具有轴向磁通电动机的离心泵组件及其组装方法技术

一种电动机组件包括轴承组件，该轴承组件包括旋转部件和至少一个静止部件。该电动机组件还包括联接到旋转部件的叶轮。该叶轮包括入口和出口，并且构造成在入口与出口之间引导流体。该电动机组件还包括直接联接到叶轮的转子组件。在旋转部件与所述至少一个静止部件之间限定了流体流动通道。流动通道包括靠近叶轮出口的第一端和靠近叶轮入口的第二端。

Centrifugal pump assembly with axial flux motor and its assembly method

A motor assembly includes a bearing assembly which includes a rotating part and at least one stationary part. The motor assembly also includes an impeller coupled to a rotating member. The impeller includes an inlet and an outlet, and is configured to guide the fluid between the inlet and the outlet. The motor assembly also includes a rotor assembly directly connected to the impeller. A fluid flow channel is defined between the rotating member and the at least one stationary member. The flow passage includes a second end close to the impeller outlet and a second end close to the impeller inlet.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有轴向磁通电动机的离心泵组件及其组装方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月27日提交的美国专利申请No.15/418,155和2017年1月27日提交的美国专利申请No.15/418,171的优先权，其全部公开内容通过引用整体并入本文。
本专利技术的领域总体上涉及离心泵组件，更具体地涉及包括联接到叶轮的轴向磁通电动机的离心泵组件。
技术介绍
至少一些已知的离心泵包括用于引导流体通过泵的叶轮。叶轮经由静压轴承联接到轴，该轴联接到电动机的转子，使得转子的旋转引起轴承和叶轮的旋转。在至少一些已知的电动机中，使用单独的泵来输送静压轴承的操作所需的加压流体流。额外的泵增加了泵系统的复杂性和成本，这可能会抑制在成本敏感的应用中使用静压轴承。此外，至少一些已知的离心泵包括流体动力轴承(hydrodynamicbearing)。在设计流体动力轴承时，需要考虑许多因素。其中之一是轴承在操作中流体动力学地“提升”并将旋转轴承部件与静止轴承部件分开的能力。轴承“提升”以确保正确操作至关重要。如果轴承没有“提升”，则两个轴承材料之间将存在大的摩擦，从而导致大的摩擦扭矩阻力、拖曳转矩阻力和材料磨损。为了确保轴承提升(bearinglift)，轴承被设计成使压力速度(PV)因数(pressurevelocityfactor)落在预定范围内。PV因数基于旋转部件的速度和旋转轴承部件与静止轴承部件之间的摩擦系数。然而，至少一些已知的旋转轴承部件是扁平盘，从而导致盘的内径和外径之间的速度差。该速度差导致大范围的PV因数，其中至少一些可能在期望范围之外。流体动力轴承在期望的PV因数范围之外的操作可能导致泵组件的低效操作和/或轴承部件的使用寿命缩短。
技术实现思路
在一方面，提供了一种电动机组件。该电动机组件包括轴承组件，该轴承组件包括旋转部件和至少一个静止部件。电动机组件还包括联接到旋转部件的叶轮。该叶轮包括入口和出口，并且构造成在入口与出口之间引导流体。电动机组件还包括直接联接到叶轮的转子组件。在旋转部件和至少一个静止部件之间限定了一流体流动通道。该流动通道包括靠近叶轮出口的第一端和靠近叶轮入口的第二端。在另一方面，提供了一种泵组件。该泵组件包括泵壳体和联接到泵壳体的电动机壳体。该泵组件还包括电动机组件，该电动机组件包括轴承组件，该轴承组件包括旋转部件和至少一个静止部件。该电动机组件还包括联接到旋转部件的叶轮。该叶轮包括入口和出口并且构造成在入口与出口之间引导流体。电动机组件还包括直接联接到叶轮的转子组件。在旋转部件与所述至少一个静止部件之间限定有一流体流动通道。该流动通道包括靠近叶轮出口的第一端和靠近叶轮入口的第二端。在又一方面，提供了一种组装泵组件的方法。该方法包括提供轴承组件，该轴承组件包括旋转部件和至少一个静止部件。该方法还包括将叶轮联接到旋转部件，其中叶轮包括入口和出口并且构造成在其间引导流体。