本發(fā)明涉及一種具離心單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元以及具有該主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的直驅(qū)式固液分離設(shè)備，其最終產(chǎn)品形態(tài)是一種小型固液混合物離心分離設(shè)備，屬于離心機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在實(shí)驗(yàn)室小試和中試研究過(guò)程中，最常用的固液分離設(shè)備主要是布氏漏斗加抽濾瓶的組合以及各種規(guī)格的離心機(jī)，其中布氏漏斗加抽濾瓶的組合僅適合實(shí)驗(yàn)室小試研究，為了模擬生產(chǎn)中的實(shí)際情況，并為生產(chǎn)提供必要的離心分離操作數(shù)據(jù)，更值得推薦的是離心機(jī)。

目前常用的離心機(jī)都是采用驅(qū)動(dòng)裝置(主要是電機(jī))和固液分離裝置(主要是液體收集排出腔和離心單元)分置、再組裝而成，這種設(shè)備仍然過(guò)于復(fù)雜笨重、噪音和振動(dòng)太大，且制造工藝復(fù)雜、維修不方便、設(shè)備清潔驗(yàn)證比較困難等各種缺陷或弊端，不能完全滿足實(shí)驗(yàn)室小試和中試中固液混合物徹底分離的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：

本發(fā)明的目的在于提供一種具離心單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元以及具有該主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的直驅(qū)式固液分離設(shè)備，該設(shè)備可以克服現(xiàn)有的離心機(jī)或固液分離機(jī)存在的各種缺陷或弊端，更好地滿足實(shí)驗(yàn)室小試和中試中固液混合物徹底分離的需要。

技術(shù)方案：

為了克服現(xiàn)有固液混合物分離設(shè)備存在的各種缺陷或弊端，本發(fā)明提供了一種將主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和離心單元進(jìn)行一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直驅(qū)式固液分離設(shè)備，該主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元包括：

至少一個(gè)轉(zhuǎn)子單元(104、106)，所述轉(zhuǎn)子單元通過(guò)與適配的定子單元之間的電磁相互作用產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力使主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元繞電機(jī)軸中心線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以及

轉(zhuǎn)子單元支撐件，所述轉(zhuǎn)子單元支撐件包括：

離心單元，其包括周壁具離心通孔(111)的離心轉(zhuǎn)筒(110)和中央具加料孔(114)的離心蓋(304)；

間隔部(207)，其在將主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元分隔為上側(cè)的離心單元和下側(cè)的轉(zhuǎn)子單元支撐部的同時(shí)控制位于離心單元內(nèi)和/或外的目標(biāo)物質(zhì)及其各組成成分的流向；

至少一個(gè)承載轉(zhuǎn)子單元的轉(zhuǎn)子單元支撐部；

所述轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)如下軸連接方式中的任一種與電機(jī)軸發(fā)生關(guān)系：

通過(guò)位于間隔部中央的電機(jī)軸安裝孔(圖3)；

通過(guò)安裝支架，所述安裝支架與間隔部和電機(jī)軸固定連接，或與間隔部和/或電機(jī)軸為一體結(jié)構(gòu)(圖1)；

電機(jī)軸與轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元為一體結(jié)構(gòu)(圖2、圖4)；

所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元優(yōu)選通過(guò)旋轉(zhuǎn)支持單元以及抵緊后軸承并旋緊固定于電機(jī)軸上的螺母而固定于離心液體收集單元的底部。

根據(jù)本發(fā)明中所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元或固液分離設(shè)備，為了確保在任何情況下轉(zhuǎn)子單元與定子單元之間的電絕緣，更為了確保轉(zhuǎn)子單元與電機(jī)軸之間的電絕緣，特別是為了確保目標(biāo)物質(zhì)及其各組成成分與主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元之間的電絕緣，從而提高設(shè)備的安全性，本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元或固液分離設(shè)備具有如下(I)～(III)所述的三種電絕緣措施中的至少一種：

