本發(fā)明涉及工業(yè)液體輸送和城市給排水領(lǐng)域，尤其涉及一種液冷變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的低噪音不銹鋼多級(jí)離心泵。

背景技術(shù)：

多級(jí)離心泵應(yīng)用于工業(yè)液體的輸送和城市給排水、高層建筑增壓供水、消防增壓、采暖、浴室等冷暖水循環(huán)增壓及設(shè)備配套以及空調(diào)機(jī)組循環(huán)、冷卻水輸送等。

目前多級(jí)離心泵所采用的電機(jī)大部分為標(biāo)準(zhǔn)定頻工業(yè)電機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)定頻工業(yè)電機(jī)對(duì)于噪音要求較高的應(yīng)用，比如住宅、商務(wù)辦公、賓館、酒店和醫(yī)院等，很難滿足客戶的要求。降低噪音的主要方法有兩個(gè)：一是降低噪音源的振動(dòng)功率，二是阻礙或者切斷其傳播途徑。降低噪音源振動(dòng)功率一直以來(lái)是設(shè)計(jì)工作者的追求，但是難度較大，成本較高。阻礙或者切斷噪音傳播途徑也能有效的降低噪音水平，但是需要較大的空間，同時(shí)成本高。另一方面，定頻電機(jī)不利于節(jié)能，液體輸送領(lǐng)域目前流行的節(jié)能技術(shù)是采用變頻調(diào)速。

本發(fā)明的液體冷卻多級(jí)離心泵由于采用液冷變頻電機(jī)，去掉了傳統(tǒng)電機(jī)上冷卻用風(fēng)扇，從而消除了一個(gè)噪音源，電機(jī)通過電機(jī)內(nèi)殼體和外殼體雙重封閉，阻礙了電機(jī)噪音的傳遞途徑，降低了電機(jī)的噪音，從而降低了離心泵的噪音；同時(shí)，通過液體同時(shí)冷卻電機(jī)的定子和支撐軸承，把電機(jī)產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走，降低了電機(jī)的溫度，提高了電機(jī)可靠性。另一方面，在部分負(fù)荷工況，液冷變頻電機(jī)通過降低電機(jī)轉(zhuǎn)速降低多級(jí)離心泵的轉(zhuǎn)速，從而降低離心泵的功耗。

本發(fā)明的靜音離心泵采用液冷變頻器和液冷電機(jī)集成式液冷變頻電機(jī)：一方面解決了噪音問題；另一方面電機(jī)和變頻器作為一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在部分負(fù)荷工況通過自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，降低電機(jī)能耗，降低靜音離心泵系統(tǒng)的運(yùn)行成本。同時(shí)靜音離心泵還設(shè)計(jì)了強(qiáng)大的通訊功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)多級(jí)離心泵的噪音和能耗問題，提供一種低噪音、低能耗多級(jí)離心泵的解決方案。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種靜音多級(jí)離心泵，其包括：

泵體，位于離心泵底部，所述泵體包括液體吸入口和排出口；

泵軸，軸向容置在所述泵體內(nèi)，所述泵軸上套接有軸套和葉輪間隔環(huán)；

滑動(dòng)軸承，套接在所述軸套外側(cè)，滑動(dòng)支撐所述泵軸；

葉輪，插接在所述泵軸上并由所述葉輪間隔環(huán)軸向定位，所述泵軸帶動(dòng)所述葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將從所述泵體吸入口進(jìn)入的流體加壓；

導(dǎo)葉，安裝在所述軸套外側(cè)，通過所述葉輪加壓的液體由首級(jí)所述導(dǎo)葉收集并降低流速，進(jìn)入下一級(jí)所述葉輪繼續(xù)加壓直至把液體從所述排出口排出并送入給水系統(tǒng)；

液冷變頻電機(jī)，其通過電機(jī)支架軸向安裝在所述泵體上端，所述電機(jī)支架與泵體通過拉緊螺栓鎖緊；

所述電機(jī)支架具有支架內(nèi)殼與支架外殼，所述支架內(nèi)殼與支架外殼之間形成連通所述泵體腔室的引液孔及回液孔；

所述液冷變頻電機(jī)為液冷電機(jī)與液冷變頻器集成一體式結(jié)構(gòu)；

所述液冷電機(jī)的殼體由包含電機(jī)定子的電機(jī)內(nèi)殼和電機(jī)外殼構(gòu)成，所述電機(jī)內(nèi)殼與電極外殼之間形成電機(jī)的回液管用于電機(jī)冷卻液的流通；用于容置所述葉輪及導(dǎo)葉的腔室具有外筒及內(nèi)筒，所述外筒與內(nèi)筒之間形成連通所述回液孔的回液管，所述回液管的出口連通至所述泵體的排出口；

