轴刚性增进的方法在使马达后框之金属结构之后框轴支撑座轴向伸入马达转子主轭铁的内径空间并由后盖的轴孔座来隔绝腐蚀液，轴支撑座紧密结合轴孔座以较长的轴握持长度来增进固定轴刚性，并能缩短多重负载力量之力矩力臂长度，固定轴刚性增进将提高结构可靠度。

[0047] 对策2：主轭铁的内径空间使后盖轴孔座能有装设传感器的空间，例如轴承磨耗监测装置，来增进泵浦可靠度，传感器的结构系由二次磁铁组与感测组件所构成，且二者之间有闭回路磁力线存在，二次磁铁组系安装于转子之主轭铁内侧背对主磁铁组与转子一起封装以避免药液腐蚀，感测组件系由二次轭铁与感测组件组成，而感测组件安装在后盖轴孔座的环形槽内受后盖保护，感测组件可以是复数感应线圈用来监测轴承磨损。

[0048] 对策3：主轭铁的内径空间的传感器包含二次磁铁组与感测组件，二次磁铁组只有主磁铁体积不到十分之一，可以比直接加长主磁铁长度减少磁铁成本，另外，面对高负载下常会使用较长轴承，这时配合轴承长度来增加主轭铁的长度就可以安装二次磁铁组。

[0049] 对策4：由变频器输入到定子线圈的高频PWM驱动电源所产生的磁力线及谐波均将由主轭铁所构成的主磁路所导通，本创作的传感器安装于主轭铁内径空间将受到主轭铁的保护；传感器的二次磁铁组数量与主磁铁组相等且安装于转子之主轭铁内侧背对主磁铁组，使得感测磁路与主磁路二者磁力线共存于主轭铁，也就是传感器的磁力线经过主轭铁但不受干扰；感测磁路其磁力线由二次磁铁表面射出穿过气隙到达二次轭铁，再经由二次轭铁回到与原来相邻的其它二次磁铁，并经由主轭铁回到原来的二次磁铁而构成密闭磁路；转子旋转时感测组件藉由切割磁力线而输出感应电压讯号，故电压讯号独立不受外部电压干扰。

[0050] 对策5：独立的传感器其环形二次轭铁的轴向长度除涵盖二次磁铁的轴向长度外，更包含转子轴向移动长度，而且也涵盖感应线圈轴向排列所需的长度，每一感应线圈的轴向长度为二次磁铁轴向长度的60％以上，排列后的轴向总长度大于二次磁铁轴向长度加上转子轴向自由位移长度，也就是感测磁路会随转子运转而稳定移动不会有偏折情形能增加讯号稳定度，更不受外部电源电压干扰，轴向前后排列的感应线圈其切割的磁力线数量与转子轴向位移或磨耗呈线性关系，径向180度的感应线圈其感应电压与径向位移或磨耗呈线性关系。

[0051] 对策6：二次轭铁的后缘设有一电气角定位点，该定位点系连结马达后框之轴支撑座的轴心正上方定位点，而且也连结马达定子安装在中框时线圈绕组的电气角参考点，感测组件与轭铁封装为一体的感测组件，维修更换时可以很方便而且确保电气定位正确。

[0052] 本创作将以下列结构及是否安装传感器做进一步说明，但其它可达成相同功效的设计并不以下列实施例为限：

[0053] 1、无传感器之罐装永磁泵：

[0054] 需使用无传感器驱动器来驱动泵浦；

[0055] (a)简单固定轴：适用于高低功率无轴承磨耗顾虑之一般用途，轴向伸入的后盖轴孔座与轴支撑座缩短多重负载力量之力矩力臂长度，并由轴支撑座紧密结合轴孔座使固定轴刚性提高。

[0056] (b)复合固定轴：使用在无轴承磨耗顾虑之高功率、高温、低NPSHr用途，轴向伸入的后盖轴孔座与轴支撑座能缩短多重负载力量之力矩力臂长度，其陶瓷轴套系由金属轴之圆形头部与轴支撑座之压缩面紧锁压缩，使悬臂轴刚性提高。

[0057] 2、具轴承磨耗监测之罐装永磁泵：

[0058] 需使用无传感器驱动器来驱动泵浦；

[0059] (a)简单固定轴：适用于高低功率有轴承磨耗顾虑之一般用途，轴向伸入的后盖轴孔座与轴支撑座缩短多重负载力量之力矩力臂长度，并由轴支撑座紧密结合轴孔座使固定轴刚性提高；传感器之二次磁铁组安装于转子之主轭铁内侧背对主磁铁组，传感器之感测组件由二次轭铁与感应线圈组成，安装在后盖轴孔座的环形槽内，并紧密固定在轴支撑座上用来监测轴承磨损；特别在重负载需求时会使用较长的轴承，可以适当增加主轭铁长度来配合以安装二次磁铁组。

[0060] (b)复合固定轴：使用在有轴承磨耗顾虑之高功率、高温、低NPSHr用途，轴向伸入的后盖轴孔座与轴支撑座能缩短多重负载力量之力矩力臂长度，其陶瓷轴套系由金属轴之圆形头部与轴支撑座之压缩面紧锁压缩，使悬臂轴刚性提高，传感器之二次磁铁组安装于转子之主轭铁内侧背对主磁铁组，传感器之感测组件由二次轭铁与感应线圈组成，安装在后盖轴孔座的环形槽内，并紧密固定在轴支撑座上用来监测轴承磨损；特别在重负载需求时会使用较长的轴承，可以适当增加主轭铁长度来配合以安装二次磁铁组。

[0061] 3、传感器结构：

[0062] 传感器的结构系由二次磁铁组与感测组件所构成，二次磁铁组系安装于转子之主轭铁内侧背对主磁铁组，感测组件系由二次轭铁与复数感应线圈组成，安装在轴向延伸的后盖轴孔座的环形槽内用来监测轴承磨损，这时须使用无传感器之驱动器来驱动，当感测组件同时使用霍耳组件与感应线圈时，还可以选用有传感器之驱动器来驱动。附图说明

