三元流永磁同步潜水电泵论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种三元流永磁同步潜水电泵，包括从上到下设置的泵体、连接架和永磁同步电机，连接架与泵体间通过阶梯密封件连接，阶梯密封件靠近泵轴一侧设有凸起，阶梯密封件另一侧依次设有橡胶圈、缓冲弹簧和固定架；连接架上设有套设过滤件的进水节，过滤件由两个过滤扇组成，过滤件包括第一过滤层，第一过滤层上、下两端设有第一翻边和第二翻边，第一翻边与第二翻边上设有腰孔和导向槽，导向槽内连接第二过滤层；本实用新型能有效过滤进入泵体的水体，过滤的杂质不会在过滤件内部沉积，堵塞过滤层，过滤层结构简单，方便拆卸、清理，缓解了水体压力对密封结构的影响。

主设计要求

1.三元流永磁同步潜水电泵，其特征在于，包括空心圆柱状的泵体（2），泵体（2）底部连接连接架一端，连接架另一端固定有永磁同步电机（3），泵体（2）中心轴向设有泵轴（5），泵轴（5）轴身设有数个三元流叶轮（8），泵轴（5）上端连接逆止阀体，逆止阀体固定于泵体（2）内顶部，逆止阀体上方连接输水管（1），泵轴（5）下端穿过连接架与永磁同步电机（3）的转轴连接，连接架周围设有进水节（7），进水节（7）外围套设有过滤件（4），所述过滤件（4）由两个过滤扇拼接而成；所述连接架通过阶梯密封件（6）与泵体（2）底部连接，阶梯密封件（6）由阶梯密封（61）与密封环（62）组成，所述阶梯密封（61）与密封环（62）靠近泵轴（5）一侧设有不规则的凸起（63），所述密封环（62）远离泵轴（5）一侧固定有橡胶圈，橡胶圈外侧连接缓冲弹簧（64）的一端，缓冲弹簧（64）的另一端与固定件（65）连接，固定件（65）固定于连接架上；所述过滤扇包括横截面呈弧形的第一过滤层（41），第一过滤层（41）的弧形两侧设有侧耳（43），侧耳（43）上开有螺栓孔，两个过滤扇通过穿设于螺栓孔内的螺栓螺母固定；所述第一过滤层（41）顶部设有朝向泵轴（5）的第一翻边（42），所述第一过滤层（41）底部设有朝向泵轴（5）的第二翻边，所述过滤件（4）的第一翻边（42）与第二翻边上均匀设有四个腰孔（44），过滤件（4）通过穿过腰孔（44）的螺栓螺母，固定在连接架上；所述第一翻边（42）和第二翻边相对的一侧均设有环形的导向槽，导向槽内卡接有第二过滤层（45），所述第二过滤层（45）能沿导向槽转动，第二过滤层（45）靠近第一过滤层（41）一侧设有波浪形的金属过滤网；所述第二过滤层（45）的曲面上均匀分布四组螺纹孔，第二过滤层（45）内的泵轴（5）上套设有转动件，转动件上与各组螺纹孔相对处设有连接板（46），连接板（46）靠近第二过滤层（45）侧，设有与第二过滤层（45）曲面上的螺纹孔位置、尺寸相同的孔，连接板（46）与第二过滤层（45）螺钉连接，连接板（46）与第二过滤层（45）连接处对应的第一过滤层（41）上设有四个活动面（48），活动面（48）一端与第一翻边（42）铰接，活动面（48）另一端通过弹性凸起与第二翻边上的孔卡接。

设计方案

所述连接架通过阶梯密封件（6）与泵体（2）底部连接，阶梯密封件（6）由阶梯密封（61）与密封环（62）组成，所述阶梯密封（61）与密封环（62）靠近泵轴（5）一侧设有不规则的凸起（63），所述密封环（62）远离泵轴（5）一侧固定有橡胶圈，橡胶圈外侧连接缓冲弹簧（64）的一端，缓冲弹簧（64）的另一端与固定件（65）连接，固定件（65）固定于连接架上；