所述液冷變頻器通過變頻器基座安裝在所述液冷電機(jī)的電機(jī)外殼上，所述變頻器基座具有進(jìn)液口與出液口用于連通所述回液管并將冷卻液引入所述液冷變頻器進(jìn)行冷卻；

電機(jī)軸，軸向容置在所述液冷電機(jī)的所述電機(jī)內(nèi)殼中間，由所述液冷電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；

滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)支撐所述電機(jī)軸；

聯(lián)軸器，用于聯(lián)接所述電機(jī)軸與泵軸，所述液冷電機(jī)通過所述電機(jī)軸及聯(lián)軸器帶動(dòng)所述泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述泵軸穿過所述電機(jī)支架的兩側(cè)位置采用機(jī)械密封，以隔斷所述泵體內(nèi)的流體進(jìn)入所述電機(jī)支架。

其中，所述滾動(dòng)軸承包括前端滾動(dòng)軸承與后端滾動(dòng)軸承，分別用于滾動(dòng)支撐所述電機(jī)軸的前端與后端，所述前端滾動(dòng)軸承設(shè)置在所述電機(jī)支架的頂端，所述電機(jī)軸穿過所述前端滾動(dòng)軸承后伸入所述電機(jī)支架內(nèi)并通過所述聯(lián)軸器與所述泵軸連接。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)支架內(nèi)還設(shè)置有套接在所述電機(jī)軸上的密封板，所述密封板通過密封圈與所述電機(jī)支架之間形成冷卻液流通通道以用于帶走所述前端滾動(dòng)軸承及電機(jī)支架與電機(jī)軸之間產(chǎn)生的熱量；所述密封板、密封圈及電機(jī)支架之間的冷卻液通道的入口與出口分別連通至所述引液孔的出口及回液孔的入口。

進(jìn)一步的，所述液冷變頻器還包括盤管及變頻器蓋板，所述盤管設(shè)置在所述變頻器基座與變頻器蓋板之間，所述變頻器基座與變頻器蓋板通過緊固螺釘裝配并配合密封圈形成封閉空間；所述盤管的液體入口與出口分別連通所述變頻器基座的進(jìn)液口與出液口，并進(jìn)一步連通至所述回液管。

其中，首級(jí)所述葉輪通過軸頭螺母軸向定位，首級(jí)和第二級(jí)葉輪之間通過軸套軸向定位，其余各級(jí)葉輪之間通過所述葉輪間隔環(huán)軸向定位。

進(jìn)一步的，所述葉輪的內(nèi)圈上有多個(gè)凸起徑向固定在泵軸外壁的多個(gè)溝槽上。

其中，首級(jí)所述導(dǎo)葉的一端插接在所述軸套上，首級(jí)所述導(dǎo)葉的另一端與其余導(dǎo)葉之間通過鋼帶串級(jí)配合定位。

進(jìn)一步的，所述軸套和導(dǎo)葉之間通過盈配合裝配在一起，所述滑動(dòng)軸承與軸套之間為間隙配合。

本發(fā)明的靜音多級(jí)離心泵采用液冷變頻電機(jī)，去掉了傳統(tǒng)電機(jī)冷卻用風(fēng)扇，消除了一個(gè)噪音源，同時(shí)電機(jī)通過電機(jī)內(nèi)殼和電機(jī)外殼的雙重封閉，阻礙了噪音的傳播，降低了電機(jī)的噪音，從而降低了離心泵的噪音；另一方面，在多級(jí)離心泵的工作過程中，通過液體循環(huán)同時(shí)冷卻變頻器、液冷電機(jī)的定子和支撐軸承，把液冷電機(jī)和液冷變頻器產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走，降低了液冷變頻電機(jī)的整體溫度，提高了液冷變頻電機(jī)的可靠性。液冷電機(jī)和液冷變頻器作為一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在部分負(fù)荷工況通過自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，降低液冷電機(jī)能耗，降低靜音離心泵系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

本發(fā)明的靜音離心泵設(shè)計(jì)了強(qiáng)大的通訊功能，包括采用無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備，比如手機(jī)上通過應(yīng)用程序操作控制液冷變頻電機(jī)的啟停及轉(zhuǎn)速控制；通過GPRS(通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù))發(fā)送信號(hào)到集中控制中心，實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控；通過工業(yè)總線協(xié)議(比如RS485、Modbus)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)及通過配置友好用戶界面的觸摸屏操作面板實(shí)現(xiàn)就地操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種靜音離心泵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明液冷變頻器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明液冷變頻器的變頻器基座結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明液冷變頻器的變頻器蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中數(shù)字表示：

