集成式管道泵的制作方法

1.本发明涉及管道泵降噪抑振与冷却技术领域，尤其涉及一种集成式管道泵。


背景技术：

2.一体化管道泵由于采用紧凑式的整体结构设计，相较于传统水泵具有结构集成度高、泵总体积与质量低、高密封性能、低振动噪声等优点，广泛应用于船舶、航天、石化等领域。
3.一体化管道泵运行过程中，由于轮缘驱动电机持续发热，若不及时有效导出这部分热量，有可能导致电机过热而造成损坏，威胁管道泵的正常运行与系统安全；同时，在管道泵高速运转工况下，由于叶轮高速旋转与流体激励引起的振动噪声，若不加以抑制，会带来环境污染与机械疲劳损坏的风险。传统一体化管道泵通常在叶轮转子与定子之间设置冷却间隙，一方面能够防止叶轮转子旋转时与定子发生碰撞从而造成部件损坏；另一方面作为冷却介质的流通通道，能够带走电机热量。然而，传统一体化管道泵冷却系统设计采用单通道直流式换热形式，换热能力差、冷却水需求量大且无法根据电机热负荷调整冷却水流量，同时，传统管道泵的降噪抑振措施通常采用在管路系统中加装挠性接管等减隔振装置，加装挠性接管等装置会带来系统复杂度提高、可靠性低以及占据系统布置空间等不利影响。


