一种永磁变频屏蔽泵 |
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| 申请号 | CN202010547567.6 | 申请日 | 2020-06-16 | 公开(公告)号 | CN111648974B | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 杨华标; | 发明人 | 杨华标; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种永磁变频 屏蔽 泵 ，包括有泵体、 叶轮 、磁电 驱动器 、隔离组件及 变频器 ，磁电驱动器包括机壳、 定子 及 转子 总成(中 心轴 、转子、磁屏蔽层及永磁 铁 )；隔离组件设有套在永 磁铁 外的转子包套、套在转子包套外的隔离包套、分别封堵在隔离包套两端的前隔板及密封后板，隔离包套与前隔板固定连接、与密封后板相抵，前隔板与机壳可拆卸地连接，隔离包套的第二端套设有隔离套垫铁，密封后板与隔离包套的内壁之间设有环形密封垫；转子包套与隔离包套之间设有过液间隙，中心轴上设有过液通道，泵腔、过液通道及过液间隙相连通。该永磁变频 屏蔽泵 可调节输出转矩和输出 频率 ，节能、高效、环保；呈可拆卸结构，易于拆卸维修；且全密封、无 泄漏 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种永磁变频屏蔽泵，其特征在于，包括有 |
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| 说明书全文 | 一种永磁变频屏蔽泵技术领域背景技术[0002] 现有的屏蔽泵多通过在定子及转子之间增加隔离套，为使隔离套完全包裹隔离定子、避免定子上的绕组受到液体浸漏，隔离套通常都是焊接在泵壳上或电机端盖上，以和泵壳或电子端盖配合形成整个隔离圈。但也由此造成，后期检修和维修必须将焊接处拆开，需要返厂或去门店使用专用工具进行维修，过程繁琐且耗时长；且内部存在屏蔽套，导致泵功率降低，造成泵在使用过程中，要么功率低带不起来、效率低，要么大功率泵用于小功率的工作场合、过于费电，无法针对使用需求匹配合适的功率调整。 [0003] 有鉴于此，亟需改进现有的屏蔽泵结构，提高泵的快速维修性、功能性和实用性等各种性能。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种永磁变频屏蔽泵，以解决现有技术中屏蔽泵的功率较低且无法根据使用情况进行合适的匹配调控，及隔离套不能拆卸、使得整个驱动部分无法现场更换维修必须返厂，维修过程繁琐且耗时长，实用性较低的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供的一种永磁变频屏蔽泵，包括有：泵体，所述泵体包括所述泵腔及与所述泵腔连通的进口和出口；位于所述泵体的泵腔内的叶轮；用于带动所述叶轮的磁电驱动器，所述磁电驱动器包括与所述泵体连接的机壳、位于所述机壳内的定子总成及位于所述定子总成内圈的转子总成，所述机壳呈筒状且与所述泵体相连接的一端呈敞口状，所述定子总成包括呈长筒状的定子及缠绕在所述定子上的绕组线圈，且所述转子总成包括中心轴、套设在所述中心轴上的转子、套设在所述转子外侧的磁屏蔽层及套设在所述磁屏蔽层外侧呈筒状的永磁铁，所述中心轴的轴向两端均套设有轴承且一端伸入所述泵腔内与所述叶轮连接；隔离组件，设置有套设在所述永磁铁外并随所述转子同步转动的转子包套、套设在所述转子包套外侧的隔离包套、分别封堵在所述隔离包套两端的前隔板及密封后板，所述隔离包套的轴向长度大于所述转子总成的轴向长度，两个所述轴承分别与所述前隔板与所述密封后板嵌连，所述隔离包套的第一端与所述前隔板固定连接