1.鋼帶 2.葉輪 3.滑動(dòng)軸承

4.軸套 5.導(dǎo)葉 6.拉緊螺栓

7.機(jī)械密封 8.引液孔 9.前端滾動(dòng)軸承

10.電機(jī)外殼 11.液冷電機(jī) 12.后端滾動(dòng)軸承

13.泵體 14.外筒 15.回液管

16.葉輪間隔環(huán) 17.泵軸 18.回液孔

19.聯(lián)軸器 20.電機(jī)支架 21.密封圈

22.密封板 23.電機(jī)內(nèi)殼 24.電機(jī)回液管

25.液冷變頻器 251.進(jìn)液口 252.變頻器基座

253.盤管 254.變頻器蓋板 255.出液口

256.密封圈 257.緊固螺釘

具體實(shí)施方式

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

以兩級(jí)為例，圖1為本發(fā)明靜音離心泵的示意圖，本發(fā)明的靜音離心泵具體包括：鋼帶1、葉輪2、滑動(dòng)軸承3、軸套4、導(dǎo)葉5、拉緊螺栓6、機(jī)械密封7、引液孔8、前端滾動(dòng)軸承9、電機(jī)外殼10、液冷電機(jī)11、后端滾動(dòng)軸承12、泵體13、外筒14、回液管15、葉輪間隔環(huán)16、泵軸17、回液孔18、聯(lián)軸器19、電機(jī)支架20、密封圈21、密封板22、電機(jī)內(nèi)殼23、電機(jī)回液管24和液冷變頻器25。圖2為液冷變頻器結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為液冷變頻器的變頻器基座結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為液冷變頻器的變頻器蓋板結(jié)構(gòu)示意圖，液冷變頻器25主要包括進(jìn)液口251、變頻器基座252、盤管253、變頻器蓋板254、出液口255、密封圈256和緊固螺釘257。

泵軸17容置在葉輪2和導(dǎo)葉5內(nèi)，葉輪2插接在泵軸17上，泵軸17套接有軸套4和葉輪間隔環(huán)16?；瑒?dòng)軸承3套接在軸套4內(nèi)側(cè)用于滑動(dòng)支撐泵軸17，滑動(dòng)軸承3和軸套4之間為間隙配合。軸套4采用過盈配合裝配在導(dǎo)葉5上。滾動(dòng)軸承5滾動(dòng)支撐泵軸3。軸套4的加工精度較高，葉輪間隔環(huán)16的加工要求相對(duì)要低很多，其主要功能是用于葉輪2之間的軸向定位。

泵軸17通過軸套4采用滑動(dòng)軸承3支撐。液冷電機(jī)11的電機(jī)軸通過前端滾動(dòng)軸承9和后端滾動(dòng)軸承12支撐，前端滾動(dòng)軸承9一般為具有軸向載荷承載能力的角接觸深溝球軸承，而后端滾動(dòng)軸承12采用普通深溝球軸承，有時(shí)后端滾動(dòng)軸承12也會(huì)采用角接觸深溝球軸承。泵軸17通過聯(lián)軸器19與電機(jī)軸相聯(lián)接，外部的液冷電機(jī)11通過聯(lián)軸器19帶動(dòng)泵軸17轉(zhuǎn)動(dòng)，液冷變頻器25則通過變頻器基座252由緊固件裝配在液冷電機(jī)11的殼體上。泵軸17帶動(dòng)葉輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將從泵體13吸入的流體加壓，導(dǎo)葉5相互串級(jí)配合，通過鋼帶1緊固在一起，通過葉輪2的加壓液體通過導(dǎo)葉5收集并降低流速，并通過泵體13排出口排出。

首級(jí)葉輪2通過軸頭螺母軸向定位，第一級(jí)和第二級(jí)葉輪之間通過軸套4軸向定位，其余各個(gè)葉輪2之間通過葉輪間隔環(huán)16軸向定位。葉輪2內(nèi)圈上有多個(gè)凸起徑向固定在泵軸17的多個(gè)溝槽上。

導(dǎo)葉5的作用是把葉輪2甩出來(lái)的液體收集起來(lái)，使液體的流速降低，把部分速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芎?，再均勻地引入下一?jí)或者經(jīng)過泵體13排出口排出送入流體管網(wǎng)系統(tǒng)。導(dǎo)葉5使液體在連續(xù)的流道內(nèi)流動(dòng)，不易形成死角和突然擴(kuò)散，流體速度變化比較均勻，水力性能良好。

