轴向磁场一体化永磁自驱叶轮离心泵组

本发明涉及离心泵，尤其是涉及一种带有轴向磁场永磁自驱叶轮构型、泵驱一体的新型离心泵组。

背景技术：

1、随着国民经济和对外贸易的迅速发展，对国内大型船舶需求呈现持续增长趋势。海水泵作为一种重要的辅机设备广泛应用于各类船舶中，降低其振动噪声和重量体积对于改善船舶的舒适性、稳定性及提高辅机装备可靠性具有重要意义。

2、海水泵组通常由电机、联轴器、离心泵和安装基座组成，离心泵产生的机械振动主要是工作过程中流体产生的压力波动和机械结构引起的。其中，流体压力波动引起的振动主要与叶轮结构参数、叶片布置形式与结构有关，机械结构引起的振动主要受转子不平衡、电机轴与泵轴间联轴器运动、轴承噪声等因素影响，而目前船舶大多采用被动、主动和半主动振动控制技术等隔振手段来抑制振动的传递，和抑制流致振动的方式降低振动。

3、此外，对于船舶来说重量和内部空间的节省可以转化为更大的负载、更长的航程。传统海水泵为分体式设计，由外置电机提供动力并通过联轴器带动离心泵转动，泵组往往结构复杂、重量大、体积大，不利于海水泵的节能增效及减振降噪的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有轴向磁场永磁自驱叶轮构型、泵驱一体的新型离心泵组，以解决传统离心泵组传动结构复杂、质量大、体积大、噪声大的问题。

2、本发明的目的是这样实现的：轴向磁场一体化永磁自驱叶轮离心泵组包括轴向磁场永磁自驱叶轮构型、泵壳、密封组件、轴堵头、输油管和螺塞。所述轴向磁场永磁自驱叶轮构型包括定轴、轴承、左叶轮、环形磁轭、永磁体、环形绕组、环形压板、右叶轮，所述环形绕组同轴固接在所述定轴轴肩近中心端，所述环形压板将所述环形绕组压紧并同轴固接在所述定轴上，两个所述轴承同轴安装在定轴上，分别位于所述定轴轴肩远中心端和所述环形压板外侧部位处，所述左叶轮和右叶轮分别同轴套装在两个轴承上，其中左叶轮和右叶轮中叶片为三维自由曲面体且叶片呈30°交错布置，两个所述环形磁轭分别同轴固接于左叶轮和右叶轮内侧，每个所述环形磁轭上沿环形磁轭圆周方向均布安装有多个扇环形永磁体，至此构成轴向磁场永磁自驱叶轮构型。所述轴向磁场永磁自驱叶轮构型与所述密封组件同轴布置于泵壳内，所述输油管安装在定轴内部，两个所述轴堵头分别安装在定轴两端，所述螺塞安装在泵壳灌泵孔内，至此构成轴向磁场一体化永磁自驱叶轮离心泵组。

3、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过采用上述技术方案，将传统泵组外置电机与水泵叶轮集成，构成了轴向磁场永磁自驱叶轮构型，该叶轮即是驱动机构亦是执行机构。该技术方案优化了泵组传动机构，将电机和叶轮进行了一体化设计，不仅大幅降低了泵组质量和体积，还降低了泵组的振动和噪声，提升了泵组效率。此外，本方案将输送介质作为驱动机构的冷却源，与传统冷却系统相比，能更好的保证驱动机构的工作温度使其运行更稳定，同时解决了驱动机构因温度上升导致其工作效率降低的问题，还避免了传统电机冷却系统产生的噪声。泵组采用双吸式叶轮，避免了电机及叶轮产生不平衡轴向力的问题。轴向磁场永磁自驱叶轮构型中左右叶轮叶片交错布置，降低了液体压力脉动的幅值，增加了压力脉动频率，提升了安装底座上隔振系统的隔振效果，进而降低了离心泵组振动对外界的影响。

技术特征：

1.轴向磁场一体化永磁自驱叶轮离心泵组，其特征在于：包括轴向磁场永磁自驱叶轮构型、泵壳、密封组件、轴堵头、输油管和螺塞，轴向磁场永磁自驱叶轮构型包括定轴、轴承、左叶轮、环形磁轭、永磁体、环形绕组、环形压板、右叶轮，环形绕组同轴固接在定轴轴肩中心端，环形压板将环形绕组压紧并同轴固接在定轴上，两个轴承同轴安装在定轴上，分别位于定轴轴肩远中心端和环形压板外端面处，左叶轮和右叶轮分别同轴套装在两个轴承上，其中左叶轮和右叶轮中叶片为三维自由曲面体且叶片呈30°交错布置，两个环形磁轭分别同轴固接于左叶轮和右叶轮内侧，每个环形磁轭上沿环形磁轭圆周方向均布安装有多个扇环形永磁体；轴向磁场永磁自驱叶轮构型与密封组件同轴布置于泵壳内，输油管安装在定轴内部，两个轴堵头分别安装在定轴两端，螺塞置于泵壳上灌泵孔内。

2.根据权利要求1所述的轴向磁场一体化永磁自驱叶轮离心泵组，其特征在于：当轴向磁场一体化永磁自驱叶轮离心泵组工作时，环形绕组通电产生旋转磁场，与其两侧左右叶轮上内侧的永磁体产生的磁场相互作用，在洛伦兹力的作用下，永磁体带动左叶轮和右叶轮同步旋转，流体从进口法兰面进入，经分流后进入半螺旋形吸水室，左叶轮和右叶轮旋转时其叶片吸力面产生负压，将半螺旋形吸水室中的液体吸入并随叶轮经高速旋转，在左叶轮和右叶轮的叶片压力面作用下流体速度逐渐增加，直至脱离左叶轮和右叶轮，进入压水室的扩散流道，在流道中降速增压后汇聚流入出水口，后经出口法兰面流入出口管道。

技术总结
本发明提供一种轴向磁场一体化永磁自驱叶轮离心泵组，环形绕组同轴固接在定轴轴肩近中心端，环形压板将环形绕组压紧并同轴固接在定轴上，两个轴承同轴安装在定轴上，分别位于定轴轴肩远中心端和环形压板外侧部位处，两个环形磁轭分别同轴固接于左叶轮和右叶轮内侧，每个环形磁轭上沿环形磁轭圆周方向均布安装有多个扇环形永磁体，轴向磁场永磁自驱叶轮构型与所述密封组件同轴布置于所述泵壳内，输油管安装在定轴内部，两个轴堵头分别安装在定轴两端，螺塞置于泵壳灌泵孔内，至此构成轴向磁场一体化永磁自驱叶轮离心泵组。本发明优化了泵组传动机构，轴向磁场永磁自驱叶轮构型大幅降低了离心泵组重量、体积、振动和噪声，同时提升了泵组效率。

技术研发人员：吴崇建,赵丹,刘少刚,冯梦柯,董立强,轩诗喆,郭畅,张庆泉,焦红月,李禹辰,刘国胜
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13