一款安全式双轴调速水泵的制作方法

文档序号:5472120阅读:218来源:国知局
一款安全式双轴调速水泵的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一款安全式双轴调速水泵,包括主动轴、叶轮、水泵壳,主动轴通过轴承与水泵壳枢接,其特征在于还包括从动轴,从动轴与主动轴的轴心线相重合,从动轴也通过轴承与水泵壳枢接,叶轮固接于从动轴远离主动轴的一端上,主动轴与从动轴通过安全调速装置连接。与现有技术相比,该发明能够根据发动机工作情况控制叶轮具有不同转速、工作效率较高的调速水泵,当调速装置损坏时,将转换成普通直驱水泵全速工作,起到安全控制的目的。
【专利说明】一款安全式双轴调速水泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机水冷却系统,特别是涉及一种利用调速装置控制叶轮具有不同转速的调速水泵。当调速装置损坏时,将转换成普通直驱水泵全速工作,起到安全控制的作用。
【背景技术】
[0002]现有水泵的工作原理是:发动机通过皮带轮带动水泵轴承及固定在水泵轴上的叶轮转动,发动机的启动则意味着水泵的运行,水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转,在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘,同时产生一定的压力,然后从出水道或水管流出,叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低,水箱中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管被吸入叶轮中,实现冷却液的往复循环。
[0003]然而,发动机具有一个最佳工作温度区间,因而不需要一直对发动机进行冷却降温,例如当发动机刚启动时,发动机的工作温度尚低,这时水泵就一直驱动冷却液循环,使发动机的预热时间延长,不利于节能降耗、低碳环保;当水温升高到一定温度,或者从高温状态进行冷却直至降低到一定温度,达到发动机的最佳工作温度,才能保证发动机的最佳工作状态,减少发动机的冷状态下的磨损或热状态下的拉缸毁坏现象。

【发明内容】

[0004]为了解决上述技术问题,本发明提供一种能够根据发动机工作情况控制叶轮具有不同转速、工作效率较高的调速水泵,当调速装置损坏时,将转换成普通直驱水泵全速工作,起到安全控制的作用目的。
[0005]本发明的这款安全式双轴调速水泵,包括主动轴4、叶轮13、水泵壳11,主动轴4通过轴承与水泵壳11枢接,其特征在于还包括从动轴12,从动轴12与主动轴4的轴心线相重合,从动轴12也通过轴承与水泵壳11枢接,叶轮13固接于从动轴12远离主动轴4的一端上,主动轴4与从动轴12通过安全调速装置连接。该安全调速装置在工作时将主动轴的转速的不传递或只传递一部分给从动轴,在其发生故障时将主动轴的转速全部传递给从动轴。采用这种技术方案,改变了现有技术中普遍采用的水泵叶轮通过主动通轴直驱的方式,而采用叶轮固定装配在与主动轴水平同心布置并且相断开;通过在其工作时将主动轴的转速的不传递或只传递一部分给从动轴、在其发生故障时将主动轴的转速全部传递给从动轴的安全调速装置连接,控制从动轴的转动、进而控制固定在从动轴上的叶轮的转动、从而实现水泵的调速,调速范围相对于主动轴而言可从0-100%,也就是可以实现从动轴的停止转动、100%全速转动或低速跟转。并且在安全调速装置发生故障及损坏时,该调速水泵能像普通直驱水泵一样正常工作,体现了安全性。与现有技术相比,解决了水泵一直与发动机同步运转的难题,能够根据发动机工作情况控制叶轮具有不同转速、工作效率较高的调速水泵。
[0006]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,还包括上固定板15和下固定板16,下固定板16上设置可容从动轴12穿过的通孔并与水泵壳11固接,上固定板15与下固定板16固接并构成空腔,所述的从动轴12通过轴承与下固定板16枢接从而与水泵壳11枢接;所述的主动轴4通过轴承与上固定板15枢接从而与水泵壳11枢接;安全调速装置位于上固定板15与下固定板16构成空腔内。由于下固定板16通过固接在水泵壳上,上固定板15再与下固定板16固接,采用这种技术方案,降低了水泵壳结构的复杂程度,降低成本、提高效率、方便组装、拆卸和维护,同时将安全调速装置置于上固定板15与下固定板16构成空腔内进行保护,有利于安全调速装置运行的可靠性和安全性。