部分導(dǎo)葉5的一端插接在軸套4上，另一端通過導(dǎo)葉5之間的串級(jí)配合定位，例如首級(jí)導(dǎo)葉5。而軸套4和導(dǎo)葉5之間通過盈配合裝配在一起，滑動(dòng)軸承3與軸套4之間為間隙配合。

根據(jù)不同的葉輪直徑和不同的級(jí)數(shù)，可為多級(jí)離心泵配置多個(gè)滑動(dòng)軸承3，通過調(diào)整滑動(dòng)軸承3的數(shù)量?jī)?yōu)化，確保多級(jí)離心泵安全穩(wěn)定運(yùn)行。

電機(jī)支架20上開了引液孔8和回液孔18，作為冷卻液的循環(huán)通道。為了實(shí)現(xiàn)更好的冷卻效果，增加液冷變頻器25的冷卻面積，液冷變頻器25的冷卻采用盤管結(jié)構(gòu)。液體從離心泵高壓腔通過電機(jī)支架20上的引液孔8把液體首先通過進(jìn)液口251引入液冷變頻器25，然后液體通過盤管253把液冷變頻器25產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走，保證液冷變頻器25始終在一個(gè)較低的溫度。液冷變頻器25通過變頻器基座252和變頻器蓋板254由密封圈256組成封閉空間，變頻器基座252和變頻器蓋板254通過緊固螺釘257裝配。冷卻液冷變頻器25的循環(huán)液體經(jīng)過出液口255進(jìn)入電機(jī)內(nèi)殼23和電機(jī)外殼10封閉的腔體中。冷卻液體通過液冷電機(jī)11的回液管24經(jīng)過電機(jī)支架20上的回液孔18由回液管15與多級(jí)泵低壓腔連通構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)。冷卻液冷電機(jī)11的液體由密封板22通過密封圈21與外界分隔。在多級(jí)離心泵工作過程中，循環(huán)液體及時(shí)的帶走液冷變頻器25和液冷電機(jī)11的定子產(chǎn)生的熱量和支撐軸承在工作過程中機(jī)械摩擦產(chǎn)生的熱量，始終讓液冷變頻器、液冷電機(jī)11和支撐軸承溫度保持在一個(gè)相對(duì)風(fēng)冷電機(jī)而言較低的溫度，提高了電機(jī)可靠性。在部分負(fù)荷工況，液冷變頻電機(jī)通過降低液冷電機(jī)11的轉(zhuǎn)速而降低多級(jí)泵的轉(zhuǎn)速，從而降低液冷電機(jī)11的功耗，降低了靜音離心泵的功耗，降低靜音離心泵系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

本發(fā)明的靜音離心泵的泵軸17通過聯(lián)軸器19由液冷電機(jī)11直接驅(qū)動(dòng)。泵軸17帶動(dòng)葉輪2把液體泵送到指定的揚(yáng)程。靜音離心泵把液體經(jīng)過泵體13吸入口通過葉輪2吸入靜音離心泵，液體經(jīng)過葉輪2加壓以后，經(jīng)過導(dǎo)葉5進(jìn)入下級(jí)葉輪2繼續(xù)加壓，然后通過下級(jí)導(dǎo)葉5進(jìn)入下一級(jí)葉輪加壓，直至通過末級(jí)的葉輪2加壓過程結(jié)束后通過末級(jí)的導(dǎo)葉5排出。最后靜音離心泵把高壓的液體經(jīng)過導(dǎo)葉5和外筒14之間的流道從泵體13的排出口送入管道系統(tǒng)。

本發(fā)明的靜音離心泵采用液冷電機(jī)11和液冷變頻器25集成一體式結(jié)構(gòu)，去掉了傳統(tǒng)電機(jī)上的冷卻風(fēng)扇，消除了一個(gè)噪音源，同時(shí)液冷電機(jī)11通過電機(jī)內(nèi)殼23和和電機(jī)外殼10的雙重封閉，阻礙了噪音的傳播，降低了液冷電機(jī)11運(yùn)行的噪音，從而降低了離心泵的噪音。

本發(fā)明的靜音離心泵設(shè)計(jì)了強(qiáng)大的通訊功能，包括采用無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備，比如手機(jī)上通過應(yīng)用程序操作控制液冷變頻電機(jī)的啟停及轉(zhuǎn)速控制；通過GPRS(通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù))發(fā)送信號(hào)到集中控制中心，實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控；通過工業(yè)總線協(xié)議(比如RS485、Modbus)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)及通過配置友好用戶界面的觸摸屏操作面板實(shí)現(xiàn)就地操作。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。