本實用新型涉及工業(yè)液體輸送和城市給排水領(lǐng)域，尤其涉及一種液冷變頻電機驅(qū)動的低噪音不銹鋼多級離心泵。

背景技術(shù)：

多級離心泵應(yīng)用于工業(yè)液體的輸送和城市給排水、高層建筑增壓供水、消防增壓、采暖、浴室等冷暖水循環(huán)增壓及設(shè)備配套以及空調(diào)機組循環(huán)、冷卻水輸送等。

目前多級離心泵所采用的電機大部分為標準定頻工業(yè)電機。標準定頻工業(yè)電機對于噪音要求較高的應(yīng)用，比如住宅、商務(wù)辦公、賓館、酒店和醫(yī)院等，很難滿足客戶的要求。降低噪音的主要方法有兩個：一是降低噪音源的振動功率，二是阻礙或者切斷其傳播途徑。降低噪音源振動功率一直以來是設(shè)計工作者的追求，但是難度較大，成本較高。阻礙或者切斷噪音傳播途徑也能有效的降低噪音水平，但是需要較大的空間，同時成本高。另一方面，定頻電機不利于節(jié)能，液體輸送領(lǐng)域目前流行的節(jié)能技術(shù)是采用變頻調(diào)速。

本實用新型的液體冷卻多級離心泵由于采用液冷變頻電機，去掉了傳統(tǒng)電機上冷卻用風扇，從而消除了一個噪音源，電機通過電機內(nèi)殼體和外殼體雙重封閉，阻礙了電機噪音的傳遞途徑，降低了電機的噪音，從而降低了離心泵的噪音；同時，通過液體同時冷卻電機的定子和支撐軸承，把電機產(chǎn)生的熱量及時帶走，降低了電機的溫度，提高了電機可靠性。另一方面，在部分負荷工況，液冷變頻電機通過降低電機轉(zhuǎn)速降低多級離心泵的轉(zhuǎn)速，從而降低離心泵的功耗。

本實用新型的靜音離心泵采用液冷變頻器和液冷電機集成式液冷變頻電機：一方面解決了噪音問題；另一方面電機和變頻器作為一個系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，在部分負荷工況通過自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，降低電機能耗，降低靜音離心泵系統(tǒng)的運行成本。同時靜音離心泵還設(shè)計了強大的通訊功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對多級離心泵的噪音和能耗問題，提供一種低噪音、低能耗多級離心泵的解決方案。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種靜音多級離心泵，其包括：

泵體，位于離心泵底部，所述泵體包括液體吸入口和排出口；

泵軸，軸向容置在所述泵體內(nèi)，所述泵軸上套接有軸套和葉輪間隔環(huán)；

滑動軸承，套接在所述軸套外側(cè)，滑動支撐所述泵軸；

葉輪，插接在所述泵軸上并由所述葉輪間隔環(huán)軸向定位，所述泵軸帶動所述葉輪轉(zhuǎn)動，從而將從所述泵體吸入口進入的流體加壓；

導葉，安裝在所述軸套外側(cè)，通過所述葉輪加壓的液體由首級所述導葉收集并降低流速，進入下一級所述葉輪繼續(xù)加壓直至把液體從所述排出口排出并送入給水系統(tǒng)；

液冷變頻電機，其通過電機支架軸向安裝在所述泵體上端，所述電機支架與泵體通過拉緊螺栓鎖緊；

所述電機支架具有支架內(nèi)殼與支架外殼，所述支架內(nèi)殼與支架外殼之間形成連通所述泵體腔室的引液孔及回液孔；

所述液冷變頻電機為液冷電機與液冷變頻器集成一體式結(jié)構(gòu)；

所述液冷電機的殼體由包含電機定子的電機內(nèi)殼和電機外殼構(gòu)成，所述電機內(nèi)殼與電極外殼之間形成電機的回液管用于電機冷卻液的流通；用于容置所述葉輪及導葉的腔室具有外筒及內(nèi)筒，所述外筒與內(nèi)筒之間形成連通所述回液孔的回液管，所述回液管的出口連通至所述泵體的排出口；

