本發(fā)明屬于潛水電泵技術領域，具體涉及一種外轉子潛水貫流泵。

背景技術：

潛水貫流泵有兩種結構型式，一種是傳統(tǒng)的干式潛水電機配用的潛水貫流泵，一種是葉輪內置式潛水貫流泵。

傳統(tǒng)的干式潛水電機配用的潛水貫流泵中干式潛水電機與泵體是相對獨立的，最顯著特點是潛水電泵的結構為干式潛水電機與潛水泵同軸連接，干式潛水電機置于潛水電泵的出水流道內，泵的葉輪在機組的進水邊。泵的葉輪抽送水流，經過電機的外壁流到出水流道中。配用干式潛水電機為全密封結構，內腔為干燥空氣。這種結構型式的潛水電泵存在如下不足之處：首先，潛水電機長期浸沒在水中，電機的密封很難保證，特別是在浸沒深度較深的水中時，電機的電氣絕緣不能得到可靠保證，干式潛水電機存在安全隱患；其次，泵的葉輪為懸臂梁結構，即只在葉輪的一側有一個軸承支點。這種結構要求加工精度高，同時抗振動性能差。葉輪易形成各邊間隙不均勻，造成轉動的葉輪與固定的葉輪外殼相擦事故。另外，干式潛水電機置于出水流道內，會影響泵送水流的出水流態(tài)，直接影響潛水電泵的效率。原潛水電泵結構復雜，軸向長度較長，不易維修、拆檢。

葉輪內置式潛水貫流泵最顯著特點是將潛水電泵的葉輪組件固定于充水式潛水電機轉子內腔，與充水式潛水電機轉子焊接成為一體式轉子，一體式轉子位于充水式潛水電機定子內部，充水式潛水電機定子固定設置于定子外殼內，定子外殼的軸向兩端分別連接吸水室和出水室，這樣即形成一臺結構簡單、緊湊的葉輪內置式潛水貫流泵。

該結構型式的葉輪內置式潛水電泵存在不足之處：因其一體式轉子(葉輪組件與充水式潛水電機轉子)均在水中旋轉，葉輪組件在水中旋轉產生的摩擦損耗與普通水泵正常的損耗相當，而充水式潛水電機轉子在水中旋轉產生的摩擦損耗則是增加的損耗。這項摩擦損失有兩部分組成：一是充水式潛水電機轉子圓柱面的摩擦損失，它與轉子半徑的4次方及轉子的長度成正比；二是轉子端面的摩擦損失，它與轉子半徑的5次方成正比。而圓柱面的摩擦損失約是端面摩擦損失的2倍，轉子的圓柱面的摩擦損失功率可以按圓盤摩擦損失的公式來。

圓柱表面的水力摩擦損失功率可按下式計算：

式中P_y----圓柱表面水力摩擦損失功率，kW；

K_f----摩擦因子系數(shù)；

K_m----摩擦阻力系數(shù)，與摩擦介質的密度、黏度和壓力有關；

----旋轉角速度，rad/s；

R----轉子半徑，m；

L----轉子軸向長度，m。

轉子端面水力摩擦功率損失由下式計算：

式中P_c----端面水力摩擦損失功率，kW；

K_f----摩擦因子系數(shù)；

C_f----摩擦系數(shù)，與摩擦介質的密度、黏度和端面的相關尺寸有關。

從以上公式可以看出，此部分摩擦損耗比較大，大大降低了水泵效率，從節(jié)能降耗的角度來講，該類型水泵不符合國家節(jié)能政策的要求。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決傳統(tǒng)潛水貫流泵安全可靠性及葉輪內置式潛水貫流泵一體式轉子在水中旋轉產生較大摩擦損耗的問題，本發(fā)明通過創(chuàng)新設計，將充水式潛水電機定子設置于電機轉子內腔，而將充水式潛水電機的轉子設計為固定葉片的輪轂部分，使得水泵轉輪與普通貫流泵轉輪結構一致，避免葉輪內置式潛水貫流泵一體式轉子在水中旋轉從而產生較大摩擦損耗的缺陷，創(chuàng)新性提供一種結構簡單、可靠的充水式潛水電機外轉子潛水貫流泵。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種外轉子潛水貫流泵，包括導葉體、葉輪外殼、外轉子、充水式潛水電機定子與吸水室，所述外轉子為一體式結構，包括充水式潛水電機轉子、輪轂體、葉輪；所述葉輪焊接固定在充水式潛水電機轉子上，所述充水式潛水電機轉子與輪轂體剛性聯(lián)接為一體；所述充水式潛水電機定子內置于外轉子內腔。