技术实现要素：

4.本发明提供一种集成式管道泵，用以解决现有技术中管道泵换热能力差以及加装挠性接管等减振装置导致管道泵结构复杂、占用管道泵空间的缺陷。
5.本发明提供一种集成式管道泵，包括：泵壳，所述泵壳的外壁设有环形通槽；环形盖板，套设在所述环形通槽的外部，以将所述环形通槽封闭，所述环形通槽内设有冷却介质；电机壳体，所述电机壳体设置于所述环形通槽内；弹性吸热颗粒，所述弹性吸热颗粒设置于所述环形通槽内，所述弹性吸热颗粒受热时能够发生相变。
6.根据本发明提供的一种集成式管道泵，所述弹性吸热颗粒包括石蜡颗粒，所述石蜡颗粒的外部包裹有弹性层，以形成所述弹性吸热颗粒。
7.根据本发明提供的一种集成式管道泵，所述弹性层为硅橡胶层。
8.根据本发明提供的一种集成式管道泵，所述弹性层的厚度小于所述石蜡颗粒的直径。
9.根据本发明提供的一种集成式管道泵，所述弹性吸热颗粒的密度比为0.4。
10.根据本发明提供的一种集成式管道泵，所述电机壳体将所述环形通槽内的空间分隔为第一空间和第二空间，所述第一空间与所述第二空间连通，所述第一空间位于所述泵壳的外壁与所述电机壳体之间，所述第二空间位于所述电机壳体与所述环形盖板之间；其中，所述弹性吸热颗粒设置于所述第二空间内。
11.根据本发明提供的一种集成式管道泵，还包括多个折流板，多个所述折流板设置
于所述第一空间内，多个所述折流板包括多个第一折流板和多个第二折流板，多个所述第一折流板设置于所述泵壳的外壁，多个所述第二折流板设置于所述电机壳体的外壁，多个所述第一折流板与多个所述第二折流板错开设置。
12.根据本发明提供的一种集成式管道泵，每个所述折流板的高度大于或等于所述第一空间的宽度的二分之一。
13.根据本发明提供的一种集成式管道泵，所述第一折流板与所述第二折流板之间的间距等于所述第一折流板或所述第二折流板的高度的两倍。
14.根据本发明提供的一种集成式管道泵，还包括：进口管道和出口管道，所述进口管道和所述出口管道贯穿所述环形盖板与所述环形通槽连通。
15.本发明提供的集成式管道泵，通过在环形通槽内设置弹性吸热颗粒，弹性吸热颗粒利用相变吸收热量，从而提高了冷却介质对电机的冷却能力，利用弹性吸热颗粒彼此之间的弹性碰撞吸收电机、旋转叶轮以及流体激励引起的振动造成，进而对集成式管道泵起到减振、隔振的作用，降低了管道泵因振动引起的噪声，同时避免了设置挠性管导致管道泵结构复杂、占用空间的问题出现。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，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。
17.图1是本发明提供的集成式管道泵的剖面图；
18.图2是图1中示出的a处的局部放大图；
19.图3是图2中示出的折流板的布置位置示意图；
20.图4是本发明提供的集成式管道泵的立体图；
21.附图标记：
22.10：电机壳体；20：弹性吸热颗粒；30：折流板；31：第一折流板；32：第二折流板；40：垫片；50：环形安装板；100：泵壳；101：环形通槽；102：环形盖板；103：进口管道；104：出口管道；110：第一空间；120：第二空间。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。
24.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
25.下面结合图1-图4描述本发明的集成式管道泵。
26.如图1所示，在本发明的实施例中，集成式管道泵包括：泵壳100、电机壳体10、弹性
吸热颗粒20和环形盖板102。泵壳100的外壁设有环形通槽101，环形盖板102套设在环形通槽101的外部，以将环形通槽101封闭，环形通槽101内设有冷却介质，电机壳体10设置于环形通槽101内，弹性吸热颗粒20设置于环形通槽101内，弹性吸热颗粒20受热时能够发生相变。
27.具体来说，泵壳100内设置有旋转叶轮和导叶轮，泵壳100的外壁向内壁的方向加工，形成环形通槽101，环形盖板102盖合在该环形通槽101的开口处，以将该环形通槽101封闭成密封空间。电机壳体10设置于该环形通槽101内，电机位于电机壳体10内，环形通槽101内设有冷却介质用于对电机壳体10进行冷却，弹性吸热颗粒20散布在环形通槽101内，弹性吸热颗粒20具有低熔点与高相变潜热，其在受热熔化时发生相变吸热电机壳体10的热量，从而大幅提升冷却介质吸收电机热量的能力，确保集成式管道泵在高速运行或堵转时能够吸收大量的电机发热，保证集成式管道泵正常运行。进一步地，相变材料熔化后结合外表面包裹的弹性层，使弹性吸热颗粒的弹性能力更强，在管道泵高速运转时带动弹性吸热颗粒20一起振动，弹性吸热颗粒20能够利用彼此之间的弹性碰撞将管道泵振动能量转换为势能与热能进行耗散，进而起到降低管道泵振动噪声的目的。
28.本发明实施例提供的集成式管道泵，通过在环形通槽内设置弹性吸热颗粒，弹性吸热颗粒利用相变吸收热量，从而提高了冷却介质对电机的冷却能力，利用弹性吸热颗粒彼此之间的弹性碰撞吸收电机、旋转叶轮以及流体激励引起的振动造成，进而对集成式管道泵起到减振、隔振的作用，降低了管道泵因振动引起的噪声，同时避免了设置挠性管导致管道泵结构复杂、占用空间的问题出现。
