水冷式变速电机及智能水泵的制作方法

1.本发明涉及给水设备技术领域，尤其涉及一种水冷式变速电机及智能水泵。


背景技术：

2.水泵普遍的应用于工业生产用水以及居民生活用水中，水泵通常包括电机和泵体，泵体具有进水口和出水口，泵体中设置有叶轮，电机驱动叶轮在泵体中转动以实现将水从进水口抽吸并从出水口排出。其中，电机作为水泵的重要部件，其通常设置有控制器和变频模块。如中国专利公开号cn104953752a公开了一种变频智能电机及供水系统，其中，电机的外壳上设置有电气安装散热腔体来安装变频模块，而变频模块的散热则依靠气流来进行散热。但是，在实际使用过程中，随着电机功率的增加，变频模块的散热量也随之增大，气流散热方式将无法满足变频模块的散热要求导致变频模块的散热效率较低影响电机正常工作。鉴于此，如何设计一种提高变频模块的散热效率的水泵技术是本发明所要解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：提供一种水冷式变速电机及智能水泵，实现提高电机中变频模块的散热效率，以提高水泵的运行可靠性。
4.本发明提供的技术方案是，一种水冷式变速电机，包括：外壳、定子、转子、转轴、安装座、端盖和变频模块，所述定子和所述转子设置在所述外壳中，所述转轴可转动地设置在所述外壳上，所述转子设置在所述转轴上，所述安装座设置在所述外壳上，所述安装座上设置有安装凹槽，所述端盖内部形成水冷流道，所述端盖设置在所述安装座上并遮盖住所述安装凹槽，所述转轴依次贯穿所述安装座和所述端盖，所述变频模块位于所述安装凹槽中并与所述端盖导热连接。
5.进一步的，所述端盖包括密封盖板和导热盖板，所述密封端盖和所述导热端盖密封连接在一起，所述密封端盖和所述导热端盖之间形成所述水冷流道，所述变频模块设置在所述导热端盖上。
6.进一步的，所述密封盖板和/或所述导热盖板上设置有水流凹槽，所述水流凹槽在所述密封端盖和所述导热端盖之间形成所述水冷流道，所述变频模块设置在所述导热端盖上。
7.进一步的，所述密封盖板上设置有进口和出口，所述进口和所述出口分别与所述水流凹槽连通。
8.进一步的，所述导热盖板上设置有缓冲凹槽，所述缓冲凹槽与所述出口相对布置。
9.进一步的，所述水流凹槽中设置有多个凸起结构。
10.进一步的，所述安装凹槽的侧壁还设置有通风槽，所述安装座的外壁还设置有连通所述通风槽的风道，所述通风槽中设置有散热风机。
11.本发明还提供一种智能水泵，包括泵体，所述泵体具有进水腔体和出水腔体，还包
括上述水冷式变速电机，所述进水腔体和所述出水腔体分别通过连接管与所述水冷式变速电机的水冷流道连接。
12.进一步的，所述泵体上设置有进水管和出水管，所述进水管连通所述进水腔体，所述出水管连通所述出水腔体；所述进水管或所述出水管中设置有流量检测模块，所述流量检测模块包括支撑架、检测管道和流量计，所述支撑架设置在所述进水管中，所述检测管道设置在所述支撑架上并悬空布置所述进水管中，所述流量计的传感器设置在所述检测管道中。
13.进一步的，所述检测管道的内部形成安装腔体，所述检测管道中形成进水流道和出水流道，所述进水流道和所述出水流道分别连通所述安装腔体。
14.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的水冷式变速电机，通过在外壳上配置安装座和端盖来安装变频模块，使得变频模块位于安装凹槽中并与端盖导热连接，而端盖中集成有水冷流道，通过引入冷水来实现对端盖上传热连接的变频模块进行散热处理，而冷水的来源可以利用水泵自身驱动流动的水或外部冷却水源来供给，进而使得水泵在工作过程中水冷流道能够循环不断的冷水进入以高效的带走变频模块产生的热量，实现提高电机的散热效率，以提高水泵的运行可靠性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明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。
16.图1为本发明智能水泵的结构示意图之一；图2为图1中a-a向剖视图；图3为图2中b区域的局部放大示意图；图4为图2中c区域的局部放大示意图；图5为图1中水冷式变速电机的爆炸图图6为图1中安装座的结构示意图；图7为图1中安装座的剖视图；图8为图1中密封盖板的结构示意图；图9为图1中导热盖板的结构示意图；图10为本发明智能水泵的结构示意图之二；图11为图10中流量检测模块的剖视图之一；图12为图10中流量检测模块的剖视图之二。
