杜剑明
绍兴艾柯电气有限公司 浙江绍兴 312300
摘要：本文强调了循环水泵对于热水器的重要性，并通过对目前市场上循环水泵存在的问题进行分析，从而针对性地研究开发了一种承受水压强度高、结构简单紧凑、密封性良好、使用寿命长的屏蔽式循环泵。
关键词：循环泵、加强筋、铣平面、屏蔽套
1、背景技术
循环水泵是输送流体或使其增压的机械，现有技术中的循环水泵存在以下不足：
1）泵体能够承受水压的强度不高，容易造成变形，最终导致泄漏；
2）定子铁芯与机座几乎均采用过盈配合的方式装配，即将定子铁芯在外力的作用下压入机座内或者加热机座使机座受热膨胀，将定子铁芯装入机座内；此类装配方式使定子铁芯和水泵电机机座相互配合面的尺寸精度要求非常高，不易控制，且安装完成后不容易更换和取出；
3）屏蔽套由于工艺及结构的限制，其壁厚也受到限制，循环水泵在工作过程中，由于密封腔内充满了高压水，高压水产生的高水压长期作用于屏蔽套，使屏蔽套的其中一面受压变形，密封圈的压缩量减少，导致泄漏或水泵故障；
4）由于各装配零件均为刚性构件，各构件由于制造误差的存在，转子轴的轴向自由度不能完全约束，导致了在使用过程中转子轴轴向窜动，从而使循环水泵在运转过程中产生震动及噪音，降低其寿命；
5）转子轴在使用过程中经常会出现轴向窜动或者旋转等现象，不利于循环泵整体的稳定运行。
2、屏蔽式循环泵的结构设计
屏蔽式循环泵包括泵体，泵体连接有带密闭腔的机座，机座内安装有定子，密闭腔的外部设有屏蔽套，屏蔽套和机座之间安装有加强板，加强板的一侧安装有密封圈。加强板包括加强板本体，加强板本体的内部设有通孔，通孔的外侧设有若干个安装孔，安装孔等间距的排列在通孔的外侧，通过加强板抵御由于高水压造成的屏蔽套变形，保证水泵密封性良好和运行正常。
屏蔽套内安装有转子轴安装架，转子轴安装架内安装有转子轴和弹性缓冲部件，弹性缓冲部件可以为橡胶垫。转子轴上安装有转子，弹性缓冲部件的一端与转子轴的轴端接触，另一端与屏蔽套的底面接触。转子轴的一端安装在转子轴安装架内，另一端安装在泵体上，泵体上设有转子轴安装柱，转子轴安装柱内设有转子轴安装孔，转子轴安装孔为非圆形孔，为增加转子轴的通配性，转子轴的两端均设有与非圆形孔相匹配的铣平面。
泵体包括泵体本体，泵体本体上设有加强筋，中部设有进水口，侧壁设有出水口，且泵体本体上安装有支架安装孔 。支架安装孔为两个，其中一个支架安装孔安装于泵体本体的侧壁，另一个支架安装孔安装于出水口的侧壁。为进一步提高泵体的承压能力，加强筋包括径向加强筋 和环形加强筋，径向加强筋等间距地分布在泵体本体上，以进水口为起点向泵体本体的外部辐射，环形加强筋与进水口形成同心圆。
机座的内部设有若干个固定柱，定子的外壁设有若干个与固定柱相匹配的安装槽，机座上设有限位部件，固定柱插入安装槽内后通过限位部件进行限位，有效限制定子在机座内的回转自由度。同时采用铆压固定柱的方式，使固定柱端部塑性变形，形成限位部件，限制定子在机座内的平移自由度。固定柱为3个，3个固定柱的间距相等，其连线为等边三角形，循环泵运作时定子在机座内的稳定性最好。
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图一
（1为泵体、2为机座、3为定子、4为屏蔽套、5为加强板、6为密封圈、8为转子轴、9为弹性缓冲部件、10为转子）
3、有益效果
1）在循环泵的本体上设置加强筋后，在不增加有效壁厚的情况下，能使泵体承受较高的水压，避免发生变形和泄漏；且使泵体整体外形不笨重，结构更加紧凑；
2）在机座的内壁设置有固定柱，在定子的外壁设置有与固定柱相匹配的安装槽，安装时只需要将固定柱插入安装槽内即可，有效限制定子在机座内的回转自由度；同时采用铆压固定柱的方式，使固定柱端部塑性变形，形成限位部件，限制定子在机座内的平移自由度；
3）在机座与屏蔽套之间设置加强板，通过加强板抵御由于高水压造成的屏蔽套变形，保证水泵密封性良好和运行正常；
4）在转子轴的轴端增加了弹性缓冲部件，在装配过程中弹性缓冲部件产生变形消除各构件的累积制造误差，达到转子轴的轴向自由度的约束，避免产生轴向传动，消除了循环水泵运转过程中的震动和噪音，大大延长了循环泵的使用寿命；
5）将转子轴的两端设置铣平面，使转子轴的两端为非圆截面结构，在泵体与转子轴联接处也设置了与转子轴端部相匹配的非圆形孔的转子轴安装孔，有效防止转子轴在该结构中由于转子的旋转而产生旋转或轴向窜动。
4、结束语
循环泵应用于各种类型的热水器，具有快速出热水等优点，其质量的好坏直接影响热水器。因此，本文提出的屏蔽式循环泵承压能力好、结构紧凑，对于热水器的技术创新具有重要意义。
参考文献
[1] 杜安广, 王春雷, 黄鑫. 屏蔽泵原理及检修频繁问题分析[J]. 设备管理与维修, 2019.
[2] 王学科, 沈义伟, 赵洪滨,等. 旋涡式氢气循环泵的设计及性能分析[J]. 化工进展, 2020.