[发明专利]一种一体化轴向悬浮永磁同步屏蔽泵

说明书

本发明公开了一种一体化轴向悬浮永磁同步屏蔽泵，包括泵体与永磁屏蔽电机，永磁屏蔽电机设有绕组定子、泵轴以及固定在泵轴上的永磁转子，泵轴的头部与泵体内的叶轮连接，泵轴通过永磁屏蔽电机端部的轴向悬浮轴承装置支撑；轴向悬浮轴承装置包括轴承座和轴套座，轴承座与永磁屏蔽电机固定，包括静磁圈与轴承，轴套座与泵轴固定，包括动磁圈与轴套，轴套位于泵轴与轴承之间；静磁圈与动磁圈均由若干个环形磁圈轴向组合而成，静磁圈的内圈与动磁圈的外圈的磁极极性均沿轴向交替变换；静磁圈的内圈与动磁圈的外圈正对处的磁极极性相反。利用本发明，能够降低永磁电机的涡流损耗，提升效率，并利用永磁体的磁力完全平衡轴向力。

技术领域

本发明涉及一种输送流体介质的泵装置，尤其是涉及一种一体化轴向悬浮永磁同步屏蔽泵。

背景技术

目前，屏蔽泵多采用普通三相异步屏蔽电机或电励磁同步屏蔽电机，这类屏蔽电机一般由定子、在定子中旋转的鼠笼转子、两端支撑转子的轴承以及固定轴承的轴承座等组成。转子和定子分别用屏蔽套包覆，由于存在电涡流损耗，其效率低于三相异步电机或电励磁同步电机。一些应用中也开始考虑将永磁电机应用在屏蔽泵中，通过励磁电流的消除，降低定子电流和定转子电阻损耗，提高了电机效率。

申请号为201310662615.6的中国专利文献公开了一种立式自冷却永磁屏蔽泵。该屏蔽泵包括泵壳、叶轮和屏蔽电机，屏蔽电机包括外壳、定子铁芯、定子绕组、转子铁芯和永磁铁，屏蔽电机内腔壁上设有屏蔽套，屏蔽套将永磁体和定子铁芯隔离，泵壳与屏蔽电机之间设有隔离套，隔离套上设有过液孔，过液孔将泵腔和屏蔽电机的内腔贯通；转子铁芯和叶轮共用主轴，主轴一端设有第一轴承，另一端设有第二轴承，转子铁芯、永磁铁和第二轴承位于由隔离套和屏蔽套构成的空腔内；屏蔽套上设置有若干槽孔将第二轴承的两侧空腔连通；泵壳的出口和屏蔽电机的内腔通过冷管连通。具有冷却效果好，效率高等特点。但该结构在转子轴向力平衡上仅靠介质润滑的推力轴承承受，造成轴承的磨损，长时间运行后容易出现故障。

另外，申请号为201710298845.7的中国专利文献公开了一种带磁悬浮轴承的磁力泵，属于永磁传动的磁力泵，包含泵体、叶轮、永磁止推环、永磁转子、电磁轴承、轴承定位套、控制器、泵盖、轴承座、联接架、泵轴、外磁转子、隔离套、内磁转子和电机；轴承座套置在泵轴与联接架之间，两端分别设有第一电磁轴承和第二电磁轴承；泵轴上依次套装有第一永磁止推环、第一永磁转子、第二永磁转子、第二永磁止推环；两个永磁转子处于悬浮状态，并与两个电磁轴承永不接触；两个永磁止推环处于悬浮状态，并与两个电磁轴承永不接触。该发明提供的带磁悬浮轴承的磁力泵，解决了传统磁力泵的结构缺陷，使泵在运转过程中的两对摩擦副具有无接触、无摩擦磨损、无需润滑，高转速等特点，从而极大提高了磁力泵的使用寿命。但是，该专利主要采用电磁力悬浮技术解决止推环磨损，其结构相对复杂；同时，该专利还需要在介质压力腔内布置位置反馈传感器，控制难度大，实现难度大。

目前普遍采用的电励磁屏蔽电机，因考虑到定转子间隙与效率成反比而采用较小的间隙，容易产生磨损问题而不利于输送含有固体微颗粒的介质。然而，永磁同步电机不需要转子励磁，不但效率高，而且定转子间隙对效率的影响小。因此，用其代替电励磁电机，可通过采用较大的转定子间隙来明显改善常规磁屏蔽泵的上述缺点。

虽然永磁电机的采用提高了屏蔽泵的可靠性和环境适应性，但有两个问题仍要解决：首先是永磁屏蔽泵定子表面仍然存在金属屏蔽套，会产生较高的电涡流损耗；其次是转子轴向受力难以完全平衡容易造成推力轴承磨损。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种一体化轴向悬浮永磁同步屏蔽泵，降低永磁电机的涡流损耗以及振动噪声，提升效率，而且通过磁力耦合，可以承受叶轮水力及转子自重产生的轴向力，提高屏蔽泵运行的稳定性与可靠性。

本发明的技术方案如下：