17.附图标记：电机100、外壳101、转轴102、安装座103、端盖104、散热风机105；安装凹槽1031、通风槽1032、风道1033、水冷流道1040、密封盖板1041、导热盖板1042、水流凹槽1043、进口1044、出口1045、凸起结构1046、、泵体200、第一连接管201、水阀202、第二连接管203；控制器300、操控面板301、变频模块302、接线盒303；
流量检测模块400；支撑架1、检测管道2、流量计3；第一导流板21、第二导流板22、安装腔体23、进水流道24、出水流道25、传感器31。
具体实施方式
18.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。
19.实施例一，如图1-图9所示，本发明提供一种水冷式变速电机100，包括：外壳101、定子（未图示）、转子（未图示）、转轴102、安装座103、端盖104和控制器300。
20.其中，所述定子和所述转子设置在所述外壳中，所述转轴可转动地设置在所述外壳上，所述转子设置在所述转轴上。有关定子、转子和所述转轴的结构形式和安装方式可以参考常规技术中的电机，在此不做限制和赘述。而控制器300通常包括操控面板301和变频模块302等控制部件，为了方便对所述电机进行线缆的连接，控制器300在所述外壳上还设置有接线盒303来满足接线的要求。
21.而为了可靠的安装所述变频模块并满足其工作过程中散热的要求，则通过所述安装座和所述端盖来安装所述变频模块。具体的，所述安装座设置在所述外壳上，所述安装座上设置有安装凹槽1031，所述端盖内部形成水冷流道1040，所述端盖设置在所述安装座上并遮盖住所述安装凹槽，所述转轴依次贯穿所述安装座和所述端盖，所述变频模块位于所述安装凹槽中并与所述端盖导热连接。
22.具体而言，在实际使用过程中，所述电机通电后，由所述变频模块来控制所述电机的运行频率，而所述变频模块安装在所述安装凹槽中并被所述端盖遮盖住以确保其安装可靠性。所述变频模块通电运行时产生的热量将传导至所述端盖上，而所述端盖中形成的所述水冷流道能够不断的输入冷水，利用所述水冷流道中流动的冷水来快速的吸收所述变频模块产生的热量，进而满足所述变频模块的散热要求。
23.其中，对于所述变频模块与所述端盖导热连接方式，可以将所述变频模块直接贴靠在所述端盖上直接进行导热，也可以在所述端盖上设置有支撑柱，所述变频模块设置在支撑柱上并与所述端盖形成一定的间隔以通过空气间接导热，在此不做限制和赘述。
24.进一步的，为了方便在所述端盖中形成所述水冷流道，所述端盖包括密封盖板1041和导热盖板1042，所述密封端盖和所述导热端盖密封连接在一起，所述密封端盖和所述导热端盖之间形成所述水冷流道，所述变频模块设置在所述导热端盖上。
25.具体的，所述端盖由密封盖板1041和导热盖板1042扣合在一起组装而成，其中，导热盖板1042可以采用铜、铝等导热性能良好的材料加工而成，这样，变频模块302设置在所述导热端盖上能够快速的通过所述导热端盖传导热量。另外，对于密封盖板1041和导热盖板1042的密封方式，可以采用常规的密封圈来实现，即密封圈夹在密封盖板1041和导热盖板1042之间以形成封闭的所述水冷流道，具体密封方式，在此不做限制。
26.又进一步的，所述密封盖板和/或所述导热盖板上设置有水流凹槽1043，所述水流凹槽在所述密封端盖和所述导热端盖之间形成所述水冷流道，所述变频模块设置在所述导
热端盖上。
27.具体的，通过在所述密封盖板和/或所述导热盖板上设置有水流凹槽1043，在将所述密封盖板和所述导热盖板扣合在一起后，水流凹槽1043便构成供冷水流动的流路。其中，为了方便冷水的进出，还可以在所述密封盖板上设置有进口1044和出口1045，所述进口和所述出口分别与所述水流凹槽连通。
28.具体的，冷水经由所述进口进入到所述水冷流道中，冷水吸收所述变频模块传导的热量后从所述出口输出，进而实现冷水持续流入到所述水冷流道中进行吸热。
