一種高速管中泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速管中泵。本發(fā)明包括設(shè)置在管體中的潛水泵，潛水泵包括泵體和潛水電機，潛水電機的電機軸帶動泵體的泵軸，潛水電機適配有控制其工作的控制器，潛水電機的機殼內(nèi)固定有定子，定子內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子，所述潛水電機為永磁高速電機，電機軸的中部穿設(shè)在磁懸浮軸承內(nèi)，磁懸浮軸承包括套設(shè)在電機軸中部的內(nèi)磁圈，以及套設(shè)在內(nèi)磁圈外側(cè)的外磁圈，內(nèi)磁圈和外磁圈之間設(shè)置有間隙，內(nèi)磁圈和外磁圈的相對面之間的磁極相反；所述內(nèi)磁圈的中部設(shè)有凸環(huán)所述外磁圈的中部設(shè)有對應(yīng)所述凸環(huán)的凹槽。本發(fā)明體積小、重量輕、工作效率高、智能控制準確、自動化程度高，工作壽命長。本發(fā)明廣泛適用于任何自來水壓力不足地區(qū)的加壓供水。
【專利說明】一種高速管中泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生活供水設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種高速管中泵。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，隨著住宅城市化的進展，以及農(nóng)村生活水平的提高，樓宇供水設(shè)備的需求在不斷上升。供水設(shè)備近年來經(jīng)歷了從單臺或多臺離心泵組合的變頻恒壓供水到管中泵及機組的變頻恒壓供水的發(fā)展過程。
[0003]管中泵機組比離心泵機組具有良好的靜音特點，但都使用異步發(fā)電機作動力，轉(zhuǎn)速2850轉(zhuǎn)/分(60Hz時3420轉(zhuǎn)/分)，且供水設(shè)備的體積大重量較重，效率不夠高。
[0004]市場上的管中泵采用普通軸承機械損耗大，隨著使用時間延長其磨損不斷會上升，容易損壞，工作壽命不長，一般要求在兩年內(nèi)要更換軸承。
[0005]一種體積小重量輕，工作效率高，工作壽命長的管中泵正在被大家所期盼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對【背景技術(shù)】中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種管中泵，使管中泵在體積、重量、效率、智能控制、工作壽命方面得到進一步提升和優(yōu)化。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0008]一種高速管中泵，包括設(shè)置在管體中的潛水泵，潛水泵包括泵體和潛水電機，潛水電機的電機軸帶動泵體的泵軸，潛水電機適配有控制其工作的控制器，潛水電機的機殼內(nèi)固定有定子，定子內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)子，所述的潛水電機為永磁高速電機，電機軸的中部穿設(shè)在磁懸浮軸承內(nèi)，磁懸浮軸承包括固定套設(shè)在電機軸中部的內(nèi)磁圈，以及套設(shè)在內(nèi)磁圈外側(cè)的外磁圈，外磁圈外面的不銹鋼件固定在電機殼上，內(nèi)磁圈和外磁圈之間設(shè)置有間隙，內(nèi)磁圈和外磁圈的相對面之間的磁極相反；所述內(nèi)磁圈的中部設(shè)置有凸環(huán)所述外磁圈的中部設(shè)置有對應(yīng)所述凸環(huán)的凹槽。
[0009]優(yōu)選地，所述外磁圈由外體是不銹鋼，內(nèi)有若干個弧形磁體組合成環(huán)形磁圈；所述內(nèi)磁圈也是不銹鋼內(nèi)環(huán)上放置一個以上的個弧形磁體組合，相當于兩個以上軸承的組合，具有徑向和軸向的足夠承受力。所以泵只用一個磁懸浮軸承就能很好地工作。
[0010]優(yōu)選地，所述凸環(huán)的前后端面均為圓臺面或球面。
[0011]優(yōu)選地，所述磁懸浮軸承的內(nèi)磁圈和外磁圈的構(gòu)件均為不銹鋼制件，磁體嵌在不銹鋼中。
[0012]優(yōu)選地，所述永磁高速電機為永磁高速無刷電機或交流永磁高速同步電機。
[0013]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子的磁鋼為釹鐵硼磁鋼或其他永磁體。
[0014]優(yōu)選地，所述的控制器直接裝在管體的外側(cè)，管體的兩端分別安裝有連接法蘭(小型號的為螺紋連接)，管體進水口一側(cè)的法蘭中部安裝有過濾網(wǎng)；所述潛水泵的位于管體進水口一側(cè)的端部為便于導(dǎo)流的弧形蓋板。
[0015]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)來說的有益效果:[0016]1、本發(fā)明采用永磁高速無刷電機，速度在O至10000轉(zhuǎn)/分可調(diào)，當速度在7000轉(zhuǎn)/分運轉(zhuǎn)時，每級葉輪的揚程比現(xiàn)有市場上的泵揚程高出5倍，電機和泵的體積比常規(guī)泵要小很多，這樣可以大幅減輕管中泵的重量和體積；
