专利名称：单相电容运转线圈水浸式潜水泵的制作方法
技术领域：
本实用新型潜水电泵是由水泵和单相微型异步电动机构成一体的小型电力排灌设备。该电泵主要用于农业、工矿企业、建筑工地、地下设施、地下通讯线路维修、旅社、疗养院、别墅、家庭等方面抽送水。其水的含砂量或不溶于水的固体含量(均按重量计)不超过0.6％水温不超过40℃。PH值在5～9的范围内。如河水、湖水、井水等。
以往许多家用微型潜水电泵的生产厂家所生产的一系列单相电泵，不论其功率大小、外形式样、扬程高低、流量大小等。其特点有如下几点1、电泵的电动机部分均采用全封闭式。
2、电机部分位于电泵上部。
3、电机都是立式封闭结构的单相微型分相式电容起动电机。
4、电机为干式无风叶冷却，仅靠机壳及机壳外边的散热片冷却电机，这种电泵的电机结构经常因散热不好而导致电机绝缘下降，甚至烧坏绝缘。
5、电机的密封件有静密封和动密封，所谓静密封是在电源各零件(主要是电机)的固定止口配合处，均用橡胶进行密封；而动密封(即机械密封)采用双端面机械密封。采用这种结构的电泵由于长期潜在水里工作，电机转子高速旋转一段时间后，因磨损严重而导致电机漏水，质量较好的动密封件，封水时间就能长一些，而质量差的动密封件，封水时间就更短了。当泵体潜入水里越深时，水的压强就越大，密封就越困难，给生产厂家的生产工艺和技术水平都带来很大的困难。
鉴于以上单相电泵的一系列缺陷，我们设计了本单相电容运转线圈水浸式潜水泵。本实用新型的目的是为了解决以上问题，使电泵的定子线圈能浸入水中。通过吸入的水不断地排出泵体而使电机冷却，从而解决了原电机的散热不良和需要防止漏水的问题，以及因电压低而使离心开关脱不掉，从而导致电机损坏的可能性。本电泵省去了机械密封、变压器油、离心开关，使电泵生产工艺大大减化，定子线圈也不需要浸漆烘干。解决了以往的电泵因定子线圈进水而使电泵不能运转的缺点。从而延长了电机的使用寿命。由于本电泵采用电容运转水浸式。因此，本电泵提高了功率因数和效率。
本电泵原理说明如下电机部分由工作绕组D1－D2和副绕组D1′－D2′组成。工作绕组D1－D2与副绕组D′1－D2′相隔90°电工角。分布在定子铁芯槽中。工作时有一电容器串入副绕组D1′－D2′，因此主副两绕组内的电流相位也相差近90°。组成一个两相电动机工作绕组D1－D2采用正弦绕组；水泵部分位于电泵电机的上端，靠着与电机同轴旋转的叶轮旋转时所产生的离心力经过涡壳的导流作用而抽送水。
本实用新型是一种由电机和水泵两部分组成的单相电容运转线圈水浸式潜水电泵，其特征在于电机部分由底板(3)、泵壳(8)、转子轴(7)、定子铁芯(10)、转子铁芯(11)、定子线圈(13)、进水段(17)、单列向心球轴承(4)、油封(5)、孔用弹性挡圈(6)、油封(14)、电容器(23)、延时过流继电器(32)、电缆(28)组成；水泵部分由进水段(17)、过滤网(15)、叶轮(19)、垫片(18)、转子轴(7)、键(22)、开口销(24)、盖板(25)、接头(33)、罩帽(31)、以及把手(29)组成。
底板(3)与泵壳(8)之间用四只六角螺栓(1)紧固。弹簧垫圈(2)作六角螺栓(1)的垫圈用，以防电泵运行后螺栓(1)有松动发生。底板(3)作固定轴承(4)和油封(5)用。在油封(5)上有孔用弹性挡圈(6)。在底板(3)底部开有两孔。两只单列向心球轴承(4)作固定转子轴(7)用，以保证转子铁芯(11)的正常运行。转子轴(7)装于底板(3)和进水段(17)之间。油封(5)采用标准件，油封(5)起封水作用，防止水进入两只轴承(4)内，以延长轴承(4)的使用寿命。两只油封(5)置于底板(3)及进水段(17)的轴承孔内。孔用弹性挡圈(6)作锁住两只油封(5)的位置用。挡圈(6)位于两只油封(5)的上侧。转子轴(7)的作用是将机械能传到叶轮(19)，转子轴(7)位于转子铁芯(10)的中心孔内。转子轴(7)上端装有叶轮(19)。转子轴(7)两侧装有轴承(4)和油封(5)及油封(14)。泵壳(8)的作用固定定子铁芯(10)和保护电机内部各零部件。键(9)锁定定子铁芯(10)。