一种集成一体化管道泵的制作方法

本发明涉及潜水电泵技术领域，尤其涉及一种集成一体化管道泵。

背景技术：

泵设备是船舶动力系统的关键设备，船舶上存在大量泵设备，包括通海系统中存在的潜水电泵。

在专利号为201611002413.9的专利文件中公开了一种带定子线圈保护套的叶轮内置式潜水电泵，这种潜水贯流泵包括同轴布置的泵壳体、叶轮轴、泵叶轮、定子和转子，其中，叶轮轴置于泵壳体内，泵叶轮转动安装于叶轮轴上，转子安装于泵叶轮的轮缘，并与安装于泵壳体上的定子相对应。这种潜水电泵为了实现对定子线圈较好的散热效果，在设计上将定子绕组线采用高强度辐照交联聚乙烯耐水绕组线，该绕组置于由导叶体、导向壳、密封圈、保护套、定子外壳与保护套定位座形成的密闭空间内，该空间充满干净的软水，利于充水式潜水电泵正常运行时定子绕组的冷却，同时可避免普通叶轮内置式潜水电泵定子绕组因与环境水接触而造成的不良影响，以此来提高绕组乃至整个机组的安全可靠性。

由上可知，现有的潜水电泵不能在工作中实现对其定、转子的自冷却，为了实现对其定子的冷却，需在潜水电泵内单独设计一个装载干净软水的密闭空间，这个空间占用了较大的空间体积，不利于潜水电泵实现小型化设计，并且该潜水电泵需要人工定时向上述密闭空间中补充软水，在操作上费时费力。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种集成一体化管道泵，用以实现管道泵的自冷却，并保证在正常工况与故障工况下管道泵的良好冷却，且不过多影响管道泵的工作效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成一体化管道泵，包括同轴布置的泵壳体、叶轮轴、泵叶轮、电机定子和电机转子，所述叶轮轴置于所述泵壳体内，所述泵叶轮转动安装于所述叶轮轴上；

所述叶轮轴与所述泵壳体之间通过多个泵导叶相连接；

所述泵壳体的内壁上开设有与其同轴布置的环形定子槽，所述定子槽的槽底安装所述电机定子；

所述泵叶轮的轮缘安装所述电机转子，所述电机转子与所述电机定子之间设有气隙；

所述泵叶轮轮缘的两侧与所述定子槽的两个槽壁之间对应设有第一流道和第二流道；

所述气隙的两端分别与所述第一流道、所述第二流道相连通。

优选的，本发明中所述电机转子上设有转子屏蔽套；所述电机定子上设有定子屏蔽套；所述气隙设在所述转子屏蔽套与所述定子屏蔽套之间。

优选的，本发明中所述定子槽的两侧还设有第一空腔和第二空腔；所述第一流道通过所述第一空腔连通所述气隙的一端；所述气隙的另一端通过所述第二空腔连通所述第二流道。

优选的，本发明中所述第一流道远离所述第一空腔的一侧的端口为冷却入口，所述第二流道远离所述第二空腔的一侧的端口为冷却出口；所述冷却入口与所述冷却出口呈倒“八”字形布置，所述冷却入口设在沿所述泵叶轮的下游，所述冷却出口设在沿所述泵叶轮的上游。

优选的，本发明中所述第一流道、所述第二流道的宽度均小于所述气隙的宽度。

优选的，本发明中所述第一流道和/或所述第二流道呈迷宫密封结构。

优选的，本发明中所述迷宫密封结构为齿形密封结构。

优选的，本发明中所述泵叶轮包括叶轮毂、叶轮片和叶轮片连接件；

所述叶轮毂同轴套装于所述叶轮轴上；

所述叶轮片的一端连接所述叶轮毂，所述叶轮片的另一端连接所述叶轮片连接件，多个所述叶轮片沿着所述叶轮毂呈圆周均布；

所述叶轮片连接件呈环形结构，所述叶轮片连接件的轮缘安装所述电机转子，所述叶轮片连接件的两侧与所述定子槽的两个槽壁之间对应设有所述第一流道和所述第二流道。

(三)技术效果

本发明提供的集成一体化管道泵，通过在定子槽中安装电机定子，在泵叶轮轮缘安装的电机转子，电机定子与电机转子之间构成由第一流道、气隙和第二流道构成的冷却通道；当在电机定子与电机转子之间的电磁力作用下，由泵叶轮推进泵壳体内的水进行流动时，泵壳体内主流的其中一小部分水流可同时流经上述冷却通道，以此实现了对电机定子与电机转子的冷却，并且在冷却通道中流动的水流也不会过多影响泵壳体内主流流体的流动，即不会对管道泵的工作效率造成影响。

由上可知，本发明所述的管道泵在工作时，利用泵送至上述冷却通道的水流，实现了对电机定子与电机转子的自冷却，并在正常工况与故障工况下，均能实现管道泵的良好冷却，确保了管道泵安全稳定地运行，并且不会对其工作效率造成过多影响，可广泛适用于通海系统工作环境，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所示的集成一体化管道泵的剖面结构示意图；

图2为图1中的a-a剖面结构示意图；

图3为图1中k1处的局部放大示意图；

图4为图2中k2处的局部放大示意图。

图中：1-泵壳体，2-叶轮轴，3-泵叶轮，31-叶轮毂，32-叶轮片，33-叶轮片连接件，4-电机定子，5-电机转子，6-泵导叶，7-定子槽，8-气隙，9-第一流道，10-第二流道，11-转子屏蔽套，12-定子屏蔽套，13-第一空腔，14-第二空腔，15-冷却入口，16-冷却出口，17-限位槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1-4，本实施例提供了一种集成一体化管道泵，包括同轴布置的泵壳体1、叶轮轴2、泵叶轮3、电机定子4和电机转子5，叶轮轴2置于泵壳体1内，泵叶轮3转动安装于叶轮轴2上；