所述过滤扇包括横截面呈弧形的第一过滤层（41），第一过滤层（41）的弧形两侧设有侧耳（43），侧耳（43）上开有螺栓孔，两个过滤扇通过穿设于螺栓孔内的螺栓螺母固定；所述第一过滤层（41）顶部设有朝向泵轴（5）的第一翻边（42），所述第一过滤层（41）底部设有朝向泵轴（5）的第二翻边，所述过滤件（4）的第一翻边（42）与第二翻边上均匀设有四个腰孔（44），过滤件（4）通过穿过腰孔（44）的螺栓螺母，固定在连接架上；所述第一翻边（42）和第二翻边相对的一侧均设有环形的导向槽，导向槽内卡接有第二过滤层（45），所述第二过滤层（45）能沿导向槽转动，第二过滤层（45）靠近第一过滤层（41）一侧设有波浪形的金属过滤网；

所述第二过滤层（45）的曲面上均匀分布四组螺纹孔，第二过滤层（45）内的泵轴（5）上套设有转动件，转动件上与各组螺纹孔相对处设有连接板（46），连接板（46）靠近第二过滤层（45）侧，设有与第二过滤层（45）曲面上的螺纹孔位置、尺寸相同的孔，连接板（46）与第二过滤层（45）螺钉连接，连接板（46）与第二过滤层（45）连接处对应的第一过滤层（41）上设有四个活动面（48），活动面（48）一端与第一翻边（42）铰接，活动面（48）另一端通过弹性凸起与第二翻边上的孔卡接。

2.根据权利要求1所述的三元流永磁同步潜水电泵，其特征在于，所述第一过滤层（41）、金属过滤网和第二过滤层（45）的过滤孔目数逐级增多。

3.根据权利要求1所述的三元流永磁同步潜水电泵，其特征在于，所述过滤件（4）远离泵轴（5）一侧相对设有两个加强筋（47），两个加强筋（47）的中心连线与两个侧耳（43）中心连线垂直。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于通用机械技术领域，涉及一种三元流永磁同步潜水电泵。

背景技术

潜水电泵作为电机与水泵直接潜入水中工作的提水机具，可用于深井水、河流水、水库和水渠等作业工程，不同的水质中所含杂质不同，杂质进入潜水电泵泵体与叶轮发生碰撞，降低了潜水电泵的工作效率和叶轮的使用寿命，现有技术中通过设置过滤装置过滤杂质，提高叶轮的使用寿命和潜水电泵的工作效率，但是过滤效果有待提高，同时现有过滤装置清理困难；同时潜水电泵工作时，叶轮转动使得泵体内的压力改变，进而降低泵体与电机间密封结构的密封效果，不利于潜水电泵的工作。

发明内容

为了达到上述目的，本实用新型提供一种三元流永磁同步潜水电泵，通过合理设置过滤装置的结构，提高过滤效果，该过滤装置结构简单、便于清理和更换；本实用新型降低了密封结构受水压力的影响，提高密封效果，进而提高潜水电泵的工作效率。

本实用新型所采用的技术方案是，三元流永磁同步潜水电泵包括空心圆柱状的泵体，泵体底部连接连接架一端，连接架另一端固定有永磁同步电机，泵体中心轴向设有泵轴，泵轴轴身设有数个三元流叶轮，泵轴上端连接逆止阀体，逆止阀体固定于泵体内顶部，逆止阀体上方连接输水管，泵轴下端穿过连接架与永磁同步电机的转轴连接，连接架周围设有进水节，进水节外围套设有过滤件，所述过滤件由两个过滤扇拼接而成；

所述连接架通过阶梯密封件与泵体底部连接，阶梯密封件由阶梯密封与密封环组成，所述阶梯密封与密封环靠近泵轴一侧设有不规则的凸起，所述密封环远离泵轴一侧固定有橡胶圈，橡胶圈外侧连接缓冲弹簧的一端，缓冲弹簧的另一端固定件连接，固定件固定于连接架上；