(I)所述轉(zhuǎn)子單元至少面向氣隙的表面被使用適宜的處理工序處理后覆有非導(dǎo)電的絕緣材料層(圖2)；

(II)所述轉(zhuǎn)子單元與鄰接的轉(zhuǎn)子單元支撐件的各部分之間被非導(dǎo)電的絕緣材料層電絕緣地隔離(圖1、圖3)；

(III)所述非電絕緣地承載著轉(zhuǎn)子單元的金屬部件，其與轉(zhuǎn)子單元支撐件的其余部分之間以及位于離心單元內(nèi)和/或外的目標(biāo)物質(zhì)及其各組成成分之間被非導(dǎo)電的絕緣材料層電絕緣地隔離(圖4)。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述目標(biāo)物質(zhì)及其各組成成分指的是待離心分離的混合物以及構(gòu)成待離心分離混合物的各個(gè)組成成分，所述絕緣材料層包括但不限于電絕緣的聚合物材料層、由位于第一和/或第二金屬部件表面的金屬氧化物構(gòu)成的不導(dǎo)電的陶瓷層、用于鐵芯的電絕緣骨架和/或電絕緣涂層，所述電絕緣措施的選擇根據(jù)轉(zhuǎn)子單元的結(jié)構(gòu)、第一或第二金屬部件的結(jié)構(gòu)、第一和第二金屬部件的連接方式、從動(dòng)離心單元的結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子單元支撐件的結(jié)構(gòu)決定，同時(shí)以方便生產(chǎn)與降低產(chǎn)品成本為準(zhǔn)則。

具體地，所述3種電絕緣措施中首選編號(hào)(II)的第二種，對(duì)于該電絕緣措施而言，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子單元與第一和/或第二金屬部件之間被非導(dǎo)電的絕緣材料層電絕緣地隔離，本電絕緣措施可以擴(kuò)大第一或第二金屬部件結(jié)構(gòu)的可選擇范圍、第一和第二金屬部件連接方式的可選擇范圍、或轉(zhuǎn)子單元支撐件結(jié)構(gòu)的可選擇范圍，故為首選。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，依據(jù)定子單元和轉(zhuǎn)子單元的相對(duì)布置方式，其轉(zhuǎn)子單元優(yōu)選自如下(1)～(4)所述徑向氣隙磁通結(jié)構(gòu)、(5)或(6)所述軸向氣隙磁通結(jié)構(gòu)共六種結(jié)構(gòu)中的任一種：

(1)徑向氣隙磁通的外定子單內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；

(2)徑向氣隙磁通的內(nèi)定子單外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；

(3)徑向氣隙磁通的內(nèi)外雙定子中間轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；

(4)徑向氣隙磁通的中間定子與內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子相結(jié)合的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；

(5)軸向氣隙磁通的單定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；

(6)軸向氣隙磁通的中間定子上下轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

具體地，所述徑向氣隙磁通結(jié)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子單元優(yōu)選內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子(圖3、圖4)，或內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子相結(jié)合的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括外側(cè)為外轉(zhuǎn)子、內(nèi)側(cè)為內(nèi)轉(zhuǎn)子(圖1、圖2)和外側(cè)為內(nèi)轉(zhuǎn)子、內(nèi)側(cè)為外轉(zhuǎn)子兩種情況；所述軸向氣隙磁通構(gòu)造的電機(jī)轉(zhuǎn)子優(yōu)選單定子單轉(zhuǎn)子或中間定子上下轉(zhuǎn)子的盤(pán)式結(jié)構(gòu)電機(jī)(俗稱盤(pán)式電機(jī))。

具體地，所述轉(zhuǎn)子單元特別優(yōu)選徑向氣隙磁通的中間定子與內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子相結(jié)合的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式在電機(jī)轉(zhuǎn)子處于離心運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)可以增加其平衡性，同時(shí)在市場(chǎng)上可以從用于洗衣機(jī)的直驅(qū)電機(jī)中選擇到符合參數(shù)要求的配件，降低產(chǎn)品成本。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，依據(jù)轉(zhuǎn)子單元的構(gòu)造方式，所述轉(zhuǎn)子單元優(yōu)選自如下(7)～(10)所述四種結(jié)構(gòu)中的任一種：

(7)導(dǎo)電繞組或鐵芯與導(dǎo)電繞組的組合；

(8)鐵芯及永磁體的組合；

(9)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、端環(huán)以及鐵芯的組合；

(10)永磁體、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、端環(huán)以及鐵芯的組合；

其中所述永磁體包括但不限于釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵、塑磁磁鐵中的任一種或它們兩者或多者之間的組合，所述轉(zhuǎn)子單元結(jié)構(gòu)優(yōu)選由永磁體和鐵芯組成，次選轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、端環(huán)以及鐵芯的組合，當(dāng)然也可以由鐵芯及其可通電導(dǎo)體繞組構(gòu)成，也或者是其它的轉(zhuǎn)子單元結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述具有兩個(gè)或兩個(gè)以上轉(zhuǎn)子單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元(圖1、圖2)，其轉(zhuǎn)子單元以電機(jī)軸中心線為軸心沿軸向陣列或沿徑向并列，所述軸向陣列的轉(zhuǎn)子單元其規(guī)格相同，所述徑向并列的轉(zhuǎn)子單元其規(guī)格不相同(轉(zhuǎn)子單元的半徑不同，外側(cè)轉(zhuǎn)子單元的半徑大于內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子單元半徑)。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，其轉(zhuǎn)子單元支撐件包括如下(11)～(13)所述三者中的至少一者：