[0063] 图1(A)：本创作永磁罐装泵浦为无传感器双边支撑之固定轴结构之剖面示意图。

[0064] 图1(B)：本创作永磁罐装泵浦为有传感器之双边支撑固定轴结构之剖面示意图。

[0065] 图1(C)：本创作永磁罐装泵浦为无传感器之单边支撑悬臂复合轴结构之剖面示意图。

[0066] 图1(D)：本创作永磁罐装泵浦为有传感器之单边支撑悬臂复合轴结构之剖面示意图。

[0067] 图1(E)：本创作永磁罐装泵浦为有传感器之双边支撑固定轴结构，使用加长轴承结构之剖面示意图。

[0068] 图2：本创作第一实施例马达转子与叶轮成一体之剖面示意图。

[0069] 图3(A)：本创作双边支撑固定轴之泵浦后盖之剖面示意图。

[0070] 图3(B)：本创作悬臂固定轴之泵浦后盖之剖面示意图。

[0071] 图4(A)：本创作双边支撑固定轴的轴向握持长度L之剖面示意图。

[0072] 图4(B)：本创作悬臂固定轴的轴向握持长度L之剖面示意图。

[0073] 图5(A)：本创作马达转子在双边支撑固定轴多重负载受力及其扭矩之剖面示意图。

[0074] 图5(B)：本创作马达转子在单边悬臂固定轴多重负载受力及其扭矩之剖面示意图。

[0075] 图6(A)：本创作马达轴承磨耗监测装置之径向剖面示意图。

[0076] 图6(B)：本创作轴承磨耗监测装置之剖面轴向示意图。

[0077] 图6(C)：本创作使用8个感应线圈的轴承磨耗之监测装置示意图。

[0078] 图6(D)：本创作轴承磨耗监测装置3D示意图(一)。

[0079] 图6(E)：本创作轴承磨耗监测装置3D示意图(二)。

[0080] 图6(F)：本创作使用4个感应线圈的轴承磨耗之监测装置示意图。

[0081] 图7：本创作永磁罐装泵传感器装设有霍尔组件之示意图。

[0082]

[0083]

[0084]

具体实施方式

[0085] 第一实施例：无传感器双边支撑固定轴结构之永磁罐装泵，图1(A)；

[0086] 请参阅图1(A)所示，本实施例之永磁罐装泵浦1为无传感器之双边支撑之固定轴结构，主要零件包含有：泵前盖4、三脚架31、叶轮5、后盖41、固定轴3与罐装马达8，其中：

[0087] 泵前盖4设有一入口44、出口45及一流道空间47，用来容纳叶轮5，泵前盖4内侧在入口44处设有一入口止推环46，用来与叶轮5入口侧的叶轮止推轴承53耦合共同构成轴向止推轴承；

[0088] 三脚架31系固定在泵前盖4入口处，可以轴向穿过叶轮毂孔54，用来支撑固定轴3的一端；

[0089] 叶轮5被安装在泵前盖4内部，三脚架31可以轴向穿过叶轮毂开孔54，用来支撑固定轴3的一端，叶轮毂52用来与马达转子7的轴向延伸部76结合，使叶轮5与马达转子7构成一体或二者相互嵌入组合成一体；

[0090] 后盖41为一杯状壳体结构，底部有具环形槽结构之轴孔座413且无任何通孔，确保后盖41不会有何泄漏产生，其前端之法兰部411结合泵前盖4及罐装马达8之中框法兰811，用来防止腐蚀液体的泄漏；后盖41侧边的圆筒部412穿过定子83的内径，二者之间为滑动松配合，而且后盖41底部与马达后框82紧密贴合，当后盖41内部容室空间415承受输送液体压力时，定子83的硅钢片迭积与马达后框82都可以提供足够的支撑强度；轴孔座
413设在后盖41底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁72内径空间，为内侧凸出且具有中心轴孔413a(如图3(A))，其外侧为环形槽413b(如图3(A))之结构，其轴孔413a的外缘装设有止推环414(如图3(A))，用来与转子7的轴承79耦合成轴向止推轴承，轴孔413a的外侧壁面完全由马达后框82的轴支撑座821a所紧密结合与支持，且轴孔413a的底部与马达后框82的向后凸出部823的内径完全密合，且凸出部823的长度完全配合轴孔413a的深度H(如图3(A))能给予固定轴3高刚性的支持，也就是后盖41本身只提供防蚀隔离功能并不直接提供固定轴3刚性支撑；

[0091] 固定轴3为双边支撑结构，由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷材料构成，其前端由三脚架31支撑与后端由轴向伸出的轴孔座413所支撑固定，固定轴3中间部份与轴承79耦合用来支撑马达转子7的转动，且其中间部份长度以满足轴承79的长度以承担马达转子7所受的复合力，并预留马达转子7的轴向自由移动空间，轴孔座413的环形槽413b(如图3(A))，完全由马达后框82的轴支撑座821a所紧密结合与支持并提供轴握持长度L，且能克服塑料料强度因温度升高而降低的问题；

[0092] 罐装马达8由定子83、马达中框81、马达后框82与马达转子7所构成；

[0093] 定子83紧固装设在马达中框81内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与马达转子7 磁场交互作用，使马达转子7产生扭矩而旋转并带动叶轮5输出流功，定子83的线圈受泵浦后盖41保护免于腐蚀液体侵蚀；

[0094] 马达中框81在泵浦侧的法兰811用来紧锁后盖41法兰部411与泵前盖4，以防止腐蚀液体的泄漏，中框81的后法兰用来紧锁马达后框82以提供完整结构支撑力，使马达后框82上的轴支撑座821a能提供固定轴3所需的支撑力；

[0095] 马达后框82紧锁在马达中框81泵浦侧的后法兰811，使马达后框82上的轴支撑座821a能提供固定轴3所需的支撑力，马达定子83线圈831之电源线由电力缆线出口822接到驱动电源；

[0096] 马达转子7是由主磁铁组71、主轭铁72与轴向延伸部76所构成的环型结构，并由耐腐蚀的工程塑料包覆成一零泄漏缝的环状转子包胶74，马达转子7的中间孔装设有轴承79，叶轮毂52用来与马达转子7的轴向延伸部76结合，使叶轮5与马达转子7构成一体或二者相互嵌入组合成一体；

[0097] 当泵浦运转时流体流动方向6流经叶轮5之流道后成为具有压力的流体，如流动方向61，并由出口45输出，同时有部分流体，如流动方向62，经由叶轮5的背侧进入后盖41的容室空间415，并经由马达转子7外侧与后盖41内径的间隙向后盖41底部流动，再经由固定轴3与轴承79之间隙流动，最后流经叶轮毂孔54，如流动方向65，回到叶轮5入口，此一流体的循环流动用来提供陶瓷轴承79润滑所需并带走马达转子7产生的热；

[0098] 第二实施例：无传感器单边支撑悬臂复合轴结构之永磁罐装泵，图1(C)；

[0099] 请参阅图1(C)所示，本实施例之永磁罐装泵浦为无传感器之单边支撑之悬臂复合轴结构，主要零件包含有：泵前盖4a、叶轮5a、后盖41a、固定轴3a与罐装马达8，其中：

[0100] 泵前盖4a设有一入口44、出口45及一流道空间47，用来容纳叶轮5a，泵前盖4a系为金属铸造镬体，其内批覆有耐蚀塑料内榇4b，其内侧在入口44处设有一入口止推环46，用来与叶轮5a入口侧的叶轮止推轴承53耦合共同构成轴向止推轴承；

