本发明涉及泵领域，尤其涉及一种减小电机磨损的屏蔽泵及其设计方法。
背景技术：
1、屏蔽泵是电机转子和泵的叶轮固定在同一根轴、并用屏蔽套将这一组转子屏蔽住、电机与泵一体化的静密封结构泵。屏蔽泵在长时间运行过程中，其内部会出现由于旋转部件运转摩擦所形成的金属杂质，金属杂质通过屏蔽泵内部的冷却循环通道(主要用于使泵腔中的部分液体流入电机内部，用于对电机内部的零部件进行冷却降温)流经电机转子组件和电机定子组件间的电机间隙，磨损电机间隙，致使电机间隙增大、定子励磁损耗增大，进而降低屏蔽泵运行性能，更有可能导致运行故障，电机损坏。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种减小电机磨损的屏蔽泵及其设计方法，在泵体上增设挡件及确定挡件参数，通过挡件有效拦截阻挡吸附预进行冷却循环通道的流体中的金属杂质，从而达到减小金属杂质进入冷却循环通道后对电机产生磨损的目的，进而有利于减少定子励磁损耗，减少电机损坏几率。
2、本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：一种减小电机磨损的屏蔽泵，包括泵壳、与所述泵壳水密封连接的泵体，设置在所述泵壳和泵体围合形成的泵腔中的叶轮，驱动所述叶轮转动的电机，其特征在于所述电机上的定子组件集成在所述泵体中，所述电机上的转子轴组件与所述泵体之间设有冷却循环通道，所述泵体朝向叶轮的内端面与所述叶轮的后盖板间隙配合，所述泵体的内端面设置挡件，所述挡件与所述后盖板间隙配合，用于挡住金属杂质达到减小金属杂质进入冷却循环通道的目的。在本技术方案中，在泵体上增设挡件及确定挡件参数，通过挡件有效拦截阻挡吸附预进行冷却循环通道的流体中的金属杂质，从而达到减小金属杂质进入冷却循环通道后对电机产生磨损的目的，进而有利于减少定子励磁损耗，减少电机损坏几率，确保屏蔽泵运行性能。
3、作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述后盖板与所述冷却循环通道的内端口间隙配合，并覆盖所述冷却循环通道的内端口，所述冷却循环通道的内端口位于所述泵体的内端面上，所述挡件设置在所述冷却循环通道的内端口的外围。由于流体进入冷却循环通道的量相对于屏蔽泵泵送流体的量来说是非常少的，因此冷却循环通道的内端口与周边部件之间保证有较小的间隙即可满足泵体内的流体进入冷却循环通道的要求，为了减少杂质进入冷却循环通道，后盖板轴向覆盖冷却循环通道的内端口并间隙配合，通过挡件则径向包围循环通道的内端口，在后盖板和挡件的配合作用下使流体缓慢流入冷却循环通道中的，流体在挡件的外侧受阻，流体遇阻，位于挡件处的流体的流速急剧减小，流体中的金属杂质在重力作用下容易在挡件的外侧堆积，同时，由于进去冷却循环通道的流体由于流速小，金属杂质难以被带动而进入冷却循环通道，从而达到有效减少金属杂质进入冷却循环通道的目的。
4、作为优先，所述挡件朝向所述泵壳内腔的一端外翻，所述挡件的断面呈倒置l形，所述挡件内壁设置在所述后盖板的外围且间隙配合。进一步有利于金属杂质稳定堆积在挡件的外侧，进一步有效减少金属杂质进入冷却循环通道的目的。
5、作为优先，所述挡件的外径为r1，所述挡件的内径为r2，1.22r≤r1＜d，1.01r≤r2＜0.9d，其中，r为所述叶轮的外径，d为所述泵壳的内径。由此确定，挡件的内径r2和外径r1，确保挡件能够有效阻挡金属杂质。
6、作为优先，所述挡件的外侧面为金属杂质阻挡面，其对金属杂质的阻挡力为f阻：
7、
8、式中，σ为所述挡件的材料强度；h为所述挡件的高度，r为金属杂质堆积于金属杂质阻挡面外侧的外径，z为立于所述泵体的内端面的所述挡件的脚部的宽度，r1≥r。
9、作为优先，所述挡件阻挡的金属杂质的最小阻挡力为f阻min，金属杂质的动力为f：
10、式中，η为流体粘滞系数，u为液体的速度；m为金属杂质堆积于金属杂质阻挡面外侧的总质量；ρ为金属杂质堆积后的整体密度；
11、mmax为金属杂质堆积于金属杂质阻挡面外侧的最大质量，fmax为金属杂质在所述泵壳内得到的最大动力，f阻min＞fmax，且立于所述泵体的内端面的所述挡件的脚部的宽度为zmin。用于确定挡件的脚部厚度，有利于承受流体的冲击力及堆积的金属杂质在流体的推动作用下作用于挡件的作用力，从而确保挡件的使用寿命。
12、作为优先，所述挡件的高为h，0.5l<h≤l，l为所述后盖板距离所述泵体的内端面的距离。有利于防止挡件直接受到叶轮出口流体冲击，有利于确保有效阻拦金属杂质并将金属杂质有效聚集在挡件的外侧，尤其有效聚集在l型外部包围区域之内。
