CN203948312U - 空调机的直流无刷排水泵及排水*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空调机的直流无刷排水泵,上泵体、电机壳和安装架依次连接，定子组件和转子组件装设在电机壳和安装架连接形成的腔体内，水泵壳与上泵体固定连接形成容纳叶轮的泵腔，并且叶轮安装在转子组件的电机轴一端，控制板固定在安装架的底部,控制板包括具有两个功率驱动开关的非桥式电路和霍尔传感器。还公开了一种包括上述空调机的直流无刷排水泵的空调机的排水***。 本实用新型的空调机的直流无刷排水泵，排水泵工作的水腔和电机腔体相隔离，使得排水泵的水电相隔离，保证了电机的工作安全性，单相无刷电机中控制板利用霍尔传感器检测转子位置，减少了元器件的使用数量，大大降低了驱动控制器的故障率，延长了电机的使用寿命。

Description

空调机的直流无刷排水泵及排水***

技术领域

   本实用新型涉及空调机的排水泵及排水***技术领域，特别涉及一种由无刷直流电机驱动的空调机的排水泵及排水***。

背景技术

空调***，特别是吸顶式空调机的室内装置，在进行制冷作业时，空气中的水分会冷凝并附着在热交换器上，然后慢慢的滴落到设在热交换器下方的冷凝水盘内，冷凝水的汇集、滴漏会影响到空调***的正常使用，也容易导致空调***故障、管道发霉等问题。为了将积存在该冷凝水盘内的冷凝水排出到室外，故设有这种吸排冷凝水的排水泵。这种排水泵通过驱动电机的电机轴与叶轮连接在一起，当驱动电动机使叶片旋转时，积存在冷凝水盘内的水就会从吸入口的叶片下端被吸入到泵腔，在离心力的作用下沿着泵腔内壁被排出去，这种排水泵在很多专利文献中被公布，比如：CN1144305A、CN101900124A等。

目前市场上吸顶式空调排水泵使用的驱动电机主要有罩极电机和无刷直流电机，无刷电机相对于罩极电机具有低耗能，高效率等特点，并且，随着电力电子技术和电机无刷控制技术的发展，无刷电机具有罩极电机无法替代的安全性、可控性及工作效率。

但是，现有的空调机无刷排水泵在机械结构及装配工艺存在着不够合理的地方，而且其驱动电机多采用两相无刷直流电机或三相无刷直流电机，这两种电机由于其本身原理和电路构造，电路元器件比较多，线路复杂，存在较高的故障率和生产成本，往往让客户难以接受。为了克服现有的空调机排水***存在的问题，需要开发一种生产工艺简单、性能可靠且成本较低的以单相无刷直流电机作为驱动马达的空调机无刷排水泵及排水***。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应用于空调机的直流无刷电动机驱动的排水泵及排水***，该排水泵不仅流量大、噪音低，而且结构合理，工艺简单，易于装配，生产成本低。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种空调机的直流无刷排水泵,包括电动机、叶轮和水泵壳，电动机为单相无刷直流电动机，电动机包括定子组件、转子组件、控制板和电机壳组件，电机壳组件包括上泵体、电机壳和安装架，上泵体、电机壳和安装架依次连接，定子组件和转子组件装设在电机壳和安装架连接形成的腔体内，水泵壳与上泵体固定连接形成容纳叶轮的泵腔，并且叶轮安装在转子组件的电机轴一端，控制板固定在安装架的底部。

其中，定子组件包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括环状轭部和若干齿槽，环状轭部与齿槽为分开式结构，定子铁芯齿槽数为，定子绕组采用双绕组形式。

   转子组件包括2对极的转子磁极和电机轴。

控制板包括具有两个功率驱动开关的非桥式电路和霍尔传感器，非桥式电路的两个功率驱动开关分别连接到霍尔传感器。霍尔传感器用于检测转子磁极的极性，根据极性提供转子位置信号，该位置信号触发非桥式电路中相应的功率开关进行开通和关闭，实现定子双绕组的轮流导通。