[0101] 叶轮5a被安装在泵前盖4a内部，叶轮毂52用来与马达转子7的轴向延伸部76结合，使叶轮5a与马达转子7构成一体或二者相互嵌入组合成一体，叶轮毂孔54a系一叶轮毂板55中央的开孔，用来让循环液体回流，如流动方向65所示，泵前盖4a入口44与叶轮5a的入口成为一平滑渐扩的流道没有其它障碍物，且叶轮毂板55的形状也是平滑曲面，可以有效降低液体流速来确保泵浦有良好抗汽蚀(NPSHr)性能；

[0102] 后盖41a为一杯状壳体结构，底部有一开孔之轴孔座418结构，其前端之法兰部411结合泵前盖4a及罐装马达8之中框法兰811，用来防止腐蚀液体的泄漏；后盖41a侧边的圆筒部412穿过定子83的内径，二者之间为滑动松配合，而且后盖41a底部与马达后框
82紧密贴合，当后盖41a内部容室空间415承受输送液体压力时，定子83的硅钢片迭积与马达后框82都可以提供足够的支撑强度；轴孔座418设在后盖41a底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁72内径空间，为内侧凸出且具有中心孔418a(如图3(B))，其外侧相对成为内凹孔418b(如图3(B))，轴孔座418中心的通孔用来装设固定轴3a，轴孔座418的密封面418d由附有O型环之轴套33端面与马达后框82的轴支撑座821c迫紧密封，以确保后盖41a不会有何泄漏产生，本案例未装传感器无法提供轴承磨耗监测功能；

[0103] 固定轴3a为悬臂结构由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷轴套33、金属轴32与马达后框82构成，并与后盖41a共同构成完整的轴密封系统；固定轴3a的一端装设在马达后框82的轴支撑座821c时可以得到所需的支撑强度，其中金属轴32穿过陶瓷轴套33的中心孔332(如图5(B))，并以具有圆形头部321之一端紧压在陶瓷轴套33的前端面333(如图5(B))，金属轴32的螺牙部323穿过后盖41a之轴向延伸轴孔座418与轴支撑座821c的中央通孔，并以螺帽紧锁在马达后框82a上，使得陶瓷轴套33的之止推环部331(如图5(B))被紧压在轴支撑座821c的端面，而金属轴32的圆形头部321(如图5(B))则以塑料包胶322(如图5(B))，其上设有O型环以达成密封耐蚀功能；陶瓷轴套33之止推环部331(如图5(B))用来与轴承79互相耦合构成液动压止推轴承，止推环部331的端面与后框82之轴支撑座821c的端面紧锁压缩，二者中间并迫紧轴孔座418的密封面418d，并由附有O型环之止推环部331端面密封，以确保后盖41a不会有何泄漏产生，而构成一高刚性的复合式固定轴
3a；

[0104] 罐装马达8由定子83、马达中框81、马达后框82与马达转子7所构成；

[0105] 定子83紧固装设在马达中框81内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与马达转子7磁场交互作用，使马达转子7产生扭矩而旋转带动叶轮5a输出流功，定子83的线圈831受泵浦后盖41a保护免于腐蚀液体侵蚀；

[0106] 马达中框81在泵浦侧的法兰811用来紧锁后盖41a法兰部411与泵前盖4a，以防止腐蚀液体的泄漏，马达中框81的后法兰811用来紧锁马达后框82以提供完整结构支撑力，使马达后框82上的轴支撑座821c能提供复合固定轴3a所需的支撑力；

[0107] 马达后框82紧锁在马达中框81泵浦侧的后法兰811，使马达后框82上的轴支撑座821c能提供固定轴3a所需的支撑力，马达定子83线圈831之电源线由电力缆线出口822接到驱动电源；

[0108] 马达转子7是由主磁铁组71、主轭铁72与轴向延伸部76所构成的环型结构，并由耐腐蚀的工程塑料包覆成一零泄漏缝的环状转子包胶74，马达转子7的中间孔装设有轴承79，叶轮毂52用来与马达转子7的轴向延伸部76结合，使叶轮5a与马达转子7构成一体或二者相互嵌入组合成一体；

[0109] 当泵浦运转时流体流动方向6流经叶轮5a之流道后成为具有压力的流体，如流动方向61，并由出口45输出，同时有部分流体，如流动方向62，经由叶轮5a的背侧进入后盖41a的容室空间415，并经由马达转子7外侧与后盖41a内径的间隙向后盖41a底部流动，再经由固定轴3a与轴承79之间隙流动，最后流经叶轮毂板55中央的叶轮毂孔54a，如流动方向65，回到叶轮5入口，此一流体的循环流动用来提供陶瓷轴承79润滑所需并带走马达转子7产生的热；

[0110] 第三实施例：有传感器双边支撑固定轴结构之永磁罐装泵，图1(B)、图1(E)；

[0111] 请参阅图1(B)所示，本实施例之永磁罐装泵浦1为有传感器双边支撑之固定轴结构，主要零件包含有：泵前盖4、三脚架31、叶轮5、后盖41、传感器9、固定轴3与罐装马达8，其中：

[0112] 泵前盖4设有一入口44、出口45及一流道空间47，用来容纳叶轮5，泵前盖4内侧在入口44处设有一入口止推环46，用来与叶轮5入口侧的叶轮止推轴承53耦合共同构成轴向止推轴承；

[0113] 三脚架31系固定在泵前盖4入口处，可以轴向穿过叶轮毂孔54，用来支撑固定轴3的一端；

[0114] 叶轮5被安装在泵前盖4内部，三脚架31可以轴向穿过叶轮毂孔54，用来支撑固定轴3的一端，叶轮毂52用来与马达转子7的轴向延伸部76结合，使叶轮5与马达转子7构成一体或二者相互嵌入组合成一体；

[0115] 后盖41为一杯状壳体结构，底部有具环形槽结构之轴孔座413且无任何通孔，确保后盖41不会有何泄漏产生，其前端之法兰部411结合泵前盖4及罐装马达8之中框法兰811，用来防止腐蚀液体的泄漏；后盖41侧边的圆筒部穿过定子83的内径，二者之间为滑动松配合，而且后盖41底部与马达后框82紧密贴合，当后盖41内部容室空间415承受输送液体压力时，定子83的硅钢片迭积与马达后框82都可以提供足够的支撑强度；轴孔座413设在后盖41底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁72内径空间，为内侧凸出且具有中心轴孔
413a(如图3(A))，其外侧为环形槽413b(如图3(A))之结构，其轴孔413a的外缘装设有止推环414(如图3(A))，用来与转子7的轴承79耦合成轴向止推轴承，而环形槽413b的内部装设感测组件93含二次轭铁91(如图3(A))与复数感应线圈92(如图3(A))，轴孔413a的外壁面完全由马达后框82的轴支撑座821b与二次轭铁91所紧密结合，且轴孔413a的底部与马达后框82的向后凸出部823的内径完全密合，且凸出部823的长度完全配合轴孔
413a的深度H(如图3(A))，能给予固定轴3高刚性的支持，也就是后盖41本身只提供防蚀隔离功能并不直接提供固定轴3刚性支撑；