键(9)位于定子铁芯(10)和泵壳(8)之间。定子铁芯(10)为环形铁芯。由冲有24槽的硅钢片迭成。定子铁芯(10)槽内嵌放定子线圈(13)。定子线圈(13)由主绕组D1－D2和副绕组D1′－D2′两组绕组组成，在电机中产生定向旋转磁场。转子铁芯(11)由硅钢片迭成，并压在转子轴(7)上。硅钢片上冲有均匀分布的槽，鼠龙条(12)在转子铁芯中作绕组用，鼠龙条(12)用A0铝向均匀分布的转子铁芯(11)槽内浇铸而成，其结构形状如鼠龙状，过滤网(15)可阻止较大的杂物进入叶轮，防止叶轮水道阻塞。过滤网(15)用半圆头螺钉(16)装在进水段(17)上。进水段(17)用于安放叶轮(19)，进水段的作用是进水与出水的通道，它位于泵壳(8)的上面。垫片(18)垫在进水段(17)与盖板(25)之间，防止进水段(17)内的水溢出。电容器(23)和过流继电器(32)都装在盖板(25)之上。电缆线(28)套有护套(26)，穿过罩帽(31)的电源引线孔，罩帽(31)装在盖板(25)之上，使电容器(23)和过流继电器(32)得到保护。罩帽(31)、盖板(25)与进水段(17)采用四只六角螺栓(21)固紧连接。盖板(25)的出水处用接头(33)装上。罩帽(31)的上部装有把手环(27)。用半圆头螺钉(30)将把手(29)装在把手环(27)上。
本泵的优点如下1、本泵的电源为单相电源；2、电容运转式的定子线圈可浸入水中，电机的冷却效果极好，故本泵使用寿命长。
3、因为定子线圈的冷却效果好，故线圈中的电源密度可选大些，从而节省了铜材。
4、因为采用了电容运转式，放其功率因素和工作效率高，扬程高。
5、因电子线圈可以浸水，故省去了以往电泵上的对水进行密封的动密封件和离心开关。
6、因本泵的定子线圈采用了耐水线，故定子线圈不需浸漆烘干，从而减化了生产工艺。
本泵的缺点与同等功率电泵的定子铁芯相比，其外径略大一些，现对本泵的附图作如下说明
图1为本泵的剖示结构图。
图2为单片定子铁芯图，图2中图A为单片定子铁芯正视图；图2中图B为单片定子铁芯的部分槽口图。
图3为单片转子铁芯图。图3中图A为单片转子铁芯的正视图；图3中图B为单片转子铁芯的部分槽口图。
图4为本泵电机的定子绕组展开示意图。图中D1－D2为主绕组；D1′－D2′为副绕组。
图5为本泵电机的线路连接图。图中副绕组D1′－D2′与电容器C(23)相串联后，再与主绕组D1－D2相并联于A、B两点，延时过流继电器(32)串联于电源的一端及电路中的B点之间。
现将本泵第一实施例叙述如下本泵结构件为底板(3)、泵壳(8)、进水段(17)、叶轮(19)、盖板(25)和罩帽(31)均由铸铁或铸铝浇铸成毛坯，然后经车床加工成所需尺寸，过滤网(15)可用厚度为0.5mm的铁皮经冲床冲有大小相等分布均匀的过滤孔200个。
底板(3)外圆直径为164mm，厚度为5mm，与泵壳(8)配合的止口尺寸为140mm。底板(3)的中心处有直径为35mm的轴承孔，其孔深为25mm。孔的壁厚为4mm。泵壳(8)内径为140mm。泵壳(8)的上下边框为164mm，泵壳(8)壁厚为3mm。进水段(17)下端外径为164mm。进水段(17)与泵壳(8)的配合止口尺寸为140mm。进水段(17)下端的中心有直径为35mm的轴承孔，其孔内25mm上有一止口。直径为30mm，深度为10mm。叶轮(19)的外径为112mm、高度为12mm，下端中心的进水孔直径为44.5mm。过滤网(15)长度为520mm。宽度为45mm，厚度为0.5mm。盖板(25)外径为164mm，厚度为5mm。罩帽(31)外边直径为164mm。外边宽度为12mm。罩帽(31)的外径为140mm，内径为130mm，高度为70mm。
定子铁芯(10)用156片迭压成长为80mm后，再压入到泵壳(8)内。单片定子铁芯参照附图(2)，其外径为140mm，内径为67mm，厚度为0.5mm，齿宽3.5mm。轭厚14mm，槽口形状为梯形，槽口截面积为153mm2。
