空調機的直流無刷排水泵及排水系統的製作方法

2023-09-10 01:24:10 3

空調機的直流無刷排水泵及排水系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種空調機的直流無刷排水泵,上泵體、電機殼和安裝架依次連接，定子組件和轉子組件裝設在電機殼和安裝架連接形成的腔體內，水泵殼與上泵體固定連接形成容納葉輪的泵腔，並且葉輪安裝在轉子組件的電機軸一端，控制板固定在安裝架的底部,控制板包括具有兩個功率驅動開關的非橋式電路和霍爾傳感器。還公開了一種包括上述空調機的直流無刷排水泵的空調機的排水系統。?本實用新型的空調機的直流無刷排水泵，排水泵工作的水腔和電機腔體相隔離，使得排水泵的水電相隔離，保證了電機的工作安全性，單相無刷電機中控制板利用霍爾傳感器檢測轉子位置，減少了元器件的使用數量，大大降低了驅動控制器的故障率，延長了電機的使用壽命。
【專利說明】空調機的直流無刷排水泵及排水系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及空調機的排水泵及排水系統【技術領域】，特別涉及一種由無刷直流電機驅動的空調機的排水泵及排水系統。

【背景技術】
[0002]空調系統，特別是吸頂式空調機的室內裝置，在進行製冷作業時，空氣中的水分會冷凝並附著在熱交換器上，然後慢慢的滴落到設在熱交換器下方的冷凝水盤內，冷凝水的匯集、滴漏會影響到空調系統的正常使用，也容易導致空調系統故障、管道發黴等問題。為了將積存在該冷凝水盤內的冷凝水排出到室外，故設有這種吸排冷凝水的排水泵。這種排水泵通過驅動電機的電機軸與葉輪連接在一起，當驅動電動機使葉片旋轉時，積存在冷凝水盤內的水就會從吸入口的葉片下端被吸入到泵腔，在離心力的作用下沿著泵腔內壁被排出去，這種排水泵在很多專利文獻中被公布，比如:CN1144305A、CN101900124A等。
[0003]目前市場上吸頂式空調排水泵使用的驅動電機主要有罩極電機和無刷直流電機，無刷電機相對於罩極電機具有低耗能，高效率等特點，並且，隨著電力電子技術和電機無刷控制技術的發展，無刷電機具有罩極電機無法替代的安全性、可控性及工作效率。
[0004]但是，現有的空調機無刷排水泵在機械結構及裝配工藝存在著不夠合理的地方，而且其驅動電機多採用兩相無刷直流電機或三相無刷直流電機，這兩種電機由於其本身原理和電路構造，電路元器件比較多，線路複雜，存在較高的故障率和生產成本，往往讓客戶難以接受。為了克服現有的空調機排水系統存在的問題，需要開發一種生產工藝簡單、性能可靠且成本較低的以單相無刷直流電機作為驅動馬達的空調機無刷排水泵及排水系統。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種應用於空調機的直流無刷電動機驅動的排水泵及排水系統，該排水泵不僅流量大、噪音低，而且結構合理，工藝簡單，易於裝配，生產成本低。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供了一種空調機的直流無刷排水泵，包括電動機、葉輪和水泵殼，電動機為單相無刷直流電動機，電動機包括定子組件、轉子組件、控制板和電機殼組件，電機殼組件包括上泵體、電機殼和安裝架，上泵體、電機殼和安裝架依次連接，定子組件和轉子組件裝設在電機殼和安裝架連接形成的腔體內，水泵殼與上泵體固定連接形成容納葉輪的泵腔，並且葉輪安裝在轉子組件的電機軸一端，控制板固定在安裝架的底部。
[0007]其中，定子組件包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯包括環狀軛部和若干齒槽，環狀軛部與齒槽為分開式結構，定子鐵芯齒槽數為，定子繞組採用雙繞組形式。
[0008]轉子組件包括2對極的轉子磁極和電機軸。