[0116] 传感器9系安装在轴向延伸的后盖轴孔座413的环形槽413b(如图3(A))内用来监测轴承79磨损，其结构系由二次磁铁组73与感测组件93所构成，二次磁铁组73的数量与主磁铁组71相同，二次磁铁组73系安装于马达转子7之主轭铁72内径靠近后盖41底部的一端且背对主磁铁组71，二次磁铁73的轴向长度至少为转子7轴向位移长度(含轴承轴向磨耗)的二倍以上，感测组件93系由二次轭铁91(如图3(A))与复数感应线圈92(如图3(A))组成，二次轭铁91以对准二次磁铁73的中心为基准，把二次轭铁91的轴向长度分成前后二段，二次磁铁73的轴向前后缘在其轴向移动都不会超出二次轭铁91的前后二段范围。

[0117] 固定轴3为双边支撑结构，由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷材料构成，其前端由三脚架31支撑与后端由轴向伸出的轴孔座413所支撑固定，固定轴3中间部份与轴承79耦合用来支撑马达转子7的转动且其中间部份长度以满足轴承79的长度，并预留马达转子7的轴向自由移动空间，轴孔座413的环形槽413b完全由马达后框82的轴支撑座821b与二次轭铁
91二者相互紧密结合支持并提供轴握持长度L，且能克服塑料料强度因温度升高而降低的问题；

[0118] 罐装马达8由定子83、马达中框81、马达后框82与马达转子7所构成；

[0119] 定子83紧固装设在马达中框81内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与马达转子7磁场交互作用，使马达转子7产生扭矩而旋转带动叶轮5输出流功，定子83的线圈受泵浦后盖41保护免于腐蚀液体侵蚀；

[0120] 马达中框81在泵浦侧的法兰811用来紧锁后盖41法兰部411与泵前盖4，以防止腐蚀液体的泄漏，马达中框81的后法兰用来紧锁马达后框82以提供完整结构支撑力，使马达后框82上的轴支撑座821b能提供固定轴3所需的支撑力；

[0121] 马达后框82紧锁在中框81泵浦侧的后法兰，使马达后框82上的轴支撑座821b能提供固定轴3所需的支撑力，马达定子83线圈之电源线由电力缆线出口822接到驱动电源；

[0122] 马达转子7是由主磁铁组71、主轭铁72、二次磁铁组73与轴向延伸部76所构成的环型结构，二次磁铁组73的数量与主磁铁组71相同，二次磁铁组73系安装于马达转子7之主轭铁72内径靠近后盖41底部的一端且背对主磁铁组71，马达转子7的中间孔装设有轴承79，叶轮毂52用来与马达转子7的轴向延伸部76结合，使叶轮5与马达转子7构成一体或二者相互嵌入组合成一体；

[0123] 当泵浦运转时流体流动方向6流经叶轮5之流道后成为具有压力的流体，如流动方向61，并由出口45输出，同时有部分流体，如流动方向62，经由叶轮5的背侧进入后盖41的容室空间415，并经由马达转子7外侧与后盖41内径的间隙向后盖41底部流动，再经由固定轴3与轴承79之间隙流动，最后流经叶轮毂孔54，如流动方向65，回到叶轮5入口，此一流体的循环流动用来提供陶瓷轴承润滑所需并带走转子产生的热；

[0124] 请参阅图1(E)所示，本实施例之永磁罐装泵浦为有传感器之双边支撑之固定轴结构，主要零件包含有：泵前盖4、三脚架31、叶轮5、后盖41、传感器9、固定轴3与罐装马达8，当泵浦操作条件有特别需求时，例如高扬程，轴承79的长度会适当的加长，因此，在泵浦结构设计上可以适当增加主轭铁72长度来配合轴承79的长度，而二次磁铁组73安装位置也是位于主轭铁72内径。

[0125] 第四实施例：有传感器单边支撑悬臂复合轴结构之永磁罐装泵，图1(D)；

[0126] 请参阅图1(D)所示，本实施例之永磁罐装泵浦为有传感器之单边支撑之悬臂复合轴结构，泵浦系由泵前盖4a、叶轮5a、后盖41a、传感器9、固定轴3a与罐装马达8所构成；

[0127] 泵前盖4a设有入口44、出口45及流道空间47，用来容纳叶轮5a，泵前盖4a系为金属铸造镬体，其内批覆有耐蚀塑料内榇4b，其内侧在入口44处设有一止推环46，用来与叶轮5a入口侧的止推轴承53耦合共同构成轴向止推轴承；

[0128] 叶轮5a被安装在泵前盖4a内部，叶轮毂52用来与马达转子7的轴向延伸部76结合，使叶轮5a与马达转子7构成一体或二者相互嵌入组合成一体，叶轮毂孔54a系一叶轮毂板55中央的开孔用来让循环液体回流，如流动方向65所示，泵前盖入口44与叶轮5a的入口成为一平滑渐扩的流道没有其它障碍物，且叶轮毂板55的形状也是平滑曲面，可以有效降低液体流速来确保泵浦有良好抗汽蚀(NPSHr)性能；

[0129] 后盖41a为一杯状壳体结构，底部有一开孔之轴孔座418结构，其前端之法兰部411结合泵前盖4a及马达8之中框法兰811，用来防止腐蚀液体的泄漏；后盖41a侧边的圆筒部穿过定子83的内径，二者之间为滑动松配合，而且后盖41a底部与马达后框82紧密贴合，当后盖41a内部容室空间415承受输送液体压力时，定子83的硅钢片迭积与马达后框
82都可以提供足够的支撑强度；轴孔座418设在后盖41a底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁72内径空间，为内侧凸出且具有中心孔418a，其外侧相对成为内凹孔418b，内凹孔418b之环形面装设有感测组件93，感测组件93含二次轭铁91与复数感应线圈92，二次轭铁91与轴支撑座821d紧密节合，轴孔座418中心的通孔用来装设固定轴3a，轴孔座418的密封面418d由附有O型之轴套33端面与马达后框82的轴支撑座821d迫紧密封，以确保后盖
41a不会有何泄漏产生；

[0130] 传感器9安装在轴向延伸的后盖轴孔座418的外侧内凹孔418b(如图3(B))之环形面内用来监测轴承磨损，其结构系由二次磁铁组73与感测组件93所构成，二次磁铁组73的数量与主磁铁组71相同，二次磁铁组73系安装于转子之主轭铁72内径靠近后盖41a底部的一端且背对主磁铁组71，二次磁铁73的轴向长度至少为转子7轴向位移长度(含轴承轴向磨耗)的二倍以上，感测组件93系由二次轭铁91(如图3(B))与复数感应线圈92(如图3(B))组成，二次轭铁91以对准二次磁铁73的轴向中心为基准，把二次轭铁91的轴向长度分成前后二段，二次磁铁73的轴向前后缘在其轴向移动都不会超出二次轭铁91的前后二段范围。