单片转子铁芯的外径为66.3mm，中心孔为18mm圆周边冲有均匀分布的22槽。转子铁芯(11)用156片硅钢片迭压成长度80mm。槽偏角为16°角。用铝压铸成形状为鼠龙式，压上转子轴(7)后，再对整个转子进行车床加工成形。
本泵的零部件如下无极性电容器(23)的容量为12微法，耐压为450伏(交流)。此电容器为特制电容器，能防水。延时过流继电器(32)用电子元件装配成，延时时间为10秒，检测动作电流为6安培，作保护定子线圈(13)用。单向列球轴承(4)规格为202；油封(5)选用标准件型号为PD17×35×10，孔用弹性挡圈(6)用标准件，型号为GB893－67，规格为挡圈35；键(22)规格为3×4×10mm3，开口销(24)选用标准件，规格为φ3×15mm六角螺栓(1)采用标准件，规格为M6×14，六角螺栓(21)采用标准件，规格为M6×20，接头(33)用聚氯乙烯压成。
为了便于对装配过程进行说明，现将泵壳(8)、定子铁芯(10)和定子绕圈(13)的组合体命名为定子。将转子轴(7)、转子铁芯(11)和鼠龙条(12)的组合体命名为转子、定子线圈(13)分主绕组D1－D2和副绕组D1′－D2′，主绕组D1－D2由两组四只连圈的同心绕组组成，第一个绕组的跨距为1－12、2－11、3－10、4－9；第二个绕组的跨距为21－16、22－15、23－14、24－13，两绕组的过桥线处不断开，以便减少连接头。副绕组D1′－D2′由两组2只连圈的同心绕组组成，第一个绕组的跨距为7－18、8－17；第二个绕组的跨距为20－5、19－6，两绕组的过桥线处不断开，可减少连接头。
定子线圈(13)可采用绝缘层为聚氯乙烯或尼龙等材料制成的耐水线，其绝缘层内的导体采用铜或铝，本例选用的具体线规为主绕组D1－D2的铜芯直径为0.57mm，绝缘层厚度为0.33mm，副绕组D1′－D2′铜芯直径为0.40mm，绝缘层厚度为0.3mm，主绕组D1－D2总共串联有上述耐水线为620根，副绕组D1′－D2′总共串联有耐水线为780根。定子绕组按上述参数绕好后，再浸入40℃的水温里浸24小时后，用兆欧表测量其绝缘电阻应大于200兆欧，然后再进行1000伏的耐压试验，应没有击穿现象发生，这样方可将定子线圈按上述的跨距嵌入定子铁芯的槽内，并将线圈整好形，同时定子线圈(13)还要进行绝缘电阻测量和1000伏的耐压试验，如果嵌线工作很仔细，则不会出现问题，这样定子就制成了。
现将装配过程叙述如下先将轴承(7)和油封(5)装于底板(3)和进水段(17)轴承孔内，按上孔用弹性挡圈(2)，把转子轴(7)装于底板(3)的轴承孔内，装上定子，用四只六角螺栓(1)紧固，再装上进水段(17)，用四只六角螺栓(1)将进水段与定子固紧。在转子轴(7)的上端装上叶轮(19)，并插入键(22)和开口销(24)，使叶轮(22)固定在转子轴(7)的上端，在进水段(17)上端加垫片(18)，垫片(18)上面盖上盖板(25)，与此同时应将定子线圈(13)引出线穿过进水段(17)，再穿到盖板(25)上面，在盖板(25)上面，固定有电容器(23)和延时过流继电器(32)。将电缆(28)穿上护套(26)、同时穿过罩帽(31)的孔，把电缆线(28)中的一根线与延时过流继电器(32)的一端相连，从延时过流继电器(32)的另一端与主绕组D1－D2的D2端相连，同时D2端还与电容(23)的一根线相连，再将主绕组D1－D2的D1端与副绕组D1′－D2′的D1′端相连，同时与电缆线(28)另一端相连，並用耐水材料封好各连接头，装上罩帽(31)，同时将O型橡胶密封圈(20)放入罩帽槽内，用四只六角螺栓(21)把罩帽(31)、盖板(25)、进水段(17)固紧。装上把手环(27)用半圆头螺钉(30)将把手(29)装于手环(27)上。把过滤网(15)用半圆头螺钉(16)装在进水段(17)上。在盖板(25)的出水口处，旋上接头(33)，最后把整个泵体全部放在水中，经24小时用1000伏的兆欧表测量绝缘电阻应大于50兆欧，再通电试验，同时测量本泵的满载电流为4.2安培，扬程为25米，流量为5.5吨／小时，泵体温升7℃(在水温为5℃时)，效率达75％，功率因素0.79，功率为550瓦、额定电压为220伏。