转子组件直接联接到叶轮。该方法还包括在旋转部件与至少一个静止部件之间限定一流体流动通道。该流动通道包括靠近叶轮出口的第一端和靠近叶轮入口的第二端。在一方面，提供了一种流体动力轴承组件。该流体动力轴承组件包括第一静止部件、联接到第一静止部件的轴以及与第一静止部件相对地联接到该轴的第二静止部件。该流体动力轴承组件还包括旋转部件，该旋转部件在第一静止部件与第二静止部件之间联接到轴。该旋转部件包括具有第一直径的第一端面和具有大于第一直径的第二直径的相对的第二端面。在另一方面，提供了一种泵组件。该泵组件包括流体动力轴承组件，该流体动力轴承组件包括第一静止部件、联接到第一静止部件的轴以及与第一静止部件相对地联接到轴的第二静止部件。流体动力轴承组件还包括旋转部件，该旋转部件在第一静止部件与第二静止部件之间联接到轴。该旋转部件包括具有第一直径的第一端面和具有大于第一直径的第二直径的相对的第二端面。该泵组件还包括联接到旋转部件的叶轮和直接联接到叶轮的转子组件。附图说明图1是包括叶轮、电动机和流体动力轴承的示例性离心泵组件的截面图；图2是离心泵组件的由图1中的框2-2界定的部分的放大截面图，其示出了穿过离心泵组件的示例性流动通道；图3是图1所示的离心泵组件的一部分的放大截面图，其示出了穿过离心泵组件的替代流动通道；图4是包括叶轮、电动机和流体动力轴承的替代离心泵组件的截面图；图5是图4所示的替代流体动力轴承的旋转部件的截面图；图6是旋转部件的端面的轴向端视图，其示出了图5所示的流体动力轴承组件的旋转部件的速度分布；图7是可与图4所示的替代流体动力轴承组件一起使用的替代旋转部件；以及图8是可与图4所示的替代流体动力轴承组件一起使用的另一替代旋转部件。尽管各种实施例的特定特征可能在一些附图中被示出而在其它附图中未被示出，但这只是为了方便。任何图的任何特征可结合任何另一图的任何特征被引用和/或要求专利权保护。具体实施方式图1是示例性离心泵组件100的截面图，其示出了轴向磁通电动机组件102、叶轮104和泵壳体106。图2是电动机组件102和叶轮104的放大截面图，为清楚起见，泵壳体106被移除。在该示例性实施例中，泵组件100包括泵壳体106和电动机壳体108。泵壳体106包围电动机组件102的至少一部分和叶轮104，而电动机壳体108包围电动机组件102。泵壳体106包括流体入口110、限定流体流动腔114的一部分的涡旋壁112以及流体出口116。在操作中，流体流过入口110并被引导通过围绕壁112的通道114，直到流体经壳体出口116离开泵100。在该示例性实施例中，叶轮104定位在泵壳体106内并且包括限定入口开口120的入口环118。叶轮104还包括背板122和联接在入口环118与背板122之间的多个叶片124。如本文进一步详细描述的，叶轮102的背板122直接联接到电动机组件102，使得电动机组件102构造成使叶轮102绕旋转轴线126旋转。在操作中，电动机102使叶轮104围绕轴线126旋转，以通过壳体入口110将流体沿轴向方向吸入泵壳体106中。流体被引导通过入口环118中的入口开口120并通过通道114内的叶片124转向，以沿着壁112引导流体径向穿过壳体出口116。由于叶轮104的速度升高，由泵组件100移动的流体量增加，使得叶轮104产生从出口116排出的高速流体流。当叶轮旋转时，叶轮104将动能赋予泵送流体，这使得流体加压。也就是说，负压流体的区域127存在于叶轮104的上游，更具体地，在叶轮叶片124的上游靠近入口110和120。相应地，正压流体的区域129存在于叶轮104的下游，靠近壳体106的出口116。这样，叶轮104的旋转引起叶轮104两侧的压差。在该示例性实施例中，负压流体在叶轮104上施加轴向吸力128。轴向力128通过泵壳体入口110作用在远离电动机组件102的轴向方向上。当叶轮104的速度升高时，流体的压力和所产生的轴向吸力128也相应地增加。也就是说，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机组件，包括：/n轴承组件，所述轴承组件包括旋转部件和至少一个静止部件；/n联接到所述旋转部件的叶轮，其中所述叶轮包括入口和出口并且构造成在其间引导流体；和/n直接联接到所述叶轮的转子组件，其中，在所述旋转部件与所述至少一个静止部件之间限定了流体流动通道，所述流体流动通道包括靠近所述叶轮的出口的第一端和靠近所述叶轮的入口的第二端。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170127 US 15/418,155;20170127 US 15/418,1711.一种电动机组件，包括：
轴承组件，所述轴承组件包括旋转部件和至少一个静止部件；
联接到所述旋转部件的叶轮，其中所述叶轮包括入口和出口并且构造成在其间引导流体；和
直接联接到所述叶轮的转子组件，其中，在所述旋转部件与所述至少一个静止部件之间限定了流体流动通道，所述流体流动通道包括靠近所述叶轮的出口的第一端和靠近所述叶轮的入口的第二端。