   上泵体与电机壳通过卡扣式连接，上泵体的泵腔内壁外侧边缘沿圆周方向间隔分布有两段凹螺纹，两段凹螺纹之间设有两段防转凹槽，对应安装的电机壳部位设有与凹螺纹、防转凹槽相适配的凸螺纹和防转凸台，凹螺纹与凸螺纹直接卡扣式配合，防转凸台和防转凹槽的配合可以防止上泵体和电机壳配合后进行圆周方向的转动。

   电机壳和安装架通过嵌入式卡扣进行过盈配合连接，电机壳的壳体外壁上沿其圆周方向设有对称分布、长度不一的两个卡扣凸台，在安装架对应位置设有与卡扣凸台相适配的卡扣。

   电机轴与安装架之间设有上轴承，电机轴与电机壳之间设有下轴承，上轴承与安装架之间通过上轴承座进行配合，上轴承座通过超声波焊接于安装架上；下轴承与电机壳之间通过下轴座进行配合，下轴承座与电机壳之间通过卡扣式连接；在上轴承座与上轴承之间、下轴承座与下轴承之间分别设有调心垫片和浸油毛毡。调心垫片用以调整上、下轴承的位置，浸油毛毡对上、下轴承进行润滑。

   控制板通过灌封的方式安装到安装架的底部。

   安装架的侧壁内表面设有定位凸台，用于定位定子组件；安装架的底部设有一通孔，通孔内过盈配合有一橡胶塞，控制板的引出线通过橡胶塞引向外部。

   上泵体上设有至少一个连通外界的气压槽口，用以保持无刷电机内部腔体与外界的气压平衡。

本实用新型还提供了一种空调机的排水***,包括上述空调机的直流无刷排水泵、水位感应器、软管和安装在软管上的止回阀，水位感应器安装在排水泵的一侧，软管一端与水泵壳出水口相连，另一端与止回阀进水口相连。

有益效果：

（1）本空调机无刷排水泵，水泵壳与上泵体相配合形成容纳叶轮的泵腔，电机壳和安装架连接形成容纳定子组件和转子组件的电机腔体，泵腔和电机腔体之间有一上泵体和电机壳形成的空腔，以此将排水泵工作的水腔和电机腔体相隔离，使得排水泵的水电相隔离，而且上泵体设有至少一个气压槽口，可以及时将进入该空腔中的水排出，有效避免了泵腔中的水进入电机腔体，不仅保证了电机带电体部分的安全，还避免了倒灌的水对电机轴承润滑油的冲击，保证了电机的可靠运行；而且上泵体、电机壳与安装架之间分别采用螺纹式卡接和嵌入式卡接的连接方式，不仅装配牢固可靠，而且工艺简单，操作方便。

（2）本实用新型应用于空调机的单相无刷排水电机中控制板采用具有两个功率驱动开关的非桥式控制电路，利用霍尔传感器检测转子位置，驱动控制器仅仅采用2 个功率驱动开关就能实现两个绕组的正常换相，减少了元器件的使用数量，大大降低了驱动控制器的故障率，延长了电机的使用寿命。

（3）控制板采用装配后灌封的方式，在与定子组件连接装配后，一起安装到安装架内，利用安装架的定位凸台进行可靠定位，控制板靠近安装架的底部，然后对其进行灌封，灌封过程中不需要对灌封材料量进行精确控制，只需将控制板完全覆盖即可完成灌封，灌封工艺简单、成本低。

（4）定子组件中，定子铁芯与齿槽采用分开式结构，不仅可以单独冲制，充分利用材料，减少材料浪费，而且可以采用普通绕线机对齿槽绕线后嵌入环状轭部中，不需要采用专门的绕线机，节省了生产成本，简化了生产工序。