[0017]2、本發(fā)明在管中泵的外殼上裝有壓力傳感器，永磁高速無刷電機外適配有控制器，這樣就具有了恒壓控制供水，可智能化程序控制的優(yōu)點；
[0018]3、本發(fā)明采用磁懸浮軸承來支撐轉(zhuǎn)子，利用磁懸浮的工作原理使中間的輸出軸懸浮在磁體中間旋轉(zhuǎn)，而不發(fā)生摩擦，旋轉(zhuǎn)工作時幾乎沒有摩擦阻力，這樣的結(jié)構(gòu)使工作壽命大大的延長。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為管中泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為潛水泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為圖2中H部的局部放大圖。
[0022]圖中標號的含義:1_機殼；2_定子；3_轉(zhuǎn)子；4_隔套；5_磁懸浮軸承；6_泵體；7-永磁高速電機；8_機械密封；9_聯(lián)軸器；10_進水節(jié)；11_導(dǎo)葉；12_葉輪；13_軸套；14-橡膠軸承；15_泵軸；16_出口閥；18_管體；19_法蘭；20_過濾網(wǎng)；21_控制器；22_壓力傳感器；31_電機軸；51_內(nèi)磁圈；52_外磁圈；511-凸環(huán)；512_圓臺面。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作為優(yōu)選詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0024]如圖1-圖3所示，一種高速管中泵，包括設(shè)置在管體中的潛水泵，潛水泵包括泵體6和潛水電機，潛水電機的電機軸帶動泵體6的泵軸，潛水電機適配有控制其工作的控制器21,潛水電機的機殼I內(nèi)固定有定子2,定子2內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)子3,所述的潛水電機為永磁高速電機7，電機軸的中部穿設(shè)在磁懸浮軸承5內(nèi)，磁懸浮軸承5包括固定套設(shè)在電機軸中部的內(nèi)磁圈51，以及套設(shè)在內(nèi)磁圈51外側(cè)的外磁圈52，外磁圈52固定在電機殼I上，內(nèi)磁圈51和外磁圈52之間設(shè)置有間隙，內(nèi)磁圈51和外磁圈52的相對面之間的磁極相反；所述內(nèi)磁圈51的中部設(shè)置有凸環(huán)所述外磁圈52的中部設(shè)置有對應(yīng)所述凸環(huán)的凹槽。
[0025]優(yōu)選地，所述外磁圈52由若干個弧形磁體組合成環(huán)形磁圈；所述內(nèi)磁圈51可以是一體式，也可以由一個以上的個弧形磁體組合。
[0026]優(yōu)選地，所述凸環(huán)511的前后端面均為圓臺面512或球面。
[0027]優(yōu)選地,所述磁懸浮軸承5的內(nèi)磁圈51和外磁圈52均為強磁的釹鐵硼磁鐵。
[0028]優(yōu)選地，所述永磁高速電機7為永磁高速無刷電機或交流永磁高速同步電機。
[0029]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子3的磁鋼為釹鐵硼磁鋼或其他永磁體。
[0030]優(yōu)選地，所述的控制器21直接裝在管體的外側(cè)，控制器的散熱鋁材直接緊固在管中泵的外殼上，使功率模塊有效散熱。管體的兩端分別安裝有連接法蘭19，管體進水口一側(cè)的法蘭19中部安裝有過濾網(wǎng)20 ;所述潛水泵的位于管體進水口一側(cè)的端部為便于導(dǎo)流的弧形蓋板。
[0031]本發(fā)明采用的永磁高速無刷電機為高速永磁無刷同步電機，速度在O至10000轉(zhuǎn)/分可調(diào)，當速度在7200轉(zhuǎn)/分運轉(zhuǎn)時，每級葉輪的揚程比常規(guī)泵的揚程高出6倍，這樣可以大幅減輕泵的重量和體積。該高速永磁無刷同步電機和控制器21配套使用，管中泵通過控制器21而在高的速度范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)時又按設(shè)定的可控程序變頻自動工作。
[0032]高速永磁無刷同步電機有永磁直流無刷同步電機和永磁交流同步電機等，這兩款電機的定子2結(jié)構(gòu)不一樣，驅(qū)動方式也不一樣。前一種定子2槽數(shù)(3的倍數(shù))較少，線圈柱狀結(jié)構(gòu)。后一種與普通三相異步電機基本一樣，定子2槽形和槽數(shù)，以及線圈形狀，連接方式都和普通三相異步電機一樣；但電機的轉(zhuǎn)子3都一樣，轉(zhuǎn)子3上裝有磁鋼，可由轉(zhuǎn)子3外表面貼磁鋼或轉(zhuǎn)子3表層內(nèi)嵌磁鋼的結(jié)構(gòu)方式。該磁鋼采用釹鐵硼磁鋼，也可以采用其他永磁體。為了磁鋼的制作和使用方便，磁極數(shù)常取4、6、8極，本高速永磁無刷同步電機在接入控制器21輸出的三相交變脈沖的電源后，電機的定子2線圈產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子3也跟相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)速跟隨著磁場旋轉(zhuǎn)，頻率來的變化轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速也跟著變化，且“同步”跟著磁場旋轉(zhuǎn)。
