CN101004175A - 一种双吸无轴驱动的超小型叶片泵 - Google Patents

Abstract

一种双吸无轴驱动的超小型叶片泵，特别涉及一种适合于无外接轴、流体不容许渗漏或流体不与泵的外界接触的超小型叶片泵。本发明的技术特点是泵叶轮与电机转子为一体，在电机转子的中心设有两个分别与泵叶轮相连通的叶轮进口，这两个进口的断面面积沿流动方向逐渐扩大；两个叶轮进口分别与泵的两个吸入口连通。本发明可以有效地形成对称的来流条件，不仅能提高泵的水力效率、减小单向流动导致的轴向流体推力，而且能实现泵内间隙处流体的自动冲洗，消除流动滞止区。该泵无机械式驱动轴，泵的转动部件由若干组径向磁轴承和轴向磁轴承支撑，使得从结构上保证了泵内流体与泵外部的隔离，实现无渗漏、无污染的高效、安全输送。

Description

一种双吸无轴驱动的超小型叶片泵

技术领域

本发明涉及一种小型叶片泵，特别涉及一种适合于无外接轴、流体不容许渗漏或流体不与泵的外界接触的超小型叶片泵。该发明可应用于体外血液循环装置、人工心脏、化学药剂及液态贵重金属等单相或多相流体的输送装置。

背景技术

由于超小型叶片泵在空间尺寸上的优势，已在许多重要行业得到应用。目前使用的超小型叶片泵按照轴的结构主要分两类：一是采用外接轴的形式，一是采用磁悬浮的形式。对有外接轴的超小型叶片泵，由于采用机械密封或其它轴封装置，泵内的流体与泵的外部并不能完全隔离，不能有效防止流体的渗漏或泵内流体与外界的接触；对使用磁悬浮的超小型叶片泵，虽然克服了流体渗漏、泵内流体与外界接触的问题，但同时在泵叶轮的后盖板侧出现了一个死水区(或称滞止区)，而这个死水区在很多情况下是不利于流体输送的。如输送血液时就会在死水区形成血栓。为解决死水区的问题，人们往往采取在泵叶轮的后盖板上加设冲洗孔的措施。然而，加设冲洗孔后，超小型叶片泵的流动难以优化、控制，水力效率降低。

为解决上述问题，需要设计一种新型叶片泵结构，这种结构能够有效满足超小型叶片泵内流体与外界无接触、消除流动滞止区的要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种双吸无轴驱动的超小型叶片泵，该结构能够使泵满足无外接轴、流体不容许渗漏或流体不与泵的外界接触、消除流动滞止区的要求，以保证泵的运行可靠性、提高泵的效率。

本发明的技术方案如下：

一种双吸无轴驱动的超小型叶片泵，包括泵体，泵吸入口，泵叶轮，电机转子，电机定子，压水室以及泵出口，其特征在于：所述的泵叶轮与电机转子为一体，在电机转子的中心设有分别与泵叶轮相连通的叶轮第一进口和叶轮第二进口；所述叶轮第一进口和叶轮第二进口分别与泵的第一吸入口和泵的第二吸入口连通。

本发明的技术特征还在于：所述叶轮第一进口和叶轮第二进口的断面面积沿流体的流动方向逐渐扩大。

本发明的另一技术特征在于：所述的泵叶轮位于电机转子的中间部位，叶轮第一进口和叶轮第二进口相对于泵叶轮对称布置。

在上述方案的基础上，本发明所述压水室与泵出口之间设有扩散段。所述的电机转子通过三组径向磁轴承和两组轴向磁轴承支撑。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及技术效果：①流体从转子的两端进入泵叶轮，可以在泵叶轮的进口形成对称的入流条件，既有利于提高泵的水力效率，也能有效地减小轴向水推力，减轻磁轴承的轴向负荷。②采用双吸无轴的结构，在叶轮出口至电机转子两端的叶轮进口之间形成自循环的流动通道，可消除流动的滞止区。当该泵作为体外血液循环泵或人工心脏泵使用时，不须另设冲洗孔即可有效防止在流道的间隙部位形成血栓。③采用无机械轴驱动的结构，可使得泵内流体与泵的外部完全隔离，实现无渗漏、无污染的高效、安全输送。④通过适当的加工和封装方法，可以得到非常简单的泵结构。

