具有集成電動機(jī)的軸流泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有集成電動機(jī)的軸流泵。提供一種包括機(jī)動化裝置泵的裝置。該裝置泵包括集成電動機(jī)。該泵是軸流泵，其通過操作使流體沿流體通道移動。
【專利說明】具有集成電動機(jī)的軸流泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及一種裝置，例如洗碗機(jī)，和機(jī)動化裝置泵。更特別地是，本發(fā)明涉及一種具有集成電動機(jī)(integrated motor)的裝置泵。
【背景技術(shù)】
[0002]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解泵通常用在家用電器中，例如洗碗機(jī)和熱水器。在許多情況下，泵由電動機(jī)驅(qū)動。在這些裝置中使用的泵通常是離心型。在此類型的泵中，流體流經(jīng)入口管路(inlet line)進(jìn)入包括旋轉(zhuǎn)葉輪的殼體中。葉輪引導(dǎo)流體流過與入口管路垂直的出口管路。也就是說，需要改變流動方向。除了其他因素外，上述改變還導(dǎo)致液壓效率的降低。而且，不利地，上述泵殼體的形狀需要在機(jī)器中占用較大空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種裝置，包括:提供流體通道的流體管路；耦接(couple)至該管路的機(jī)構(gòu)，以便通過操作作用于所述通道中的流體；和通過操作使流體沿所述通道移動的軸流泵。所述泵包括耦接至該流體管路的殼體、包括轉(zhuǎn)子和定子的電動機(jī)、和一對軸承系統(tǒng)。該殼體至少部分地限定穿過該殼體的第一流路徑，該第一流路徑流體地連接到所述通道。所述轉(zhuǎn)子包括磁體、具有相對端部的細(xì)長的可轉(zhuǎn)動的軸、和固定至該軸以與該軸一起轉(zhuǎn)動的葉輪。所述葉輪包括大致環(huán)形的輪緣，該輪緣與所述軸徑向隔開且支撐所述磁體。所述葉輪進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一流路徑中的槳片。一對軸承系統(tǒng)在所述殼體上旋轉(zhuǎn)地支撐所述軸，每個軸承系統(tǒng)分別鄰近于所述軸的相應(yīng)端部。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種裝置包括:提供流體通道的流體管路；耦接至所述管路的機(jī)構(gòu)，以便通過操作作用于所述通道中的流體；和通過操作使流體沿所述通道移動的軸流泵。所述泵包括耦接至該流體管路的殼體、包括轉(zhuǎn)子和定子的電動機(jī)、和面向大致軸向方向的靜止軸承表面。該殼體至少部分地限定穿過該殼體的第一流路徑，該第一流路徑流體地連接到所述通道。所述轉(zhuǎn)子包括磁體、靜止的軸、在該軸上被旋轉(zhuǎn)地支撐的套筒軸承、和固定至該套筒軸承以與該套筒軸承一起轉(zhuǎn)動的葉輪。所述套筒軸承包括與所述軸接合的徑向軸承表面，以允許該套筒軸承相對該軸的轉(zhuǎn)動。所述葉輪包括大致環(huán)形的輪緣，該輪緣與所述套筒軸承徑向隔開且支撐所述磁體。所述葉輪進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一流路徑中的槳片。所述套筒軸承包括與所述靜止軸承表面接合的軸向軸承表面，以允許所述套筒軸承相對所述靜止軸承表面的轉(zhuǎn)動，且限制所述套筒軸承的相對軸向運動。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種裝置包括:提供流體通道的流體管路；耦接至所述管路的機(jī)構(gòu)，以便通過操作作用于所述通道中的流體；和通過操作使流體沿所述通道移動的軸流泵。所述泵包括耦接至該流體管路的殼體、和包括轉(zhuǎn)子和定子的電動機(jī)。該殼體至少部分地限定穿過該殼體的第一流路徑，該第一流路徑流體地連接到所述通道。所述轉(zhuǎn)子包括葉輪和磁體。所述葉輪包括設(shè)置在第一流路徑中的葉片。所述殼體至少部分地限定與所述第一流路徑徑向向外隔開的流體腔，且所述磁體大體上位于該腔中。所述腔通過受限制的流導(dǎo)管與所述第一流路徑流體地互連。所述限流導(dǎo)管包括大致正交的部分，其中，第一導(dǎo)管部從所述第一流路徑大致徑向向外延伸，且第二導(dǎo)管部從該第一部分大致沿軸向延伸，以便阻止流體從所述第一流路徑直線流入所述腔。
[0006]提供上述
【發(fā)明內(nèi)容】
以簡單的形式介紹概念的選集。以下這些概念將在優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述中得到進(jìn)一步的說明。上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并不旨在確定所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征和必要特征，其也不旨在用于限制本發(fā)明所要求保護(hù)主題的范圍。
[0007]根據(jù)以下詳細(xì)描述的優(yōu)選實施例和附圖，本發(fā)明的其他各種不同方面和優(yōu)點將是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]以下將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中:
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的裝置的示意圖；
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的原理構(gòu)造的電泵的前透視圖；
[0011]圖3是圖2中電泵的后透視圖；
[0012]圖4是圖2和3中電泵的截面前透視圖，特別示出了電動機(jī)的安裝和其相對流路徑的位置；
[0013]圖4a是如圖4所示的圖2-4中電泵的局部放大前透視圖，特別示出了由泵殼體和轉(zhuǎn)子限定的第二流路徑；
[0014]圖5是圖2-4中電泵的剖視圖；