[0009]控制板包括具有兩個功率驅動開關的非橋式電路和霍爾傳感器，非橋式電路的兩個功率驅動開關分別連接到霍爾傳感器。霍爾傳感器用於檢測轉子磁極的極性，根據極性提供轉子位置信號，該位置信號觸發非橋式電路中相應的功率開關進行開通和關閉，實現定子雙繞組的輪流導通。
[0010]上泵體與電機殼通過卡扣式連接，上泵體的泵腔內壁外側邊緣沿圓周方向間隔分布有兩段凹螺紋，兩段凹螺紋之間設有兩段防轉凹槽，對應安裝的電機殼部位設有與凹螺紋、防轉凹槽相適配的凸螺紋和防轉凸臺，凹螺紋與凸螺紋直接卡扣式配合，防轉凸臺和防轉凹槽的配合可以防止上泵體和電機殼配合後進行圓周方向的轉動。
[0011]電機殼和安裝架通過嵌入式卡扣進行過盈配合連接，電機殼的殼體外壁上沿其圓周方向設有對稱分布、長度不一的兩個卡扣凸臺，在安裝架對應位置設有與卡扣凸臺相適配的卡扣。
[0012]電機軸與安裝架之間設有上軸承，電機軸與電機殼之間設有下軸承，上軸承與安裝架之間通過上軸承座進行配合，上軸承座通過超聲波焊接於安裝架上；下軸承與電機殼之間通過下軸座進行配合，下軸承座與電機殼之間通過卡扣式連接；在上軸承座與上軸承之間、下軸承座與下軸承之間分別設有調心墊片和浸油毛氈。調心墊片用以調整上、下軸承的位置，浸油毛氈對上、下軸承進行潤滑。
[0013]控制板通過灌封的方式安裝到安裝架的底部。
[0014]安裝架的側壁內表面設有定位凸臺，用於定位定子組件；安裝架的底部設有一通孔，通孔內過盈配合有一橡膠塞，控制板的引出線通過橡膠塞引向外部。
[0015]上泵體上設有至少一個連通外界的氣壓槽口，用以保持無刷電機內部腔體與外界的氣壓平衡。
[0016]本實用新型還提供了一種空調機的排水系統，包括上述空調機的直流無刷排水泵、水位感應器、軟管和安裝在軟管上的止回閥，水位感應器安裝在排水泵的一側，軟管一端與水泵殼出水口相連，另一端與止回閥進水口相連。
[0017]有益效果:
[0018](I)本空調機無刷排水泵，水泵殼與上泵體相配合形成容納葉輪的泵腔，電機殼和安裝架連接形成容納定子組件和轉子組件的電機腔體，泵腔和電機腔體之間有一上泵體和電機殼形成的空腔，以此將排水泵工作的水腔和電機腔體相隔離，使得排水泵的水電相隔離，而且上泵體設有至少一個氣壓槽口，可以及時將進入該空腔中的水排出，有效避免了泵腔中的水進入電機腔體，不僅保證了電機帶電體部分的安全，還避免了倒灌的水對電機軸承潤滑油的衝擊，保證了電機的可靠運行；而且上泵體、電機殼與安裝架之間分別採用螺紋式卡接和嵌入式卡接的連接方式，不僅裝配牢固可靠，而且工藝簡單，操作方便。
[0019](2)本實用新型應用於空調機的單相無刷排水電機中控制板採用具有兩個功率驅動開關的非橋式控制電路，利用霍爾傳感器檢測轉子位置，驅動控制器僅僅採用2個功率驅動開關就能實現兩個繞組的正常換相，減少了元器件的使用數量，大大降低了驅動控制器的故障率，延長了電機的使用壽命。
[0020](3)控制板採用裝配後灌封的方式，在與定子組件連接裝配後，一起安裝到安裝架內，利用安裝架的定位凸臺進行可靠定位，控制板靠近安裝架的底部，然後對其進行灌封，灌封過程中不需要對灌封材料量進行精確控制，只需將控制板完全覆蓋即可完成灌封，灌封工藝簡單、成本低。
[0021](4)定子組件中，定子鐵芯與齒槽採用分開式結構，不僅可以單獨衝制，充分利用材料，減少材料浪費，而且可以採用普通繞線機對齒槽繞線後嵌入環狀軛部中，不需要採用專門的繞線機，節省了生產成本，簡化了生產工序。
[0022](5)上下軸承採用分體式安裝，採用調心墊片替代傳統罩極電機中使用的彈簧對軸承進行調整，採用塑料件軸承座替代罩極電機使用的鈑金件對軸承位置進行控制，下軸承座與電機殼以卡扣形式進行連接，上軸承座與安裝架以超聲波焊接形式進行連接，整體裝配方式簡單，生產成本低，易於維修，適合於批量生產；軸承座內部裝有浸油毛氈，可對軸承進行潤滑，從而降低電機噪音，提高使用壽命。