[0131] 固定轴3a为悬臂结构由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷轴套33、金属轴32与马达后框82构成，并与后盖41a共同构成完整的轴密封系统；固定轴3a的一端装设在马达后框82的轴支撑座821d时可以得到所需的支撑强度，其中金属轴32穿过陶瓷轴套33的中心孔332(如图5(B))，并以具有圆形头部321(如图5(B))之一端紧压在陶瓷轴套的前端面333(如图5(B))，金属轴32的螺牙部323穿过后盖41a之轴向延伸轴孔座418与轴支撑座821d的中央通孔，并以螺帽紧锁在马达后框82a上，使得陶瓷轴套33之止推环部331(如图5(B))的端面能被紧压在轴支撑座821d的端面；金属轴32的圆形头部321(如图5(B))则以塑料包胶322(未标示)，其上并设有O型环以达成密封耐蚀功能；陶瓷轴套33之止推环部331用来与转子轴承79互相耦合构成液动压止推轴承，止推环部331的端面与后框82之轴支撑座821d的端面紧锁压缩，二者中间并迫紧轴孔座418的密封面418d，并由附有O型环之止推环部331端面密封，以确保后盖41a不会有何泄漏产生，而构成一高刚性的复合式固定轴
3a；

[0132] 罐装马达8由定子83、马达中框81、马达后框82与马达转子7所构成；

[0133] 定子83紧固装设在马达中框81内，其上绕有线圈输入PWM电源可以产生磁通用来与马达转子7磁场交互作用，使马达转子7产生扭矩而旋转带动叶轮5a输出流功，定子83的线圈831受泵浦后盖41a保护免于腐蚀液体侵蚀；

[0134] 马达中框81在泵浦侧的法兰811用来紧锁后盖41a法兰部411与泵前盖4a，以防止腐蚀液体的泄漏，马达中框81的后法兰811用来紧锁马达后框82以提供完整结构支撑力，使马达后框82上的轴支撑座821d能提供复合固定轴3a所需的支撑力；

[0135] 马达后框82紧锁在中框81泵浦侧的后法兰，使马达后框82上的轴支撑座821d能提供固定轴3a所需的支撑力，马达定子83线圈831之电源线由电力缆线出口822接到驱动电源；

[0136] 马达转子7是由主磁铁组71、主轭铁72、二次磁铁组73与轴向延伸部76所构成的环型结构，二次磁铁组73的数量与主磁铁组71相同，二次磁铁组73系安装于马达转子7之主轭铁72内径靠近后盖41a底部的一端且背对主磁铁组71，并由耐腐蚀的工程塑料包覆成一零泄漏缝的环状转子包胶74，马达转子7的中间孔装设有轴承79，叶轮毂52用来与马达转子7的轴向延伸部76结合，使叶轮5a与马达转子7构成一体或二者相互嵌入组合成一体；

[0137] 当泵浦运转时流体流动方向6流经叶轮5a之流道后成为具有压力的流体，如流动方向61，并由泵出口45输出，同时有部分流体，如流动方向62，经由叶轮5a的背侧进入后盖41a的容室空间415，并经由马达转子7外侧与后盖41a内径的间隙向后盖41a底部流动，再经由固定轴3a与轴承79之间隙流动，最后流经叶轮毂板55中央的叶轮毂孔54a，如流动方向65，回到叶轮5a入口，此一流体的循环流动用来提供陶瓷轴承79润滑所需并带走马达转子7产生的热；

[0138] 请参阅图2所示，本图例仅以第三实施例之马达转子7与叶轮5一体结构来进行细部说明，本图例的延伸结构也将适用于本创作其它实施例，马达转子7中空部设有轴承79，用来与固定轴3耦合成液动压轴承系统以支撑马达转子7的转动与动力传递，轴向延伸部76用来与叶轮毂52相结合成一体，以有效传递马达转子7的动力，二次磁铁组73位安装于马达转子7之主轭铁72内侧靠近后盖41底部的一端且背对主磁铁组71，该二次磁铁组73与马达转子7一起封装避免药液腐蚀，二次磁铁组73数量与主磁铁组71相等但体积小于十分之ㄧ；

[0139] 请参阅图3(A)所示，以第三实施例之后盖41为例，对其环形槽413b结构及感测组件93的安装进行详细说明，后盖41为一杯状壳体结构，且无任何通孔确保不会有何泄漏产生，其前端之法兰部411结合泵前盖4及罐装马达8(如图1(A))之中框法兰811(如图1(A))，用来防止腐蚀液体的泄漏；轴孔座413设在后盖底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁
72(如图1(A))内径空间，轴向延伸长度G系由后盖41底部往法兰部411侧算起，为内侧凸出且具有中心轴孔413a，而轴孔413a的深度H则由轴孔座413开口算起到轴孔413a底部，其外侧为环形槽413b之结构，其轴孔413a的外缘能装设止推环414，轴孔座413外侧的环形槽413b可以装设感测组件93，含二次轭铁91与复数感应线圈92，轴孔413a的外壁面完全由马达后框82的轴支撑座821a(如图4(A))与二次轭铁91所紧密结合，且轴孔413a的底部与马达后框82的向后凸出部823的内径完全密合，且凸出部823(如图1(A))的长度完全配合轴孔413a的深度H能给予固定轴3(如图1(A))高刚性的支持，也就是后盖41本身只提供防蚀隔离功能并不直接提供固定轴3刚性支撑；

[0140] 请参阅图3(B)所示，以第四实施例之后盖41为例，对其内凹孔418b结构及感测组件93的安装进行详细说明，后盖41a为一杯状壳体结构，其底部中心有一开孔用来装设固定轴3a(如图1(C))，其前端之法兰部411结合泵前盖4a及罐装马达8(如图1(C))之中框法兰811(如图1(C))，用来防止腐蚀液体的泄漏；轴孔座418设在后盖底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁72(如图1(C))内径空间，为内侧凸出且具有中心孔418a的凸出孔结构，其轴向延伸长度G系由后盖41底部往法兰部411侧算起到密封面418d，其外侧相对为内凹孔418b，内凹孔418b的内环形面装设感测组件93，感测组件93含二次轭铁91与复数感应线圈92，二次轭铁91与轴支撑座821d紧密节合，轴孔座418中心的通孔用来装设固定轴3a(如图1(C))，轴孔座418的密封面418d由附有O型环之轴套33(如图1(C))端面与马达后框82的轴支撑座821d迫紧密封，以确保后盖41a不会有何泄漏产生，而固定轴3a的刚性支持完全来自马达后框82及其轴支撑座821d之中心孔长度L；