[0015]圖5a是如圖5所示的圖2-5中電泵的局部放大剖視圖，特別示出了由泵殼體和轉(zhuǎn)子限定的第二流路徑和在軸和套筒軸承之間形成的潤滑路徑；
[0016]圖6是圖2-5中電泵的局部截面前透視圖，特別示出了葉輪和由泵殼體(未示出)和轉(zhuǎn)子限定的第二流路徑的三維結(jié)構(gòu)；
[0017]圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的原理構(gòu)造的電泵的截面前透視圖；以及
[0018]圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的原理構(gòu)造的電泵的局部放大剖視圖。
[0019]附圖并不是將本發(fā)明局限于本文所公開和描述的特定實施例中。附圖不一定按比例繪制，重點在于清楚地示出優(yōu)選實施例的原理。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明可以具有多種不同的形式的實施例。雖然附圖示出、說明書描述本發(fā)明的特定優(yōu)選實施例，但是應(yīng)該理解，這種公開僅通過示例的方式進(jìn)行。本發(fā)明的原理不應(yīng)局限于所公開的特定實施例。
[0021]首先參考圖1，示出了一種裝置10。裝置10優(yōu)選包括電泵組件12和流體影響機(jī)構(gòu)14。裝置10還優(yōu)選為包括具有入口部18和出口部20的管路16，其中，入口部18從流體影響機(jī)構(gòu)14延伸至泵組件12，出口部20從泵組件12延伸至流體影響機(jī)構(gòu)14，從而形成了使流體循環(huán)流動的閉合環(huán)路。管路16優(yōu)選限定流體通道22。
[0022]裝置10可以適當(dāng)?shù)厥且韵露喾N裝置中的任一種，包括但不局限于:洗碗機(jī)，熱水浴缸，溫泉浴池(spa)，熱水器，供暖空調(diào)系統(tǒng)，以及地板、人行道或車道輻射供暖系統(tǒng)。流體影響機(jī)構(gòu)14可以適當(dāng)?shù)厥且韵露喾N結(jié)構(gòu)的任一種或多種:所述結(jié)構(gòu)通過操作借助攪動、增壓、加熱或本領(lǐng)域已知的其他任何機(jī)制影響或作用于流體。
[0023]可以理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，裝置10可與圖1中示意性示出的結(jié)構(gòu)有所不同。例如，管道系統(tǒng)可不同于本文示出的單閉環(huán)配置(例如通過包含輔助管路或以非閉合形式呈現(xiàn))，或流體影響機(jī)構(gòu)14可被適合于特定裝置的一個或多個部件替換或附加設(shè)置。例如，可設(shè)置冷凝器或散熱器，或可以增加閥門。最后，本領(lǐng)域中已知的任何裝置結(jié)構(gòu)都是允許的，其視包括根據(jù)本發(fā)明的泵組件的裝置而定。下面參考第一、第二和第三優(yōu)選實施例對適合的泵組件進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]參考圖2和3，示出了在裝置10中使用的根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例構(gòu)造的電泵組件12。電泵組件12容納在殼體24內(nèi)，該殼體限定了入口孔26和出口孔28。(為了方便，此處使用例如“入口”和“出口”的術(shù)語。然而，可以理解的是，流體可沿相反方向流動，使得例如與“入口 ”有關(guān)的部件實際上可能與“出口”有關(guān)，且反之亦然。)
[0025]盡管在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，殼體24可由各種不同材料中的任一種或多種形成，但殼體24優(yōu)選由塑料制成。
[0026]盡管在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可設(shè)置非圓形的入口孔和/或出口孔，但入口孔26和出口孔28優(yōu)選橫截面為圓形。
[0027]優(yōu)選地，殼體24包括多個部分，以易于泵組件12的裝配且易于接近泵組件12的內(nèi)部元件以便維護(hù)、修理或更換。在優(yōu)選實施例中，這種部分包括相對彼此由0形環(huán)40密封的入口限定部34和出口限定部36 (圖4和5)。然而，殼體可包括更多或更少的部分，且對于此部分，若是多個，可通過本領(lǐng)域中已知的任何手段進(jìn)行連接，其包括但不局限于粘合齊U、閂鎖和榫槽連接。而且，若設(shè)置了多個部分，可使用本領(lǐng)域中已知的任何手段對殼體的各部分之間的接口進(jìn)行密封。
[0028]優(yōu)選地，入口限定部34限定了入口孔26，且出口限定部36限定了出口孔28。而且，更進(jìn)一步地，優(yōu)選地，A 口限定部34包括限定入口通道44的內(nèi)表面42，且出口限定部36包括分別限定近端和遠(yuǎn)端出口通道48和50的內(nèi)表面46。然而，也可以只設(shè)置一個出口通道。
[0029]優(yōu)選地，最好如圖4和5所示，入口通道44與近端和遠(yuǎn)端出口通道48和50的截面尺寸至少基本上沿通道44、48和50的各個軸不變。然而，也可設(shè)置軸向變化的截面尺寸。而且，盡管在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可設(shè)置非圓形的入口和/或出口通道，但這些截面尺寸優(yōu)選為直徑。
[0030]優(yōu)選地，入口孔的截面尺寸等于入口通道的截面尺寸。類似地，出口孔的截面尺寸優(yōu)選等于遠(yuǎn)端出口通道的截面尺寸。而且，優(yōu)選地，入口孔的截面尺寸、入口通道的截面尺寸和近端出口通道的截面尺寸全部相等，而遠(yuǎn)端出口通道的截面尺寸(和出口孔的截面尺寸)更大。在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，這些尺寸關(guān)系可被改變。
