一种轴向集成电机驱动的离心泵及调控方法

本发明涉及离心泵，尤其涉及一种轴向集成电机驱动的离心泵及调控方法。

背景技术：

1、离心泵主要是利用高速旋转的叶轮产生的离心力将液体甩出，从而实现液体的输送。

2、传统的离心泵采用电机驱动叶轮的方式工作，叶轮在泵体内而电机在泵体外，两者通过传动轴连接，这种结构的离心泵体积较大，少部分离心泵（如申请号为202310264997.0中公开的一种集成电机驱动离心泵）采用电机和泵体一体化设计，虽然可以减小离心泵的体积，但是，这种离心泵运用于含杂质较多的流体环境时，无法有效的对泵体内部的永磁体组件进行保护，并且，电机的输出功率不能随着流体流量的大小进行自调节，当流体流量较小时，容易造成能源的浪费，当流体流量较大时，离心泵无法满足对流体的输送需求，另外，电机运行中会释放大量热量，当电机温度过高时，电机不能自停止，过高的热量容易对电机造成损坏，也没有相应的冷却机构对电机进行冷却降温。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种轴向集成电机驱动的离心泵及调控方法，解决现有技术中离心泵体积较大，不适用于含杂质较多的流体环境，电机的输出功率不能随着流体流量的大小进行自调节，电机温度过高时，不能自停止，也没有相应的冷却机构对电机进行冷却降温的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种轴向集成电机驱动的离心泵，包括：

3、蜗壳，具有一空腔，所述蜗壳上开设有与所述空腔连通的吸入口及排出口；

4、叶轮，转动设置于所述空腔内；

5、驱动单元，包括主轴、永磁体组及线圈绕组，所述主轴沿所述蜗壳的轴向转动设置于所述空腔内，并与所述叶轮同轴固接，所述永磁体组设置于所述空腔内，并与所述主轴同轴固接，所述线圈绕组与所述蜗壳固接，并与所述永磁体组相对应；

6、过滤单元，其包括第一过滤件，设置于所述空腔内，并位于所述叶轮和所述永磁体组之间；

7、冷却单元，用于对所述线圈绕组进行冷却；

8、调控单元，用以监测所述空腔内的压力及所述线圈绕组的温度，并调节通过所述线圈绕组的电流大小。

9、进一步的，所述蜗壳包括壳身、端盖、吸入管、排出管及两个法兰，所述壳身内形成所述空腔，所述空腔轴向的两端均为开口设置，所述端盖可拆卸固设于所述空腔的一端，以对所述空腔一端的开口进行密封，所述吸入管沿所述空腔的轴向设置于所述壳身的另一端，所述吸入管的一端与所述空腔另一端的开口连通，所述吸入管的另一端形成所述吸入口，所述排出管沿所述空腔的切向设置于所述壳身的侧方，所述排出管的一端与所述空腔连通，所述排出管的另一端形成所述排出口，两个所述法兰分别固定套设于对应的所述吸入管和所述排出管的另一端。

10、进一步的，所述永磁体组设置于所述端盖与所述叶轮之间，所述永磁体组包括转子及若干个永磁体，所述转子为圆盘结构，并可拆卸固定套设于所述主轴上，所述转子朝向所述端盖的侧壁上开设有若干个收容槽，各个所述永磁体分别可拆卸设置于对应的所述收容槽内。

11、进一步的，所述线圈绕组包括定子及线圈，所述定子具有一侧为开口设置的收容腔，所述收容腔的开口侧朝向所述端盖，所述定子与所述端盖可拆卸固接，所述线圈设置于所述收容腔内，并绕射于所述定子上，所述线圈与电源电性连接。

12、进一步的，所述第一过滤件包括壳体及若干个碟片，所述壳体为漏斗状结构，并具有一漏斗状结构的过滤腔，所述过滤腔轴向的两端均为开口设置，所述壳体的外侧壁与所述空腔的内侧壁固接，各个所述碟片均为环形结构，并均沿所述过滤腔的轴向间隔并密封转动设置于所述过滤腔内，各个所述碟片还均固定套设于所述主轴上，各个所述碟片上均开设有若干个过滤孔。

