一种自加热轴流水泵的制作方法

本发明属于水泵领域，具体涉及一种自加热轴流水泵结构。

背景技术：

在不少日用家电、设备上同时存在水泵和加热器两个部件，分别用于实现抽水和加热，比如水箱位于下部的饮水机，水压不稳定地区的热水器、厨宝，使用流体加热的电热毯等。功能部件的简化更利于整机厂家产品的设计制造。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种结构紧凑、体积小、使用寿命长的自加热轴流水泵。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种自加热轴流水泵，包括有固定连接的壳体和盖体，所述壳体内固定安装有定子组件，所述壳体与盖体之间转动安装有永磁转子，所述定子组件和永磁转子构成一个电机；

所述定子组件包括有绕组部，一体连接在绕组部靠近盖体一端的支撑部，以及一体连接在绕组部另一端的发热部；所述支撑部位置一体成型有沿支撑部半径方向设置且伸出至壳体外的接线部；

所述绕组部沿周向等距成型有多个铁芯插槽，各个铁芯插槽内安装有自外而内插入的t形的铁芯构件，每两个相邻的铁芯构件之间紧密相抵，所有铁芯构件共同构成一个整体呈环形的铁芯；

所述支撑部上沿周向均匀成型有第一过液缝，所述发热部上沿周向均匀成型有第二过液缝；所述支撑部和发热部的外径相等且大于铁芯的外径，所述铁芯与壳体内壁之间形成一个环形的散热空间；

所述绕组部内设有定子线圈，所述发热部内设有与定子绕组电性串联的发热线圈，所述接线部外端安装有与定子线圈电性连接的接线端子；

所述定子组件由具有双喷头的层积式3d打印机打印成型；

所述定子组件除线圈部分采用陶瓷粉末通过一个喷头打印成型，所述定子线圈、发热线圈在每一层陶瓷粉末材料打印完毕之后采用石墨胶进行打印；所述定子组件在打印完成后进行低温烧结成型；

所述壳体外端为与壳体内部连通的出水端口，所述盖体外端为与壳体内部连通的进水端口；

所述永磁转子固定安装在转轴上，所述转轴两端分别通过轴承与壳体、盖体连接；所述转轴上靠近出水端口的一端固定连接有一个轴流水轮；

所述轴流水轮包括有与转轴固定连接的固定圈，与转轴滑动连接的活动圈，以及连接在固定圈和活动圈之间的多个弹性叶片；所述固定圈和活动圈之间还连接有多个u形的记忆合金片；当壳体内温度低于第一设定温度时，记忆合金片处于两端部相互靠近的状态，此时各个弹性叶片至少其外端部与转轴轴向相垂直；当定子线圈及发热线圈通电后壳体内温度高于第二设定温度时，记忆合金片处于两端部相互远离的状态，此时各个弹性叶片与转轴轴向之间形成60-80度的夹角。

作为优选方案：所述壳体内靠近出水端口的位置连接有第一支架，所述盖体内连接有第二支架，连接转轴的两个所述轴承分别固定连接在第一支架、第二支架中间。

作为优选方案：所述定子线圈包括有以三角形接法连接的三个相绕组，每个相绕组包括1个相绕组线圈或两个以上并联连接的相绕组线圈；每个相绕组线圈串联有一个以上的发热线圈。

作为优选方案：所述转轴上安装轴流水轮的位置成型有多边形的水轮安装部，所述固定圈内周与水轮安装部过盈配合套接，所述活动圈与水轮安装部滑动连接。

作为优选方案：各个所述铁芯构件通过胶水固定粘接在绕组部上，或者各个所述铁芯组件外周通过一个以上的固定箍固定。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：本发明通过3d打印的方式制作了内置定子线圈和发热线圈的定子组件，使定子组件既作为电机的定子绕组，同时又作为加热器使用，结构紧凑、使用寿命长且体积小，作为部件安装在整机内时达到节约空间的效果。

具体地，通过调整构成定子线圈、发热线圈的含碳量从而调整其导电率接近电热丝；所述定子线圈主要用于在通电状态下产生电磁场以驱动永磁转子转动，但同时其与发热线圈一样也会发热，由于铁芯外周与壳体内壁之间，定子组件内周与永磁转子之间均存在供液体流过的空间，定子线圈产生的热量能及时被带走，保证永磁转子不致于温度过高而消磁，随后液体流过发热线圈区域使液体温度进一步升高。

所述发热线圈由于与定子线圈是串联的，无需再额外接线，而定子线圈的接线与常规三相电机的接线完全一样。

在输出功率保持不变的情况下，通过调整定子线圈的输入频率可调整轴流水轮的转速，从而在一定范围内调整流出液体的最终温度。

所述轴流水轮由于设置了记忆合金片来调整弹性叶片的状态，这样在壳体内液体未达到设定温度之前弹性叶片不对液体产生沿壳体轴向的驱动力，只有在壳体内液体达到设定温度值之后，弹性叶片在记忆合金片的形变力作用下才产生倾斜，才能推动液体沿壳体轴向流动，避免液体未经加热即向外流出。

相比现有技术泵和加热器分别控制的情况，泵可在加热器工作一段时间后再启动，而本发明采用了记忆合金片根据温度控制轴流水轮是否处于工作状态，简化了控制电路的结构。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图。

图2是本发明的分解结构示意图。

图3是定子组件的结构示意图。

图4是轴流水轮的结构示意图。

图5是本发明定子线圈和发热线圈的连接图。

91、壳体；911、出水端口；912、第一支架；913、接线口；

92、盖体；921、进水端口；922、第二支架；

93、定子组件；931、支撑部；932、接线部；933、绕组部；934、发热部；935、第一过液缝；936、铁芯插槽；937、第二过液缝；9301、定子线圈；9302、发热线圈；