[0023](6)排水系統安裝的水位感應器，可及時監測水位狀態，將信號反饋給空調系統，繼而控制電機的啟停，既保證了電機的低消耗，又可及時將冷凝水排出，防止溢漏；排水系統安裝的止回閥，在空調機電機停止工作時，可以防止空調機外管中的冷凝水向排水泵倒流，從而有效防止空調機室內機漏水。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的直流無刷排水泵的剖視圖；
[0025]圖2為本實用新型的定子組件的結構示意圖；
[0026]圖3為本實用新型的控制板的結構示意圖；
[0027]圖4為本實用新型的上泵體結構示意圖；
[0028]圖5為本實用新型的電機殼結構示意圖；
[0029]圖6為本實用新型的安裝架結構示意圖；
[0030]圖7為圖1的局部放大圖；
[0031]圖8為本實用新型的控制板灌封后的結構示意圖；
[0032]圖9為本實用新型的排水系統結構示意圖。
[0033]其中，1-電動機，11-定子組件，111-定子鐵芯，112-定子繞組，113-環狀軛部，114-齒槽，12-轉子組件，122-電機軸，13-控制板，131-霍爾傳感器，14-電機殼組件，141-上泵體，1411-凹螺紋，1412-防轉凹槽，1413-氣壓槽口，142-電機殼，1421-凸螺紋，1422-防轉凸臺，1423-卡扣凸臺，143-安裝架，1431-卡扣，1432-定位凸臺，1433-橡膠塞，2-葉輪，3-水泵殼，4-上軸承，41-上軸承座，42-調心墊片，43-浸油毛氈，5-下軸承，51-下軸承座，6-水位感應器，7-軟管，8-止回閥。

【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖詳細說明本實用新型的優選技術方案。
[0035]如圖所示，本實用新型的空調機的直流無刷排水泵，包括電動機1、葉輪2和水泵殼3，電動機I為單相無刷直流電動機，電動機I包括定子組件11、轉子組件12、控制板13和電機殼組件14，電機殼組件14包括上泵體141、電機殼142和安裝架143，上泵體141、電機殼142和安裝架143依次連接，定子組件11和轉子組件12裝設在電機殼142和安裝架143連接形成的腔體內，水泵殼3與上泵體141固定連接形成容納葉輪2的泵腔，並且葉輪2安裝在轉子組件12的電機軸122 —端，控制板13與定子組件11相連，控制板13固定在安裝架143的底部，控制板13包括具有兩個功率驅動開關的非橋式電路和霍爾傳感器131，非橋式電路的兩個功率驅動開關分別連接到霍爾傳感器131。
[0036]其中，定子組件11包括定子鐵芯111和定子繞組112，定子鐵芯111包括環狀軛部113和若干齒槽114，環狀軛部113與齒槽114為分開式結構，定子鐵芯111齒槽數為4，定子繞組112採用雙繞組形式。
[0037]轉子組件12包括2對極的轉子磁極和電機軸122。
[0038]上泵體141與電機殼142通過卡扣式連接，上泵體141的泵腔內壁外側邊緣沿圓周方向間隔分布有兩段凹螺紋1411，兩段凹螺紋1411之間設有兩段防轉凹槽1412，對應安裝的電機殼142部位設有與凹螺紋1411、防轉凹槽1412相適配的凸螺紋1421和防轉凸臺1422，凹螺紋1422與凸螺紋1421直接卡扣式配合，防轉凸臺1422和防轉凹槽1412的配合可以防止上泵體141和電機殼142配合後進行圓周方向的轉動。
[0039]電機殼142和安裝架143通過嵌入式卡扣進行過盈配合連接，電機殼142的殼體外壁上沿其圓周方向設有對稱分布、長度不一的兩個卡扣凸臺1423，在安裝架142對應位置設有與卡扣凸臺1423相適配的卡扣1431。
[0040]電機軸122與安裝架143之間設有上軸承4，電機軸122與電機殼142之間設有下軸承5，上軸承4與安裝架143之間通過上軸承座41進行配合，上軸承座41通過超聲波焊接於安裝架142上；下軸承5與電機殼142之間通過下軸座51進行配合，下軸承座51與電機殼142之間通過卡扣式連接；在上軸承座41與上軸承4之間、下軸承座51與下軸承5之間分別設有調心墊片42和浸油毛氈43。
