本發(fā)明屬于電機(jī)及裝備制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠工作在液面下的浸液式泵用屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

液泵動(dòng)力采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)推力槳旋轉(zhuǎn)的方式，將電能轉(zhuǎn)化為液體的動(dòng)能。將泵體與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接起來構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)長期浸泡在液面下。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)將電機(jī)軸與推力槳軸通過中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，能量傳遞效率低下；電機(jī)的密封通過轉(zhuǎn)軸與機(jī)殼上的機(jī)械密封裝置實(shí)現(xiàn)，可靠性低、維護(hù)繁瑣、通用性差?，F(xiàn)有改進(jìn)后泵體與驅(qū)動(dòng)電機(jī)集成，省去了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及機(jī)械密封裝置，該結(jié)構(gòu)能夠提高系統(tǒng)可靠性，降低維護(hù)成本。

集成后的系統(tǒng)采用屏蔽電機(jī)：該電機(jī)驅(qū)動(dòng)液泵，輸送無固體顆粒的液體，在船舶推動(dòng)、化工液體輸送、礦山冶金、深海開采、農(nóng)業(yè)水利灌溉、特殊醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。目前作為驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)多采用屏蔽鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，容錯(cuò)性能不佳，驅(qū)動(dòng)粘滯性液體時(shí)效率低，不利于變速運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種液浸式泵，能夠提供大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、頻繁起動(dòng)、容錯(cuò)性好，且能夠很好的控制運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的溫升。

技術(shù)方案：一種液浸式泵，包括泵體機(jī)殼、泵體葉片以及屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，所述屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)包括電機(jī)機(jī)殼、后端蓋、定子、轉(zhuǎn)子以及轉(zhuǎn)軸，所述泵體葉片位于泵體機(jī)殼中，所述泵體機(jī)殼連接在電機(jī)機(jī)殼前端，所述轉(zhuǎn)軸通過固定在后端蓋上的軸承安裝，轉(zhuǎn)軸一端連接所述泵體葉片，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上；所述定子上設(shè)有將整個(gè)定子密封的定子屏蔽套，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有將整個(gè)轉(zhuǎn)子密封的轉(zhuǎn)子屏蔽套。

進(jìn)一步的，所述定子包括定子鐵芯以及定子繞組，所述轉(zhuǎn)子包括套在所述轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子鐵芯，所述定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯之間形成1.1-1.5毫米的空氣隙；所述定子屏蔽套為壁厚在0.3-0.45毫米鎳合金圓筒，定子屏蔽套與電機(jī)機(jī)殼形成密封結(jié)構(gòu)，并與所述定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面接觸；所述轉(zhuǎn)子屏蔽套包括鎳合金的軸向套筒和端環(huán)，所述軸向套筒的壁厚為0.3-0.45毫米，所述端環(huán)的厚度為0.8-1.0毫米，所述軸向套筒包裹在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外側(cè)面上，所述端環(huán)與所述轉(zhuǎn)軸過渡配合并與轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端面接觸，所述軸向套筒和端環(huán)密封連接，在轉(zhuǎn)軸上還設(shè)有固定密封裝置。

進(jìn)一步的，還包括液體動(dòng)力裝置，所述后端蓋上設(shè)有通孔，所述液體動(dòng)力裝置安裝在后端蓋上并連通所述通孔。

進(jìn)一步的，所述屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)采用定子6個(gè)凸極齒、轉(zhuǎn)子4個(gè)凸極齒的6/4型結(jié)構(gòu)，定子齒寬st與轉(zhuǎn)子齒寬rt之比為0.75-0.9。

進(jìn)一步的，所述屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的d/l比為1.05-1.25，其中d為定子鐵芯外徑，l為電機(jī)本體的有效長度。

有益效果：本發(fā)明的一種液浸式泵，采用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高倍數(shù)過載，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，變速控制下運(yùn)行效率高、容錯(cuò)性能好，適用于經(jīng)常啟停的工況。分別在驅(qū)動(dòng)泵體葉片的電動(dòng)機(jī)的定子內(nèi)徑上安裝定子屏蔽套、在轉(zhuǎn)子外徑上安裝轉(zhuǎn)子屏蔽套，整個(gè)泵系統(tǒng)工作在液面下時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子具有良好的密封性，泵所抽取的液體能夠進(jìn)入電機(jī)本體，而不會(huì)進(jìn)入定、轉(zhuǎn)子槽，保證定子繞組及定、轉(zhuǎn)子鐵心不被侵蝕。液體從兩個(gè)屏蔽套間穿過，帶走屏蔽套自身產(chǎn)生的渦流損耗，控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫升，保證液泵系統(tǒng)長期穩(wěn)定地在液面下運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明液浸式泵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是驅(qū)動(dòng)泵體的屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子齒平面示意圖；

圖3是定子屏蔽套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4(a)是轉(zhuǎn)子屏蔽套的分體結(jié)構(gòu)圖，4(b)是轉(zhuǎn)子屏蔽套的整體結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