2.根据权利要求1所述的电动机组件，其中，所述叶轮构造成对所述流体加压以使得所述流体在所述叶轮的入口处处于负压并且在所述叶轮的出口处处于正压。


3.根据权利要求2所述的电动机组件，其中，所述第一端包括所述流体流动通道的入口，并且其中所述第二端包括所述流体流动通道的出口。


4.根据权利要求1所述的电动机组件，还包括定子组件，所述定子组件定位成邻近所述转子组件以在其间限定轴向间隙，其中所述流体流动通道的一部分沿着所述轴向间隙延伸。


5.根据权利要求1所述的电动机组件，其中，所述至少一个静止部件包括第一静止部件、第二静止部件和联接在它们之间的静止轴。


6.根据权利要求5所述的电动机组件，其中，所述流体流动通道包括：
在所述旋转部件与所述第一静止部件之间的第一径向部分；
在所述旋转部件与所述第二静止部件之间的第二径向部分；和
在所述旋转部件与所述静止轴之间的轴向部分。


7.根据权利要求6所述的电动机组件，其中，所述第一径向部分、所述轴向部分和所述第二径向部分串联地流动连通。


8.根据权利要求1所述的电动机组件，其中，所述第一端位于所述转子组件的第一轴向侧，所述第二端位于所述转子组件的对向的第二轴向侧。


9.一种泵组件，包括：
泵壳体；
联接到所述泵壳体的电动机壳体；和
电动机组件，其包括：
轴承组件，该轴承组件包括旋转部件和至少一个静止部件；和
联接到所述旋转部件的叶轮，其中所述叶轮包括入口和出口并且构造成在其间引导流体；
直接联接到所述叶轮的转子组件，其中在所述旋转部件与所述至少一个静止部件之间限定了流体流动通道，所述流体流动通道包括靠近所述叶轮的出口的第一端和靠近所述叶轮的入口的第二端。


10.根据权利要求9所述的泵组件，其中，所述叶轮构造成对所述流体加压，使得所述流体在所述叶轮的入口处处于负压，并且其中所述流体在所述叶轮的出口处处于正压，其中所述第一端包括所述流体流动通道的入口，并且其中所述第二端包括所述流体流动通道的出口。


11.根据权利要求9所述的泵组件，还包括定位成邻近所述转子组件的定子组件，其中所述流体流动通道的一部分在所述电动机壳体与所述定子组件之间延伸。


12.根据权利要求9所述的泵组件，其中，所述至少一个静止部件包括第一静止部件、第二静止部件和联接在其间的静止轴。


13.根据权利要求12所述的泵组件，其中所述流体流动通道包括：
在所述旋转部件与所述第一静止部件之间的第一径向部分；
在所述旋转部件与所述第二静止部件之间的第二径向部分；和
在所述旋转部件与所述静止轴之间的轴向部分，其中所述第一径向部分、所述轴向部分和所述第二径向部分串联地流动连通。


14.根据权利要求9所述的泵组件，其中，所述第一端位于所述转子组件的第一轴向侧，并且所述第二端位于所述转子组件的对向的第二轴向侧。


15.一种组装泵组件的方法，所述方法包括：
提供轴承组件，所述轴承组件包括旋转部件和至少一个静止部件；
将叶轮联接到所述旋转部件，其中所述叶轮包括入口和出口并且构造成在其间引导流体；
将转子组件直接联接到所述叶轮；以及
在所述旋转部件与所述至少一个静止部件之间限定流体流动通道，所述流体流动通道包括靠近所述叶轮的出口的第一端和靠近所述叶轮的入口的第二端。


16.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述叶轮联接到所述旋转部件包括将所述叶轮联接到所述旋转部件以使得所述叶轮构造成对所述流体加压，其中所述流体在所述叶轮的入口处处于负压，并且其中所述流体在所述叶轮的出口处处于正压。


17.根据权利要求15所述的方法，其中，限定所述流体流动通道包括限定所述流体流动通道以包括在所述第一端处的入口和在所述第二端处的出口。


18.根据权利要求15所述的方法，还包括邻近所述转子组件联接定子组件以在其间限定轴向间隙，其中所述流体流动通道的一部分沿着所述轴向间隙延伸。


19.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·特纳，G·海因斯，M·蒂勒，J·J·克雷德勒，
申请(专利权)人：雷勃美国公司，雷勃澳大利亚私人有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US