[0041]控制板13通過灌封的方式安裝到安裝架143的底部。
[0042]安裝架143的側壁內表面設有定位凸臺1432，用於定位定子組件11 ;安裝架143的底部設有一通孔，通孔內過盈配合有一橡膠塞1433，控制板13的引出線通過橡膠塞1433引向外部。
[0043]上泵體141上設有至少一個連通外界的氣壓槽口 1413，用以保持無刷電機內部腔體與外界的氣壓平衡。
[0044]本實用新型還提供了一種空調機的排水系統，包括上述空調機的直流無刷排水泵、水位感應器6、軟管7和安裝在軟管7上的止回閥8，水位感應器6安裝在排水泵的一側，軟管7 —端與水泵殼3出水口相連，另一端與止回閥8進水口相連。
[0045]霍爾傳感器用於檢測轉子磁極的極性，根據極性提供轉子位置信號，該位置信號觸發非橋式電路中相應的功率開關進行開通和關閉，實現定子雙繞組的輪流導通。
[0046]調心墊片用以調整上、下軸承的位置，浸油毛氈對上、下軸承進行潤滑。
[0047]有益效果:
[0048](I)本空調機無刷排水泵，水泵殼與上泵體相配合形成容納葉輪的泵腔，電機殼和安裝架連接形成容納定子組件和轉子組件的電機腔體，泵腔和電機腔體之間有一上泵體和電機殼形成的空腔，以此將排水泵工作的水腔和電機腔體相隔離，使得排水泵的水電相隔離，保證了電機的工作安全性；而且上泵體、電機殼與安裝架之間分別採用螺紋式卡接和嵌入式卡接的連接方式，不僅裝配牢固可靠，而且工藝簡單，操作方便。
[0049](2)本實用新型應用於空調機的單相無刷排水電機中控制板採用具有兩個功率驅動開關的非橋式控制電路，利用霍爾傳感器檢測轉子位置，驅動控制器僅僅採用2個功率驅動開關就能實現兩個繞組的正常換相，減少了元器件的使用數量，大大降低了驅動控制器的故障率，延長了電機的使用壽命。
[0050](3)控制板採用裝配後灌封的方式，在與定子組件連接裝配後，一起安裝到安裝架內，利用安裝架的定位凸臺進行可靠定位，控制板靠近安裝架的底部，然後對其進行灌封，灌封過程中不需要對灌封材料量進行精確控制，只需將控制板完全覆蓋即可完成灌封，灌封工藝簡單、成本低。
[0051](4)定子組件中，定子鐵芯與齒槽採用分開式結構，不僅可以單獨衝制，充分利用材料，減少材料浪費，而且可以採用普通繞線機對齒槽繞線後嵌入環狀軛部中，不需要採用專門的繞線機，節省了生產成本，簡化了生產工序。
[0052](5)上下軸承採用分體式安裝，採用調心墊片替代傳統罩極電機中使用的彈簧對軸承進行調整，採用塑料件軸承座替代罩極電機使用的鈑金件對軸承位置進行控制，下軸承座與電機殼以卡扣形式進行連接，上軸承座與安裝架以超聲波焊接形式進行連接，整體裝配方式簡單，生產成本低，易於維修，適合於批量生產；軸承座內部裝有浸油毛氈，可對軸承進行潤滑，從而降低電機噪音，提高使用壽命。
[0053](6)排水系統安裝的水位感應器，可及時監測水位狀態，將信號反饋給空調系統，繼而控制電機的啟停，既保證了電機的低消耗，又可及時將冷凝水排出，防止溢漏；排水系統安裝的止回閥，在空調機電機停止工作時，可以防止空調機外管中的冷凝水向排水泵倒流，從而有效防止空調機室內機漏水。
【權利要求】
1.一種空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:包括電動機(I)、葉輪(2)和水泵殼(3)，電動機(I)為單相無刷直流電動機，電動機(I)包括定子組件(11)、轉子組件(12)、控制板(13 )和電機殼組件(14)，電機殼組件包括上泵體(141 )、電機殼(142 )和安裝架(143 )，上泵體(141)、電機殼(142)和安裝架(143)依次連接，定子組件(11)和轉子組件(12)裝設在電機殼(142)和安裝架(143)連接形成的腔體內，水泵殼(3)與上泵體(141)固定連接形成容納葉輪(2)的泵腔，並且葉輪(2)安裝在轉子組件(12)的電機軸(122)—端，控制板(13)固定在安裝架(143)的底部。