、第二端与所述密封后板相抵，所述前隔板封堵在所述机壳的敞口处并与所述机壳可拆卸地连接，所述隔离包套的第二端外侧套设有环状的隔离套垫铁，所述密封后板与所述隔离套垫铁连接，所述隔离套垫铁的外环壁与所述机壳内壁连接，且所述密封后板的内侧设置有用于伸入所述隔离包套的内圈中的环形凸起，所述隔离包套的内壁与所述环形凸起之间设有环形密封垫；液体循环通路，所述转子包套与所述隔离包套之间设有过液间隙，所述中心轴上设置有沿轴向贯通的过液通道，所述前隔板上设置有供所述中心轴的一端通过的避让孔及连通所述过液间隙与所述泵腔的液体出口，所述过液通道的另一端与所述过液间隙连通；变频器，所述变频器与所述绕组线圈电连接。 [0006] 优选地，还包括连接在所述机壳上的温度传感器、位于所述泵腔内的压力传感器及用于测量所述转子及所述中心轴转速的转速传感器，所述温度传感器、所述压力传感器及所述转速传感器用于与控制器通信连接，所述控制器能够与所述变频器电连接。 [0007] 优选地，所述机壳包括呈直筒状且两端敞口的筒壳及封堵在一端敞口处的后盖，所述后盖与所述筒壳可拆卸地连接。 [0008] 优选地，所述环形凸起的横截面呈梯形，所述环形密封垫的横截面呈三角形。 [0009] 优选地，所述轴承的侧壁上设有贯通设置的循环孔，所述循环孔的内侧孔口与所述过液通道相连通、外侧孔口与所述过液间隙相连通。 [0010] 优选地，所述中心轴的端部与所述密封后板之间具有通液间距，所述中心轴与所述轴承之间设有轴套，所述轴套包括套设在所述中心轴上的直筒部及位于所述轴承及所述密封后板之间的凸沿部，所述凸沿部上设置有沿径向呈贯通状的通液槽。 [0011] 优选地，还包括有循环管，所述循环管的一端与所述泵腔连通、另一端通过位于所述密封后板上的过液通孔与所述通液间距相连通。 [0012] 优选地，所述密封后板与所述后盖之间设有流通间隙，所述循环管的另一端与所述后盖连接并与所述流通间隙连通，所述流通间隙通过所述过液通孔与所述通液间距连通；所述后盖上还设置有与所述流通间距连通的排气阀门。 [0013] 优选地，所述密封后板的外端面上设置有呈环状的第一卡凸，所述后盖的内端面上设置有呈环状的第二卡凸，所述第一卡凸和所述第二卡凸交错相抵，且所述第一卡凸和所述第二卡凸之间设置有环形密封圈；所述排气阀门位于所述第二卡凸的环空内。 [0014] 优选地，所述密封后板及所述前隔板上均对应设置有供所述轴承连接的嵌入槽，且两个所述嵌入槽内均设置有用于连接在对应的所述轴承端部的止推环。 [0015] 本发明提供的技术方案中，永磁变频屏蔽泵采用永磁驱动方式，可以实现无接触传动，且通过变频器可以调控输出功率，调控泵的流量和扬程，使泵的实际使用情况与输送所需的参数相匹配，适用范围更广，且更高效、也更节能；转子和永磁铁之间的磁屏蔽层，可以降低磁损耗，使传动更高效；通过液体循环通路，可以使液体进入驱动器内循环，将散发的热量带走，起到冷却及润滑的作用；通过隔离组件可以将定子上的绕组线圈包裹隔开，使绕组线圈与液体循环通路完全隔离，可以实现全密封、无泄漏输送，也可以用于输送腐蚀性液体；隔离组件呈可拆卸且稳固全面的屏蔽密封结构，可以快速拆卸对内部部件进行更换维修，提高实用性。附图说明 [0016] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0017] 图1为本发明实施例中永磁变频屏蔽泵的内部结构示意图； [0018] 图2为图1的局部放大图。 [0019] 图1‑2中： [0020] 1、泵体；2、机壳；3、定子；4、绕组线圈；5、中心轴；6、转子；7、磁屏蔽层；8、永磁铁；9、转子包套；10、隔离包套；11、前隔板；12、密封后板；13、轴承；14、轴套；15、环形密封垫； 16、隔离套垫铁；17、循环孔；18、循环管；19、环形密封圈；20、过液通道；21、过液间隙；22、通液间距；23、流通间距。 