所述液冷變頻器通過變頻器基座安裝在所述液冷電機的電機外殼上，所述變頻器基座具有進液口與出液口用于連通所述回液管并將冷卻液引入所述液冷變頻器進行冷卻；

電機軸，軸向容置在所述液冷電機的所述電機內(nèi)殼中間，由所述液冷電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動；

滾動軸承，滾動支撐所述電機軸；

聯(lián)軸器，用于聯(lián)接所述電機軸與泵軸，所述液冷電機通過所述電機軸及聯(lián)軸器帶動所述泵軸轉(zhuǎn)動；

所述泵軸穿過所述電機支架的兩側(cè)位置采用機械密封，以隔斷所述泵體內(nèi)的流體進入所述電機支架。

其中，所述滾動軸承包括前端滾動軸承與后端滾動軸承，分別用于滾動支撐所述電機軸的前端與后端，所述前端滾動軸承設(shè)置在所述電機支架的頂端，所述電機軸穿過所述前端滾動軸承后伸入所述電機支架內(nèi)并通過所述聯(lián)軸器與所述泵軸連接。

進一步的，所述電機支架內(nèi)還設(shè)置有套接在所述電機軸上的密封板，所述密封板通過密封圈與所述電機支架之間形成冷卻液流通通道以用于帶走所述前端滾動軸承及電機支架與電機軸之間產(chǎn)生的熱量；所述密封板、密封圈及電機支架之間的冷卻液通道的入口與出口分別連通至所述引液孔的出口及回液孔的入口。

進一步的，所述液冷變頻器還包括盤管及變頻器蓋板，所述盤管設(shè)置在所述變頻器基座與變頻器蓋板之間，所述變頻器基座與變頻器蓋板通過緊固螺釘裝配并配合密封圈形成封閉空間；所述盤管的液體入口與出口分別連通所述變頻器基座的進液口與出液口，并進一步連通至所述回液管。

其中，首級所述葉輪通過軸頭螺母軸向定位，首級和第二級葉輪之間通過軸套軸向定位，其余各級葉輪之間通過所述葉輪間隔環(huán)軸向定位。

進一步的，所述葉輪的內(nèi)圈上有多個凸起徑向固定在泵軸外壁的多個溝槽上。

其中，首級所述導葉的一端插接在所述軸套上，首級所述導葉的另一端與其余導葉之間通過鋼帶串級配合定位。

進一步的，所述軸套和導葉之間通過盈配合裝配在一起，所述滑動軸承與軸套之間為間隙配合。

本實用新型的靜音多級離心泵采用液冷變頻電機，去掉了傳統(tǒng)電機冷卻用風扇，消除了一個噪音源，同時電機通過電機內(nèi)殼和電機外殼的雙重封閉，阻礙了噪音的傳播，降低了電機的噪音，從而降低了離心泵的噪音；另一方面，在多級離心泵的工作過程中，通過液體循環(huán)同時冷卻變頻器、液冷電機的定子和支撐軸承，把液冷電機和液冷變頻器產(chǎn)生的熱量及時帶走，降低了液冷變頻電機的整體溫度，提高了液冷變頻電機的可靠性。液冷電機和液冷變頻器作為一個系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，在部分負荷工況通過自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，降低液冷電機能耗，降低靜音離心泵系統(tǒng)的運行成本。

本實用新型的靜音離心泵設(shè)計了強大的通訊功能，包括采用無線藍牙技術(shù)，實現(xiàn)在移動設(shè)備，比如手機上通過應(yīng)用程序操作控制液冷變頻電機的啟停及轉(zhuǎn)速控制；通過GPRS(通用分組無線服務(wù)技術(shù))發(fā)送信號到集中控制中心，實現(xiàn)無線遠程監(jiān)控；通過工業(yè)總線協(xié)議(比如RS485、Modbus)實現(xiàn)組網(wǎng)及通過配置友好用戶界面的觸摸屏操作面板實現(xiàn)就地操作。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種靜音離心泵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型液冷變頻器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型液冷變頻器的變頻器基座結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型液冷變頻器的變頻器蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中數(shù)字表示：