所述过滤扇包括横截面呈弧形的第一过滤层，第一过滤层的弧形两侧设有侧耳，侧耳上开有螺栓孔，两个过滤扇通过穿设于螺栓孔内的螺栓螺母固定；所述第一过滤层顶部设有朝向泵轴的第一翻边，所述第一过滤层底部设有朝向泵轴的第二翻边，所述过滤件的第一翻边与第二翻边上均匀设有四个腰孔，过滤件通过穿过腰孔的螺栓螺母，固定在连接架上；所述第一翻边和第二翻边相对的一侧均设有环形的导向槽，导向槽内卡接有第二过滤层，所述第二过滤层能沿导向槽转动，第二过滤层靠近第一过滤层一侧设有波浪形的金属过滤网；

所述第二过滤层的曲面上均匀分布四组螺纹孔，第二过滤层内的泵轴上套设有转动件，转动件上与各组螺纹孔相对处设有连接板，连接板靠近第二过滤层侧，设有与第二过滤层曲面上的螺纹孔位置、尺寸相同的孔，连接板与第二过滤层螺钉连接，连接板与第二过滤层连接处对应的第一过滤层上设有四个活动面，活动面一端与第一翻边铰接，活动面另一端通过弹性凸起与第二翻边上的孔卡接。

进一步的，第一过滤层、金属过滤网和第二过滤层的过滤孔目数逐级增多。

进一步的，过滤件远离泵轴一侧相对设有两个加强筋，两个加强筋的中心连线与两个侧耳中心连线垂直。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型合理设置过滤装置，减少了进入潜水电泵的杂质量，提高了叶轮的使用寿命；2、本实用新型的过滤装置结构简单，能进行简单清理，杂质堵塞过滤孔的几率降低；3、本实用新型的密封结构受水压力影响减小，密封效果良好；4、本实用新型的过滤装置结构强度高，提拉过程中不易损坏；5、使用三元流叶轮，能有效提高水泵的通流量，缓解汽蚀现象，提高水泵扬程，并减轻泵体的质量，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型的整体结构图。

图2是图1A的放大图。

图3是过滤件的结构示意图。

图4是图3B-B截面的示意图。

图5是泵体的结构图。

图中，1.输水管，2.泵体，3.永磁同步电机，4.过滤件，5.泵轴，6.阶梯密封件，7.进水节，8.三元流叶轮，41.第一过滤层，42.第一翻边，43.侧耳，44.腰孔，45.第二过滤层，46.连接板，47.加强筋，48.活动面，61.阶梯密封，62.密封环，63.凸起，64.缓冲弹簧，65.固定件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

三元流永磁同步潜水电泵结构如图1所示，包括泵体2和永磁同步电机3，泵体2底部连接连接架一端，连接架另一端固定有永磁同步电机3，泵体2结构如图5所示，泵体2内顶部固定有逆止阀体，逆止阀体连接有穿过泵体2顶部的输水管1，逆止阀体下方固定有泵轴5，泵轴5轴身设有数个三元流叶轮8，泵轴5底部穿过连接架与永磁同步电机3的转轴连接，连接架周围设有进水节7，进水节7周围设有过滤件4；过滤件4结构如图3和图4所示，过滤件4由螺栓螺母连接的两个过滤扇拼接而成，过滤扇包括横截面呈弧形的第一过滤层41，第一过滤层41的弧形两侧设有侧耳43，侧耳43上开有螺旋孔，两个过滤扇通过穿设于螺旋孔内的螺栓连接，第一过滤层41远离泵轴5一侧中间设有与侧耳43方向相同的加强筋47，第一过滤层41的上端设有朝向泵轴5的第一翻边42，第一过滤层41的下端设有朝向泵轴5的第二翻边，过滤件4的第一翻边42和第二翻边上均匀分布有四个腰孔44，腰孔44内穿设有螺栓，过滤件4通过螺栓螺母连接在连接架上，第一翻边42与第二翻边相对的一侧均设有环形的导向槽，导向槽的形状与第一过滤层41相似，导向槽内滑动连接有第二过滤层45，第二过滤层45靠近第一过滤层41的一侧设有波浪形的金属过滤网，第二过滤层45的曲面上，均匀分布有4组螺纹孔，泵轴5上套设有转动件，转动件周围均匀设有4个连接板46，连接板46靠近第二过滤层45的一侧，设有与第二过滤层45曲面上的螺纹孔相对的位置、尺寸相同的孔，连接板46与第二过滤层45螺栓连接，连接板46与第二过滤层45连接处对应的第一过滤层41上设有四个活动面48，活动面48一端与第一翻边42铰接，活动面48另一端通过弹性凸起与第二翻边上的孔卡接，活动面48与第二翻边的卡接处位于导向槽与第一过滤层41间，不会影响第二过滤层45的滑动。

