[发明专利]永磁罐装泵结构改良装置

说明书

本申请是申请号为2011103300199的分案申请

技术领域

无轴封罐装泵为马达与泵浦做成一体，且其马达转子与定子线圈都是经耐腐蚀材料封装隔绝保护，而且是直接与输送液体相接触，无轴封罐装泵的驱动马达可以区分为感应马达，以下简称感应罐装泵，与永磁马达，以下简称永磁罐装泵，在许多零泄漏需求的工业用途逐渐为使用者重视，尤其在含有毒性、易燃、高腐蚀等化学液体，另外，无轴封罐装泵的转子是直接接触输送液体，多数选用耐磨耗的陶瓷材质滑动轴承，例如石墨、氧化铝、炭化硅等，但是轴承磨耗会导致转子偏心运转，固定轴结构必须承受更高的离心力及其力矩，而造成转子与封罐后盖相互磨擦损毁而失效泄漏，使得马达轴系统的结构成为设计焦点之一，在零泄漏的高可靠度需求下常见的方法便是装设轴承磨耗监测装置。

因此，本创作为塑料或塑料内衬的永磁罐装泵结构改良装置，目的在增进固定轴的结构刚性并能装设传感器，例如轴承磨耗监测装置。

背景技术

金属制的感应罐装泵系以极低导磁且耐蚀之金属薄板圆筒状封罐来封装马达转子与定子，封罐系被安装在定子内径面内用来隔绝液体与定子线圈，鼠笼转子表面也用金属薄板封装来隔绝液体，因此马达的气隙是由定子齿部硅钢片表面到转子齿部硅钢片表面的单边径向距离，总气隙宽度多数小于3mm，电机特征为小气隙马达结构；在清洁无腐蚀性液体输送也需无轴封罐装泵用途，如汽车引擎冷却水泵，常使用耐高温但耐蚀性有限制之耐热塑料材料来制作，如PPS，来封装马达定子与马达转子，其封装厚度无腐蚀裕度单边1.5mm以上，总气隙宽度通常高于4mm以上，使得电机特征为高气隙马达结构；在满足高毒性、高腐蚀性化学液体输送，如氢氟酸等，必须使用温度在85℃以上时容易降低强度的耐腐蚀塑料结构件或内衬，如PP、氟树酯等材料，来封装马达定子与马达转子，由于耐腐蚀塑料材料的使用，使得马达轴系统的结构强度成为设计焦点之一，而在马达转子系统上也因此区分为转动轴与固定轴，本创作针对固定轴系统提出较佳方案，由于封装厚度含腐蚀裕度单边3mm以上，总气隙宽度通常高于7mm以上，使得电机特征为高气隙马达结构，因此，永磁同步马达为高气隙电机的较佳选择，无轴封罐装泵浦虽然已经使用陶瓷材质滑动轴承，但是轴承仍然会因轴承磨损、无水空转、过高震动等原因而磨损，因此，安装监测轴承磨耗的传感器来增进其可靠度为必要手段；另外，本创作之传感器也可以选用霍尔组件，使得永磁罐装泵的驱动方式除了无传感器驱动外也可以使用有传感器驱动，以减少对特定驱动器的依赖有助于使用者设备选配的方便性；

以下的引证案是针对无轴封罐装泵习知的解决方案，包含固定轴结构、无传感器驱动与有传感器驱动及轴承磨耗监测等方案，习知技术的相关引证案说明如下：

引证案一：

2009年台湾专利TWM369391永磁罐装泵浦之结构改良，应用于耐高温耐腐蚀用途，其马达结构为悬臂固定轴结构但马达为径向气隙内转子设计，本引证案的封装厚度含腐蚀裕度，其单边厚度为3mm总气隙宽度8mm，使用无感测组件方法计算磁极位置以驱动永磁马达，使用刚性复合固定轴结构以满足高温、高马力数用途；但本引证案之结构无轴承磨耗监测功能。

引证案二：

2005年日本专利JP2005344589A-CANNED MOTOR PUMP，应用于引擎冷却之永磁罐装泵，本引证案为小功率泵浦为简单固定轴结构，陶磁轴由耐热塑料结构件支撑固定，含三脚架与泵浦后盖，在主磁铁轭部的内径空间装设有二次磁铁与霍耳组件，用来侦测磁极位置以驱动永磁马达，该霍耳组件由后盖底部轴向伸出，而转子磁铁长度也相对轴向伸长以减少独立霍耳组件的轴向伸长量；清洁液体输送无须考虑轴承磨损所增加的负载，使用简单固定轴结构，但增加磁铁长度会增加成本，只能侦测磁铁表面漫射的磁力线不利于磁极精确位置侦测。

引证案三：

2008年日本专利JP2008220008A--BRUSHLESS MOTOR AND FLUID PUMP DEVICE，应用于引擎冷却的永磁罐装泵，本引证案为小功率泵浦为简单固定轴结构，陶磁轴由耐热塑料结构件支撑固定，含三脚架与泵浦后盖，在马达后盖底部外测装设有霍尔组件及其驱动电路板，用来侦测磁极位置以驱动永磁马达，磁铁长度轴向加长使其尾端接近霍尔组件，并把磁铁尾端加工成斜面，使磁力线能斜向射出经过装设在电路板上的霍耳组件以提高磁极位置检出精度；清洁液体输送无须考虑轴承磨损所增加的负载，使用简单固定轴结构，但增加磁铁长度会增加成本，只能侦测磁铁表面斜向漫射的磁力线不利于磁极精确位置侦测。

引证案四：