1.鋼帶 2.葉輪 3.滑動軸承

4.軸套 5.導葉 6.拉緊螺栓

7.機械密封 8.引液孔 9.前端滾動軸承

10.電機外殼 11.液冷電機 12.后端滾動軸承

13.泵體 14.外筒 15.回液管

16.葉輪間隔環(huán) 17.泵軸 18.回液孔

19.聯(lián)軸器 20.電機支架 21.密封圈

22.密封板 23.電機內(nèi)殼 24.電機回液管

25.液冷變頻器 251.進液口 252.變頻器基座

253.盤管 254.變頻器蓋板 255.出液口

256.密封圈 257.緊固螺釘

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

以兩級為例，圖1為本實用新型靜音離心泵的示意圖，本實用新型的靜音離心泵具體包括：鋼帶1、葉輪2、滑動軸承3、軸套4、導葉5、拉緊螺栓6、機械密封7、引液孔8、前端滾動軸承9、電機外殼10、液冷電機11、后端滾動軸承12、泵體13、外筒14、回液管15、葉輪間隔環(huán)16、泵軸17、回液孔18、聯(lián)軸器19、電機支架20、密封圈21、密封板22、電機內(nèi)殼23、電機回液管24和液冷變頻器25。圖2為液冷變頻器結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為液冷變頻器的變頻器基座結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為液冷變頻器的變頻器蓋板結(jié)構(gòu)示意圖，液冷變頻器25主要包括進液口251、變頻器基座252、盤管253、變頻器蓋板254、出液口255、密封圈256和緊固螺釘257。

泵軸17容置在葉輪2和導葉5內(nèi)，葉輪2插接在泵軸17上，泵軸17套接有軸套4和葉輪間隔環(huán)16?；瑒虞S承3套接在軸套4內(nèi)側(cè)用于滑動支撐泵軸17，滑動軸承3和軸套4之間為間隙配合。軸套4采用過盈配合裝配在導葉5上。滾動軸承5滾動支撐泵軸3。軸套4的加工精度較高，葉輪間隔環(huán)16的加工要求相對要低很多，其主要功能是用于葉輪2之間的軸向定位。

泵軸17通過軸套4采用滑動軸承3支撐。液冷電機11的電機軸通過前端滾動軸承9和后端滾動軸承12支撐，前端滾動軸承9一般為具有軸向載荷承載能力的角接觸深溝球軸承，而后端滾動軸承12采用普通深溝球軸承，有時后端滾動軸承12也會采用角接觸深溝球軸承。泵軸17通過聯(lián)軸器19與電機軸相聯(lián)接，外部的液冷電機11通過聯(lián)軸器19帶動泵軸17轉(zhuǎn)動，液冷變頻器25則通過變頻器基座252由緊固件裝配在液冷電機11的殼體上。泵軸17帶動葉輪2轉(zhuǎn)動，從而將從泵體13吸入的流體加壓，導葉5相互串級配合，通過鋼帶1緊固在一起，通過葉輪2的加壓液體通過導葉5收集并降低流速，并通過泵體13排出口排出。

首級葉輪2通過軸頭螺母軸向定位，第一級和第二級葉輪之間通過軸套4軸向定位，其余各個葉輪2之間通過葉輪間隔環(huán)16軸向定位。葉輪2內(nèi)圈上有多個凸起徑向固定在泵軸17的多個溝槽上。

導葉5的作用是把葉輪2甩出來的液體收集起來，使液體的流速降低，把部分速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芎螅倬鶆虻匾胂乱患壔蛘呓?jīng)過泵體13排出口排出送入流體管網(wǎng)系統(tǒng)。導葉5使液體在連續(xù)的流道內(nèi)流動，不易形成死角和突然擴散，流體速度變化比較均勻，水力性能良好。