[0141] 请参阅图4(A)所示，以第三实施例之双边支撑固定轴3为例，对轴向握持长度L做详细说明，轴孔座413设在后盖41底部中心且轴向内侧延伸在主轭铁72(如图1(C))内径空间，为内侧凸出且具有中心轴孔413a(如图3(A))，其外侧为环形槽413b(如图3(A))之结构，而环形槽413b的内部装设感测组件93含二次轭铁91与复数感应线圈92，马达后框82的轴支撑座821a与二次轭铁91紧密结合并完全给予轴孔413a的外壁面最佳支撑强度，而马达后框82的支撑强度来自马达中框81，因此能给予固定轴3高刚性支撑；

[0142] 轴握持长度L系以轴孔座413之轴向延伸长度G与轴孔深度H决定，能实际提供轴刚性支撑，轴握持长度L愈长愈能能克服塑料料强度因温度升高而降低的问题；

[0143] 请参阅图4(B)所示，以第四实施例之悬臂固定轴3a(如图1(C))的轴向握持长度L做详细说明，后盖41a为一杯状壳体结构，其底部中心有一轴孔座418且轴向内侧延伸在主轭铁72内径空间，用来装设固定轴3a，为内侧凸出且具有中心孔418a的凸出孔结构，其外侧相对为内凹孔418b，内凹孔418b的内环形面装设感测组件93，马达后框82的轴支撑座821d与止推环部331(如图5(B))的端面紧锁压缩，并迫紧轴孔座418的密封面418d确保密封零泄漏；

[0144] 轴握持长度L系以轴孔座418之轴向延伸长度G与轴孔深度L决定，能实际提供轴刚性支撑，轴握持长度L愈长愈能承受多重负载力及其扭矩，本创作的复合轴结构能完全避开后盖41a的塑料料强度因温度升高而降低的问题；

[0145] 请参阅图5(A)所示，以第一实施例或第三实施例之马达转子7在双边支撑固定轴3的多重负载受力及其扭矩做详细说明，固定轴3由耐腐蚀与耐磨耗的陶瓷材料构成，其前端由塑料料的三脚架31支撑，后端由轴向伸出的轴孔座413所支撑固定，而轴孔座413的强度是来自紧密结合的轴支撑座821b与二次轭铁91所提供；固定轴3中间部份与轴承79耦合用来支撑马达转子7的转动且其中间部份长度以满足轴承79的长度，并预留马达转子
7的轴向自由移动空间，如图中的A、B及C，当马达转子7实际运转时轴承79与止推环414之间仍有轴向间隙A，转子轴承79与三脚架31之间有轴向间隙C，转子7与后盖41之间有轴向间隙B，此三间隙会因入口止推环46、止推轴承53、止推环414的磨损与轴承79的端面磨损而产生变化，多数情形马达转子7是会因叶轮5的轴向推力而往前移动，使止推环
46与轴承53耦合滑动运转，所以，间隙C的宽度必须大于止推环46与轴承53的容许磨耗量，而间隙B会因间隙C变小而加大其宽度，但是当泵浦运转在高流量低扬程的条件下，马达转子7是可能会因流体的轴向动量而往后移动，使止推环414与轴承79耦合滑动运转，这时间隙A的宽度减小至零，所以间隙B的宽度必须大于间隙A加上轴承79端面与止推轴承414的磨耗量，以避免马达转子7直接摩擦后盖41造成破损，也就是马达转子7轴向自由位移长度等于间隙A加上间隙C，由于塑料制的后盖41与前盖4的尺寸变形量较大，各预留的间隙尺寸都必须包含制造公差；在上述运转条件下，固定轴3及其支撑结构须承受多重负载力，含重力W、离心力X、侧向力P及各施力之扭矩，其中重力W为转子重量所产生的力，离心力X为转子质心因轴承79间隙造成偏心离心力，侧向力P为泵前盖4之流道空间
47之不均匀流体压力引起施加在叶轮5的力，而重力矩就是重力W乘以力臂WL，离心力矩就是离心力X乘以力臂XL，侧向力矩就是侧向力P乘以力臂PL，这些力及力矩的合就成为施加在固定轴端的合力及扭矩，而多数的力及力矩将由固定轴3后端的支撑结构所承担，因为耐腐蚀塑料的三角架31会因温度升高而降低其强度，轴承79磨耗所引起偏心离心力X是固定轴3结构刚性最大的变动负载来源，磨耗量愈高偏心离心力X愈大，其次为不均匀流体压力引起施加在叶轮5的侧向力P，因为由叶轮5外径到固定轴3后端有最长的力臂PL，也会造成马达转子7中心与固定轴3轴心之间产生歪斜，导至支撑结构的持续变形，由于轴向延伸长度G实质缩减了力臂PL的长度，而握持长度L增加固定轴3a对扭矩的承受能力，可以减缓并改善上述的歪斜及结构变型问题，并大幅降低固定轴3前端之三脚架31支撑结构强度的需求；

[0146] 请参阅图5(B)所示，对第二实施例或第四实施例之马达转子7在单边悬臂固定轴3a的多重负载受力及其扭矩做详细说明，固定轴3a由金属轴32与陶瓷轴套33构成，固定轴3a的一端装设在马达后框82的轴支撑座821d时可以得到所需的支撑强度，其中金属轴
32穿过陶瓷轴套33的中心孔332，并以具有圆形头部321之一端紧压在陶瓷轴套的前端面
333，金属轴32的螺牙部323穿过后盖41a之轴孔座418与轴支撑座821d的中央通孔，并以螺帽紧锁在马达后框82上，使得陶瓷轴套33之止推环部331的端面能被紧压在轴支撑座
821d的端面，而构成高刚性复合固定轴3a；固定轴3a与轴承79耦合用来支撑马达转子7的转动且其长度满足轴承79的长度需求，并预留马达转子7的轴向自由移动空间，如图中的A及B，当马达转子7实际运转时轴承79与止推环414之间仍有轴向间隙A(配合图5(A))，马达转子7与后盖41a之间有轴向间隙B，此二间隙会因入口止推环46、止推轴承53、止推环
414的磨损与轴承79的端面磨损而产生变化，多数情形马达转子7是会因叶轮5a的轴向推力而往前移动，使止推环46与轴承53耦合滑动运转，而间隙B会因此而加大其宽度，但是当泵浦运转在高流量低扬程的条件下，马达转子7是会因流体的轴向动量而往后移动，使止推环414与轴承79耦合滑动运转，间隙A的宽度减小至零，所以间隙B的宽度必须大于间隙A加上轴承79端面与止推轴承414的磨耗量，以避免马达转子7直接摩擦后盖41a造成破损，也就是间隙A随马达转子7轴向自由位移而变化，由于塑料制的后盖41a的尺寸变形量较大，各预留的间隙尺寸都必须包含制造公差；固定轴3a及其支撑结构须承受多重负载力，含重力W、离心力X、侧向力P及其扭矩，其中重力W为转子重量所产生的力，离心力X为转子质心因轴承79间隙造成偏离轴心的偏心离心力，侧向力P为泵前盖4a之流道空间
47之不均匀流体压力引起施加在叶轮5a的力，而重力矩就是重力W乘以力臂WL，离心力矩就是离心力X乘以力臂XL，侧向力矩就是侧向力P乘以力臂PL，这些力及力矩的合就成为施加在固定轴端的合力及扭矩，而全部的力及力矩将由固定轴3a后端的支撑结构所承担，轴承79磨耗所引起偏心离心力X是最大的变动负载来源，磨耗量愈高偏心离心力X愈大，其次为不均匀流体压力引起施加在叶轮5的侧向力P，因为由叶轮5外径到固定轴3a后端有最长的力臂PL，也会造成马达转子7中心与固定轴3a轴心之间产生歪斜，导至支撑结构的持续变形，由于轴向延伸长度G实质缩减了力臂PL的长度，而握持长度L增加固定轴3a对扭矩的承受能力，可以减缓并改善上述的歪斜及结构变型问题；