具体实施方式[0021] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。 [0022] 本具体实施方式的目的在于提供一种永磁变频屏蔽泵，以解决现有技术中屏蔽泵的功率较低且无法根据使用情况进行合适的匹配调控，及隔离套不能拆卸、使得整个驱动部分无法现场更换维修必须返厂，维修过程繁琐且耗时长，实用性较低的问题。 [0023] 以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。 [0024] 请参考附图1‑2，本实施例提供的一种永磁变频屏蔽泵，包括有泵体1、叶轮、用于带动叶轮的磁电驱动器、隔离组件及变频器。泵体1包括泵腔及与泵腔连通的进口和出口。叶轮位于泵体1的泵腔内。磁电驱动器包括与泵体1连接的机壳2、位于机壳2内的定子总成及位于定子总成内圈的转子总成；机壳2呈筒状且与泵体1相连接的一端呈敞口状，该端与泵体1可拆卸地连接；定子总成包括呈长筒状的定子3及缠绕在定子3上的绕组线圈4，变频器与绕组线圈4电连接，定子3的外壁可以与机壳2的内筒壁贴合相抵或相连接；转子总成位于定子3的内圈中并与定子3的内壁间隔设置，且转子总成包括中心轴5、套设在中心轴5上的转子6、套设在转子6外侧的磁屏蔽层7及套设在磁屏蔽层7外侧呈筒状的永磁铁8，永磁铁 8可以是稀土永磁铁8，磁屏蔽层7可以是使用低碳铁、低碳合金等材料制作的可以对磁性起屏蔽作用的筒套，贴合套在转子6的外表面且轴向长度不小于永磁铁8的轴向长度，以将永磁铁8与转子6隔开；而转子6通过轴销与中心轴5固定连接，中心轴5的一端伸入泵腔内与叶轮连接。 [0025] 隔离组件设置有套设在永磁铁8外并随转子6同步转动的转子包套9、套设在转子包套9外侧的隔离包套10、分别封堵在隔离包套10两端的前隔板11及密封后板12；前隔板11封堵在机壳2的敞口处，以隔离泵腔及磁电驱动器；前隔板11上设置有供中心轴5穿过的避让孔，以使中心轴5的一端伸入泵腔内并与叶轮连接；且中心轴5位于机壳2内的轴向两端均套设有轴承13，前隔板11与密封后板12上均设置有供轴承13嵌入连接的嵌入槽，而两个嵌入槽内均可以设置有用于连接在对应的轴承13端部的止推环。轴承13用于固定连接，中心轴5通过轴承13固定且能够进行转动。当绕组线圈4通电后，转子总成整体转动，从而带动叶轮转动。 [0026] 且，前隔板11与机壳2通过紧固件进行可拆卸地连接，如图1所示，可以是机壳2上设置有放置槽，前隔板11直接嵌入放置槽内并与槽底相抵、与槽周侧壁相抵，直接封堵在机壳2的该端；而隔离包套10的第一端与前隔板11固定连接、第二端与密封后板12相抵，使得隔离包套10呈可拆卸结构。当更需要拆卸时，将机壳2与泵体1拆开，取下前隔板11，即可以将前隔板11和隔离包套10整体取出，且整个驱动器内部暴露，便于进行拆开维修或更换，相对于现有技术中的不可拆卸整体进行焊接的屏蔽泵，可以现场进行零部件的检修、更换和维护，不必返厂维修，且拆卸结构简单易操作，便于实施，显著提高了可拆卸性、易维修性、实用性和使用便捷性。 [0027] 同时，本实施例的永磁变频屏蔽泵的液体循环通路，如此设置：转子包套9与隔离包套10之间设有过液间隙21，中心轴5上设置有沿轴向贯通的过液通道20，则过液通道20的第一端与泵腔连通、可以使液体进入，过液通道20的第二端与过液间隙21连通；前隔板11上设置有连通连通过液间隙21与泵腔的液体出口，如此，可以使液体进去磁电驱动器内进行循环，将驱动器散发的热量带走，起到冷却的作用；转子总成的最外层是转子包套9，其和隔离包套10间隔设置形成过液间隙21，使液体从此处流过，还可以对转子6和定子3的相对转动起到润滑的作用，降低转动损耗，提高使用寿命。 [0028] 且，定子总成位于隔离包套10的外侧，隔离包套10的轴向长度大于定子总成的轴向长度，如此，隔离包套10、前隔板11与密封后板12可以将定子总成完全包裹隔开。且隔离包套10的第二端外侧套设有环状的隔离套垫铁16，密封后板12与隔离套垫铁16连接，隔离套垫铁16的外环壁与机壳2内壁连接、以固定密封后板12，同时，隔离套垫铁16箍紧在隔离包套10的外侧，可以防止隔离包套10内部受压变形膨胀而从隔离包套10与密封后板12的连接处产生泄露缝隙，泄露液体。而如图1所示，定子总成位于隔离套垫铁16的下方，密封后板12的内侧设置有用于伸入隔离包套10的内圈中的环形凸起，隔离包套10的内壁与环形凸起之间设有环形密封垫15；本实施例的优选方案中，环形密封垫15的横截面可以是呈三角形，环形凸起的横截面可以呈梯形，梯形的斜边与三角形的斜边贴合紧密相抵。如此设置，对可以起到严密的密封作用，将液体循环通路和定子总成完全隔开，对定子总成起到了全密封无泄漏的隔离保护；隔离包套10及转子包套9都可以使用耐腐蚀材料如聚四氟乙烯、碳纤维科镍合金或氧化铜等制作，使得泵可以输送油液、农药或化学药品等液体。 [0029] 如此，本实施例的永磁变频屏蔽泵，一方面，通过永磁驱动方式带动叶轮转动，相比于普通电机，没有转矩连接，传动更高效；第二方面，转子总成内，永磁铁8与转子6之间设置有磁屏蔽层7，可以将永磁铁8向转子6一侧散发出的磁能量遮挡住，降低磁损耗，提高与定子总成的绕组线圈4的磁作用，则相比于现有技术中只具有隔离套的屏蔽泵，驱动和传动均更高效，也更节能；第三方面，本实施例的永磁变频屏蔽泵还设置有变频器，可以通过变频器，调整输出频率，变频调控，转子6可高速转动，转速输出范围宽，且控制磁驱动的输出转矩和输出功率，从而可以调控泵的流量和扬程，可以使泵适用范围更广；且通过调控泵的功率输出，可以使其与工作环境实际所需的工作功率相匹配，既不会出现功率小带不动的情况也不会出现功率浪费的情况，更高效，相比于其它普通泵或其它屏蔽泵更节能；第四方面，隔离组件和液体循环通路的结构设置，可以使得液体带走驱动器的热量；第五方面，隔离组件的密封结构，可以使泵全密封无泄漏输送液体；第六方面，隔离组件及驱动器机壳2的可拆卸结构，使得泵易拆卸、易维修，相比于相比于现有技术的屏蔽泵不用去专门的维修店或返厂维修，显著的提高了实用性和使用便捷性；且拆卸和重装操作简便，易于进行。 [0030] 如图1所示，为进一步地提高泵的可拆卸性，机壳2包括呈直筒状且两端敞口的筒壳及封堵在一端敞口处的后盖，后盖通过紧固件与筒壳可拆卸地连接。如此，整个磁电驱动器和泵体1连接的一端可拆卸打开进行内部维修，另一端也可以将机壳2拆开对内部零部件进行维修。 [0031] 具体地，中心轴5上的过液通道20与转子包套9及隔离包套10之间的过液间隙21的连通结构，可以如此设置：中心轴5的端部与密封后板12之间具有通液间距22，中心轴5与轴承13之间设有轴套14，轴套14包括套设在中心轴5上的直筒部及位于轴承13及密封后板12之间的凸沿部，凸沿部上设置有沿径向呈贯通状的通液槽。通液槽设置有多个、沿轴套14的周向分布。则过液通道20的第一端伸入泵腔内、可以作为液体入口，第二端与该通液间距22相连通，该通液间距22又通过通液槽与过液间隙21连通，过液间隙21的另一端通过前隔板11上的液体出口与泵腔连通，如此形成整个循环。 [0032] 在中心轴5进行高速运转时，轴承13易发烫，且磨损较高，本实施例中，轴承13可以使用耐磨润滑轴承如现有技术中的自润滑轴承，而不是滚珠轴承，轴套14也可以是润滑轴套。且，如图1所示，轴承13的侧壁上设有贯通设置的循环孔17，转子6上设置有供轴承13嵌入的凹槽，轴承13与凹槽之间具有转动配合间隙，该转动配合间隙与过液间隙21是相连通的。