29.优选地，为了增大所述水冷流道的宽度，以使得冷水能够覆盖更大的散热面积，还可以在所述水流凹槽中设置有多个凸起结构1046，对于进入到所述水流凹槽内流动的水经由凸起结构1046阻挡，能够使得水流更有效的分散开，更有利于提高冷水在所述水冷流道的宽度方向均匀分散开，以提高散热效率。
30.其中，为了减少水流中夹杂的气泡影响所述端盖的散热效率，则在所述导热盖板上设置有缓冲凹槽1047，缓冲凹槽1047与所述出口相对布置。具体的，在使用过程中，冷水中夹杂的空气在输送过程中能够聚集在顶部的缓冲凹槽1047中，进而从所述出口输出，以减少气泡分布在所述导热盖板上影响散热。以利用水泵自身驱动的水为例，水泵驱动的水经由一所述进口上的所述连接管流入到所述水流凹槽中，而所述出口中的所述连接管的上端部伸入到缓冲凹槽1047中。由于所述出口中的所述连接管的管口高于所述导热盖板上所述水流凹槽表面，进而使得所述水流凹槽能够充满水以提高散热效率；而气泡随水流流入到缓冲凹槽1047处，而气泡进入到缓冲凹槽1047便可以从所述连接管排出。
31.另外，对于所述水流凹槽而言，其一端部与所述出口对应布置，另一端部与所述进口对应布置。为了实现使得所述水流凹槽水循环均匀，还可以在所述密封盖板或所述导热盖板上设置有辅助水槽1048，辅助水槽1048布置在所述水流凹槽的外部并连通所述水流凹槽的两端部，辅助水槽1048相比于所述水流凹槽整体宽度较窄且深度较浅。对于所述进口进入到所述水流凹槽的冷水，连接在所述水流凹槽的两端部的辅助水槽1048能够辅助水流在两端部之间流动，进而使得所述水流凹槽水循环更加均匀。
32.又进一步的，为了配合水冷散热的方式，进一步的优化所述变频模块的散热效率，所述安装凹槽的侧壁还设置有通风槽1032，所述安装座的外壁还设置有连通所述通风槽的风道1033，所述通风槽中设置有散热风机105。
33.具体的，对于所述变频模块而言其一表面贴靠在所述导热盖板上，而另一表面则可以进一步的通过气流来辅助散热。所述散热风机启动后，安装凹槽1031的热空气能够通过风道1033与外界环境进行空气循环流动，进而使得安装凹槽1031中持续进入到外部的空气进行散热。其中，可以在所述安装座上配置有两个相对布置的通风槽1032来安装所述散热风机，一所述散热风机用于将外界空气吸入到所述安装凹槽中，另一个所述散热风机用于将所述安装凹槽中热气排出，以加快散热效率。
34.实施例二，如图1-图9所示，基于上述实施例一，本发明还提供一种智能水泵，包括泵体200，所述泵体具有进水腔体（未标记）和出水腔体（未标记），还包括实施例一种的水冷式变速电机100，所述进水腔体通过第一连接管201与所述水冷式变速电机100的水冷流道1040连接，所述出水腔体分别通过第二连接管203与所述水冷式变速电机100的水冷流道1040连接。
35.具体的，智能水泵在运行过程中，电机100启动带动泵体中的叶轮转动以驱动所述进水腔体吸入水并从出水腔体排出水。而在此过程中，出水腔体中的水压较大，出水腔体中的冷水可以部分经由第一连接管201输送至水冷流道中参与吸收变频模块产生的热量，而吸热后的水再经由第二连接管203输送至进水腔体中，进而完成冷却水的循环流动。这样，便可以无需额外配置冷水循环设备而利用水泵自身的进水腔体和出水腔体的水压差来实现冷水的循环流动。
36.其中，为了方便实现自动控制冷水的流动，还可以在其中一所述连接管上设置有水阀202。以第一连接管201上设置有水阀202为例，水阀202可以控制第一连接管201的通水量大小。而水阀202可以为手动阀或电控阀。
37.以采用电控阀为例，相对应的，可以在所述安装凹槽中设置有温度传感器（未图示），水阀202和温度传感器分别与控制器300电连接。水泵在运行过程中，当温度传感器检测到的温度值高于上限温度值时，控制器300则控制水阀202加大开度，加大第一连接管201的冷水流量，进而加快冷却速度。而当温度传感器检测到的温度值低于下限温度值时，控制器300则控制水阀202减小开度。
38.更进一步的，本实施例水冷式变速电机在泵体200内集成安装有流量检测模块400，所述流量检测模块包括支撑架1、检测管道2和流量计3，所述支撑架设置在所述泵体中，所述检测管道设置在所述支撑架上并悬空布置所述泵体中，所述流量计的传感器31设置在所述检测管道中并与所述控制器电连接。