[0147] 第五实施例：永磁罐装泵之轴承磨耗监测装置结构，图6(A)、图6(B)、图6(C)与图6(D)；

[0148] 图6(A)所示，本图说明轴承磨耗监测装置的径向结构，本图例采用8极8线圈设计系仅用来说明之一例，其它可达成相同功效的设计并不以本实施例为限；传感器9的结构系由二次磁铁组73与感测组件93所构成，二次磁铁组73安装于马达转子7之主轭铁72内侧靠近后盖41底部一端且背对主磁铁组71，二次磁铁组73数量与主磁铁组71相等但体积小于十分之一，且其面积与厚度至少能提供感应线圈所需的磁动势与磁通密度；此处依二次磁铁数量8个把圆周分割成八个电气角180度而空间角45度，主磁路96a其磁力线由主磁铁71a表面射出穿过气隙98到达定子83的齿部83a，经由定子轭铁83b再次经过相邻齿部83c并再次穿过气隙98回到与原来相邻的主磁铁71b，并经由主轭铁72回到原来的主磁铁71a而构成密闭磁路96a，感测磁路96其磁力线由二次磁铁73a表面射出穿过气隙97到达二次轭铁91，再经由二次轭铁再次穿过气隙97回到与原来相邻的二次磁铁
73b与二次磁铁73c，并经由主轭铁72回到原来的二次磁铁而构成密闭磁路96，使得感测磁路96与主磁路96a二者磁力线共存于主轭铁，也就是传感器的磁力线经过主轭铁但不受干扰，马达转子7旋转时感测组件藉由切割磁力线而输出感应电压讯号，故电压讯号独立不受外部电压干扰；感测组件93系由二次轭铁91与复数感应线圈92组成，复数感应线圈
92系装设在二次轭铁91表面，对齐二次磁铁轴向中心73g有前感应线圈92a与后感应线圈92b轴向紧邻排列，又在圆周方向把感应线圈92分为线圈α与线圈β二组，每组各有四个感应线圈在径向180度相互对应，8个感应线圈分别为α11、α12、α21、α22、β11、β12、β21、β22且尺寸相同，且线圈α与线圈β在电气角相差90度(270度)，也就是在空间角Θ上相差22.5度(67.5度)，感应线圈92a有线圈α11、线圈α21、线圈β11、线圈β21，感应线圈92b有线圈α12、线圈α22、线圈β12、线圈β22；上述感应线圈92的电气角度定位与空间角度定位系由位于二次轭铁91之后缘91b的电气定位点911来达成，电气定位点911对正感应线圈α11的中心，电气角90度空间角22.5度，以方便感测组件93的维修更换；
感应线圈92的轴向长度不小于二次磁铁轴向长度加上马达转子7自由轴向位移(含止推轴承磨耗限值)，感应线圈92的圆周宽度不大于电气角180度；二次轭铁91的轴向长度大于感应线圈92排列后的轴向总长度且其前缘91a与后缘91b能完全涵盖其感应线圈92，以确保马达转子7轴向位移时二次磁铁的感测磁路96的磁力线仍可保持稳定不受影响而变形或偏折，可以确保感应线圈92的电压讯号稳定性与线性；当马达转子7有径向、轴向位移时可以得到其感应电压差，不同的感应线圈组合的感应电压差可以代表轴向或径向位移，当位移量超过位移间隙时，代表轴承有磨耗发生且可以计算出磨耗量，位移超过磨耗警告值时必须发出警告通知，位移超过磨耗限制值时必须停止泵浦运转；

[0149] 请参阅图6(B)、图6(C)、图6(D)与图6(E)所示，本图用来说明轴承磨耗监测装置的感应线圈实际排列方式及感应电压计算法，本图例采用8极8线圈设计系仅用来说明之一例，其它可达成相同功效的设计或计算法并不以本实施例为限，侦测装置采用8个感应线圈92分别为α11、α12、α21、α22、β11、β12、β21、β22，当马达转子7旋转时二次磁铁与感应线圈92之间形成一旋转磁场并输出感应电压，这些感应电压讯号可以使用d-q轴的方法计算，并进一步转换为马达转子7的轴向位移与径向位移，做为轴承磨耗判断依据，说明如下：

[0150] 8组线圈的侦测装置的信号采用平均值的信号，其平均值信号：

[0151]

[0152]

[0153] 由于上述平均值信号将不受轴向及径向的轴承磨耗影响，而且eαT及eβT的信号相位相差90°，假设eαT及eβT的函数为：

[0154]

[0155]

[0156] 式中ωr为转速，λmT为侦测装置的二次磁铁73及感应线圈92耦合等效磁通链，θr-f为侦测装置信号的电气角位置。

[0157] ωr及θr-f可由(2)及(3)得知：

[0158]

[0159]

[0160] 其中，可由实测得到，而泵浦实际转速与空间角度可以由下式得到：

[0161] Np为极数，本例Np＝8 (6a)

[0162]

[0163] 为了进行计算轴承的轴向与径向磨损，把各线圈讯号作转换成磁场d-q轴坐标，如下：

[0164] eαβ11＝[eα11 eβ11]T (7a)

[0165] eαβ12＝[eα12 eβ12]T (7b)

[0166] eαβ21＝[eα21 eβ21]T (7c)

[0167] eαβ22＝[eα22 eβ22]T (7d)

[0168]

[0169]

[0170]

[0171]

[0172]

[0173] 轴承轴向位移与磨耗的判断依据为以下二者差值大者为准：

[0174] εa11＝eqd11-eqd12 (10a)

[0175] εa21＝eqd21-eqd22 (10b)

[0176] 轴承径向位移与磨耗的判断依据为以下二者差值大者为准：

[0177] εr11＝eqd11-eqd21 (11a)

[0178] εr21＝eqd12-eqd22 (11b)

[0179] 轴承径向与轴向位移与磨耗的综合判断依据为以下二者差值大者为准：

[0180] εm11＝eqd11-eqd22 (12a)

[0181] εm12＝eqd12-eqd21 (12b)