[0007]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,所述的安全调速装置包括主动盘5、弹簧片
6、吸合盘7、从动盘8、线圈9、环形永磁铁10、铁芯14,主动盘5固接于主动轴4靠近从动轴12的一端上;从动盘8固接于从动轴12靠近主动轴4的一端上;主动盘5与从动盘8之间设置吸合盘7 ;吸合盘7通过弹簧片6固定在主动盘5上并与从动盘8相对;铁芯14分为远离从动盘8的内铁芯和靠近从动盘8的外铁芯,内铁芯和外铁芯之间设置环形永磁铁10,外铁芯的周向沟槽内设置线圈9,外铁芯与下固定板16固接。当线圈9通电时,铁芯14产生磁场,与环形永磁铁10的磁场相抵消,从动盘8与吸合盘7之间存在间隙,意味着主动轴4与从动轴12之间不存在扭矩传递,水泵停止工作;当线圈9断电或者安全调速装置发生故障及损坏两种情况时,铁芯14不产生磁场,环形永磁铁10的磁场将吸合盘7与从动盘8吸合在一起,意味着主动轴4与从动轴12之间存在扭矩传递,水泵全速工作。采用这种技术方案,结构简单、能实现汽车车载电脑ECU对水泵的智能电控制,可适时控制水泵的开启与停止,同时当安全调速装置发生故障及损坏时,该调速水泵能像普通直驱水泵一样正常工作,体现了安全性。
[0008]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,在主动盘5的外圈内还设置一圈电磁感应环18,在从动盘8的外圈靠近主动盘5的一侧面上镶嵌若干个永磁铁17,永磁铁17与电磁感应环18间隙相对。还可以是在主动盘5的外圈靠近从动盘8的一侧面上镶嵌若干个永磁铁17,在从动盘8的外圈内设置一圈电磁感应环18,永磁铁17与电磁感应环18间隙相对。采用这种技术方案,电磁感应环18与永磁铁17产生磁力通过从动盘8与从动轴12带动水泵以主动轴转速的30%-40%速度工作,实现了水泵除了停止与全速两种状态之外还有第三种跟转的工作状态。
[0009]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,所述的环形永磁铁10为整块环形磁铁。采用这种技术方案结构简单、成本较低,安装方便。
[0010]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,所述的环形永磁铁10为若干个磁铁单体同侧同极环形排列而成。所述的同侧同极是指每个磁铁单体在靠近内铁芯的一侧均为N极或均为S极,不能交替或不规则分布。采用这种技术方案可根据不同的消耗功率,配置数量和不同的磁力磁铁单体。
[0011]进一步地,主动盘5或从动盘8上面镶嵌的若干个永磁铁17中的任意相邻两个永磁铁(17)的极性相反,也就是若干个永磁铁17的N极和S极交替分布,形成若干个小的闭合磁场,可与与其相对的电磁感应环18产生电磁感应,从而产生柔性驱动力。
[0012]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,所述的主动轴4的自由端与齿轮固接。采用这种技术方案可适应利用齿轮提供水泵动力的汽车。
[0013]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,所述的主动轴4的自由端与皮带轮固接。采用这种技术方案可适应利用皮带轮提供水泵动力的汽车。[0014]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,下固定板16上设置的可容从动轴12穿过的通孔内与从动轴12的周向外圆之间设置密封材料。采用这种技术方案可避免冷却液的渗漏,保护安全调速装置工作的可靠性。
[0015]进一步地,这款安全式双轴调速水泵,从动轴12通过双列轴承与水泵壳11枢接或者从动轴12通过双列轴承与下固定板16枢接从而与水泵壳11枢接。采用这种技术方案除了承受径向负荷外,还可以承受一定的作用在两个方向的轴向负荷。确保安全调速装置工作的可靠性。
[0016]下面结合附图对本发明的调速水泵作进一步说明。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]图1为实施例1的结构示意图;
图2为图1中B-B处的剖视图;