附图说明

图1为本发明提供的一种双吸无轴驱动的超小型叶片泵的主剖视图。

图2为图1中A-A断面的剖视图。

图中：1-泵体；2-电机转子；3-泵第一吸入口；4-叶轮第一进口；5-径向磁轴承；6-电机定子；7-泵叶轮；8-泵第二吸入口；9-轴向磁轴承；10-泵出口；11-叶片；12-压水室；13-扩散段；14-叶轮第二进口；15-流动间隙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构作进一步的说明

图1为双吸无轴驱动的超小型叶片泵的主剖视图。该超小型叶片泵包括泵体1，泵第一吸入口3，泵第二吸入口8，泵叶轮7，电机转子2，电机定子6，压水室12以及泵出口10。

泵叶轮7与电机转子2为一体式结构，在电机转子2的中心设有叶轮第一进口4和叶轮第二进口14，它们分别与泵第一吸入口3和泵第二吸入口8连通。在泵叶轮的外周设有压水室12，在泵出口10与压水室12之间设有扩散段13。其中泵第一吸入口3、泵第二吸入口8、压水室12、扩散段13以及泵出口10的流道由泵体1形成。电机定子6位于泵体1的侧壁，且与电机转子2相对布置；在泵体1的侧壁、且与泵体1的电机转子中心平行的位置设有径向磁轴承5，在泵体1的端部内侧、且与电机转子2的两端相对布置了轴向磁轴承9。泵叶轮7与电机转子2在结构上成为一体，该泵叶轮由若干个叶片11构成，最好布置在电机转子2的中间部位。泵叶轮第一进口4和叶轮第二进口14的断面面积沿流体流动方向逐渐扩大；泵在结构上没有机械轴，由电机转子2和电机定子6构成电机，驱动泵叶轮7旋转。泵在旋转过程中，电机转子2的位置、电机转子2与泵体1之间的流动间隙15由若干组径向磁轴承5和轴向磁轴承9的作用确定。一般可通过三组径向磁轴承(其中电机定子6也相当于一组径向磁轴承)和两组轴向磁轴承支撑电机转子。

与电机转子2为一体的泵叶轮7悬浮在泵体1的内部空腔，实现泵叶轮7的无轴驱动和支撑。这样，从结构上保证了泵内流体与外部的隔离，实现无渗漏、无污染的高效、安全输送。

泵的工作过程如下：

流体由第一泵吸入口3和第二泵吸入口8进入，经过断面面积逐渐扩大的叶轮第一进口4和叶轮第二进口14，两股流体沿电机转子2的中心基本对称地汇集后流入泵叶轮7。流体受泵叶轮7的加压作用后，经过压水室12和扩散段13时减速、扩压，最后在泵出口10排出。由于泵叶轮7出口处流体的压力高于叶轮第一进口4和叶轮第二进口14处的压力，电机转子2与泵体1之间的流动间隙15内的流体将在压差作用下向电机转子2的两端运动，并汇入自第一泵吸入口3和第二泵吸入口8进入的流体，实现间隙内流体的自动冲洗。

Claims (5)

1、一种双吸无轴驱动的超小型叶片泵，包括泵体(1)，泵叶轮(7)，电机转子(2)，电机定子，泵吸入口，压水室(12)以及泵出口(10)，其特征在于：所述的泵叶轮(7)与电机转子(2)为一体，在电机转子(2)的中心设有分别与泵叶轮(7)相连通的叶轮第一进口(4)和叶轮第二进口(14)；所述叶轮第一进口和叶轮第二进口分别与泵第一吸入口(3)和泵第二吸入口(8)连通。

2、按照权利要求1所述的双吸无轴驱动的超小型叶片泵，其特征在于：所述叶轮第一进口(4)和叶轮第二进口(14)的断面面积沿流体的流动方向逐渐扩大。

3、按照权利要求1或2所述的双吸无轴驱动的超小型叶片泵，其特征在于：所述的泵叶轮(7)位于电机转子(2)的中间部位，叶轮第一进口(4)和叶轮第二进口(14)相对于泵叶轮对称布置。

4、按照权利要求3所述的双吸无轴驱动的超小型叶片泵，其特征在于：在所述压水室(12)与泵出口(10)之间设有扩散段(13)。

5、按照权利要求4所述的双吸无轴驱动的超小型叶片泵，其特征在于：所述的电机转子通过三组径向磁轴承(5)和两组轴向磁轴承(9)支撑。

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