所述充水式潛水電機定子與外轉子之間形成氣隙，該間隙為1毫米-3毫米微小的環(huán)形空間，兩者不相接觸。

所述充水式潛水電機定子固定套設在支架的外部直徑上，所述支架與吸水室剛性相互聯(lián)接；所述吸水室由導流筋、聯(lián)接法蘭、徑向軸承室和接線腔組成；所述吸水室的出水側設置有大小兩圈法蘭，其外部直徑大法蘭與葉輪外殼用螺栓連接，直徑小法蘭與支架固定連接。

所述支架采用漲胎的設計，即支架由矩形鐵板卷制而成，其矩形的長邊等于充水式潛水電機定子的內部最小圓的周長，但比所卷制而成的圈的周長小10-20毫米。

所述吸水室的內部外側法蘭上同軸裝配有進水導流帽，所述吸水室內部加工出來的軸承室內設置有徑向軸承，所述徑向軸承的兩側分別設置有徑向軸承蓋、第二機械密封座。

所述充水式潛水電機定子繞組出線通過吸水室上聯(lián)接法蘭的扇形孔引出至吸水室上接線腔，最后引出至泵殼外；上述電機定子的繞組線圈為耐水繞組線圈，材料為高強度輻照交聯(lián)聚乙烯。

所述吸水室、外轉子、導葉體的徑向中間部位貫穿設置有轉軸；所述葉輪外殼通過止口剛性定位于吸水室上；所述葉輪外殼的最小內部直徑與外轉子最大外部直徑之間形成一定環(huán)形間隙，其值約為葉輪外圓的1/1000mm；

所述外轉子采用外轉子鎖緊螺母緊固到轉軸上，并通過鍵傳動扭矩。

所述導葉體由導葉片、輪轂、推力軸承室組成，所述導葉體通過止口剛性定位于葉輪外殼的另一側法蘭上。

所述導葉體徑向中部設置有推力軸承，推力軸承一端采用推力軸承蓋密封，另一端采用機械密封進行密封，機械密封安裝于第一機械密封座上。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明將潛水貫流泵葉輪焊接固定在充水式潛水電機轉子上，將充水式潛水電機的定子內置于轉子內腔，形成一體式外轉子，減小了轉子外徑，避免了原葉輪內置式潛水貫流泵一體式轉子在水中旋轉從而產生較大摩擦損耗的缺陷，提高了水泵效率。

2、整體結構具有軸向距離短(與普通潛水電泵相比軸向長度減少約1/3以上)、結構更加緊湊、重量輕、安全可靠等特點。

3、配用潛水電機的定轉子外徑大大減小，節(jié)省了金屬消耗量，節(jié)約了原材料成本。

附圖說明

為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為本發(fā)明外轉子的結構示意圖；

圖3為圖1中吸水室A-A向剖視圖；

圖4為圖1中B-B向剖視圖；

圖中序號：導葉體1、推力軸承2、第一機械密封座3、葉輪外殼4、外轉子5、充水式潛水電機定子6、吸水室7、徑向軸承8、徑向軸承蓋9、進水導流帽10、第二機械密封座11、外轉子鎖緊螺母12、鍵13、出水導流帽14、推力軸承蓋15、轉軸16、充水式潛水電機轉子501、輪轂體502、葉輪503、導流筋701、聯(lián)接法蘭702、徑向軸承室703、接線腔704、扇形孔705。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖1，一種外轉子潛水貫流泵，其包括導葉體1、推力軸承2、第一機械密封座3、葉輪外殼4、外轉子5、充水式潛水電機定子6、吸水室7、徑向軸承8、徑向軸承蓋9、進水導流帽10、第二機械密封座11、外轉子鎖緊螺母12、鍵13、出水導流帽14、推力軸承蓋15和轉軸16；

