[发明专利]一种水马达

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压马达，尤其是一种采用清洁自然水（含海水和淡水）作为液压 介质驱动涡轮进行工作的马达，它属于流体力学和涡轮叶片式机械的技术领域。

背景技术

把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械即流体机械中的透平机械，具有悠久 的历史，如反击式水轮发电机，应用非常广泛，其水能利用效率一般都超过90%以上，其利用 水能的理论及经验公式完整丰富，参见CN1636111A文献一。但将其作为除发电以外的通 用动力源、尤其是小型化的动力源，应用则不多见，例如在文献“CN104179625A直管式超 微型水轮机参见文献二”中，提出了一种用来发电的微型透平机械，按此文献中“具体实施 方式”中记载

“用水泵给水轮机提供一定的有压水流，通过阀门来控制通过水轮机的流量，通过水轮 机的水流总体积为0.015m³，测量0.015m³的水流通过水轮机所需时间，并测量水轮机的转速

……实施例3，设转轮直径D1为22mm，水轮机进口水头为3m，水轮机进水孔给定流量为 4.10×10^-4m³/s，转轮实测转速为4000r/min，水轮机效率为78.96％”

依此数据,按水能公式

Pm=9.8QHη[Q流量(立方米每秒），H水头（米）,η效率）]

计算得到此装置的输出功率最大不超过9.5w，扭矩不大于0.02Nm，功率偏小，性能难 以满足作为动力装置的使用要求。且此装置定、转子为单边悬臂固定，可靠性、稳定性差。

检索可见水力驱动透平机械作为通用动力源使用，应用不广泛。水压柱塞马达、水 压叶片马达等在国外虽较成熟，但结构复杂，转动接触部分采用水做摩擦介质故对材料有 特殊要求，而且一般体积大、成本高。参见CN102434382A文献三。

水马达可以参考的另一种应用是石油钻探等行业使用的涡轮钻具，国内外有较成 熟的应用；涡轮钻具有扭矩大、转速高、耐高温等特点，但其结构复杂，体积大、寿命低，尤其 是其轴承摩擦副润滑介质一般是钻井泥浆，几十至几百小时就需要检修；还有，涡轮钻具一 般多级串联使用，工作介质一般为10000kPa以上高压泥浆，不适合采用低压液体，参见文 献四、CN2339741Y文献五。

可见，所述装置均不合适，需要在此基础上找出更合适的结构构造、翼型尺寸装配 方法。

发明内容

本发明要解决的问题：提供一种能使用700kPa以下的低压清水、额定转速1000～ 1500r/min，寿命长，输出功率60w～80w的小型水力马达。

本发明的技术方案是：

一种水马达，其至少包括进水端盖、定子、马达壳体、主轴、转子、出水端盖、键、弹性挡圈、密封件、轴承、轴承盖、螺钉一、螺钉二、进水口、出水口。

马达壳体开有一个进水口，至少一个出水口，优选的，马达壳体对称开有两个出水 口。

进水端盖固定安装在马达壳体一端；出水端盖固定安装在另一端，定子通过过盈 配合固定安装在进水端盖上；转子通过连接件安装在轴上，优选的，通过键连接固定安装在 主轴上；主轴通过进水端盖、出水端盖内安装的轴承装配在马达壳体内，轴承被轴承盖固 定；在进水端盖和出水端盖内安装隔水密封件，实现轴承密封。进水端盖、出水端盖和马达 壳体之间，也有密封件。

装配完成后，马达壳体和进水端盖、定子、转子、出水端盖之间的空腔形成流道，带 有压力的液体工作介质从进水口进入流道，经过定子导流后以合适角度流过转子，驱动转 子带动主轴转动，输出能量，液体最后从出水口流出。

依据材料和加工工艺的不同，出水端盖和定子这两个零件可以制造成一个零件。

工况参数范围：经计算，当工作介质压力小700kPa时，也就是用70m以下的水头工 作时，要获得60w～80w输出功率，马达流量在5×10^-4m³/s～1.5×10^-3m³/s之间、流道内流速 在0.5m/s～1.5m/s之间可以满足要求。

流道基本尺寸：

依据流体力学原理计算得到流道的截面尺寸为：

流道外径尺寸在55mm～95mm之间，优选的，为78mm

流道内径尺寸在45mm～85mm之间，优选的，为68mm