13、进一步的，所述过滤单元还包括第二过滤件，所述第二过滤件设置于所述吸入口处，用于过滤进入所述吸入口内的杂质。

14、进一步的，所述冷却单元包括冷却管及若干个散热片，所述冷却管为蛇形结构，并采用螺旋的方式缠绕于所述定子的外侧壁上，所述冷却管的一端靠近所述吸入口，以形成进口，所述冷却管的另一端远离所述吸入口，以形成出口，各个所述散热片分别设置于相邻所述冷却管之间的间隙内，并均固设于所述定子的外侧壁上。

15、进一步的，所述冷却管位于所述定子中部处的相邻管段之间的间距小于所述冷却管位于所述定子两端处的相邻管段之间的间距，所述冷却管的所述进口处的管段直径和所述出口处的管段均直径大于所述冷却管的中段处的管段直径。

16、进一步的，所述调控单元包括数据采集机构、数据处理机构、调节机构及数据显示机构，所述数据采集机构包括压力传感器及温度传感器，所述压力传感器设置于所述空腔内，用以采集所述空腔内的压力，根据压力大小判断流体流量，并将压力信号转化为电信号，所述温度传感器设置于所述定子的外侧壁上，用以采集所述定子外表的温度，并将温度信号转化为电信号，所述数据处理机构为一中央处理器，所述中央处理器用以接收、处理所述压力传感器和所述温度传感器的电信号，并发出指令，当所述空腔内的压力较小时，表明所述空腔内的流体流量较小，减小通过所述线圈的电流大小，所述线圈产生的磁场强度减弱，所述转子的转速降低，当所述空腔内的压力较大时，表明所述空腔内的流体流量较大，增加通过所述线圈的电流大小，所述线圈产生的磁场强度增强，所述转子的转速提高，当所述定子的温度达到预设温度时，通过所述线圈的电流大小为零，所述线圈产生的磁场强度为零，所述转子的转速为零，所述调节机构包括电流传感器及转速传感器，所述电流传感器设置于所述线圈与电源连接的电路中，所述转速传感器设置于所述转子上，所述电流传感器和所述转速传感器均用于接收所述中央处理器发出的指令，并通过所述电路传感器调节电流的大小，通过所述转速传感器调节所述转子的转速，所述数据显示机构为一显示屏，所述显示屏用以显示压力、温度信息。

17、本发明还提供了一种轴向集成电机驱动的离心泵调控方法，适用于上述的轴向集成电机驱动的离心泵，包括如下步骤：

18、所述调控单元监测所述空腔内的压力及所述线圈绕组的温度；

19、当所述空腔内的压力较小时，表明所述空腔内的流体流量较小，所述调控单元减小通过所述线圈绕组的电流大小，所述线圈绕组产生的磁场强度减弱，所述永磁体组的转速降低；

20、当所述空腔内的压力较大时，表明所述空腔内的流体流量较大，所述调控单元增加通过所述线圈绕组的电流大小，所述线圈绕组产生的磁场强度增强，所述永磁体组的转速提高；

21、当所述线圈绕组的温度达到预设温度时，所述调控单元将通过所述线圈绕组的电流大小调为零，所述线圈绕组产生的磁场强度为零，所述永磁体组的转速为零。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本离心泵，采用电机和泵体一体化设计，可以减小离心泵的体积，本离心泵在含杂质较多的流体环境使用时，可以通过第一过滤件对流体中的杂质进行过滤，从而对永磁体组进行保护，驱动单元的输出功率可以随着流体流量的大小进行自调节，当流体流量较小时，驱动单元的输出功率减小，避免造成能源的浪费，当流体流量较大时，驱动单元的输出功率增大，使离心泵满足对流体的输送需求，另外，线圈绕组运行中会释放大量热量，当线圈绕组温度过高时，调控单元将通过线圈绕组的电流大小调为零，线圈绕组产生的磁场强度为零，永磁体组的转速为零，驱动单元实现自停止，避免过高的热量对线圈绕组造成损坏，通过冷却单元可以对线圈绕组进行冷却降温。