該潛水貫流泵結構從進水端開始，依次有吸水室7，吸水室7由導流筋701、聯(lián)接法蘭702、徑向軸承室703和接線腔704等組成，參見圖1、圖3-4；進水導流帽10裝配在吸水室7的外側，徑向軸承8設置在吸水室7內部加工出來的軸承室，即徑向軸承室703內，徑向軸承8的兩側分別設置有徑向軸承蓋9與第二機械密封座11，以保證軸承室的密封。

吸水室7的出水側設置有大小兩圈法蘭，該出水側與兩個零部件相連接，其中，外部直徑大法蘭與葉輪外殼4用螺栓連接，直徑小法蘭與支架601固定連接，充水式潛水電機定子6固定套設在支架601的外部直徑上，支架601采用漲胎的設計，即支架601由矩形鐵板卷制而成，其矩形的長邊等于充水式潛水電機定子6的內部最小圓的周長，但比所卷制而成的圈的圓周長小10-20毫米。先用專用工裝將支架601的直徑調整到充水式潛水電機定子6的最小內部直徑，并裝入充水式潛水電機定子6的內部，因為此直徑比其所卷制而成的圈的直徑小10-20毫米，支架601將產生一定的漲緊力，從而將充水式潛水電機定子6牢靠固定。

支架601通過緊固件和吸水室7的聯(lián)接法蘭702剛性相互聯(lián)接，充水式潛水電機定子6繞組出線通過設置在聯(lián)接法蘭702上的扇形孔705引出至吸水室7的接線腔704，最后引出至泵殼外。

在充水式潛水電機定子6的直徑外部設置有外轉子5，充水式潛水電機定子6與外轉子5之間形成氣隙，即間隙為1毫米-3毫米微小的環(huán)形空間，兩者不相接觸。參見圖2，外轉子5為一體式結構，包括充水式潛水電機轉子501、輪轂體502、葉輪503；外轉子5是將貫流泵葉輪503焊接于充水式潛水電機轉子501的外圓，再將充水式潛水電機轉子501與輪轂體502通過鍵與焊接工藝剛性聯(lián)接為一體的，外轉子5整體采用外轉子鎖緊螺母12緊固到轉軸16上，通過鍵13傳動扭矩。

轉軸16貫穿設置在吸水室7、外轉子5、導葉體1的徑向中間部位，為葉輪提供平順的進水條件以及安裝固定徑向軸承。葉輪外殼4通過止口剛性定位于吸水室7上，兩者安裝好以后，葉輪外殼4的最小內部直徑與外轉子5最大外部直徑之間形成一定環(huán)形間隙，其值約為葉輪外圓的1/1000mm。

導葉體1由導葉片101、輪轂102、推力軸承室103組成，其作用是將葉輪旋轉產生的水流平滑、高效地導入多片導葉片101組成的曲面空間內，將部分速度能轉化為壓能，提高水泵效率，同時導葉體1徑向內腔設置推力軸承室103，用于安裝固定推力軸承2，導葉體1是通過止口剛性定位于葉輪外殼4的另一側法蘭上。推力軸承2一端采用推力軸承蓋15密封，另一端采用機械密封進行密封，機械密封安裝于第一機械密封座3上，第一機械密封座3通過止口剛性安裝于推力軸承室103上。出水導流帽14裝配在導葉體1的外側。

本發(fā)明工作時，先將置于電機外轉子5內腔的充水式潛水電機定子6通電，產生磁場，由設置在兩端的軸承帶動設置在其外部的外轉子5轉動，因外轉子5為一體式結構，即充水式潛水電機轉子501是與輪轂體502剛性聯(lián)接為一體(通過鍵槽)，同時，將葉輪503焊接固定在充水式潛水電機轉子501上，形成一體式外轉子5，將充水式潛水電機定子6內置于轉子內腔，這樣通過減小了充水式潛水電機定轉子外徑，避免了原有葉輪內置式潛水電泵一體式轉子外徑過大，在水中旋轉，從而產生較大摩擦損耗的缺陷，大大提高了水泵效率。

本發(fā)明整體結構具有軸向距離短、結構緊湊、重量輕、安全可靠等特點的同時，創(chuàng)新性地將充水式潛水電機定子內置于電機轉子內腔，同時減免了葉輪內置式潛水電泵一體式轉子在水中旋轉從而產生較大摩擦損耗，大大提高了水泵效率。

以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。