微型电磁泵的设计结构

       在化工、医药、食品工业中,如果采用一对通过磁力祸合的联轴器来传递动力,则无需泵传统结构上的轴动密封,从而可以从根本上杜绝轴动密封不可避免的泄漏带来的烦恼,这种采用磁力传动的泵产品很受欢迎,尤其是微型电磁泵,这种电磁泵集自吸、耐腐蚀、无泄漏、成本低等优点于一体,使用户感到非常经济和可靠。我们就近年来对微型电磁泵结构和水力设计研究做工作介绍如下。

1、总体结构

    图1、图2、图3是几种典型的圆筒式磁力传动塑料电磁泵(外混式)总体结构图,它们都由泵体前盖1、泵体后盖2.内蜗壳3.隔离套4、主动磁环5、从动磁环6、后轴承7、前轴承8、叶轮9等主要零部件组成(图1和图2结构中多一个中间体10)。

微型电磁泵设计结构
电磁泵结构

2、泵体结构

    考虑到便于塑料成型模具的制作和注射、脱模等工艺问题,泵体采用分体组合式结构。图1和图2结构的泵体由泵体前盖1、泵体后盖2、内蜗壳3、中间体10组成,其中内蜗壳通过泵体后盖和中间体定位对压固定,并由后盖、中间体、内蜗壳三件形成电磁泵体的汽水分离室兼做储水室,回流孔开在内蜗壳上,而进水室则由前盖与中间体构成,进口接头和拍门与前盖制为一体。图3结构的泵体比图1、图2结构的泵体减少了一个中间体,泵进口接头与内蜗壳制成一体,无拍17,在使用中外接鹅形管并加上i1=回阀,形成进水室,而汽水分离式兼储水室由泵体前盖、泵体后盖、内蜗壳三件构成。

2.3转子部件结构

     1)磁环

    主动磁环与电机轴通过键联接为一体,随电机转子一同转动。主、从动磁环上间隔嵌有高磁强度的磁钢片,相邻两块磁钢片的极性相反排列,当主动磁环随电机转子一同转动时,通过磁场作用,将带动从动磁环同步转动,由隔离套将主、从动磁环分成两个腔体。

     2)泵转子部件

    图1结构中,泵转子部件由轴及安装在轴上的叶轮和从动磁环构成,负载由安装在泵体后盖和隔套上的两个滑动轴承承受,由于轴浸没在液体中,故一般用耐高温、耐磨蚀材料制造,这种结构适用于较大功率的泵。图2和图3两种结构中,从动磁环与叶轮联成一体构成泵转子。图2中,轴承设在泵体内蜗壳和隔离套上,无轴,故此结构非常简单,适宜小功率泵采用。图3结构中有轴,但轴本身不转动,仅有一个滑动轴承,设在转子内轴芯线上,轴的一端固定在内蜗壳上,另一端固定在隔离套上。这种结构可用于较大功率的泵上。

     3)冷却与润滑

    主、从动磁环在气隙中所产生的磁场对隔离套来说是一个旋转磁场,因此,将在隔离套中产生涡流损失并使隔离套发热,同时,由于转子部件高速转动,滑动轴承所产生的摩擦热量也是不可低估的,因此需要设计冷却与润滑系统。在图1、图2中,通过在转子中心线上开通孔,使泵进口与出口相通,形成部分液体循环回路,在泵进出口压力差作用下,部分液体将通过这一回路流动,达到轴承的冷却、润滑及冷却隔离套的目的。图3中,滑动轴承很长,滑动轴承轴瓦间的间隙直接将泵进口与出口连成了一个回路,由此,轴承的冷却与润滑、隔离套的冷动通过这一回路的液体来实现。

     4)叶轮

    叶轮结构设计中主要考虑塑料模具在叶轮注塑成型后的脱模问题,笔者设计时采用两种结构。一种为分体组合式,叶片与后盖板为一体,在叶片上设有凸钉铆钉),前盖板上相应位置设有孔。通过铆接将前盖板和后盖板带叶片)铆接为一整体叶轮。这种结构,可以使叶轮轴面流道面积变化较为合理,水力效率较高,但模具费用高、工艺烦杂。另一种结构为整体形叶轮,流道部分分为两块芯模抽出,这种结构,流道扩散较大,水力效率低,适宜固液体混输的化工泵叶轮采用,其优点是工艺较为简单。

 

    采用分块组合式结构对复杂的电磁泵可以使造型及工艺简单化,特别是对塑料电磁泵而言,可以简化模具、降低成本。

    采用空芯轴的中心通孔使泵出口高压区与泵进口低压区形成流动回路的结构,可使微型电磁泵的轴承得到有效的冷却与调解,从而提高运行可靠性。

    采用S型进口流道和外混式气液混合与分离型式结构及相应的水力设计方法,可获得优良的水力性能。

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