94、铁芯；941、铁芯构件；

95、永磁转子；951、转轴；9511、水轮安装部；952、轴承；

96、轴流水轮；961、固定圈；962、活动圈；963、弹性叶片；964、记忆合金片。

具体实施方式

实施例1

根据图1至图5所示，本实施例为一种自加热轴流水泵，包括有固定连接的壳体91和盖体92，所述壳体内固定安装有定子组件93，所述壳体与盖体之间转动安装有永磁转子95，所述定子组件和永磁转子构成一个电机。

所述定子组件包括有绕组部933，一体连接在绕组部靠近盖体一端的支撑部931，以及一体连接在绕组部另一端的发热部934；所述支撑部位置一体成型有沿支撑部半径方向设置且伸出至壳体外的接线部932。

所述绕组部沿周向等距成型有多个铁芯插槽936，各个铁芯插槽内安装有自外而内插入的t形的铁芯构件941，每两个相邻的铁芯构件之间紧密相抵，所有铁芯构件共同构成一个整体呈环形的铁芯94。

所述支撑部上沿周向均匀成型有第一过液缝935，所述发热部上沿周向均匀成型有第二过液缝937；所述支撑部和发热部的外径相等且大于铁芯的外径，所述铁芯与壳体内壁之间形成一个环形的散热空间。

所述绕组部内设有定子线圈9301，所述发热部内设有与定子绕组电性串联的发热线圈9302，所述接线部外端安装有与定子线圈电性连接的接线端子。

具体的，所述发热线圈可采用蛇管形态的布置方式。

所述定子组件由具有双喷头的层积式3d打印机打印成型。所述定子组件除线圈部分采用陶瓷粉末通过一个喷头打印成型，所述定子线圈、发热线圈在每一层陶瓷粉末材料打印完毕之后采用石墨胶进行打印；所述定子组件在打印完成后进行低温烧结成型。

所述壳体外端为与壳体内部连通的出水端口911，所述盖体外端为与壳体内部连通的进水端口921。

所述永磁转子固定安装在转轴951上，所述转轴两端分别通过轴承952与壳体、盖体连接；所述转轴上靠近出水端口的一端固定连接有一个轴流水轮96。

所述轴流水轮包括有与转轴固定连接的固定圈961，与转轴滑动连接的活动圈962，以及连接在固定圈和活动圈之间的多个弹性叶片963；所述固定圈和活动圈之间还连接有多个u形的记忆合金片964；当壳体内温度低于第一设定温度时，记忆合金片处于两端部相互靠近的状态，此时各个弹性叶片至少其外端部与转轴轴向相垂直；当定子线圈及发热线圈通电后壳体内温度高于第二设定温度时，记忆合金片处于两端部相互远离的状态，此时各个弹性叶片与转轴轴向之间形成60-80度的夹角。

所述第一设定温度为室温，或者说液体的未经加热时一般的温度，可设定为20-40℃，所述第二设定温度为液体加热后的目标温度，如加热水可设定为90-100℃。所述记忆合金片根据具体加热液体的需求相应进行设计。本发明中记忆合金片采用具有双程记忆效应的记忆合金材料制作。

所述壳体内靠近出水端口的位置连接有第一支架912，所述盖体内连接有第二支架922，连接转轴的两个所述轴承分别固定连接在第一支架、第二支架中间。

所述定子线圈包括有以三角形接法连接的三个相绕组，每个相绕组包括1个相绕组线圈或两个以上并联连接的相绕组线圈；每个相绕组线圈串联有一个以上的发热线圈。

所述转轴上安装轴流水轮的位置成型有多边形的水轮安装部9511，所述固定圈内周与水轮安装部过盈配合套接，所述活动圈与水轮安装部滑动连接。

各个所述铁芯构件通过胶水固定粘接在绕组部上，或者各个所述铁芯组件外周通过一个以上的固定箍固定。

本发明通过3d打印的方式制作了内置定子线圈和发热线圈的定子组件，使定子组件既作为电机的定子绕组，同时又作为加热器使用，结构紧凑、使用寿命长且体积小，作为部件安装在整机内时达到节约空间的效果。

具体地，通过调整构成定子线圈、发热线圈的含碳量从而调整其导电率接近电热丝；所述定子线圈主要用于在通电状态下产生电磁场以驱动永磁转子转动，但同时其与发热线圈一样也会发热，由于铁芯外周与壳体内壁之间，定子组件内周与永磁转子之间均存在供液体流过的空间，定子线圈产生的热量能及时被带走，保证永磁转子不致于温度过高而消磁，随后液体流过发热线圈区域使液体温度进一步升高。

所述发热线圈由于与定子线圈是串联的，无需再额外接线，而定子线圈的接线与常规三相电机的接线完全一样。

在输出功率保持不变的情况下，通过调整定子线圈的输入频率可调整轴流水轮的转速，从而在一定范围内调整流出液体的最终温度。

所述轴流水轮由于设置了记忆合金片来调整弹性叶片的状态，这样在壳体内液体未达到设定温度之前弹性叶片不对液体产生沿壳体轴向的驱动力，只有在壳体内液体达到设定温度值之后，弹性叶片在记忆合金片的形变力作用下才产生倾斜，才能推动液体沿壳体轴向流动，避免液体未经加热即向外流出。

相比现有技术泵和加热器分别控制的情况，泵可在加热器工作一段时间后再启动，而本发明采用了记忆合金片根据温度控制轴流水轮是否处于工作状态，简化了控制电路的结构。