图3为实施例1的结构示意图;
图4为图3中B-B处的剖视图;
图5为本发明永磁铁在主动盘或从动盘上的分布示意图。
【具体实施方式】
[0018]实施例1,参见图1-2
如图1所示,本发明安全式双轴调速水泵包括主动轴4、主动盘5、弹簧片6、吸合盘7、从动盘8、线圈9、环形永磁铁10、水泵壳11、从动轴12、叶轮13、铁芯14、上固定板15、下固定板16 ;从动轴12与主动轴4的轴心线相重合,主动轴4的自由端与齿轮固接;叶轮13固接于从动轴12远离主动轴4的一端上,下固定板16上设置可容从动轴12穿过的通孔并与水泵壳11固接,下固定板16上设置的可容从动轴12穿过的通孔内与从动轴12的周向外圆之间设置密封材料,上固定板15与下固定板16固接并构成空腔,所述的从动轴12通过双列轴承与下固定板16枢接从而与水泵壳11枢接;所述的主动轴4通过轴承与上固定板15枢接从而与水泵壳11枢接;其中主动盘5、弹簧片6、吸合盘7、从动盘8、线圈9、环形永磁铁10和铁芯14位于上固定板15与下固定板16构成空腔内;环形永磁铁10为整块环形磁铁;主动盘5固接于主动轴4靠近从动轴12的一端上;从动盘8固接于从动轴12靠近主动轴4的一端上;主动盘5与从动盘8之间设置吸合盘7 ;吸合盘7通过弹簧片6固定在主动盘5上并与从动盘8相对;铁芯14分为远离从动盘8的内铁芯和靠近从动盘8的外铁芯,内铁芯和外铁芯之间设置环形永磁铁10,外铁芯的周向沟槽内设置线圈9,外铁芯与下固定板16固接。
[0019]当线圈9通电时,铁芯14产生磁场,与环形永磁铁10产生磁场相抵消,吸合盘7与从动盘8失去电磁力时,吸合盘7会在弹簧片6的作用力下与从动盘8分离,吸合盘7与从动盘8之间存在一个细小的吸合间隙,没有任何连接,水泵停止工作。
[0020]当线圈9主动断电断电时,环形永磁铁10的磁场通过铁芯14与从动盘8产生磁场力,使从动盘8与吸合盘7吸合,水泵全速工作。
[0021]当线圈9因故障导致线圈9被动断电,效果与主动断电相似,该水泵能像普通直驱水泵一样正常工作,体现了安全性。[0022]实施例2,参见图1、4
其它同实施例1,只不过环形永磁铁10由若干个磁铁单体同侧同极环形排列而成的替代实施例1中的整块环形磁铁;主动轴4的自由端与皮带轮固接。
[0023]实施例3,参见图3-5
其它同实施例1,只不过环形永磁铁10由若干个磁铁单体同极环形环形排列而成的替代实施例1中的整块环形磁铁;在主动盘5的外圈内还设置一圈电磁感应环18,在从动盘8的外圈靠近主动盘5的一侧面上镶嵌若干个永磁铁17,永磁铁17与电磁感应环18间隙相对。
[0024]当线圈9通电时,铁芯14产生磁场,与环形永磁铁10产生磁场相抵消,吸合盘7与从动盘8失去电磁力时,吸合盘7会在弹簧片6的作用力下与从动盘8分离,吸合盘7与从动盘8之间存在一个细小的吸合间隙,没有任何连接,但主动盘5 —直跟随主动轴4转动,主动盘5外圈内的一圈电磁感应环18也随之转动,切割从动盘8上的镶嵌若干个永磁铁17的磁力线,引起电磁感应效应,进而产生推动从动盘8旋转的扭矩,可柔性带动从动轴12进而带动水泵以主动轴转速的30%-40%速度工作,实现了水泵除了停止与全速两种状态之外还有第三种跟转的工作状态。
[0025]当线圈9主动断电时,环形永磁铁10的磁场通过铁芯14与从动盘8产生磁场力,使从动盘8与吸合盘7吸合,水泵全速工作,同时由于从动盘8与吸合盘7吸合则电磁感应环18不切割永磁铁17的磁力线,不引起电磁感应效应,也不会产生能量损失和发热现象。
[0026]当线圈9因故障导致线圈9被动断电,效果与主动断电相似,该水泵能像普通直驱水泵一样正常工作,体现了安全性。
[0027]实施例4,参见图3、图2
其它同实施例3,只不过由整块环形磁铁替代实施例3中的若干个磁铁单体同极环形环形排列而成的环形永磁铁10 ;主动轴4的自由端与皮带轮固接。
[0028]实施例5,参见图3-5
其它同实施例3,只不过实施例3是在主动盘5的外圈内还设置一圈电磁感应环18,在从动盘8的外圈靠近主动盘5的一侧面上镶嵌若干个永磁铁17,永磁铁17与电磁感应环18间隙相对;而本实施例是在主动盘(5)的外圈靠近从动盘(8)的一侧面上镶嵌若干个永磁铁(17),在从动盘(8)的外圈内设置一圈电磁感应环(18),永磁铁(17)与电磁感应环(18)间隙相对。
