CN214887730U - 电驱动无轴屏蔽离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电驱动无轴屏蔽离心泵，包括外壳通过法兰连接的离心泵部分和电机驱动部分，离心泵部分包括离心叶轮，离心叶轮包括轮毂和前盖板，前盖板中心设有的介质入口；电机驱动部分包括电机壳体，其包括用于介质导入的开口，在其壳体开口的内侧同轴安装环形轴套；屏蔽转子单元，为环形结构，位于电机壳体内，其一端通过花键套装在前盖板上的介质入口端，其另一端套装在环形轴套上，环形轴套用以对屏蔽转子单元起径向支撑和轴向定位的作用；屏蔽定子单元，为环形结构，同轴套装在屏蔽转子单元外侧，其壳体外部连接通电电源箱。解决了现有屏蔽离心泵体积偏大，传输能量损耗大，不能满足液体火箭发动机供给***的轻量化设计要求的问题。

Description

电驱动无轴屏蔽离心泵

【技术领域】

本实用新型属于电驱动泵技术领域，具体涉及一种电驱动无轴屏蔽离心泵。

【背景技术】

液体火箭发动机采用液态化学物质作为能源和工质的化学火箭推进***，利用液体氧化剂与液体燃料的化学反应产生高温高压燃气，经喷管喷出后推动火箭前进。常用的液体氧化剂有四氧化二氮、过氧化氢，其中四氧化二氮有毒性易蒸发，过氧化氢储存稳定性差且易分解，当燃料和氧化剂发生意外混合时会造成***。因此对于泵压式供给***，要求泵是“绝对”密封，零泄漏。

现在常用的屏蔽离心泵，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，密封效果好。但是其是将泵和电机连在一起，电机的转子和离心泵的叶轮安装在同一根轴上，通过电机产生的电磁力来驱动转子旋转。传动轴系的存在增加了泵机械结构的复杂性，并且轴系的存在会增加泵的轴向长度，使得泵的体积偏大，传输能量损耗大，增加***重量，不符合液体火箭发动机供给***轻量化设计的要求。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种电驱动无轴屏蔽离心泵，以解决现有屏蔽离心泵体积偏大，传输能量损耗大，不能满足液体火箭发动机轻量化设计要求的问题。

本实用新型采用以下技术方案，电驱动无轴屏蔽离心泵，包括外壳通过法兰连接的离心泵部分和电机驱动部分，具体为：

所述离心泵部分，其包括一离心叶轮，离心叶轮包括轮毂和前盖板，前盖板中心设有的介质入口；

电机驱动部分，包括：

一电机壳体，其包括一用于介质导入的开口，在其壳体开口的内侧同轴安装一环形轴套；

一屏蔽转子单元，为环形结构，位于电机壳体内，其一端通过花键套装在前盖板上的介质入口端，其另一端套装在环形轴套上，环形轴套用以对屏蔽转子单元起径向支撑和轴向定位的作用；

一屏蔽定子单元，为环形结构，同轴套装在屏蔽转子单元外侧，其壳体外部连接通电电源箱；

屏蔽转子单元，用于在屏蔽定子单元通电后，带动离心叶轮旋转，实现介质由电驱动部分进入、并从离心泵部分输出。

进一步的，还包括导流筒，其设于电机壳体内部，其一端与电机壳体开口可拆卸连接，另一端延伸至前盖板上的入口处，导流筒用于对进入叶轮的介质起导流作用。

进一步的，屏蔽转子单元包括电机转子，环绕电机转子的外侧设置电机转子屏蔽套。

进一步的，屏蔽定子单元包括定子线圈，环绕定子线圈的外侧设置定子屏蔽套。

进一步的，包括离心泵壳体，轮毂的中心开设凹槽，离心泵壳体上设置有与凹槽匹配安装的凸台，凸台用于对离心叶轮起轴向定位和径向支撑作用。

进一步的，电机转子屏蔽套与环形轴套的接触面为弧面配合。

进一步的，环形轴套外壁开设若干条用于存储液态介质的环形槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的电驱动无轴屏蔽离心泵具备普通屏蔽泵的优点，将电机与泵连于一体，结构上没有动密封，该泵无轴可实现零泄露，适用于抽送液态介质，特别适合输送易燃、易爆、易挥发、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体。由于去掉了传动轴系和与之相关的轴承，运转平稳，噪声低，降低了泵的体积和重量，可以减小液体火箭发动机供给***的总重量，利于液体火箭发动机供给***轻量化设计的实现。