39.具体而言，所述泵体上设置有进水管（未标记）和出水管（未标记），所述进水管连通所述进水腔体，所述出水管连通所述出水腔体；所述进水管或所述出水管中设置有流量检测模块，流量检测模块400中的检测管道2设置在泵体200内，并且，流量检测模块400中流量计3的传感器31则布置在检测管道2中。
40.对于检测管道2而言，检测管道2的整体呈直管结构，并且，检测管道2的流路长度与流路直径比满足国家标准所要求的直管段长度要求，即检测管道2的长度不小于检测管道2中水流流道直径的5倍。
41.而在实际使用过程中，所述泵体中设置有可转动地叶轮（未图示），所述电机用于驱动所述叶轮转动以使得水流流入到泵体200中，泵体200中的水流还会流入到检测管道2内，对于流经检测管道2内的水流经过传感器31，进而通过流量计3进行流量的检测。
42.由于检测管道2的流路长度与流路直径比满足国家标准所要求的直管段长度要，使得检测管道2内的水流流速分布均匀，进而提高传感器31的检测精度。
43.另外，对于检测管道2整体而言，其整体长度较小，以在较小长度条件下满足流量计3的安装要求。这样，便可以将检测管道2直接集成在泵体200内，而无需在泵体200的外部额外配置管道来形成直管段。
44.并且，泵体200上设置有走线孔（未标记），所述传感器上连接的线缆密封穿过所述走线孔并与所述控制器电连接。在泵体200上设置的走线孔中设置有密封圈等密封部件来对穿过走线孔的线缆进行密封处理。传感器上连接的线缆从泵体200上伸出后方便与控制器进行电连接。
45.进一步的，如图11所示，检测管道2中还设置有第一导流板21，第一导流板21沿检测管道2的轴线延伸并布置在传感器31的进水侧。
46.具体的，通过在检测管道2中配置第一导流板21，第一导流板21能够更好的导向流入到检测管道2中的水流，所述第一导向板沿检测管道2的轴线方向延伸布置，以使得水流在检测管道2中能够更加快速平稳的流动，进而起到更好的均衡检测管道2内的水流流速。又进一步的，检测管道2中还设置有第二导流板22，第二导流板22沿检测管道2的轴线延伸并布置在传感器31的出水侧。具体的，对于检测管道2中传感器31的出水一侧同样的配置有第二导流板22，以引导检测管道2中的水流顺畅的导出，进而更有效的确保检测管道2内的水流流速达到均匀性。
47.同样的，如图12所示，检测管道2的内部形成安装腔体23，检测管道2中形成进水流道24和出水流道25，进水流道24和出水流道25分别连通安装腔体23。
48.具体的，为了更有效的减小检测管道2的整体长度，并满足传感器31的安装要求，则可以在所述检修管道中位于中间部位形成安装腔体23来安装传感器31，而安装腔体23的两侧则设置直径尺寸相比于安装腔体23尺寸较小的进水流道24和出水流道25，利用进水流道24和出水流道25，来满足流量计3检测时对直管段长度的要求，同时，由于进水流道24和出水流道25的管径较小，能够更有效的缩短检测管道2的整体长度。
49.进一步的，沿泵体200内的水流流动方向，检测管道2的外部尺寸由进水流道24至安装腔体23逐渐增大、并由安装腔体23至出水流道25逐渐减小。
50.具体的，检测管道2由于通过支撑架1悬空设置在泵体200内，为了减少检测管道2对泵体200内的水流造成较大的水阻，检测管道2的进水端部和出水端部均设置为锥形结构，以起到对水流进行导流的作用，进而实现减少对水流产生的水阻。
51.在某些实施例中，为了方便传感器31进行连线，支撑架1中设置有布线通道（未标记），所述控制器与传感器31之间的线缆布置在所述布线通道中。
52.通过配置检测管道来安装流量计的传感器，检测管道的长度较短且管径较小，这样，便可以满足流量计的传感器为满足测量精确度而所需达到的直径与长度的比值，检测管道内的水流流速能够流道传感器位置处达到分布均匀，以确保流量计的传感器准确的测量，而对于检测管道而言，其相对于水泵的进出水口的尺寸较小，进而可以从水泵整体安装上减小所占用的空间，实现减小为安装流量计而需要配置的直管段长度，以减小安装水泵所需要的占地空间。
53.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。
54.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。