[0029]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一款安全式双轴调速水泵,包括主动轴(4)、叶轮(13)、水泵壳(11 ),主动轴(4)通过轴承与水泵壳(11)枢接,其特征在于还包括从动轴(12),从动轴(12)与主动轴(4)的轴心线相重合,从动轴(12)也通过轴承与水泵壳(11)枢接,叶轮(13)固接于从动轴(12)远离主动轴(4)的一端上,主动轴(4)与从动轴(12)通过安全调速装置连接。
2.权利要求1的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于还包括上固定板(15)和下固定板(16),下固定板(16)上设置可容从动轴(12)穿过的通孔并与水泵壳(11)固接,上固定板(15)与下固定板(16)固接并构成空腔,所述的从动轴(12)通过轴承与下固定板(16)枢接从而与水泵壳(11)枢接;所述的主动轴(4)通过轴承与上固定板(15)枢接从而与水泵壳(11)枢接;安全调速装置位于上固定板(15)与下固定板(16)构成空腔内。
3.权利要求2的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于所述的安全调速装置包括主动盘(5)、弹簧片(6)、吸合盘(7)、从动盘(8)、线圈(9)、环形永磁铁(10)、铁芯(14),主动盘(5)固接于主动轴(4)靠近从动轴(12)的一端上;从动盘(8)固接于从动轴(12)靠近主动轴(4)的一端上;主动盘(5)与从动盘(8)之间设置吸合盘(7);吸合盘(7)通过弹簧片(6)固定在主动盘(5)上并与从动盘(8)相对;铁芯(14)分为远离从动盘(8)的内铁芯和靠近从动盘(8)的外铁芯,内铁芯和外铁芯之间设置环形永磁铁(10),外铁芯的周向沟槽内设置线圈(9),外铁芯与下固定板(16)固接。
4.权利要求3的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于在主动盘(5)的外圈内还设置一圈电磁感应环(18),在从动盘(8)的外圈靠近主动盘(5)的一侧面上镶嵌若干个永磁铁(17),永磁铁(17)与电磁感应环(18)间隙相对。
5.权利要求3的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于在主动盘(5)的外圈靠近从动盘(8)的一侧面上镶嵌若干个永磁铁(17),在从动盘(8)的外圈内设置一圈电磁感应环(18),永磁铁(17)与电磁感应环(18)间隙相对。
6.权利要求3或4或5的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于所述的环形永磁铁(10)为整块环形磁铁。
7.权利要求3或4或5的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于所述的环形永磁铁(10)为若干个磁铁单体同侧同极环形排列而成。
8.权利要求4或5的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于所述的若干个永磁铁(17)中的任意相邻两个永磁铁(17)的极性相反。
9.权利要求1的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于所述的主动轴(4)的自由端与齿轮固接。
10.权利要求1的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于所述的主动轴(4)的自由端与皮带轮固接。
11.权利要求2-5任一的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于下固定板(16)上设置的可容从动轴(12)穿过的通孔内与从动轴(12)的周向外圆之间设置密封材料。
12.权利要求1-5任一的一款安全式双轴调速水泵,其特征在于从动轴(12)通过双列轴承与水泵壳(11)枢接或者从动轴(12)通过双列轴承与下固定板(16)枢接从而与水泵壳(11)枢接。
【文档编号】F04D15/00GK103711711SQ201410000330
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】王兆宇, 陈晓亮, 王策, 迟菲 申请人:龙口中宇热管理系统科技有限公司
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