[0031 ] 優(yōu)選地，在入口通道44中設(shè)置靜止的入口導(dǎo)流件58，且靜止的出口導(dǎo)流件60設(shè)置在出口通道48和50上。導(dǎo)流件58和60優(yōu)選地分別包括分流錐62和64。而且，每個導(dǎo)流件58和60優(yōu)選分別包括多個靜止的葉片66和68。然而，可以理解的是，使用各種不同導(dǎo)流件結(jié)構(gòu)的任一或多種，包括不使用導(dǎo)流件的情況，都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0032]如圖1所示，在優(yōu)選實施例中，管路16的入口部18與入口孔26相鄰地連接到泵組件12，且管路16的出口部20與出口孔28相鄰地連接到泵組件12。所述入口部18和出口部20中的每一個都包括分別與入口孔26或開口孔28相鄰的直部。該直部優(yōu)選與孔26和28軸向?qū)R，從而不需要在泵組件12的緊鄰處改變流向。
[0033]管路16可適當(dāng)?shù)赝ㄟ^本領(lǐng)域中已知的以下任意手段與入口孔26和出口孔28相鄰地連接，包括但不局限于:螺紋、槽、推進(jìn)型、膠合、凸緣或柔性接頭。
[0034]如圖4和其他圖所示，泵組件12優(yōu)選包括電動機(jī)70，電動機(jī)70包括轉(zhuǎn)子72和定子74。盡管在本發(fā)明的范圍內(nèi)可使用外轉(zhuǎn)子配置，但在優(yōu)選實施例中，如圖所示，定子74至少基本上圍繞轉(zhuǎn)子72。
[0035]定子74優(yōu)選包括大致環(huán)形的磁芯76、設(shè)置在磁芯76上的蓋77、和包括纏繞磁芯76的線(wire) 80的多個線圈78。
[0036]磁芯76優(yōu)選包括例如鋼的鐵磁材料且優(yōu)選為疊片式。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，磁芯包括可替代的材料且具有可替代的結(jié)構(gòu)。例如，該磁芯可一體形成，由鐵構(gòu)成，或是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的這些或其他變型的組合。在不脫離本發(fā)明精神的情況下，該磁芯也可包括多個不連續(xù)的段或不是優(yōu)選的環(huán)形。
[0037]示意性示出的蓋77通常表示定子磁芯是絕緣的。也就是說，圖示的蓋77簡單例示了，定子磁芯優(yōu)選為按照以下某種方式絕緣，包括但不局限于:使用貼片(tab)、粉末涂層或適用于特定應(yīng)用的其他方式。
[0038]盡管在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可使用鋁線或其他導(dǎo)電線，但線80優(yōu)選為銅線。
[0039]殼體24優(yōu)選限定定子腔82。定子74優(yōu)選被容納在定子腔82內(nèi)。
[0040]轉(zhuǎn)子72優(yōu)選包括葉輪84和磁體86。葉輪84優(yōu)選包括輪轂88、輪緣90和在輪轂88與輪緣90之間延伸的多個槳片92。按照慣例，槳片優(yōu)選地被設(shè)計形狀和槳距以便在葉輪轉(zhuǎn)動時，最有效地弓I起流體的流動。
[0041 ] 優(yōu)選地，輪緣90和輪轂88至少基本上是環(huán)形的且沿圓周連續(xù)延伸。然而，可在輪緣和/或輪轂上形成空隙。
[0042]可選地，葉輪包括一個槳片。例如，可選地，可設(shè)置單個螺旋槳片。
[0043]優(yōu)選地，輪緣90圍繞輪轂88，且槳片92連接輪緣90與輪轂88。然而，也允許通過非槳片的裝置或除槳片之外還允許別的裝置連接輪緣和輪轂。例如，槳片可被設(shè)置為從輪轂開始延伸但不與輪緣接合，通過設(shè)置支柱、桿、磁體或其他結(jié)構(gòu)用于物理連接或非接觸式的相對約束目的。
[0044]最好如圖4和5所示,輪緣90優(yōu)選包括限定中間通道96的內(nèi)表面94。盡管在不脫離本發(fā)明精神的情況下，中間通道96的截面尺寸是可變的，但優(yōu)選地，中間通道96的截面尺寸沿輪緣90的軸至少基本上不變。
[0045]而且，中間通道96的截面尺寸優(yōu)選等于入口通道44和近端出口通道48的截面尺寸。更近一步地，這些通道44、48和96的軸優(yōu)選為成一直線，從而通道44、48和96形成了泵組件12的主要的且大致線型的流路徑100。
[0046]而且，遠(yuǎn)端出口通道50的軸也優(yōu)選為與上述軸同軸，從而遠(yuǎn)端出口通道50也協(xié)作地限定了第一流路徑100。在此優(yōu)選實施例中，第一流路徑100可具有不變的截面尺寸，除了在遠(yuǎn)端出口通道50中，在遠(yuǎn)端出口通道50中流路徑增大。
[0047]可以理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可從示出的實施例，無論是根據(jù)尺寸、通道的數(shù)量還是某些其他參數(shù)都可實現(xiàn)多種變型例。
[0048]如先前所提到的，轉(zhuǎn)子72優(yōu)選包括葉輪84和磁體86。磁體86優(yōu)選為永磁體，其至少基本上為環(huán)形且沿圓周方向連續(xù)延伸。然而，磁體86可包括空隙或包括多個磁塊。形狀的變化也是允許的。
[0049]磁體86優(yōu)選限定徑向內(nèi)表面102、徑向外表面104和一對徑向延伸軸向間隔開的端面106和108。
[0050]磁體86優(yōu)選圍繞并鄰接葉輪84的輪緣90。然而，在可選的實施例中，磁體沿徑向的尺寸小于輪緣沿徑向的尺寸或者甚至小于輪轂沿徑向的尺寸。在后一種情況下，可能優(yōu)選定子在徑向上位于磁體內(nèi)側(cè)(例如，使用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu))。
[0051]最好如圖6所示，輪緣90優(yōu)選限定徑向外表面110，其中多個周向間隔開的肋112從該徑向外表面上突出?？蓧嚎s墊片114設(shè)置在每個肋112上。磁體86優(yōu)選包括與肋112對應(yīng)的周向間隔開的多個凹槽(groove) 116。在裝配狀態(tài)，肋112被容納在凹槽116中，且墊片114被壓縮在磁體86與輪緣90之間。而且，磁體86的內(nèi)表面102優(yōu)選為與輪緣90的外表面110保持緊密接近(例如參見圖5a)或鄰接。