(11)位于轉(zhuǎn)子單元支撐件內(nèi)側(cè)間隔部位置的第一金屬部件；

(12)位于轉(zhuǎn)子單元支撐件外側(cè)離心單元位置的第二金屬部件；

(13)使轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元擁有完整結(jié)構(gòu)與功能的由聚合物材料模制成型的模制部件。

具體地，所述轉(zhuǎn)子單元支撐件包括第一金屬部件、第二金屬部件、相對(duì)于金屬部件而言的由聚合物材料模制成型的部件中的任一者、任兩者或三者。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述第一金屬部件優(yōu)選自如下(14)～(20)所述六種結(jié)構(gòu)中的任一種：

(14)各種結(jié)構(gòu)的花鍵；

(15)各種結(jié)構(gòu)的電機(jī)軸；

(16)具內(nèi)側(cè)軸安裝結(jié)構(gòu)和外側(cè)連接結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子嵌件；

(17)具部分或全部間隔部的第一金屬部件；

(18)具間隔部和轉(zhuǎn)子單元支撐部的第一金屬部件；

(19)具間隔部和離心轉(zhuǎn)筒的第一金屬部件；

(20)具間隔部、離心轉(zhuǎn)筒以及離心蓋的第一金屬部件；

所述第二金屬部件優(yōu)選自如下(20)～(25)所述五種結(jié)構(gòu)中的任一種：

(21)具離心蓋和離心轉(zhuǎn)筒的第二金屬部件；

(22)具離心轉(zhuǎn)筒和轉(zhuǎn)子單元支撐部的第二金屬部件；

(23)具離心蓋、離心轉(zhuǎn)筒和轉(zhuǎn)子單元支撐部的第二金屬部件；

(24)具離心轉(zhuǎn)筒、間隔部和轉(zhuǎn)子單元支撐部的第二金屬部件；

(25)具離心蓋、離心轉(zhuǎn)筒、間隔部和轉(zhuǎn)子單元支撐部的第二金屬部件；

具體地，本發(fā)明中所述的第一或第二金屬部件，優(yōu)選所述離心蓋(304)和離心轉(zhuǎn)筒(110)兩者一體成型，或離心轉(zhuǎn)筒與轉(zhuǎn)子單元支撐部?jī)烧咭惑w成型，或間隔部和轉(zhuǎn)子單元支撐部?jī)烧咭惑w成型，或離心轉(zhuǎn)筒和間隔部?jī)烧咭惑w成型，或離心蓋、離心轉(zhuǎn)筒和轉(zhuǎn)子單元支撐部三者一體成型，或離心轉(zhuǎn)筒、間隔部和轉(zhuǎn)子單元支撐部三者為一體成型，或離心蓋、離心轉(zhuǎn)筒、間隔部、轉(zhuǎn)子單元支撐部四者優(yōu)選為一體成型，所述一體成型工藝包括但不限于模制成型、切割成型、彎折成型、沖壓成型中的至少一種成型工藝，這樣便于制造和降低成本。

進(jìn)一步詳細(xì)地，所述第一和/或第二金屬部件中非離心單元的部分，優(yōu)選選用與轉(zhuǎn)子單元鐵芯相同的材料并采用適宜的制造工序制造而成，這樣可以減少制造工序和降低成本，所述適宜的制造工序優(yōu)選包括但不限于模制工序、切割工序、彎折工序、沖壓工序中的至少一種制造工序。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，對(duì)于所述第一和/或第二金屬部件，優(yōu)選通過(guò)使用適宜的制造工序?qū)υ摬考?duì)應(yīng)間隔部和/或轉(zhuǎn)子單元支撐部的位置進(jìn)行處理從而形成如下(26)～(28)所述結(jié)構(gòu)中的至少一種：

(26)沿徑向分布的間隔部加強(qiáng)筋；

(27)沿周向間隔分布的瓦片狀、條狀或柱狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子單元支撐部；

(28)沿周向間隔分布的瓦片狀、條狀或柱狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子單元支撐部加強(qiáng)筋；