叶轮轴2与泵壳体1之间通过多个泵导叶6相连接，多个泵导叶6沿叶轮轴2的中轴线呈圆周布置；

泵壳体1的内壁上开设有与其同轴布置的环形定子槽7，定子槽7的槽底安装电机定子4；

泵叶轮3的轮缘安装电机转子5，电机转子5与电机定子4之间设有气隙8；

泵叶轮3轮缘的两侧与定子槽7的两个槽壁之间对应设有第一流道9和第二流道10；

第一流道9、第二流道10分别与气隙8的两端相连通，其中，结合附图1-2，显而易见可得知，第一流道9、第二流道10均呈圆环结构，气隙8呈圆筒状结构，第一流道9连通气隙8的一端，气隙8的另一端连通第二流道10。

由上可知，在本实施例所述的方案中，将叶轮轴2通过多个泵导叶6与泵壳体1设计呈一体式结构，由此实现了管道泵在结构上的集成化和小型化，便于带动泵叶轮3旋转做功，增加输送流体的扬程，实现泵增压效果；与此同时，通过将泵叶轮3直接套装于叶轮轴2上，在泵叶轮3的轮缘安装电机转子5，从而管道泵在工作时，是由电机定子4与电机转子5之间的电磁力作用，直接推动泵叶轮3沿着叶轮轴2旋转，以此对泵壳体1中的水流起到增压的作用。

当水流在泵叶轮3的驱动下，在泵壳体1内流动时，其中一部分水流会沿着第一流道9、气隙8和第二流道10构成的冷却通道进行流动，这部分水流实现了对工作中的电机定子4与电机转子5进行水冷却，并且在冷却通道中流动的水流也不会过多影响泵壳体1内主流流体的流动，即不会对管道泵的工作效率造成影响。

进一步的，为了对电机定子4和电机转子5形成有效隔离防护，防止外界流体(海水)对其造成影响，参见图3-4，本实施例在电机转子5上设有转子屏蔽套11，在电机定子4上设有定子屏蔽套12；所述气隙8设在转子屏蔽套11与定子屏蔽套12之间。

进一步的，本实施例在定子槽7的两侧还设有第一空腔13和第二空腔14；第一流道9通过第一空腔13连通气隙8的一端，气隙8的另一端通过第二空腔14连通第二流道10，参见图3。

具体地，实际工作中，在泵叶轮3的作用下，主流的流体(海水)会沿着泵壳体1的内部空间向下游流动，而其中一部分水流会在水压的作用下，会从第一流道9进入至第一空腔13中，第一空腔13在存积一定水量后，水流通过气隙8进入第二空腔14，在第二空腔14中进行再次存积，最后水流从第二流道10流出。由于大量的水存积在第一空腔13与第二空腔14中，当管道泵出现异常堵转时，泵壳体1内主流流体不发生流动时，这两个部位存积的水仍会吸收管道泵中电机定子4和电机转子5发出的大量热量，以保护管道泵的运行安全。

进一步的，本实施例中第一流道9远离第一空腔13一侧的端口为冷却入口15；第二流道10远离第二空腔14的一侧的端口为冷却出口16；冷却入口15与冷却出口16呈倒“八”字形布置，或近似于倒“八”字形布置，冷却入口15设在泵叶轮3的下游，冷却出口16设在泵叶轮3的上游。

由图1所示，泵主流方向为沿着叶轮轴2的轴线，并且为从左往右的方向，从而沿泵主流方向，泵壳体1内处于下游的水压大于上游的水压。将冷却入口15设在沿泵叶轮3下游，且其流动方向同主流方向呈一锐角(例如30°)，可以有效的减少冷却水进入第一流道9时对主流道叶尖流场的干扰，并且该设计还能减小冷却水在冷却入口15处流动阻力，有利于冷却流量的控制；相应地，将冷却出口16设在沿泵叶轮3上游，且其流动方向同主流方向呈一锐角(例如30°)，有利于减小冷却水出流射流与主流的流动方向夹角，从而减小冷却水流出冷却出口16时对主流道叶尖流场的干扰，这两种设计均有利于保证管道泵的泵送效率。

进一步的，为了确保管道泵的运行安全，有效地隔离气隙8宽度尺寸相近的杂质，本实施例在设计上，第一流道9、第二流道10的宽度均小于气隙8的宽度，这样就有效阻止了大颗粒的杂质进入至气隙8中，从而防止对管道泵的正常运转造成影响。

进一步的，本实施例将第一流道9和/或第二流道10设计呈迷宫密封结构，以实现对大颗粒的杂质进行进一步的隔离。

具体地，可以将第一流道9和/或第二流道10设计呈齿形密封结构，参见图3。当然，第一流道9和第二流道10不限于齿形密封结构，它们还可以为其它类型的迷宫密封结构，以满足对大颗粒的杂质进行有效隔离即可。

进一步的，为了确保泵叶轮3运行的稳定性，并实现在泵叶轮3的轮缘安装电机转子5，参见图1，本实施例中的泵叶轮3包括叶轮毂31、叶轮片32和叶轮片连接件33；叶轮毂31同轴套装于叶轮轴2上的限位槽17中；叶轮片32的一端连接叶轮毂31，叶轮片32的另一端连接叶轮片连接件33，三个叶轮片32沿着叶轮毂31呈圆周均布；叶轮片连接件33呈环形结构，叶轮片连接件33的轮缘安装电机转子5，叶轮片连接件33的两侧与定子槽7的两个槽壁之间对应设有第一流道9和第二流道10。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。