[0052]肋112和凹槽116合作地確保葉輪84與磁體86旋轉(zhuǎn)地相互固定。然而，盡管上述配置是優(yōu)選的，但可以理解的是，可使用本領(lǐng)域中已知的各種不同的連接或固定手段中的任一種或多種將葉輪與磁體旋轉(zhuǎn)地相互固定。例如，可使用粘合劑、樁孔(post-and-hole)或基于摩擦的設(shè)置；或磁體可被葉輪或其他結(jié)構(gòu)包圍。更進(jìn)一步地，葉輪與磁體可選地可以是由同一材料成型，從而成為彼此不分離的整體。
[0053]最好如圖4和5所示，殼體24優(yōu)選限定磁體腔118。如下面更詳細(xì)的說明，磁體86優(yōu)選為至少基本上被容納在磁體腔118內(nèi)，這樣磁體86遠(yuǎn)離且環(huán)繞第一流路徑100。
[0054]如圖4、5和其他圖所示，轉(zhuǎn)子72優(yōu)選包括靜止的軸120。軸120優(yōu)選包括分別與插槽(slot) 126和128相互作用的一對鍵接區(qū)(keyed area) 122和124，其中插槽126和128分別形成在入口導(dǎo)流件58和出口導(dǎo)流件60中，從而阻止了軸120的轉(zhuǎn)動。然而，正如下文進(jìn)一步描述的，各種不同的軸固定手段中的任一種或多種都可用于阻止軸轉(zhuǎn)動。
[0055]最好如圖5a所示，套筒軸承130優(yōu)選圍繞軸120且包括徑向軸承表面132。間隙134形成在軸120與徑向軸承表面132之間，間隙134通過操作容納流體以潤滑套筒軸承130。在示出的實施例中，由于該流體作為潤滑劑使用，泵12特別適用于和液體一起使用。
[0056]盡管特別需要將軸承130在輪轂88內(nèi)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行二次成型(overmold)，且接著按需用機(jī)器加工軸承130的內(nèi)徑，但軸承130仍可通過任意合適的技術(shù)形成。
[0057]優(yōu)選地，套筒軸承130包括一個整塊。然而，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，軸承可分成兩段或更多段。
[0058]在優(yōu)選實施例中，葉輪84的輪轂88圍繞且附接到套筒軸承130，從而葉輪84和軸承130—起轉(zhuǎn)動。因此，軸承130、葉輪84和磁體86—起相對定子74、軸120和殼體24 (包括入口和出口導(dǎo)流件58和60)轉(zhuǎn)動。下面將進(jìn)行更詳細(xì)的說明，然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，上述優(yōu)選實施例的旋轉(zhuǎn)部件中的至少一部分被固定，且上述優(yōu)選實施例的靜止部件中的至少一部分可旋轉(zhuǎn)。例如，使用可替代的軸承配置，其利用與旋轉(zhuǎn)軸結(jié)合的一個或多個靜止軸承。
[0059]泵組件12優(yōu)選還包括一對止推墊圈136和138。止推墊圈136和138軸向間隔開，從而可與套筒軸承130的端部滑動接合或幾乎鄰接。更特別的是，如圖5a和其他圖所示，套筒軸承130包括軸向間隔開的一對軸向軸承表面140和142，以與相應(yīng)的止推墊圈136和138上相應(yīng)的推力面144和146接合。優(yōu)選地，在軸向軸承表面140和142與相應(yīng)的推力面144和146之間形成各個間隙148和150，從而允許潤滑液在其間流動。
[0060]盡管優(yōu)選的是通過止推墊圈來提供推力面，但在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可通過該泵組件的任意合適的部件來限定推力面。例如，一對合適的推力面可在殼體上形成，或者與殼體一體形成。
[0061]在另一可替代的實施例中，推力面或表面可形成在軸上。例如，該軸可包括鄰近和鄰接較大外徑區(qū)域的較小外徑區(qū)域，從而在較大外徑區(qū)域與較小外徑區(qū)域的接合處限定徑向延伸的肩部或推力面。在上述可替代的結(jié)構(gòu)中，套筒軸承優(yōu)選可被修改為包括與軸的較小外徑區(qū)域?qū)?yīng)的較小內(nèi)徑區(qū)域，和與軸的較大外徑區(qū)域?qū)?yīng)的較大內(nèi)徑區(qū)域。軸承的較小和較大內(nèi)徑區(qū)域優(yōu)選為彼此相鄰和鄰接，從而在相鄰的較小內(nèi)徑區(qū)域與較大內(nèi)徑區(qū)域的接合處限定徑向延伸的肩部或軸承面。因此，套筒軸承的軸承面與軸的推力面相對應(yīng)。
[0062]在上述可替代的實施例中，為了組裝方便和/或成本效益，優(yōu)選地可提供了僅一組相對應(yīng)的推力面和軸承面。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也設(shè)置兩個或更多個推力面與兩個或更多個軸承面相對應(yīng)。
[0063]在優(yōu)選實施例中，如上所述，磁體86至少基本上被容納在磁體腔118內(nèi)，其中，磁體腔118與第一流路徑100徑向向外間隔開。腔118優(yōu)選通過一對受到限制的流導(dǎo)管152和154與第一流路徑100流體地互連。所述流導(dǎo)管152和154中的每一個優(yōu)選包括基本上正交的部分，從而防止其中的流體從第一流路徑100直線地流入磁體腔118或從磁體腔118直線地流入第一流路徑100。
[0064]更具體的是，最好如圖5a所示，流導(dǎo)管152和154中的每一個優(yōu)選分別包括從第一流路徑100大致徑向向外延伸的第一導(dǎo)管部156或158，和從第一導(dǎo)管部156或158大致沿軸向延伸的第二導(dǎo)管部160或162。
[0065]優(yōu)選地，第二導(dǎo)管部160和162至少基本上沿與對應(yīng)的第一導(dǎo)管部156和158的延伸方向大致相反的軸向進(jìn)行延伸。
[0066]優(yōu)選地，第一和第二導(dǎo)管部156、158、160和162中的每一個都是由殼體24和轉(zhuǎn)子72共同限定。更具體的是，第一導(dǎo)管部156和158優(yōu)選至少部分由殼體24和葉輪84的輪緣90共同限定；且第二導(dǎo)管部160和162優(yōu)選至少部分由殼體24和磁體86共同限定。