[0182] 根据以上公式就可以计算出转子的偏心位移量及角位置，也就是转子轴心的实际运动轨迹。

[0183] 第六实施例：永磁罐装泵之轴承磨耗监测装置结构，图6(F)；

[0184] 请参阅图6(F)所示，本图说明第五实施例之轴承磨耗监测装置的感应线圈92减少为4个，本图例采用8极4线圈设计系仅用来说明之一例，其它可达成相同功效的设计或计算法并不以本实施例为限；二次磁铁73的面积与厚度至少能提供感应线圈所需的磁动势与磁通密度，感测组件93系由二次轭铁91与复数感应线圈92组成；此处依二次磁铁73数量八个把圆周分割成电气角180度而空间角45度的八等份；感应线圈92分为线圈α与线圈β二组，分别为α1、α2与β1、β2，其中α与β线圈电气角相差90度(270度)空间角Θ上相差22.5度(67.5度)，各组二个子感应线圈径向180度相对应，感应线圈α1、α2、β1、β2为尺寸相同的线圈，且轴向长度为不小于二次磁铁的长度加上马达转子7自由轴向位移长度(含止推轴承磨耗限值)，且感应线圈92的圆周宽度不大于电气角180度；α1与β2的线圈前缘对齐二次轭铁91的前缘91a，α1与β2的线圈后缘对齐二次磁铁73的后缘73f，α2与β1的线圈前缘对齐二次磁铁73的前缘73e，α2与β1的线圈后缘靠近二次轭铁91的后缘91b，也就是α1、α2、β1、β2为对齐二次磁铁轴向前后缘方式轴向交错排列；上述感应线圈92的电气角度定位与空间角度定位系由电气定位点911来达成，电气定位点911位于二次轭铁91的后缘91b且对正感应线圈α1的中心，电气角90度空间角22.5度，以方便感测组件93的维修更换；二次轭铁91的轴向总长度大于感应线圈92排列后的轴向总长度且其前缘91a与后缘91b能完全涵盖其感应线圈92，以确保马达转子
7轴向位移时二次磁铁的感测磁路96的磁力线仍可保持稳定不受影响而变形或偏折，维持稳定地分布在二次轭铁91表面，可以确保感应线圈92的电压讯号稳定性与线性；计算线圈
92的感应电压差值可以得到转子在轴向与径向位移量，当位移量超过马达转子7自由移动界限值时，代表止推轴承与径向轴承有磨耗发生且可以计算出磨耗量，位移超过轴承磨耗警告值时必须发出警告通知，位移超过轴承磨耗限制值时必须停止泵浦运转；

[0185] 4个线圈的侦测装置的信号采用平均值的信号，其平均值信号及为

[0186]

[0187]

[0188] 由于上述平均值信号将不受轴向及径向的轴承摩擦影响，而且eαT及eβT的信号相位相差90°，假设eαT及eβT的函数为：

[0189]

[0190]

[0191] 式中ωr为转速，λmT为侦测装置的磁铁及线圈耦合等效磁通链，θr-f为侦测装置信号的电气角位置。ωr及θr-f可由(2)及(3)得知：

[0192]

[0193]

[0194] 其中，可由实测得到，而泵浦实际转速与空间角度可以由下式得到：

[0195] Np为极数，本例Np＝8 (18a)

[0196]

[0197] 为了进行计算轴承的轴向与径向磨损，把各线圈讯号作转换成磁场d-q轴坐标，如下：

[0198] ea12＝[eα1 eβ2]T (19a)

[0199] ea21＝[eα2 eβ1]T (19b)

[0200] er11＝[eα1 eβ1]T (19c)

[0201] er22＝[eα2 eβ2]T (19d)

[0202]

[0203]

[0204]

[0205]

[0206]

[0207] 轴承轴向位移与磨耗的判断依据为以下差值：

[0208] εa＝eqd12-eqd21 (25)

[0209] 轴承径向位移与磨耗的判断依据为以下差值：

[0210] εr＝eqd11-eqd22 (26)

[0211] 轴承径向与轴向位移与磨耗的综合判断依据为同时考虑εa与εr，根据以上公式就可以计算出转子的偏心位移量及角位置θm，也就是转子轴心的实际运动轨迹。

[0212] 第七实施例：永磁罐装泵传感器装设有霍尔组件，图7；

[0213] 请参阅图7所示，说明霍尔组件94装设在感测组件的位置说明，本图例采用8极3个霍耳组件94及4个感应线圈92之复合感测装置系仅用来说明之一例，其它可达成相同功效的设计并不以本实施例为限，感应线圈92分为线圈α与线圈β二组，分别为α1、α2与β1、β2，其中α与β线圈电气角相差90度(270度)空间角Θ上相差22.5度(67.5度)，各组二个子感应线圈径向180度相对应，感应线圈α1、α2、β1、β2为尺寸相同的线圈，且轴向长度为不小于二次磁铁的长度加上马达转子7自由轴向位移长度(含止推轴承磨耗限值)，且感应线圈92的圆周宽度不大于电气角180度；α1与β2的线圈前缘对齐二次轭铁91的前缘91a，α1与β2的线圈后缘对齐二次磁铁73的后缘73f，α2与β1的线圈前缘对齐二次磁铁73的前缘73e，α2与β1的线圈后缘靠近二次轭铁91的后缘91b，也就是α1、α2、β1、β2为对齐二次磁铁轴向前后缘方式轴向交错排列；上述感应线圈92的电气角度定位与空间角度定位系由电气定位点911来达成，电气定位点911位于二次轭铁91的后缘91b且对正感应线圈α1的中心，电气角90度空间角22.5度，以方便感测组件93的维修更换；3个霍尔组件94电气角相差120度空间角相差30度，其中间位置的霍尔组件
94正好位于感应线圈α2的内部中心，电气角90度空间角202.5度，其余2个霍尔组件94则位于感应线圈α2的外部两侧间隔电气角120度；二次轭铁91的轴向总长度大于感应线圈92排列后的轴向总长度且能完全涵盖其感应线圈92外缘，以确保马达转子7轴向位移时二次磁铁的感测磁路96的磁力线仍可保持稳定不受影响而变形或偏折，维持稳定地分布在二次轭铁91表面，可以确保感应线圈92的电压讯号稳定性与线性；计算线圈92的感应电压差值可以得到转子在轴向与径向位移量，当位移量超过马达转子7自由移动界限值时，代表止推轴承与径向轴承有磨耗发生且可以计算出磨耗量，位移超过轴承磨耗警告值时必须发出警告通知，位移超过轴承磨耗限制值时必须停止泵浦运转，轴承磨耗计算方法如同第六实施例所示；当马达转子7运转时且有轴向位移发生时，感测磁路96的磁力线仍可保持稳定不受影响而变形或偏折，可以确保霍尔组件94的电压讯号稳定性，且能提供磁极变换之电压讯号用来计算出磁极角度，以提供有传感器之驱动器来驱动永磁罐装泵。

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