一种叶轮内置式混流潜水电泵的制作方法

本发明属于潜水电泵技术领域，具体涉及一种叶轮内置式混流潜水电泵。

背景技术：

通常，潜水混流泵的结构为干式潜水电机与潜水泵同轴连接，干式潜水电机置于潜水混流泵的出水流道内，水泵叶轮在机组的进水边。水泵叶轮抽送水流，经过电机的外壁流到出水流道中。配用干式潜水电机为全密封结构，内腔为干燥空气。这种结构型式的潜水混流泵存在的不足之处：首先，潜水电机长期浸没在水中，电机的密封不易保证，特别是在浸没深度较深的水中时，潜水电机的电气绝缘不能得到可靠保证，干式潜水电机存在安全隐患。其次水泵叶轮为悬臂梁结构，即只在叶轮的一侧300～500mm处有一个轴承支点。这种结构要求加工精度高，同时抗振动性能差。叶轮易形成各边间隙不均匀，造成转动的叶轮与固定的叶轮外壳相擦事故。另外，干式潜水电机置于出水流道内，会影响泵送水流的出水流态，直接影响潜水混流泵的效率。原潜水混流泵结构复杂，轴向长度较长，不易维修、拆检。

技术实现要素：

为了解决潜水混流泵配用电机的工作可靠性问题，提高潜水电泵的安全运行稳定性，提高潜水混流泵效率，本发明通过结构改进，提供一种结构简单、便于维修拆检的叶轮内置式潜水轴流泵。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种叶轮内置式混流潜水电泵，包括吸水室、混流式叶轮和导叶体，三者的轴向中部设有转轴，转轴吸水端轴承室设置有推力轴承，推力轴承用以承受电泵运行时产生的轴向推力，另一端内腔设置有径向轴承，还包括电机转子、转子固定架、电机定子和圆环状的定子外壳，电机定子被固定于定子外壳内，定子外壳的轴向两端分别对应连接着吸水室的外圆周中部和导叶体的外圆周中部，由电机转子、转子固定架和混流式叶轮组成的一体式转子位于电机定子腔内，形成充水式潜水电机，混流式叶轮焊接固定于转子固定架上，电机转子通过内圈定位装配于转子固定架的外圆上，再通过压板用紧固件将其与转子固定架相连接，从而使电机转子、转子固定架和混流式叶轮组成为一体式转子；所述转子固定架的内圆周上均布连接着四片以上的混流式叶片的一端，四片以上的混流式叶片的另一端分别连接着叶轮轮毂形成混流式叶轮，混流式叶轮位于电机转子的内腔部位，使电机转子、转子固定架和混流式叶轮形成一个整体；所述潜水电机为湿定子结构，定子绕组线圈为耐水绕组线圈，耐水绕组线圈的材料为高强度辐照交联聚乙烯。

工作时，电机内部充满水，通过电磁感应驱动电机转子转动，因电机转子、转子固定架和混流式叶轮组成为一体式转子，从而驱动混流式叶轮转动，实现输送液体的目的。电机内腔通过口环密封结构与环境水相连通，一方面可避免大的颗粒杂质进入电机内腔，另一方面有可在水中长期运行，水做为冷却介质，散热条件好，可确保电机安全可靠运行。

具体地，上述叶轮内置式混流潜水电泵吸水端轴承为推力轴承，出水端轴承为径向轴承，即能承受径向，又能承受双向推力轴承。

具体地，上述叶轮内置式混流潜水电泵吸水轴承室的动密封为非平衡型单端面机械密封，出水轴承室的动密封为集装式机械密封，可有效降低安装精度，且浮动性好。

具体地，上述叶轮内置式混流潜水电泵吸水端机械密封座与一体式转子之间设置过渡段，用于衔接吸水室与混流式叶轮之间的内流线，可保证内部流道的顺畅，减小阻力损失，提高水泵效率。

具体地，上述叶轮内置式混流潜水电泵的转子固定架用于固定电机转子，其固定电机转子的外圆可根据混流式叶轮形状适当减小，从而减小电机转子的外径，进而提高湿定子潜水电机的性能。

由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：

1.本发明将电机转子、转子固定架和混流式叶轮组成为一体式转子，结构上大大缩短潜水混流泵轴向长度，与干式潜水混流泵相比，轴向尺寸约减小40％～50％，电泵结构较紧凑；同时降低了对转轴的强度及刚度要求，潜水电机置于流道的外部，不影响潜水电泵的泵送水流，提高了潜水电泵的效率；