[0067]優(yōu)選地，流導(dǎo)管152、腔118和流導(dǎo)管154共同限定第二流路徑164。更具體的是，由流導(dǎo)管152、腔118被磁體86填充的部分和流導(dǎo)管154共同限定的第二流路徑164可被更精確地描述。
[0068]第二流路徑164的結(jié)構(gòu)優(yōu)選為，使得類似或相同的流體流過第二流路徑164的速度低于流過第一流路徑100時的速度。第二流路徑164中的流體因此優(yōu)選為通過操作為轉(zhuǎn)子72和定子74提供冷卻。優(yōu)選地，該流體進(jìn)一步通過操作對轉(zhuǎn)子72和殼體24之間的界面進(jìn)行潤滑。最優(yōu)選地，該流體通過操作對轉(zhuǎn)子72與在鄰近定子74的區(qū)域中的殼體24之間的界面進(jìn)行潤滑。再次地，所示的實施例最適合與液體一起使用。然而，使用液體也不是必需的。
[0069]第二流路徑164的結(jié)構(gòu)也可優(yōu)選為防止碎片進(jìn)入磁體腔118。這樣的功能優(yōu)選地將減少對轉(zhuǎn)子72造成的阻礙，并且進(jìn)而降低維護(hù)要求。而且，由于沒有使大部分流體流過磁體腔118，減少了與分流、紊流等相關(guān)的低效率。
[0070]盡管上述的正交設(shè)置的部分示出了優(yōu)選實施例，但可以理解的是，其他正交結(jié)構(gòu)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi):在該結(jié)構(gòu)中沿大致橫向路徑流向彎曲或改變方向至少一次。例如，所述部分可以是直的且被設(shè)置為呈銳角或鈍角，或所述部分是彎曲的(例如，C形或S型部分)。也可設(shè)置附加部分。最后，多種彎曲、扭曲、曲折、迷宮般的或其他迂回結(jié)構(gòu)中的任何一種是可允許的。
[0071]最好如圖6所示，流導(dǎo)管152和154優(yōu)選為繞殼體24和轉(zhuǎn)子72的整個周長延伸，從而最大程度上應(yīng)用上述的冷卻和阻擋碎片的優(yōu)點。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，流導(dǎo)管152和154沿圓周方向可以是不連續(xù)的。在此情況下，可設(shè)置單個的流導(dǎo)管，或在每個軸側(cè)上設(shè)置一個流導(dǎo)管。在另一可替代的實施例中，在圓周方向上隔開的多個導(dǎo)管可設(shè)置在一個或兩個軸側(cè)上。其他變型例也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0072]在上述第一優(yōu)選實施例的操作中，流體從流體影響機(jī)構(gòu)14，流經(jīng)管路16的入口部18，并流入泵組件12的入口孔26。流體然后流過入口通道44，并被入口導(dǎo)流件58導(dǎo)入穿過轉(zhuǎn)子72的中間通道96。葉輪84，由于其在套筒軸承130上圍繞靜止軸120轉(zhuǎn)動，從而促使流動。
[0073]優(yōu)選地，流體的第一輔助部分流入間隙134、148和150中，以對軸承130進(jìn)行潤滑和冷卻。
[0074]而且，流體的第二輔助部分優(yōu)選分流到第二流路徑164中。更具體的是，流體的第二輔助部分優(yōu)選分流到流導(dǎo)管152，進(jìn)而分流到磁體腔118中。優(yōu)選地，流體在通過流導(dǎo)管154退出以重新加入第一流路徑100中的流體之前，緩慢流過腔118。然而，對于通過流導(dǎo)管152進(jìn)入腔118的部分或全部流體，可在泵組件12的運行期間或者甚至在泵組件12的運行結(jié)束后仍保留在腔118內(nèi)。實質(zhì)上，流體被分流以注入腔118，但流體流過腔118的速度不一定與流體沿第一流路徑100流動時的速度相同。
[0075]連續(xù)流過中間通道96的任何流體(即，不是被分流以潤滑軸承130或被分流到第二流路徑164中)優(yōu)選為由出口導(dǎo)流件60導(dǎo)入并分別流過近端和遠(yuǎn)端出口通道48和50。該流體接著流經(jīng)管路16的出口部20直達(dá)流體影響機(jī)構(gòu)14，并且重復(fù)該循環(huán)。
[0076]如上所述，通過適當(dāng)?shù)乩昧鬟^泵組件12的流體，可有利地散發(fā)由轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)動、其與定子74的相互作用和通電的定子74本身所產(chǎn)生的熱量。
[0077]轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)動也導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在取決于其轉(zhuǎn)動方向的方向上的軸向載荷。也就是說，沿逆時針方向的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致第一方向上的軸向載荷，而沿順時針方向的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致第二軸方向上的軸向載荷，第二軸方向與第一軸方向相反。配置具有軸向軸承表面140和142的套筒軸承130、和具有推力面144和146的止推墊圈136和138，可適應(yīng)此類軸向載荷，而不管哪種轉(zhuǎn)動方向被使用。也就是說，轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)動方向可反轉(zhuǎn)，因此可反轉(zhuǎn)流向(從而出口孔28作為入口，入口孔26作為出口等)，而沒有負(fù)載解決能力的損失。然而，盡管具有雙止推墊圈136和138和在套筒軸承130上的軸向軸承表面140和142的雙向泵組件12是優(yōu)選的，但只沿一個方向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子和設(shè)置單個止推墊圈和軸向軸承表面也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0078]除了上述的載荷和散熱的優(yōu)點外，根據(jù)上述優(yōu)選實施例構(gòu)造的泵組件12還減少了流動損耗并提高了液壓效率及電動機(jī)效率。該泵通過操作高速運行，并且由于其同軸結(jié)構(gòu)，適合配置在需要考慮空間限制的裝置內(nèi)。更進(jìn)一步地，設(shè)計的簡化導(dǎo)致更低的制造和組裝成本。