【附图说明】

图1为本实用新型电驱动无轴屏蔽离心泵的结构示意图。

其中，1、通电电源箱，2、定子线圈，3、定子屏蔽套，4、电机转子，5、电机转子屏蔽套，6、环形轴套，7、导流筒，8、电机壳体，9、离心泵壳体，10、轴承，11、离心叶轮，111、轮毂，112、前盖板。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型公开了一种电驱动无轴屏蔽离心泵，如图1所示，包括离心泵部分和电机驱动部分，两者的外壳通过法兰连接。其中，离心泵部分包括离心泵壳体9，在壳体内设置有叶轮11，该叶轮11包括底部的轮毂111和顶部的前盖板112。所述轮毂111的中心开设凹槽，所述离心泵壳体9内壁设置有凸台，上述凸台与上述凹槽通过轴承匹配安装，该凸台用于对所述离心叶轮11起轴向定位和径向支撑作用。

轮毂111和前盖板112之间设有多个叶片，叶片间形成与离心泵壳体9连通的流道，前盖板112的中心设有开口，为介质入口端。介质经开口进入，并从叶片端部流至离心泵壳体9内部，最后从离心泵的出口流出。

其中，电机驱动部分包括电机壳体8，其上设有用于介质导入的开口，在其壳体开口的内侧同轴安装一环形轴套6。环形轴套6外壁开设若干条有用于存储液态介质的环形槽。

还包括环形结构的屏蔽转子单元，位于所述电机壳体8内，其一端通过花键套装在所述前盖板112的介质入口端，其另一端套装在所述环形轴套6上，所述环形轴套6用以对所述屏蔽转子单元起径向支撑和轴向定位的作用。屏蔽转子单元包括电机转子4，环绕所述屏蔽转子单元的外侧设置电机转子屏蔽套5。电机转子屏蔽套5与所述环形轴套6的接触面为弧面配合。

还包括环形结构的屏蔽定子单元，同轴套装在所述屏蔽转子单元外侧，其壳体外部连接通电电源箱1。屏蔽定子单元包括定子线圈2，环绕所述屏蔽定子单元的外侧设置定子屏蔽套3。

还包括导流筒7，其设于所述电机壳体8内部，其一端与所述电机壳体开口可拆卸连接，另一端延伸至所述前盖板11上的入口处，所述导流筒7用于对进入叶轮11的介质起导流作用。

实施例

本实用新型的电驱动无轴屏蔽离心泵包含两部分：电机驱动部分和离心泵部分，两部分壳体之间通过法兰连接，并通过密封垫进行端面密封。其中电机驱动部分包括通电电源箱1、电机壳体8、定子线圈2及其屏蔽套、电机转子4及其屏蔽套、环形轴套6、导流筒7，离心泵部分包括离心泵壳体9、轴承10和离心叶轮11。当定子线圈2通电产生磁场，电机转子旋转同时带动离心叶轮11旋转，实现介质从进口到出口的运送与增压。

其中，电机驱动部分结构连接方式如下：

(1)定子线圈2及其外部屏蔽套在电机壳体8内，壳体外部连接通电电源箱1，通过电源箱控制定子线圈2的通电及断电，从而影响磁场的产生；

(2)转子及其屏蔽套一侧与环形轴套的弧面配合，另一侧与离心叶轮前盖板112外部花键进行连接，环形轴套6起到径向支撑转子及其屏蔽套并对其进行轴向定位的作用；

(3)环形轴套6安装在电机壳体的匹配凹槽内，通过壳体凹槽限制环形轴套在轴向和径向的移动，环形轴套6可选用铜合金做材料，可在中心开设存储液态介质的环形槽，用于润滑屏蔽套高速旋转时与轴套的弧形工作面；

(4)壳体进口处安装环形导流筒7，通过导流筒7有助于引导液体介质进入离心叶轮，并大幅消除潜在旋转引起的流动扰动。导流筒7外部有一段螺纹，与壳体通过螺纹进行连接；根据离心叶轮进口的大小，可通过调整导流筒7的内径大小使之与离心叶轮进口匹配；

其中，离心泵部分结构连接方式如下：

(5)离心叶轮11的前盖板112通过外花键与转子屏蔽套5一侧进行连接，叶轮轮毂中心开设凹槽，离心泵壳体中心加工凸台，轴承置于轮毂凹槽内，轴承内圈与离心泵壳体的凸台配合，通过该壳体凸台对离心叶轮进行轴向定位和径向支撑；

(6)离心泵壳体9和驱动部分壳体通过法兰连接，两端面间用石墨垫片进行密封；

(7)电机的定子屏蔽套3和转子屏蔽套5均利用具有非导磁性的耐腐蚀金属薄板制成，将定子线圈2和电机转子4与输送介质隔开，因而该无轴屏蔽泵可用于输送腐蚀性及放射性液体。一般定子屏蔽套3厚度在0.4～0.8mm，由于转子屏蔽套一侧需要与环形轴套配合旋转，另一侧要与离心叶轮进行花键连接，因此转子屏蔽套内圈为满足使用强度要求应依据实际情况增加厚度；