29.进一步地，在本发明的实施例中，弹性吸热颗粒20包括石蜡颗粒，石蜡颗粒的外部包裹有弹性层，以形成弹性吸热颗粒。
30.具体来说，在本实施例中，弹性吸热颗粒20以石蜡颗粒为颗粒球床，石蜡具有低熔点与高相变潜热，受热时能够发生相变，利用相变吸收热量，进而能够提高冷却介质的冷却能力。弹性层包裹在石蜡颗粒的外部，利用弹性，在弹性吸热颗粒20彼此发生碰撞时吸收振动，进而起到减振、隔振的作用。
31.可选地，在本发明的实施例中，弹性层为硅橡胶层。
32.可以理解的是：弹性吸热颗粒20的颗粒球床也可以为其他具有低熔点与高相变潜热的相变材料，弹性层也可以为其他弹性材料，二者可根据冷却介质的类型、工作环境进行选择搭配。
33.进一步地，在本发明的实施例中，弹性吸热颗粒20弹性层的厚度小于石蜡颗粒的直径。
34.具体来说，在本实施例中，石蜡颗粒的直径可以为5mm-6mm，弹性层的厚度为1mm-2mm，弹性吸热颗粒的密度比0.4，石蜡颗粒的多孔介质渗透率：
35.其中，为孔隙率，即密度比；d为石蜡颗粒的直径；
36.石蜡颗粒的多孔介质惯性系数取值约为：
37.38.进一步地，在本发明的实施例中，环形通槽101内设置的弹性吸热颗粒20，其直径可以为一种直径，如均为5mm，也可以为多种直径的组合，如部分弹性吸热颗粒20的直径为5mm，部分弹性吸热颗粒20的直径为5.5mm，或者其他等。
39.如图2所示，在本发明的实施例中，电机壳体10将环形通槽101内的空间分隔为第一空间110和第二空间120，第一空间110与第二空间120连通，第一空间110位于泵壳100的外壁与电机壳体10之间，第二空间120位于电机壳体10与环形盖板102之间，其中，弹性吸热颗粒20设置于第二空间120内。
40.具体来说，电机壳体10将环形通槽101分隔为两个环形空间，其中，电机壳体10与泵壳100的外壁之间的环形空间为第一空间110，电机壳体10与环形盖板102之间的环形空间为第二空间120，弹性吸热颗粒20散布在第二空间120内，在管道泵高速运转时，弹性吸热颗粒20利用彼此之间的弹性碰撞吸收电机、旋转叶轮以及流体激励引起的振动造成，进而对集成式管道泵起到减振、隔振的作用，降低了管道泵因振动引起的噪声。
41.如图2和图3所示，在本发明的实施例中，集成式管道泵还包括多个折流板30，多个折流板30设置于第一空间，多个折流板30包括多个第一折流板31和多个第二折流板32，多个第一折流板31设置于泵壳100的外壁，多个第二折流板32设置于电机壳体10的外壁，多个第一折流板31与多个第二折流板32错开设置。
42.具体来说，多个第一折流板31沿泵壳100的外壁环形设置，且沿泵壳100的长度方向设有多圈第一折流板31，第二折流板32沿电机壳体10的外壁环形设置，且沿电机壳体10的长度方向设有多圈第二折流板32，第一折流板31与第二折流板32错开设置，以降低冷却介质的流动阻力，同时使冷却介质在第一折流板31和第二折流板32处形成流向涡，以扩展换热面积，进而起到强化换热的作用。
43.本发明实施例提供的集成式管道泵，通过在第一空间内设置多个第一折流板和多个第二折流板，且第一折流板与第二折流板错开设置，降低了冷却介质流动时的阻力，同时增加了流体扰动，进而强化了换热能力，提高了电机的冷却效果。
44.进一步地，在本发明的实施例中，每个折流板30的高度大于或等于第一空间110的宽度的二分之一。具体来说，第一折流板31和第二折流板32的尺寸相同，每个折流板30的高度可以为4mm-6mm，每个折流板30的宽度为其高度的一半，具体地，可以为2mm-3mm。
45.进一步地，第一折流板31与第二折流板32之间的间距等于第一折流板31或第二折流板32的高度的两倍。具体来说，第一折流板31与第二折流板32之间的间距可以为8mm-12mm。
46.如图4所示，在本发明的实施例中，集成式管道泵还包括一对环形安装板50和多个垫片40。两个环形安装板50套设在泵壳100的外部，并位于环形通槽101内，每个环形安装板50的侧壁与环形通槽101邻近的槽壁连接，环形盖板102与一对环形安装板50的圆周面连接，以将环形通槽101封闭。多个垫片40分别设置于环形通槽101的槽壁与环形安装板50之间。
47.如图1所示，在本发明的实施例中，集成式管道泵还包括进口管道103和出口管道104。进口管道103和出口管道104贯穿环形盖板102与环形通槽101连通。
48.具体来说，冷却介质由进口管道103进入环形通槽101内，冷却介质在流动过程中，流经第一折流板31和第二折流板32，产生流向涡，进而增强冷却介质与电机壳体10的换热
能力，同时，弹性吸热颗粒受热熔化发生相变，吸收热量，以进一步提高冷却介质的冷却能力，冷却介质吸收电机运行时产生的热量，然后由出口管道104排出。
49.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。