[0079]參考圖7，示出了可在如圖1所示的裝置10中使用的根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例構(gòu)造的電泵組件210。首先注意的是，下面將對某些例外詳細(xì)說明，根據(jù)第二實施例的泵組件210中的許多元件與上述針對根據(jù)第一實施例的泵組件12而詳細(xì)描述的元件相同或非常類似。因此，為了簡潔和清楚起見，此處一般避免冗余的說明和編號。因此，除非另有說明，以上針對第一實施例而提供的對所述元件的詳細(xì)說明可被理解為也至少大體上適用于第二實施例。
[0080]泵組件210優(yōu)選包括限定入口孔214和出口孔216的殼體212。包括多個葉片220的靜止入口導(dǎo)流件218優(yōu)選地位于或鄰近入口孔214，包括多個葉片224的靜止出口導(dǎo)流件222優(yōu)選地位于或靠近出口孔216。殼體212和入口導(dǎo)流件218共同限定通過泵組件210的第一流路徑226。
[0081]泵組件210優(yōu)選包括電動機(jī)228，電動機(jī)228包括轉(zhuǎn)子230和定子232。定子232優(yōu)選包括大致環(huán)形的磁芯234和多個線圈236，該線圈包括纏繞磁芯234的線238。
[0082]轉(zhuǎn)子230優(yōu)選包括旋轉(zhuǎn)軸240、葉輪242和磁體244。葉輪242優(yōu)選包括輪轂246、圍繞輪轂246的輪緣248、和在輪轂246與輪緣248之間延伸并連接兩者的多個槳片250。磁體244優(yōu)選為環(huán)形且圍繞輪緣248。而且，磁體244優(yōu)選為固定至輪緣248，以便葉輪242和磁體244 —致地旋轉(zhuǎn)。
[0083]磁體244優(yōu)選限定徑向內(nèi)表面252、徑向外表面254和徑向延伸、軸向隔開的一對端面256和258。磁體244優(yōu)選位于第一流路徑226中，以便磁體244阻擋流過的流體。更具體的是，端面256阻擋從入口孔214流經(jīng)第一流路徑226的流體。
[0084]優(yōu)選地，周向間隙260形成在磁體的外表面254和殼體212之間，從而潤滑液可流入間隙260以提供潤滑和冷卻。
[0085]在優(yōu)選實施例中，軸240包括第一和第二端部262和264。端部262和264分別由安裝在入口導(dǎo)流件218和出口導(dǎo)流件222上的軸承系統(tǒng)266和268旋轉(zhuǎn)地支撐。
[0086]也設(shè)置一對止推墊圈270和272。優(yōu)選地，止推墊圈270和272被固定到葉輪242的軸向相對的端部上以隨其旋轉(zhuǎn)。
[0087]葉輪242通過本領(lǐng)域已知的任意適合的手段固定到軸240上，以便軸240、葉輪242、止推墊圈270和272、和磁體244 —致地旋轉(zhuǎn)。
[0088]在上述第二優(yōu)選實施例的操作中，流體以與上述第一優(yōu)選實施例相似的方式從流體影響機(jī)構(gòu)(未示出)流入泵組件210。然而，進(jìn)入的流體沖擊磁體244的端面256并流入磁體244與殼體212之間的間隙260，而非流經(jīng)迷宮般的第二流路徑以冷卻轉(zhuǎn)子230和定子232。
[0089]與第一優(yōu)選實施例的操作相反的是，第二優(yōu)選實施例中的軸240是可轉(zhuǎn)動的且由分別設(shè)置在軸端部262和264上的軸承系統(tǒng)266和268支撐。
[0090]參考圖8，示出了在如圖1所示的裝置10中使用的根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實施例構(gòu)造的電泵組件310的一部分。其首先注意的是，下面將對某些例外詳細(xì)說明，根據(jù)第三實施例的泵組件310的許多元件與以上針對第一實施例的泵組件12詳細(xì)描述的元件相同或非常類似。因此，為了簡潔和清楚起見，此處一般避免冗余的說明和編號。因此，除非另有說明，以上針對第一實施例而提供的對所述元件的詳細(xì)說明可被理解為也至少大體上適用于
第三實施例。
[0091]泵組件310優(yōu)選包括具有端部314的軸312、優(yōu)選為圍繞軸312且相對軸312可轉(zhuǎn)動的套筒軸承316、和也優(yōu)選圍繞軸312的止推墊圈318。止推墊圈318優(yōu)選被設(shè)置為軸向鄰近套筒軸承316，以便與套筒軸承316滑動地接合或幾乎鄰接。
[0092]泵組件310也優(yōu)選包括入口導(dǎo)流件320，入口導(dǎo)流件320限定具有近側(cè)區(qū)324和遠(yuǎn)側(cè)區(qū)326的插槽322。遠(yuǎn)側(cè)區(qū)326優(yōu)選地相對近側(cè)區(qū)324收縮，以便肩部328形成在區(qū)域324和326之間的過渡區(qū)上。近側(cè)區(qū)和遠(yuǎn)側(cè)區(qū)分別限定內(nèi)表面330和332。軸312的端部314優(yōu)選地延伸到插槽322且被容納在插槽322中。
[0093]凹槽334優(yōu)選地形成在軸312的端部314中。盡管在本發(fā)明的范圍內(nèi)，凹槽334可為不連續(xù)的或不沿圓周方向，但槽334優(yōu)選為沿圓周方向連續(xù)的。
[0094]在優(yōu)選實施例中，泵組件310還包括0形環(huán)。0形環(huán)336優(yōu)選位于凹槽334中，以便圍繞軸312。0形環(huán)336、軸312、凹槽334、插槽322的近側(cè)區(qū)324、和止推墊圈318優(yōu)選被設(shè)計尺寸且彼此相對設(shè)置，以便0形環(huán)336與軸312、肩部328、插槽322的近側(cè)區(qū)324的內(nèi)表面330和止推墊圈318接觸且被緊壓。鑒于摩擦力，因此，該0形環(huán)通過操作限制或至少基本上阻止軸312相對于泵組件310的靜止部件轉(zhuǎn)動。