轴承13的循环孔17的内侧孔口与中心轴5的过液通道20对正相连通，外侧孔口与过液间隙21连通，则液体可以流经轴承13，对轴承13起到润滑和冷却作用。 [0033] 进一步地，若永磁变频屏蔽泵为立式泵，为防止液体循环不能到达顶端的轴承13，本实施中永磁变频屏蔽泵还设置了循环管18，循环管18的一端与泵腔连通、另一端可以与密封后板12连接，并通过位于密封后板12上的过液通孔与中心轴5及密封后板12之间的通液间距22连通，从而实现与过液间隙21相连通。如此设置，泵腔内的液体也可以从循环管18进入磁电驱动器，直接达到位于顶端的即靠近密封后板12处的轴承13，然后也可以从过液间隙21或中心轴5上的过液通道20再流入泵腔。 [0034] 而循环管18的另一端可以直接伸入机壳2后盖内与密封后板12相连接，或也可以是与后盖相连接，而密封后板12与后盖之间设有流通间距23，循环管18的另一端穿透后盖与流通间距23连通，流通间距23通过密封后板12上的过液通孔与通液间距22连通。同时，密封后板12上设置有过液通孔还可以在泵启动伊始将磁电驱动器内部的空气排出，如图1和2所示，机壳1的后盖上设置有排气阀门24，排气阀门24与流通间距23流通，则磁电驱动器内部的气体可以经由密封后板12上的过液通孔进入流通间距23然后经排气阀门24排出，使得泵运转工作中，中心轴5及轴承13内均不会有气体滞留，影响转动。 [0035] 为加强对液体的密封性，防止泄露，密封后板12的外端面上设置有呈环状的第一卡凸，后盖的内端面上设置有呈环状的第二卡凸，第一卡凸和第二卡凸交错相抵、即第一卡凸的内环壁与第二卡凸的外环壁贴合相抵，且第一卡凸和第二卡凸之间设置有环形密封圈19，而排气阀门24位于第二卡凸的环空内。环形密封圈19可以是嵌入第二卡凸上，第二卡凸的外环壁上设置有供环形密封圈19嵌入的环形凹槽，从而做到第二卡凸和外环壁和第一卡凸的内环壁贴合相抵，同时又结合环形密封圈19加强了密封作用。如此设置，该交错相抵结构及在相抵接触面夹紧密封圈的密封结构，密封效果良好，有效防止液体从连接处泄露。现有技术中，泵的操控都是由人工直接进行，对于泵的流量、扬程及温度等情况也都无法进行监管和调控，在出现紧急情况时，无法及时得知并对泵进行停控等处理，容易造成输送液体泄露等问题。为一定程度解决此问题，本实施例中，永磁变频屏蔽泵还包括连接在机壳2上的温度传感器、位于泵腔内的压力传感器及用于测量转子6及中心轴5转速的转速传感器，温度传感器的检测端与机壳2相接触、用于检测泵温，压力传感器的检测端位于泵腔内、用于检测泵内的压力，转速传感器可以是现有技术中固定电机转速传感器，多为霍尔传感器，其位于中心轴5或转子6的端部、用于检测转速；温度传感器、压力传感器及转速传感器用于与控制器通信连接，控制器可以与变频器电连接。如此设置，可以随时监控泵的运行状态并通过在控制器内预设参数及时对泵进行调控和停控，在出现泵扬程不足、液体渗漏或泵温过高时，可以及时处理，防止进一步恶化。如此，通过传感检测及变频调控，可以对泵进行功率调控和安全管控。 [0036] 控制器可以是现有技术中型号为西门子smart‑7系列的PLC，可以与永磁变频屏蔽泵一一对应进行配套连接；或，控制器也可以是远程控制端，各传感器可以通过线缆接入，使得永磁变频屏蔽泵可以进行远程的物联控制，实现智能控制，尤其适用于高危场合，可以避免人工直接操控，降低人身危害。 [0037] 可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。 [0038] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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