如圖1所示，一種液浸式泵，包括泵體機(jī)殼1、泵體葉片2、屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)以及液體動(dòng)力裝置14。屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)包括電機(jī)機(jī)殼3、后端蓋9、定子、轉(zhuǎn)子以及轉(zhuǎn)軸11。泵體葉片2位于泵體機(jī)殼1中，泵體機(jī)殼1連接在電機(jī)機(jī)殼3前端。轉(zhuǎn)軸11通過固定在后端蓋9上的軸承10及前端蓋16上的軸承17安裝，轉(zhuǎn)軸11一端連接泵體葉片2，轉(zhuǎn)子設(shè)置在轉(zhuǎn)軸11上。定子上設(shè)有將整個(gè)定子密封的定子屏蔽套6，轉(zhuǎn)子上設(shè)有將整個(gè)轉(zhuǎn)子密封的轉(zhuǎn)子屏蔽套7。后端蓋9上設(shè)有通孔，液體動(dòng)力裝置14安裝在后端蓋9上并連通通孔。泵所抽取的液體可以穿過前端蓋16進(jìn)入電機(jī)的空氣隙13。

其中，定子包括定子鐵芯4以及定子繞組5，轉(zhuǎn)子包括套在轉(zhuǎn)軸11上的轉(zhuǎn)子鐵芯12，定子鐵芯4和轉(zhuǎn)子鐵芯12之間形成1.1-1.5毫米的空氣隙13。定子屏蔽套6為壁厚在0.3-0.45毫米鎳合金圓筒，定子屏蔽套6與電機(jī)機(jī)殼3形成密封結(jié)構(gòu)，并與定子鐵芯4的內(nèi)側(cè)面接觸。轉(zhuǎn)子屏蔽套7包括鎳合金的軸向套筒和端環(huán)，軸向套筒的壁厚為0.3-0.45毫米，端環(huán)的厚度為0.8-1.0毫米，軸向套筒包裹在轉(zhuǎn)子鐵芯12的外側(cè)面上，端環(huán)與轉(zhuǎn)軸11過渡配合并與轉(zhuǎn)子鐵芯12的兩端面接觸；軸向套筒和端環(huán)密封連接，在轉(zhuǎn)軸11上還設(shè)有固定密封裝置8，該密封裝置為鋼質(zhì)圓環(huán)，固定在轉(zhuǎn)子軸上，緊貼轉(zhuǎn)子屏蔽套7的端環(huán)部分，定密封裝置8避免轉(zhuǎn)子套軸向平移及液體進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部。定子繞組5與電機(jī)控制器15相連。

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵體葉片2轉(zhuǎn)動(dòng)，液體介質(zhì)從泵體機(jī)殼1的入口進(jìn)入，并主要從泵體機(jī)殼1的出口排出，由于泵體機(jī)殼1與電機(jī)機(jī)殼3直接連接，連接處并未如傳統(tǒng)技術(shù)中設(shè)置靜環(huán)壓蓋以及機(jī)械密封，泵所抽取的部分液體能夠進(jìn)入電動(dòng)機(jī)本體，該部分液體能夠穿過定子屏蔽套6和轉(zhuǎn)子屏蔽套7之間的空氣隙13，經(jīng)過后端蓋9的通孔經(jīng)動(dòng)力裝置14排出。定子屏蔽套隔絕定子繞組5，避免浸液造成侵蝕。轉(zhuǎn)子屏蔽套隔絕轉(zhuǎn)子槽，減小電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行下的流體摩擦損耗及轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，液體在定、轉(zhuǎn)子屏蔽套之間流過，帶走屏蔽套上由于產(chǎn)生感應(yīng)渦流而引起的歐姆損耗，控制電機(jī)溫升。動(dòng)力裝置14能夠控制電動(dòng)機(jī)內(nèi)部液體的流量，起到控制散熱的速度。

如圖2所示，屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)采用定子6個(gè)凸極齒、轉(zhuǎn)子4個(gè)凸極齒的6/4型結(jié)構(gòu)，利用磁阻較大的變化范圍提供大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙13距離較大，約1.1-1.5毫米，不僅為安裝定子屏蔽套6及轉(zhuǎn)子屏蔽套7提供足夠的空間，而且能夠減小液體流過空氣隙帶來的摩擦損耗。定子齒寬st與轉(zhuǎn)子齒寬rt之比較小，控制為0.75-0.9，使相電流的上升及下降有足夠的時(shí)間。這有利于電機(jī)在中高速運(yùn)行下，相電流開斷時(shí)機(jī)及上升/下降速度的控制，該控制決定了定、轉(zhuǎn)子屏蔽套上的感應(yīng)渦流強(qiáng)度，即歐姆損耗的大小。同時(shí)較大的轉(zhuǎn)子齒寬rt有助于提高轉(zhuǎn)子屏蔽套的機(jī)械強(qiáng)度。

圖2所示的屏蔽開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)采用較大的d/l比，其中d為定子鐵芯外徑，l為電機(jī)本體的有效長度。這使得圖3、圖4所示的定、轉(zhuǎn)子屏蔽套同樣具有較大的外徑與軸向長度比。該結(jié)構(gòu)有利于縮短屏蔽套上的感應(yīng)渦流的路徑，抑制渦流強(qiáng)度，減小歐姆損耗，提升電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率。

圖3所示的定子屏蔽套6呈薄壁圓筒狀，采用電阻率較高的鎳合金制成，其厚度約0.3-0.45毫米，有助于減小感應(yīng)渦流強(qiáng)度及損耗。轉(zhuǎn)子屏蔽套7分為套筒71及端環(huán)72兩部分，如圖4a所示。所用材料與定子屏蔽套相同，套筒部分厚度約0.3-0.45毫米，有助于減小感應(yīng)渦流強(qiáng)度及損耗。端環(huán)部分厚度約0.8-1.0毫米，有利于增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。端環(huán)與套筒連接為整體形成轉(zhuǎn)子屏蔽套，如圖4b所示。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)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)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。