本泵的第二次实施例叙述如下参照以上实施例一的结构和装配不变，零部件和其它尺寸也不变，只有以下部分尺寸和参数改变如下底板(3)外圆直径为144mm，底板(3)止口尺寸为120mm，泵壳(8)上下边框为144mm，泵壳(8)内径为120mm，进水段(17)下段外圆尺寸为144mm，进水段(17)止口尺寸为120mm。
单片定子铁芯参照附图2，其外径为120mm，内径为58mm。齿宽为3mm，轭厚12mm，槽口截面积为119mm2。定子铁芯(10)长为65mm。
单片转子铁芯的外径为57.3mm，转子铁芯(11)长度为65mm(用126片硅钢片迭成)。
定子线圈(13)主绕组铜芯直径为0.47mm，绝缘层厚度为0.25mm。副绕组铜芯直径为0.31mm，绝缘层厚度为0.22mm，主绕组总共串联耐水线为940根，副绕组总共串联耐水线为1120根。
无极性电容器(23)的容量为8微法，延时过流继电器(32)检测动作电流为4.5安培。扬程为18米。流量3.5吨／小时，满载电流2.5安培，功率250瓦。
本泵第三实施例叙述如下参照实施例一结构和装配不变，零部件和其它尺寸也均不变，只有部分尺寸和参数改变如下底板(3)外圆直径为174mm，底板(3)止口尺寸为152mm，底板(3)厚度为7mm，泵壳(8)上下边框尺寸为174mm。泵壳(8)内径尺寸为152mm，泵壳(8)壁厚为4mm，进水段(17)下段外圆尺寸为174mm，进水段(17)止口尺寸为152mm。
单片 定子铁芯参照附图(2)，其外径为152mm。内径为72mm，齿宽为4mm，轭厚为17mm，槽口截面积为176mm，定子铁芯(10)长为90mm(用174片硅钢片迭成)。
单片转子铁芯外径为71.3mm。转子铁芯(11)长为90mm(用174片硅钢片迭成)。
定子线圈(13)主绕组直径为0.8mm，绝缘厚度为0.33mm副绕组铜芯直径为0.5mm，绝缘层厚度为0.30mm，主绕组总共串联耐水线为480根，副绕组总共串联耐水线为600根。
无极性电容器(23)容量为20微法，叶轮(19)外径为128mm，延时过流继电器(32)检测动作电流为10安培。
满载电流6.3安培，扬程25米，流量9吨／小时，功率800瓦。
权利要求1.一种由电机和水泵两部分组成的单相电容运转线圈水浸式潜水电泵，其特征在于电机部分由底板(3)、泵壳(8)、转子轴(7)、定子铁芯(10)、转子铁芯(11)、定子线圈(13)、进水段(17)、单列向心球轴承(4)、油封(5)、孔用弹性档圈(6)、油封(14)、电容器(23)、延时过流继电器(32)、电缆(28)组成；水泵部分由进水段(17)、过滤网(15)、叶轮(19)、垫片(18)、转子轴(7)、键(22)、开口销(24)、盖板(25)、接头(33)、罩帽(31)以及把手(29)组成，水泵部分位于电机的上部。
2.根据权利要求1所述的上述单相电容运转线圈水浸式潜水电泵，其特征在于定子线圈(13)的绝缘层为聚氯乙烯或尼龙等材料制成的耐水线，其绝缘层内的导体采用铜芯或铝芯，直径为0.31～0.8mm。
3.根据权利要求1所述的上述单相电容运转线圈水浸式潜水电泵，其特征在于定子铁芯(10)外径为120～152mm，内径为58～72mm，长度为58～90mm，齿宽3～4mm，轭厚12～17mm，槽口截面积为119～176mm2。
专利摘要本实用新型为单相电容运转线圈水浸式潜水泵，该泵由包括底板、泵壳、转子轴、定子铁芯、转子铁芯、定子线圈、进水段及电容器等的电机部分以及进水段，过滤网、叶轮、盖板等的水泵部分组成。本泵可用于农业、工矿、建筑工地、地下设施及家庭等方面抽送水，本泵用单相电源，定子线圈可浸入水中，故冷却的效果好，可省去动密封件和离心开关，采用电容运转式，故功率因素及效率高，扬程高。且定子线圈为耐水线，故无需浸漆烘干。
文档编号F04D13/06GK2108812SQ91213520
公开日1992年7月1日 申请日期1991年4月12日 优先权日1991年4月12日
发明者钱金泉 申请人:钱金泉