部分導葉5的一端插接在軸套4上，另一端通過導葉5之間的串級配合定位，例如首級導葉5。而軸套4和導葉5之間通過盈配合裝配在一起，滑動軸承3與軸套4之間為間隙配合。

根據(jù)不同的葉輪直徑和不同的級數(shù)，可為多級離心泵配置多個滑動軸承3，通過調(diào)整滑動軸承3的數(shù)量優(yōu)化，確保多級離心泵安全穩(wěn)定運行。

電機支架20上開了引液孔8和回液孔18，作為冷卻液的循環(huán)通道。為了實現(xiàn)更好的冷卻效果，增加液冷變頻器25的冷卻面積，液冷變頻器25的冷卻采用盤管結(jié)構(gòu)。液體從離心泵高壓腔通過電機支架20上的引液孔8把液體首先通過進液口251引入液冷變頻器25，然后液體通過盤管253把液冷變頻器25產(chǎn)生的熱量及時帶走，保證液冷變頻器25始終在一個較低的溫度。液冷變頻器25通過變頻器基座252和變頻器蓋板254由密封圈256組成封閉空間，變頻器基座252和變頻器蓋板254通過緊固螺釘257裝配。冷卻液冷變頻器25的循環(huán)液體經(jīng)過出液口255進入電機內(nèi)殼23和電機外殼10封閉的腔體中。冷卻液體通過液冷電機11的回液管24經(jīng)過電機支架20上的回液孔18由回液管15與多級泵低壓腔連通構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)。冷卻液冷電機11的液體由密封板22通過密封圈21與外界分隔。在多級離心泵工作過程中，循環(huán)液體及時的帶走液冷變頻器25和液冷電機11的定子產(chǎn)生的熱量和支撐軸承在工作過程中機械摩擦產(chǎn)生的熱量，始終讓液冷變頻器、液冷電機11和支撐軸承溫度保持在一個相對風冷電機而言較低的溫度，提高了電機可靠性。在部分負荷工況，液冷變頻電機通過降低液冷電機11的轉(zhuǎn)速而降低多級泵的轉(zhuǎn)速，從而降低液冷電機11的功耗，降低了靜音離心泵的功耗，降低靜音離心泵系統(tǒng)的運行成本。

本實用新型的靜音離心泵的泵軸17通過聯(lián)軸器19由液冷電機11直接驅(qū)動。泵軸17帶動葉輪2把液體泵送到指定的揚程。靜音離心泵把液體經(jīng)過泵體13吸入口通過葉輪2吸入靜音離心泵，液體經(jīng)過葉輪2加壓以后，經(jīng)過導葉5進入下級葉輪2繼續(xù)加壓，然后通過下級導葉5進入下一級葉輪加壓，直至通過末級的葉輪2加壓過程結(jié)束后通過末級的導葉5排出。最后靜音離心泵把高壓的液體經(jīng)過導葉5和外筒14之間的流道從泵體13的排出口送入管道系統(tǒng)。

本實用新型的靜音離心泵采用液冷電機11和液冷變頻器25集成一體式結(jié)構(gòu)，去掉了傳統(tǒng)電機上的冷卻風扇，消除了一個噪音源，同時液冷電機11通過電機內(nèi)殼23和和電機外殼10的雙重封閉，阻礙了噪音的傳播，降低了液冷電機11運行的噪音，從而降低了離心泵的噪音。

本實用新型的靜音離心泵設(shè)計了強大的通訊功能，包括采用無線藍牙技術(shù)，實現(xiàn)在移動設(shè)備，比如手機上通過應(yīng)用程序操作控制液冷變頻電機的啟停及轉(zhuǎn)速控制；通過GPRS(通用分組無線服務(wù)技術(shù))發(fā)送信號到集中控制中心，實現(xiàn)無線遠程監(jiān)控；通過工業(yè)總線協(xié)議(比如RS485、Modbus)實現(xiàn)組網(wǎng)及通過配置友好用戶界面的觸摸屏操作面板實現(xiàn)就地操作。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。