[0095]該0形環(huán)優(yōu)選為圓形、橢圓形、卵形，或其他規(guī)則的橫截面和環(huán)形，但在圖8中在壓縮的狀況下顯示。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可設(shè)置具有不規(guī)則橫截面或整體形狀的0形環(huán)。
[0096]盡管上述說明描述了本發(fā)明優(yōu)選實施例的特征，但也可實現(xiàn)符合本發(fā)明的原理的其他優(yōu)選實施例。而且，如前所述，這些其他優(yōu)選實施例在某些情況下可通過將適合一起使用的特征進(jìn)行結(jié)合來實現(xiàn)，盡管這些特征作為以上說明的各個實施例的一部分而被獨立說明。
[0097]上述本發(fā)明的優(yōu)選形式僅為示例性的，不應(yīng)該理解為對本發(fā)明的限制。如上所述，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對示例性實施例進(jìn)行明顯的修改。
[0098]
【發(fā)明者】特此說明他們的意圖以依靠等同原則確定并評價本發(fā)明的公平合理的范圍，因為其涉及到實質(zhì)上不偏離以下權(quán)利要求中所述的本發(fā)明的字面范圍但在該字面范圍之外的任何設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 提供流體通道的流體管路； 耦接至所述管路的機(jī)構(gòu)，以便通過操作作用于所述通道中的流體；和 通過操作使流體沿所述通道移動的軸流泵，所述泵包括: 耦接至所述流體管路的殼體，該殼體至少部分地限定穿過該殼體的第一流路徑，該第一流路徑流體地連接到所述通道； 包括轉(zhuǎn)子和定子的電動機(jī)； 所述轉(zhuǎn)子包括磁體、具有相對端部的細(xì)長的可轉(zhuǎn)動的軸、和固定至該軸以與該軸一起轉(zhuǎn)動的葉輪， 所述葉輪包括大致環(huán)形的輪緣，該輪緣與所述軸徑向隔開且支撐所述磁體， 所述葉輪進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一流路徑中的槳片，和 在所述殼體上旋轉(zhuǎn)地支撐所述軸的一對軸承系統(tǒng)，每個軸承系統(tǒng)分別鄰近于所述軸的相應(yīng)端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 所述轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括一對可轉(zhuǎn)動軸承表面，這一對可轉(zhuǎn)動軸承表面面向至少基本上相反的大致軸向方向， 每個軸承系統(tǒng)包括與相應(yīng)的一個可轉(zhuǎn)動軸承表面接合的軸向軸承表面，以允許相應(yīng)的可轉(zhuǎn)動軸承表面相對該軸向軸承表面的轉(zhuǎn)動，并限制該可轉(zhuǎn)動軸承表面的相對軸向運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置， 每個可轉(zhuǎn)動軸承表面由止推墊圈限定， 其中，所述止推墊圈被固定至所述葉輪并與所述葉輪一起旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 所述葉輪包括大致環(huán)形的輪轂，該輪轂至少基本上圍繞所述軸， 所述槳片在所述輪轂和所述輪緣之間延伸并將所述輪轂和所述輪緣互連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 所述葉輪包括多個槳片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 所述殼體包括入口導(dǎo)流件和出口導(dǎo)流件， 每個導(dǎo)流件包括多個分流葉片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置， 所述入口導(dǎo)流件支撐所述軸承系統(tǒng)中的第一軸承系統(tǒng)， 所述出口導(dǎo)流件支撐所述軸承系統(tǒng)中的第二軸承系統(tǒng)。
8.一種裝置，包括: 提供流體通道的流體管路； 耦接至所述管路的機(jī)構(gòu)，以便通過操作作用于所述通道中的流體；和 通過操作使流體沿所述通道移動的軸流泵，所述泵包括: 耦接至所述流體管路的殼體，該殼體至少部分地限定穿過該殼體的第一流路徑，該第一流路徑流體地連接到所述通道； 包括轉(zhuǎn)子和定子的電動機(jī)；所述轉(zhuǎn)子包括磁體、靜止的軸、在該軸上被旋轉(zhuǎn)地支撐的套筒軸承、和固定至該套筒軸承以與該套筒軸承一起轉(zhuǎn)動的葉輪， 所述套筒軸承包括與所述軸接合的徑向軸承表面，以允許該套筒軸承相對該軸的轉(zhuǎn)動， 所述葉輪包括大致環(huán)形的輪緣，該輪緣與所述套筒軸承徑向隔開且支撐所述磁體， 所述葉輪進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一流路徑中的槳片，和 面向大致軸向方向的靜止軸承表面， 所述套筒軸承包括與所述靜止軸承表面接合的軸向軸承表面，以允許所述套筒軸承相對所述靜止軸承表面的轉(zhuǎn)動，且限制所述套筒軸承的相對軸向運動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置， 所述泵包括第二靜止軸承表面，所述第二靜止軸承表面面向至少基本上與上述第一軸向方向相反的第二大致軸向方向， 所述套筒軸承包括與所述第二靜止軸承表面接合的第二軸向軸承表面，以允許該套筒軸承相對所述第二靜止軸承表面的轉(zhuǎn)動，且限制所述套筒軸承的相對軸向運動。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置， 所述靜止軸承表面由止推墊圈限定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置， 所述葉輪包括大致環(huán)形的輪轂，所述輪轂至少基本上圍繞并固定至所述套筒軸承，` 所述槳片在所述輪轂和所述輪緣之間延伸并將所述輪轂和所述輪緣互連。