所述加強(qiáng)筋可以兼作連接結(jié)構(gòu)，所述適宜的制造工序包括但不限于模制工序、切割工序、彎折工序、沖裁工序中的至少一種制造工序。

通常情況下，所述轉(zhuǎn)子單元支撐部為具連續(xù)周壁的圓筒狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)適合于徑向氣隙磁通結(jié)構(gòu)的電機(jī)轉(zhuǎn)子。但是轉(zhuǎn)子單元支撐部為全金屬結(jié)構(gòu)則會(huì)顯著增加整個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的重量，為減少主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的重量，應(yīng)盡可能增加使用比重較小的聚合物材料制作。通過(guò)處理第一或第二金屬部件所獲得的沿圓周方向間隔分布的多個(gè)瓦片狀、條狀或柱狀結(jié)構(gòu)既可以作為轉(zhuǎn)子單元支撐部，也可以作為轉(zhuǎn)子單元支撐部的金屬加強(qiáng)筋，在將轉(zhuǎn)子單元定位于其上并注塑成型為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元后，相應(yīng)地可以減輕主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的重量，同時(shí)位于瓦片狀或條狀結(jié)構(gòu)之間的間隙在注塑前或后可以同時(shí)起到固定轉(zhuǎn)子單元的卡槽的作用，其特別適合于具某些結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子單元(比如轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、端環(huán)以及鐵芯的組合)的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的制造。

具體地(圖1、圖2)，通過(guò)切割與離心轉(zhuǎn)筒一體模制成型的的第二金屬部件間隔部位置并彎折切割件從而形成大致瓦片狀的轉(zhuǎn)子單元支撐部外加強(qiáng)筋(107)和內(nèi)加強(qiáng)筋(109)；

具體地(圖3)，通過(guò)切割與離心轉(zhuǎn)筒一體模制成型的第二金屬部件轉(zhuǎn)子單元支撐部位置并彎折切割件從而形成瓦片狀的轉(zhuǎn)子單元支撐部加強(qiáng)筋(301)和間隔部徑向內(nèi)加強(qiáng)筋(302)；

具體地(圖4)，通過(guò)切割與間隔部一體模制成型的第一金屬部件的轉(zhuǎn)子單元支撐部位置并彎折切割件從而形成瓦片狀的轉(zhuǎn)子單元支撐部加強(qiáng)筋(301)和間隔部徑向外加強(qiáng)筋(401)。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，對(duì)于所述具離心轉(zhuǎn)筒的第一或第二金屬部件，其離心蓋的制作優(yōu)選自如下(29)～(32)所述四種工藝中的任一種：

(29)以聚合物材料模制成型后裝配至第一或第二金屬部件(圖1)；

(30)與離心轉(zhuǎn)筒一體模制形成(圖4)；

(31)通過(guò)使用至少包含收口機(jī)進(jìn)行收口工序的制作工藝對(duì)該部件的無(wú)離心通孔的頂部敞口端進(jìn)行處理從而形成中央具加料孔的離心蓋(圖2)；

(32)通過(guò)卷曲/縫合工藝將離心蓋與具離心轉(zhuǎn)筒的第一或第二金屬部件固定連接，所述縫合工藝優(yōu)選采用沖壓連接成型法(圖3)；

使用上述方法制作離心蓋可以方便第一和/或第二金屬部件的制造，方便第一和第二金屬部件的模制成型連接，或者方便第一和第二金屬部件固定連接后模制成型為擁有完整結(jié)構(gòu)與功能的轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，其中卷曲/縫合工藝特別適合金屬離心蓋和金屬離心轉(zhuǎn)筒的固定連接。

根據(jù)本發(fā)明中所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述通過(guò)適宜的制造工序制造成型的第一和/或第二金屬部件在位于間隔部的位置具有以電機(jī)軸中心線為軸心并間隔分布的用于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和/或用于連接的結(jié)構(gòu)包括但不限于如下(33)～(36)所述四種結(jié)構(gòu)中的至少一種：

(33)凹槽或卡槽；

(34)通孔或卡孔；

(35)卡扣連接結(jié)構(gòu)或卡止連接結(jié)構(gòu)；

(36)凸起或卡狀凸起；

所述結(jié)構(gòu)的分布方式選自如下(37)或(38)所述兩種方式中的至少一種：

(37)沿周向和徑向；

(38)沿周向和軸向；

所述結(jié)構(gòu)或者用于增強(qiáng)轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以對(duì)抗離心力的破壞作用，或者用于第一和第二金屬部件之間的固定連接或模制成型連接。