2.定子绕组线采用高强度辐照交联聚乙烯耐水绕组线，适于长期浸没在水中，提高电机的安全可靠性；

3.叶轮的转轴两端分别设置径向轴承和推力轴承，形成稳定的两点支撑结构，保证叶轮工作稳定安全；

4.轴承室的密封采用集装式机械密封，降低了安装精度要求，且浮动性好；

5.固定电机转子的转子固定架外圆可根据叶轮形状适当减小，从而减小电机转子的外径，进而提高湿定子潜水电机的性能。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为一体式转子结构示意图，

图3为口环密封结构示意图。

上图中序号：混流式叶轮1、混流式叶片101、叶轮轮毂102、转子固定架2、一体式转子3、电机转子301、叶片31、叶轮轮毂32、定子4、导叶体5、机座6、出线装置7、吸水室8、机械密封座(进水端)9、轴承室(进水端)10、推力轴承11、机械密封12、过渡段13、键14、锁紧螺母15、集装式机械密封16、径向轴承(出水端)17、导流帽18、压板19、转轴20、绕组线圈21。

图中箭头为水流方向。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步地说明。

参见图1和图2，一种叶轮内置式混流潜水电泵包括吸水室8、混流式叶轮1和导叶体5，三者的轴向中部设有转轴20，转轴20吸水端轴承室10设置有推力轴承11，推力轴承11用以承受电泵运行时产生的轴向推力，另一端(出水端导叶体)内腔设置有径向轴承17，还包括电机转子301、转子固定架2、电机定子4和圆环状的定子外壳，电机定子4被固定于定子外壳内，定子外壳的轴向两端分别对应连接着吸水室8的外圆周中部和导叶体5的外圆周中部，由电机转子301、转子固定架2和混流式叶轮1组成的一体式转子3位于电机定子4腔内，形成充水式潜水电机，其特征在于：混流式叶轮1焊接固定于转子固定架2上，电机转子301通过内圆定位装配于转子固定架2的外圆上，再通过压板19用紧固件将其与转子固定架2相连接，从而使电机转子301、转子固定架2和混流式叶轮1组成为一体式转子3；所述转子固定架2的内圆周上均布连接着四片以上的混流式叶片101的一端，四片以上的混流式叶片101的另一端分别连接着叶轮轮毂102形成混流式叶轮1，混流式叶轮1位于电机转子301的内腔部位，使电机转子301、转子固定架2和混流式叶轮1形成一个整体；所述电机定子4的绕组线圈为耐水绕组线圈21，耐水绕组线圈21的材料为高强度辐照交联聚乙烯。

吸水端轴承为推力轴承11，推力轴承11既能承受径向，又能承受双向推力轴承，出水端轴承为径向轴承17。径向轴承17和推力轴承11对一体式转子3起到两点稳定支撑作用，保证电泵工作安全平稳。

吸水轴承室的动密封为非平衡型单端面机械密封12；出水轴承室的动密封为集装式机械密封16，可有效降低安装精度，且浮动性好。为了防止水中杂质进入集装式机械密封16，破坏密封性能，在导叶体5的入水口处设置了口环密封结构22，可对水中杂质进行过滤处理，保证集装式机械密封16工作安全可靠。

为了防止水中杂质进入电机定子4内腔，破坏耐水绕组线圈21，在吸水室8出口处与导叶体5的入水口处均设置口环密封结构22，此结构可防止大的颗粒杂质进入电机内腔，进而防止颗粒杂物对耐水绕组线圈21的冲击，保护电机的电气绝缘性能。

吸水端机械密封座9与一体式转子3之间设置过渡段13，用于衔接吸水室8与混流式叶轮1之间的内流线，可保证内部流道的顺畅，减小阻力损失，提高水泵效率。

转子固定架2用于固定电机转子301，其固定电机转子301的外圆可根据混流式叶轮1形状适当减小，从而减小电机转子301的外径，进而提高湿定子潜水电机的性能。

工作时，电机内部充满水，通过电磁感应驱动电机转子301转动，因电机转子301、转子固定架2和混流式叶轮1组成为一体式转子3，从而驱动混流式叶轮1转动，实现输送液体的目的。电机内腔通过口环密封结构22与环境水相连通，一方面可避免大的颗粒杂质进入电机内腔，另一方面有可在水中长期运行。水做为冷却介质，散热条件好，可确保电机安全可靠运行。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。