13、本发明涉及的另一技术主题的技术方案：一种减小电机磨损的屏蔽泵的设计方法，其特征在于步骤为：
14、在屏蔽泵的泵体上增设挡件；
15、确定所述挡件的参数；
16、所述屏蔽泵为前述的减小电机磨损的屏蔽泵。
17、作为优先，确定所述挡件的参数的步骤包括：
18、确定所述挡件的外径r1、内径r2：1.22r≤r1＜d，1.01r≤r2＜0.9d，其中，r为所述叶轮的外径，d为所述泵壳的内径；
19、通过所述挡件的阻挡力f阻和所述挡件的材料强度σ确定所述挡件(7)的外径r1和确定所述挡件的脚部的宽度z：
20、式中，σ为所述挡件的材料强度；h为所述挡件的高度，r为金属杂质堆积于金属杂质阻挡面外侧的外径，z为立于所述泵体的内端面的所述挡件的脚部的宽度，r1≥r；
21、通过金属杂质的动力f确定所述挡件的脚部的宽度为z：
22、所述挡件阻挡的金属杂质的最小阻挡力为f阻min，金属杂质的动力为f：
23、式中，η为流体粘滞系数；u为液体的速度；m为金属杂质的质量；
24、mmax为最大金属杂质的质量，fmax为金属杂质在所述泵壳内得到的最大动力，则，f阻min＞fmax。
25、确定所述挡件自清除频率：
26、所述挡件拦截的最大容载体积为v：
27、
28、式中：c为所述泵壳内所含金属杂质的浓度，q为所述泵壳内流体过流量：t0为环形永磁垫片吸附金属杂质的初始时间；t1为所述挡件拦截金属杂质达到金属杂质最大堆积容载体积的时间；c(t)为金属杂质浓度随时间的变化量；q(t)为所述泵壳内流量随时间的变化量；
29、通过式(一)确定所述挡件从起始直到拦截金属杂质至达到金属杂质最大拦截量的时间间隔为t：t＝(t-t0)，通过时间间隔确定自清除频率。当间隔时间t达到，屏蔽泵通过提升转速来提高泵体内过流量，以此对所拦截金属杂质进行冲刷。
30、本发明具有的有益效果：1、在泵体上增设挡件，通过挡拦截预进行冷却循环通道的流体中的金属杂质，从而达到减小金属杂质进入冷却循环通道后对电机产生磨损的目的，进而有利于减少定子励磁损耗，减少电机损坏几率，确保屏蔽泵运行性能。2、通过确定挡件的内径、外径和挡件脚部的宽度，确定挡件有效阻挡面积，确保挡件能够有效可靠拦截阻挡金属杂质。3、确定挡件的自清除频率，防止拦截的金属杂质堆积过量而溢出挡件的有效拦截阻挡部位，防止溢出的金属杂质进入冷却循环通道，有利于确保有效拦截阻挡。
1.一种减小电机磨损的屏蔽泵，包括泵壳(1)、与所述泵壳(1)水密封连接的泵体(2)，设置在所述泵壳(1)和泵体(2)围合形成的泵腔中的叶轮(3)，驱动所述叶轮(3)转动的电机，其特征在于所述电机上的定子组件(4)集成在所述泵体(2)中，所述电机上的转子轴组件(5)与所述泵体(2)之间设有冷却循环通道(6)，所述泵体(2)朝向叶轮(3)的内端面与所述叶轮(3)的后盖板(8)间隙配合，所述泵体(2)的内端面设置挡件(7)，所述挡件(7)与所述后盖板间隙配合，用于挡住金属杂质达到减小金属杂质进入冷却循环通道(6)的目的。
2.根据权利要求1所述的减小电机磨损的屏蔽泵，其特征在于所述后盖板(8)与所述冷却循环通道(6)的内端口间隙配合，并覆盖所述冷却循环通道(6)的内端口，所述冷却循环通道(6)的内端口位于所述泵体(2)的内端面上，所述挡件(7)设置在所述冷却循环通道(6)的内端口的外围。
3.根据权利要求2所述的减小电机磨损的屏蔽泵，其特征在于所述挡件(7)朝向所述泵壳内腔的一端外翻，所述挡件(7)的断面呈倒置l形，所述挡件(7)内壁设置在所述后盖板(8)的外围且间隙配合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的减小电机磨损的屏蔽泵，其特征在于所述挡件(7)的外径为r1，所述挡件(7)的内径为r2，1.22r≤r1＜d，1.01r≤r2＜0.9d，其中，r为所述叶轮(3)的外径，d为所述泵壳(1)的内径。
5.根据权利要求4所述的减小电机磨损的屏蔽泵，其特征在于所述挡件(7)的外侧面为金属杂质阻挡面，其对金属杂质的阻挡力为f阻：
6.根据权利要求5所述的减小电机磨损的屏蔽泵，其特征在于所述挡件(7)阻挡的金属杂质的最小阻挡力为f阻min，金属杂质的动力为f：
7.根据权利要求1-3中任一项所述的减小电机磨损的屏蔽泵，其特征在于所述挡件(7)的高为h，0.5l＜h≤l，l为所述后盖板(8)距离所述泵体(2)的内端面的距离。
8.一种减小电机磨损的屏蔽泵的设计方法，其特征在于步骤为：
9.根据权利要求8所述的减小电机磨损的屏蔽泵的设计方法，其特征在于确定所述挡件(7)的参数的步骤包括：
10.根据权利要求9所述的减小电机磨损的屏蔽泵的设计方法，其特征在于确定所述挡件(7)自清除频率：