(8)离心叶轮与电机转子屏蔽套5通过花键连接，便于更换维修，当离心叶轮损坏时，只需更换离心叶轮即可，其他零件可保持不变。高转速情况下为防止叶片发生汽蚀可在离心叶轮11进口增加诱导轮；

(9)介质通过泵进口进入泵体内部，在内部结构间隙间进行循环流动，带走电机转子4与离心叶轮11旋转产生的热量冷却并润滑环形轴套。具体的间隙包括环形轴套6与电机转子屏蔽套5间的间隙，定子屏蔽套3与电机转子屏蔽套5间的间隙，导流筒7与电机转子屏蔽套5之间的间隙，叶轮轮毂111与离心泵壳体9间的间隙，叶轮前盖板112与离心泵壳体9间的间隙。

本实用新型电驱动无轴屏蔽离心泵的工作过程为：通电电源箱1通电，电机定子线圈2得电产生磁场，电机转子4通电后在磁场中受力高速旋转，转速由电源频率和磁极对数决定，电机转子4的旋转带动泵叶轮旋转，在环形导流筒7的作用下，液态介质将由电机壳体的开口吸入离心叶轮11的流道内，通过离心叶轮11的高速旋转对液态介质进行增压，并从离心泵的出口输出。

本实用新型电驱动无轴屏蔽离心泵在结构设计上没有动密封，可实现零泄漏，因此适用于抽送液态介质，特别适合输送易燃、易爆、易挥发、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体；去掉了传动轴系和与之相关的轴承实现了无轴，减小了泵的体积和重量，且无轴可实现运转平稳，噪声低，电机转子直接作用于离心叶轮，减小了传输过程的能量损耗，提高了泵的工作效率。该泵具备普通屏蔽泵的优点，将电机与泵连于一体，结构上没有动密封，该泵无轴可实现零泄露，适用于抽送常用液态介质，特别适合输送易燃、易爆、易挥发、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体。由于去掉了传动轴系和与之相关的轴承，运转平稳，噪声低，降低了泵的体积和重量，同时减小了传输过程的能量损耗，提高了泵的工作效率。

Claims (7)

1.电驱动无轴屏蔽离心泵，其特征在于，包括外壳通过法兰连接的离心泵部分和电机驱动部分，具体为：

所述离心泵部分，其包括一离心叶轮(11)，所述离心叶轮(11)包括轮毂(111)和前盖板(112)，所述前盖板(112)中心设有介质入口；

所述电机驱动部分，包括：

一电机壳体(8)，其包括一用于介质导入的开口，在其壳体开口的内侧同轴安装一环形轴套(6)；

一屏蔽转子单元，为环形结构，位于所述电机壳体(8)内，其一端通过花键套装在所述前盖板(112)上的介质入口端，其另一端套装在所述环形轴套(6)上，所述环形轴套(6)用以对所述屏蔽转子单元起径向支撑和轴向定位的作用；

一屏蔽定子单元，为环形结构，同轴套装在所述屏蔽转子单元外侧，其壳体外部连接通电电源箱(1)；

所述屏蔽转子单元，用于在屏蔽定子单元通电后，带动离心叶轮(11)旋转，实现介质由电驱动部分进入、并从离心泵部分输出。

2.如权利要求1所述的电驱动无轴屏蔽离心泵，其特征在于，还包括导流筒(7)，其设于所述电机壳体(8)内部，其一端与所述电机壳体开口可拆卸连接，另一端延伸至所述前盖板(112)上的入口处，所述导流筒(7)用于对进入叶轮(11)的介质起导流作用。

3.如权利要求1或2所述的电驱动无轴屏蔽离心泵，其特征在于，所述屏蔽转子单元包括电机转子(4)，环绕所述电机转子(4)的外侧设置电机转子屏蔽套(5)。

4.如权利要求1或2所述的电驱动无轴屏蔽离心泵，其特征在于，所述屏蔽定子单元包括定子线圈(2)，环绕所述定子线圈(2)的外侧设置定子屏蔽套(3)。

5.如权利要求1或2所述的电驱动无轴屏蔽离心泵，其特征在于，包括离心泵壳体(9)，所述轮毂(111)的中心开设凹槽，所述离心泵壳体(9)上设置有与所述凹槽匹配安装的凸台，所述凸台用于对所述离心叶轮(11)起轴向定位和径向支撑作用。

6.如权利要求3所述的电驱动无轴屏蔽离心泵，其特征在于，所述电机转子屏蔽套(5)与所述环形轴套(6)的接触面为弧面配合。

7.如权利要求6所述的电驱动无轴屏蔽离心泵，其特征在于，所述环形轴套(6)外壁开设若干条用于存储液态介质的环形槽。

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