（5）上下轴承采用分体式安装，采用调心垫片替代传统罩极电机中使用的弹簧对轴承进行调整，采用塑料件轴承座替代罩极电机使用的钣金件对轴承位置进行控制，下轴承座与电机壳以卡扣形式进行连接，上轴承座与安装架以超声波焊接形式进行连接，整体装配方式简单，生产成本低，易于维修，适合于批量生产；轴承座内部装有浸油毛毡，可对轴承进行润滑，从而降低电机噪音，提高使用寿命。

（6）排水***安装的水位感应器，可及时监测水位状态，将信号反馈给空调***，继而控制电机的启停，既保证了电机的低消耗，又可及时将冷凝水排出，防止溢漏；排水***安装的止回阀，在空调机电机停止工作时，可以防止空调机外管中的冷凝水向排水泵倒流，从而有效防止空调机室内机漏水。

附图说明

   图1为本实用新型的直流无刷排水泵的剖视图；

图2为本实用新型的定子组件的结构示意图；

图3为本实用新型的控制板的结构示意图；

图4为本实用新型的上泵体结构示意图；

图5为本实用新型的电机壳结构示意图；

图6为本实用新型的安装架结构示意图；

图7为图1的局部放大图；

图8为本实用新型的控制板灌封后的结构示意图；

图9为本实用新型的排水***结构示意图。

其中，1-电动机，11-定子组件，111-定子铁芯，112-定子绕组，113-环状轭部，114-齿槽，12-转子组件，122-电机轴，13-控制板，131-霍尔传感器，14-电机壳组件，141-上泵体，1411-凹螺纹，1412-防转凹槽，1413-气压槽口，142-电机壳，1421-凸螺纹，1422-防转凸台，1423-卡扣凸台，143-安装架，1431-卡扣，1432-定位凸台，1433-橡胶塞，2-叶轮，3-水泵壳，4-上轴承，41-上轴承座，42-调心垫片，43-浸油毛毡，5-下轴承，51-下轴承座，6-水位感应器，7-软管，8-止回阀。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。

如图所示，本实用新型的空调机的直流无刷排水泵,包括电动机1、叶轮2和水泵壳3，电动机1为单相无刷直流电动机，电动机1包括定子组件11、转子组件12、控制板13和电机壳组件14，电机壳组件14包括上泵体141、电机壳142和安装架143，上泵体141、电机壳142和安装架143依次连接，定子组件11和转子组件12装设在电机壳142和安装架143连接形成的腔体内，水泵壳3与上泵体141固定连接形成容纳叶轮2的泵腔，并且叶轮2安装在转子组件12的电机轴122一端，控制板13与定子组件11相连，控制板13固定在安装架143的底部,控制板13包括具有两个功率驱动开关的非桥式电路和霍尔传感器131，非桥式电路的两个功率驱动开关分别连接到霍尔传感器131。

其中，定子组件11包括定子铁芯111和定子绕组112，定子铁芯111包括环状轭部113和若干齿槽114，环状轭部113与齿槽114为分开式结构，定子铁芯111齿槽数为4，定子绕组112采用双绕组形式。

   转子组件12包括2对极的转子磁极和电机轴122。

   上泵体141与电机壳142通过卡扣式连接，上泵体141的泵腔内壁外侧边缘沿圆周方向间隔分布有两段凹螺纹1411，两段凹螺纹1411之间设有两段防转凹槽1412，对应安装的电机壳142部位设有与凹螺纹1411、防转凹槽1412相适配的凸螺纹1421和防转凸台1422，凹螺纹1422与凸螺纹1421直接卡扣式配合，防转凸台1422和防转凹槽1412的配合可以防止上泵体141和电机壳142配合后进行圆周方向的转动。

   电机壳142和安装架143通过嵌入式卡扣进行过盈配合连接，电机壳142的壳体外壁上沿其圆周方向设有对称分布、长度不一的两个卡扣凸台1423，在安装架142对应位置设有与卡扣凸台1423相适配的卡扣1431。