参照图2，连接架与泵体2底部通过阶梯密封件6连接，阶梯密封件6由阶梯密封61与密封环62组成，阶梯密封61与密封环62靠近泵轴5一侧设有不规则的凸起63，密封环62远离泵轴5一侧套设有橡胶圈，橡胶圈外侧连接有缓冲弹簧64一端，缓冲弹簧64另一端连接固定件65，固定件65固定在连接架上。

第一过滤层41、金属过滤网和第二过滤层45的过滤孔目数依次增加。

本实用新型利用三元流叶轮8将电机的动力转换为输送液体的动能，由于三元流叶轮8的叶片在高度以及液体流向方向均有扭曲，叶片较宽，使得叶轮的轮毂减少，通流量增大，三元流叶轮8的叶片边向进水节7伸展，减少了液体进入的损失，缓解了汽蚀现象，提高了潜水电泵的扬程；三元流叶轮8的外径小、高度低，使用三元流叶轮8能减少泵体2的体积，泵体2的制造用材减少，潜水电泵的生产成本降低，质量变轻。

本实用新型的过滤件4拆装方便，首先将第二过滤层45曲面上的螺纹孔与连接板46对齐，使用螺钉固定第二过滤层45与连接板46，然后转动第一过滤层41上的活动面48，使活动面48的弹性凸起卡接于第二翻边的孔内，通过过滤扇上的腰孔44将过滤扇固定在连接架上，利用螺栓螺母将过滤扇的侧耳43固定在一起完成安装；工作时，将潜水电泵置于水中，泵体2内充满液体后打开永磁同步电机3的电源，水经过第一过滤层41、金属过滤网和第二过滤层45逐级过滤后进入泵体2内，有效滤除水中夹杂的颗粒杂质，减少进入泵体2的杂质，延长三元流叶轮8的使用寿命，三元流叶轮8的叶片较宽，叶轮上的轮毂少，水的通流量增大；永磁同步电机3的转轴带动泵轴5进行转动，泵轴5转动带动连接板46，促使第二过滤层45发生转动，波浪形的金属过滤网搅动过滤后的水体，使得杂质难以在过滤件4内沉积，同时还能对第一过滤层41过滤孔内的沉积物进行简单清理，降低了杂质堵塞过滤孔的几率，延长电机的清理周期；过滤件4与泵体2内的三元流叶轮8共同搅动水体，使得水的压力在阶梯密封件6处分布较均匀，结合阶梯密封件6内侧不规则的凸起63，能够减轻泵内阶梯密封件6所承受的水压力，增加密封效果；密封环62远离泵轴5一侧设置的缓冲弹簧64和固定架，能够对密封环62进行支撑，进一步提高密封效果，延长阶梯密封件6的使用寿命。

本实用新型过滤件4周围的侧耳43和加强筋47能够提高过滤件4的强度，使过滤件4受力后不易变形，同时在潜水电泵进行提拉移动时，侧耳43和加强筋47能避免过滤件4与井壁、河道等接触，进一步延长过滤件4的使用寿命。

本实用新型使用三元流叶轮8，能够减少水从进水节7向泵体2流动的损失，缓解了由于水流局部压力减小造成的汽蚀现象，在一定程度上提高潜水电泵的扬程；由于三元流叶轮8的外径小、高度低，能减小泵体2的体积，使得泵体2的制造用材减少，潜水电泵的生产成本降低，质量变轻。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

设计图

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