[0033]本發(fā)明采用磁懸浮原理制作的軸承替代常規(guī)軸承，參見圖2中磁懸浮軸承5部分，磁懸浮軸承5的外圈的內(nèi)壁的磁極和轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈的外壁為同一個磁極，圖2中均為N極(或S極)，產(chǎn)生同性相拆使轉(zhuǎn)軸懸浮在中間，徑向由內(nèi)外圈間的磁極作用，軸向由上下兩端兩個斜面結(jié)合的同極磁體產(chǎn)生軸向力，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，由于磁懸浮的工作原理使中間的軸懸浮在磁體中間旋轉(zhuǎn)，而不發(fā)生摩擦，沒有摩擦阻力，理論上這樣的結(jié)構(gòu)壽命很長。本磁懸浮軸承5由多組軸向和徑向的磁懸浮軸承5組成一體，具有徑向和軸向穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，相當于普通幾個軸承的組合，因此這種結(jié)構(gòu)只需一個組合軸承便可支撐整個泵的運行。
[0034]磁懸浮軸承5性能好，最環(huán)保，而普通油室結(jié)構(gòu)雖成本低，但油泄漏要造成水污染。
[0035]本發(fā)明磁懸浮軸承5構(gòu)件由不銹鋼制，能長期在清潔水中工作，鐵芯線圈整個用環(huán)氧樹脂密封起來，整個電機充水，在上出軸處用平面機械密封隔離，形成一個相對密封的空間，防止外部的水沙等進入電機。由于使用磁懸浮技術(shù)，軸承沒有機械磨損，而軸承的機械損耗一般新電機的在3%，隨著使用時間延長磨損不斷上升至損壞不能使用。使用磁懸浮技術(shù)后，電機效率能提高5%以上，而且使泵的工作壽命大大延長，這是磁懸浮技術(shù)應(yīng)用的軸承的突出優(yōu)點。
[0036]具體使用是管中泵的兩頭都是法蘭19連接，水從大的一頭有網(wǎng)罩的進，出水口是管中間的泵的出口，整個泵都在水中，電機外部在水流中得到充分冷卻，泵的外殼裝有一個壓力傳感器，起到傳遞壓力信號在控制器21上顯示，及由控制器21對壓力信號對比控制，壓力足夠時不開機，壓力不足時開機，用水量大時自動調(diào)節(jié)頻率使轉(zhuǎn)速加快，達到恒壓供水的作用。
[0037]在控制器21的微處理器上編入泵所要求的各種控制程序。與現(xiàn)有采用變頻的交流異步電機的管中泵的恒壓供水設(shè)備相比，本發(fā)明的管中泵由于采用高速永磁無刷同步電機，具有了高效、可智能化程序控制、體積小，重量輕等優(yōu)點，與現(xiàn)有的其他離心泵設(shè)備相t匕，具有靜音，效率高，體積小(約1/3)，重量輕(約1/3)，控制速度快準，智能化程度更高的優(yōu)點。
[0038]使用時可以單泵使用或兩臺三臺泵組合使用形成恒壓供水設(shè)備。
[0039]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，做出若干改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高速管中泵，包括設(shè)置在管體中的潛水泵，潛水泵包括泵體和潛水電機，潛水電機的電機軸帶動泵體的泵軸，潛水電機適配有控制其工作的控制器，潛水電機的機殼內(nèi)固定有定子，定子內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的潛水電機為永磁高速電機，電機軸的中部穿設(shè)在磁懸浮軸承內(nèi)，磁懸浮軸承包括固定套設(shè)在電機軸中部的內(nèi)磁圈，以及套設(shè)在內(nèi)磁圈外側(cè)的外磁圈，內(nèi)磁圈和外磁圈之間設(shè)置有間隙，內(nèi)磁圈和外磁圈的相對面之間的磁極相反；所述內(nèi)磁圈的中部設(shè)置有凸環(huán)所述外磁圈的中部設(shè)置有對應(yīng)所述凸環(huán)的凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速管中泵，其特征在于:所述外磁圈由若干個弧形磁體組合成環(huán)形磁圈，所述凸環(huán)的前后端面均為圓臺面或球面；所述磁懸浮軸承的內(nèi)磁圈和外磁圈的磁體安裝在內(nèi)外體均由不銹鋼組成的軸承制件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速管中泵，其特征在于:所述永磁高速電機為永磁高速無刷電機或交流永磁高速同步電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速管中泵，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子的磁鋼為釹鐵硼磁鋼或永磁體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速管中泵，其特征在于:所述的控制器直接裝在管體的外偵牝管體的兩端分別安裝有連接法蘭，管體進水口一側(cè)的法蘭中部安裝有過濾網(wǎng)；所述潛水泵的位于管體進水口一側(cè)的端部為便于導(dǎo)流的弧形蓋板。
【文檔編號】H02K7/14GK103452865SQ201310394561
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】金可友, 周有根 申請人:浙江創(chuàng)美機電有限公司