2.如權利要求1所述的空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:上泵體(141)上設有至少一個連通外界的用以保持無刷電機內部腔體與外界的氣壓平衡的氣壓槽口(1413)。
3.如權利要求1所述的空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:定子組件(11)包括定子鐵芯(111)和定子繞組(112)，定子鐵芯(111)包括環狀軛部(113)和若干齒槽(114)，環狀軛部(113)與齒槽(114)為分開式結構，定子鐵芯(113)齒槽數為4，定子繞組(112)採用雙繞組形式，轉子組件(12)包括2對極的轉子磁極和電機軸(122)。
4.如權利要求1所述的空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:控制板(13)包括具有兩個功率驅動開關的非橋式電路和霍爾傳感器(131)，非橋式電路的兩個功率驅動開關分別連接到霍爾傳感器(131)。
5.如權利要求1所述的空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:上泵體(141)與電機殼(142)通過卡扣式連接，上泵體(141)的泵腔內壁外側邊緣沿圓周方向間隔分布有兩段凹螺紋(1411)，兩段凹螺紋(1411)之間設有兩段防轉凹槽(1412)，對應安裝的電機殼(142)部位設有與凹螺紋(1411)、防轉凹槽(1412)相適配的凸螺紋(1421)和防轉凸臺(1422)，凹螺紋(1411)與凸螺紋(1421)直接卡扣式配合。
6.如權利要求1所述的空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:電機殼(142)和安裝架(143)通過嵌入式卡扣進行過盈配合連接，電機殼(142)的殼體外壁上沿其圓周方向設有對稱分布、長度不一的兩個卡扣凸臺(1423)，在安裝架(143)對應位置設有與卡扣凸臺(1423)相適配的卡扣(1431)。
7.如權利要求1所述的空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:電機軸(122)與安裝架(143)之間設有上軸承(4)，電機軸(122)與電機殼(142)之間設有下軸承(5)，上軸承(4)與安裝架(143)之間通過上軸承座(41)進行配合，上軸承座(41)通過超聲波焊接於安裝架(143)上；下軸承(5)與電機殼(142)之間通過下軸座(51)進行配合，下軸承座(51)與電機殼(142)之間通過卡扣式連接；在上軸承座(41)與上軸承(4)之間、下軸承座(51)與下軸承(5)之間分別設有調心墊片(42)和浸油毛氈(43)。
8.如權利要求1所述的空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:控制板(13)通過灌封的方式安裝到安裝架(143)的底部。
9.如權利要求1至8中任意一項權利要求所述的空調機的直流無刷排水泵，其特徵在於:安裝架(143)的側壁內表面設有定位凸臺(1432)，用於定位定子組件(11);安裝架(143)的底部設有一通孔，通孔內過盈配合有一橡膠塞(1433)，控制板(143)的引出線通過橡膠塞(1433)引向外部。
10.一種空調機的排水系統，其特徵在於:包括上述空調機的直流無刷排水泵、水位感應器(6)、軟管(7)和安裝在軟管(7)上的止回閥(8)，水位感應器(6)安裝在排水泵的一側，軟管(7)—端與水泵殼(3)出水口相連，另一端與止回閥(8)進水口相連。
【文檔編號】F04D13/06GK203948312SQ201420402167
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】劉超, 黃偉 申請人:常州雷利電機科技有限公司