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置， 所述葉輪包括多個槳片。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置， 所述殼體至少部分地限定與所述第一流路徑徑向向外隔開的流體腔，且所述磁體大體上位于該腔中， 所述腔通過受限制的流導(dǎo)管與所述第一流路徑流體地互連。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置， 所述流導(dǎo)管包括大致正交的部分，其中，第一導(dǎo)管部從所述第一流路徑大致徑向向外延伸，且第二導(dǎo)管部從該第一部分大致沿軸向延伸，以便阻止流體從所述第一流路徑直線流入所述腔。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置， 所述殼體包括入口導(dǎo)流件和出口導(dǎo)流件， 每個導(dǎo)流件包括多個分流葉片。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置， 所述靜止軸承表面由止推墊圈限定， 所述導(dǎo)流件之一支撐該止推墊圈。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置， 所述泵進(jìn)一步包括被所述軸和所述殼體壓緊且與該軸和該殼體摩擦地接合的O形環(huán)， 所述O形環(huán)至少基本上阻止了該軸相對該殼體的轉(zhuǎn)動。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，所述O形環(huán)被所述靜止軸承表面壓緊且與該靜止軸承表面摩擦地接合。
19.一種裝置,包括: 提供流體通道的流體管路； 耦接至所述管路的機(jī)構(gòu)，以便通過操作作用于所述通道中的流體；和 通過操作使流體沿所述通道移動的軸流泵，所述泵包括: 耦接至所述流體管路的殼體，該殼體至少部分地限定穿過該殼體的第一流路徑，該第一流路徑流體地連接到所述通道，和 包括轉(zhuǎn)子和定子的電動機(jī)， 所述轉(zhuǎn)子包括葉輪和磁體， 所述葉輪包括設(shè)置在所述第一流路徑中的葉片 所述殼體至少部分地限定與所述第一流路徑徑向向外隔開的流體腔，且所述磁體大體上位于該腔中， 所述腔通過受限制的流導(dǎo)管與所述第一流路徑流體地互連， 所述流導(dǎo)管包括大致正交的部分，其中，第一導(dǎo)管部從所述第一流路徑大致徑向向外延伸，且第二導(dǎo)管部從該第一部分大致沿軸向延伸，以便阻止流體從所述第一流路徑直線流入所述腔。
20.根據(jù)權(quán)利要求1`9所述的裝置， 所述腔通過與上述第一流導(dǎo)管軸向隔開的另一受限制的流導(dǎo)管而與所述第一流路徑流體地互連， 所述另一流導(dǎo)管包括大致正交的部分，其中，所述另一流導(dǎo)管的第一導(dǎo)管部從所述第一流路徑大致徑向向外延伸，且所述另一流導(dǎo)管的第二導(dǎo)管部從該第一部分大致沿軸向延伸，以便阻止流體從所述腔直線流入所述第一流路徑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置， 所述流導(dǎo)管和所述腔共同限定第二流路徑。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置， 所述第二流路徑被配置為相對于通過所述第一流路徑的流體流動，使通過該第二流路徑的流體流動變慢。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置， 所述葉輪包括大致環(huán)形的輪轂和大致環(huán)形的輪緣，該輪緣與該輪轂徑向隔開并支撐所述磁體， 所述槳片在所述輪轂和所述輪緣之間延伸并將所述輪轂和所述輪緣互連。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置， 所述葉輪包括多個槳片。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置， 所述轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括靜止的軸和在該軸上被旋轉(zhuǎn)地支撐的套筒軸承，其中所述葉輪固定至該套筒軸承以與該套筒軸承一起轉(zhuǎn)動。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置， 所述泵包括面向大致軸向方向的靜止軸承表面， 所述套筒軸承包括與所述靜止軸承表面接合的軸向軸承表面，以允許所述套筒軸承相對所述靜止軸承表面的轉(zhuǎn)動，且限制所述套筒軸承的相對軸向運動。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置， 所述殼體包括入口導(dǎo)流件和出口導(dǎo)流件， 每個導(dǎo)流件包括多個分流葉片。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置， 所述轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括靜止的軸， 所述泵進(jìn)一步包括被所述軸和所述殼體壓緊且與該軸和該殼體摩擦地接合的O形環(huán)， 所述O形環(huán)至少基本上阻止了該軸相對該殼體的轉(zhuǎn)動。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置， 所述泵進(jìn)一步包括靜止軸承表面， 所述O形環(huán)被該靜止軸承表面壓緊且與 該靜止軸承表面摩擦地接合。
【文檔編號】F04D13/06GK103775349SQ201310654100
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】W·D·摩爾, J·A·里希特, J·M·比羅 申請人:尼得科電機(jī)有限公司