   电机轴122与安装架143之间设有上轴承4，电机轴122与电机壳142之间设有下轴承5，上轴承4与安装架143之间通过上轴承座41进行配合，上轴承座41通过超声波焊接于安装架142上；下轴承5与电机壳142之间通过下轴座51进行配合，下轴承座51与电机壳142之间通过卡扣式连接；在上轴承座41与上轴承4之间、下轴承座51与下轴承5之间分别设有调心垫片42和浸油毛毡43。

   控制板13通过灌封的方式安装到安装架143的底部。

   安装架143的侧壁内表面设有定位凸台1432，用于定位定子组件11；安装架143的底部设有一通孔，通孔内过盈配合有一橡胶塞1433，控制板13的引出线通过橡胶塞1433引向外部。

   上泵体141上设有至少一个连通外界的气压槽口1413，用以保持无刷电机内部腔体与外界的气压平衡。

本实用新型还提供了一种空调机的排水***,包括上述空调机的直流无刷排水泵、水位感应器6、软管7和安装在软管7上的止回阀8，水位感应器6安装在排水泵的一侧，软管7一端与水泵壳3出水口相连，另一端与止回阀8进水口相连。

霍尔传感器用于检测转子磁极的极性，根据极性提供转子位置信号，该位置信号触发非桥式电路中相应的功率开关进行开通和关闭，实现定子双绕组的轮流导通。

调心垫片用以调整上、下轴承的位置，浸油毛毡对上、下轴承进行润滑。

有益效果：

（1）本空调机无刷排水泵，水泵壳与上泵体相配合形成容纳叶轮的泵腔，电机壳和安装架连接形成容纳定子组件和转子组件的电机腔体，泵腔和电机腔体之间有一上泵体和电机壳形成的空腔，以此将排水泵工作的水腔和电机腔体相隔离，使得排水泵的水电相隔离，保证了电机的工作安全性；而且上泵体、电机壳与安装架之间分别采用螺纹式卡接和嵌入式卡接的连接方式，不仅装配牢固可靠，而且工艺简单，操作方便。

（2）本实用新型应用于空调机的单相无刷排水电机中控制板采用具有两个功率驱动开关的非桥式控制电路，利用霍尔传感器检测转子位置，驱动控制器仅仅采用2 个功率驱动开关就能实现两个绕组的正常换相，减少了元器件的使用数量，大大降低了驱动控制器的故障率，延长了电机的使用寿命。

（3）控制板采用装配后灌封的方式，在与定子组件连接装配后，一起安装到安装架内，利用安装架的定位凸台进行可靠定位，控制板靠近安装架的底部，然后对其进行灌封，灌封过程中不需要对灌封材料量进行精确控制，只需将控制板完全覆盖即可完成灌封，灌封工艺简单、成本低。

（4）定子组件中，定子铁芯与齿槽采用分开式结构，不仅可以单独冲制，充分利用材料，减少材料浪费，而且可以采用普通绕线机对齿槽绕线后嵌入环状轭部中，不需要采用专门的绕线机，节省了生产成本，简化了生产工序。

（5）上下轴承采用分体式安装，采用调心垫片替代传统罩极电机中使用的弹簧对轴承进行调整，采用塑料件轴承座替代罩极电机使用的钣金件对轴承位置进行控制，下轴承座与电机壳以卡扣形式进行连接，上轴承座与安装架以超声波焊接形式进行连接，整体装配方式简单，生产成本低，易于维修，适合于批量生产；轴承座内部装有浸油毛毡，可对轴承进行润滑，从而降低电机噪音，提高使用寿命。

（6）排水***安装的水位感应器，可及时监测水位状态，将信号反馈给空调***，继而控制电机的启停，既保证了电机的低消耗，又可及时将冷凝水排出，防止溢漏；排水***安装的止回阀，在空调机电机停止工作时，可以防止空调机外管中的冷凝水向排水泵倒流，从而有效防止空调机室内机漏水。

Claims (10)

1.一种空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：包括电动机（1）、叶轮（2）和水泵壳（3），电动机（1）为单相无刷直流电动机，电动机（1）包括定子组件（11）、转子组件（12）、控制板（13）和电机壳组件（14），电机壳组件包括上泵体（141）、电机壳（142）和安装架（143），上泵体（141）、电机壳（142）和安装架（143）依次连接，定子组件（11）和转子组件（12）装设在电机壳（142）和安装架（143）连接形成的腔体内，水泵壳（3）与上泵体（141）固定连接形成容纳叶轮（2）的泵腔，并且叶轮（2）安装在转子组件（12）的电机轴（122）一端，控制板（13）固定在安装架（143）的底部。

2.如权利要求1所述的空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：上泵体（141）上设有至少一个连通外界的用以保持无刷电机内部腔体与外界的气压平衡的气压槽口（1413）。

3.如权利要求1所述的空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：定子组件（11）包括定子铁芯（111）和定子绕组（112），定子铁芯（111）包括环状轭部（113）和若干齿槽（114），环状轭部（113）与齿槽（114）为分开式结构，定子铁芯（113）齿槽数为4，定子绕组（112）采用双绕组形式，转子组件（12）包括2对极的转子磁极和电机轴（122）。

4.如权利要求1所述的空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：控制板（13）包括具有两个功率驱动开关的非桥式电路和霍尔传感器（131），非桥式电路的两个功率驱动开关分别连接到霍尔传感器（131）。

5.如权利要求1所述的空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：上泵体（141）与电机壳（142）通过卡扣式连接，上泵体（141）的泵腔内壁外侧边缘沿圆周方向间隔分布有两段凹螺纹（1411），两段凹螺纹（1411）之间设有两段防转凹槽（1412），对应安装的电机壳（142）部位设有与凹螺纹（1411）、防转凹槽（1412）相适配的凸螺纹（1421）和防转凸台（1422），凹螺纹（1411）与凸螺纹（1421）直接卡扣式配合。

6.如权利要求1所述的空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：电机壳（142）和安装架（143)通过嵌入式卡扣进行过盈配合连接，电机壳(142)的壳体外壁上沿其圆周方向设有对称分布、长度不一的两个卡扣凸台(1423)，在安装架(143)对应位置设有与卡扣凸台(1423)相适配的卡扣(1431)。

7.如权利要求1所述的空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：电机轴(122)与安装架(143)之间设有上轴承(4)，电机轴(122)与电机壳(142)之间设有下轴承(5)，上轴承(4)与安装架(143)之间通过上轴承座(41)进行配合，上轴承座(41)通过超声波焊接于安装架(143)上；下轴承(5)与电机壳(142)之间通过下轴座(51)进行配合，下轴承座(51)与电机壳(142)之间通过卡扣式连接；在上轴承座(41)与上轴承(4)之间、下轴承座(51)与下轴承(5)之间分别设有调心垫片(42)和浸油毛毡(43)。

8.如权利要求1所述的空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：控制板（13）通过灌封的方式安装到安装架（143）的底部。

9.如权利要求1至8中任意一项权利要求所述的空调机的直流无刷排水泵,其特征在于：安装架（143）的侧壁内表面设有定位凸台（1432），用于定位定子组件（11）；安装架（143）的底部设有一通孔，通孔内过盈配合有一橡胶塞（1433），控制板（143）的引出线通过橡胶塞（1433）引向外部。

10.一种空调机的排水***,其特征在于：包括上述空调机的直流无刷排水泵、水位感应器（6）、软管（7）和安装在软管（7）上的止回阀（8），水位感应器（6）安装在排水泵的一侧，软管（7）一端与水泵壳（3）出水口相连，另一端与止回阀（8）进水口相连。