具體地，所述通過(guò)適宜的制造工序制造成型的第一金屬部件、第二金屬部件，其相互鄰接的部件之間實(shí)現(xiàn)固定連接的凹槽或卡槽、通孔或卡孔、卡扣連接結(jié)構(gòu)或卡止連接結(jié)構(gòu)、凸起或卡狀凸起連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選通過(guò)使用適宜的制造工序處理相應(yīng)的部件形成，所述適宜的制造工序包括但不限于模制工序、切割工序、彎折工序、沖壓工序中的至少一種制造工序，所述“相應(yīng)的部件”就是第一金屬部件、第二金屬部件以及離心蓋。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述同時(shí)具有第一和第二金屬部件的轉(zhuǎn)子單元支撐件，從軸向方向觀察，所述第一和第二金屬部件中的上述(33)～(36)的結(jié)構(gòu)在徑向方向上具有重疊(圖4)、交叉、對(duì)峙(圖2)、交錯(cuò)(相對(duì)于對(duì)峙，所述兩結(jié)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)一定角度)四種狀態(tài)中的至少一種，所述第一金屬部件和第二金屬部件被非電絕緣地固定連接或被聚合物材料模制連接而電絕緣地隔離(圖2、圖3)，所述固定連接方式包括但不限于焊接、熔接、卡接、壓接、插接、過(guò)盈連接、螺栓連接、緊固件連接中的任一種、或它們兩者或多者之間的聯(lián)合，優(yōu)選電絕緣的模制連接方式。

為進(jìn)一步增強(qiáng)本發(fā)明中所述的轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，防止其在第一和第二金屬部件的聚合物材料連接處的斷裂所引起的潛在不安全性，本發(fā)明中所述第一和第二金屬部件優(yōu)選的連接方式為卡接或插接，同時(shí)優(yōu)選以聚合物材料模制填充第一和第二金屬部件之間的連接空隙以電絕緣地隔離第一和第二金屬部件。

具體地，所述轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元具有如下(39)～(41)“更進(jìn)一步詳細(xì)地”所述的三種結(jié)構(gòu)中的至少一種：

(39)更進(jìn)一步詳細(xì)地，所述第一金屬部件和第二金屬部件中的其中一個(gè)的連接臂上具有軸向延伸的軸向凸起，相對(duì)應(yīng)的另一個(gè)具有供軸向凸起插入的插孔和/或卡槽，優(yōu)選所述軸向凸起的高度大于插孔和/或卡槽的高度，以便于制作位于軸向凸起上的貫穿通孔和/或卡槽。

(40)更進(jìn)一步詳細(xì)地，所述第一金屬部件和第二金屬部件中的其中一個(gè)部件的連接臂上具有至少由兩個(gè)軸向延伸的軸向凸起所形成的凹槽和/或卡槽，相對(duì)應(yīng)的另一個(gè)具有卡入前述凹槽的大致為“T”型的連接臂。

(41)更進(jìn)一步詳細(xì)地，所述第一金屬部件和第二金屬部件中的徑向凸起、連接臂、軸向凸起具有在其厚度方向貫穿的貫穿通孔、凹槽、卡槽中的至少一種，所述聚合物材料模制成型地填充所述貫穿通孔、凹槽或卡槽。

根據(jù)本發(fā)明所述的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述間隔部上側(cè)和/或下側(cè)具有用作加強(qiáng)轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的徑向加強(qiáng)筋(305)和/或周向加強(qiáng)筋(306)，所述徑向和/或周向加強(qiáng)筋優(yōu)選在以聚合物材料模制成型為擁有完整結(jié)構(gòu)與功能的轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元時(shí)所形成。

根據(jù)本發(fā)明，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元或用于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的轉(zhuǎn)子單元支撐件優(yōu)選自如下(42)～(44)所述三種方法中的任一種方法制造而成：

(42)將離心單元、間隔部、轉(zhuǎn)子單元支撐部三者中的任一者、任兩者或三者通過(guò)適宜的制造工序制造并組裝成型的轉(zhuǎn)子單元支撐件與轉(zhuǎn)子單元一起組裝成型和/或模制成型為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元；

(43)將通過(guò)適宜的制造工序制造成型的第一金屬部件、第二金屬部件、轉(zhuǎn)子單元三者中的任一者、任兩者或三者一起模制成型為轉(zhuǎn)子單元支撐件或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元；

(44)直接將轉(zhuǎn)子單元置于模具中模制成型為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元；

所述方法(42)～(44)中適宜的制造工序優(yōu)選包括但不限于模制、切割、彎折、沖壓成型工序中的至少一種制造工序。

具體地，優(yōu)選將轉(zhuǎn)子單元與第一和/或第二金屬部件一起模制成型為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，特別優(yōu)選將轉(zhuǎn)子單元和金屬花鍵置于模具中以聚合物材料模制成型為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。

根據(jù)本發(fā)明，所述固液分離設(shè)備至少包括：

定子總成，所述定子總成包含至少一個(gè)與轉(zhuǎn)子單元相適配的定子單元，所述定子單元與轉(zhuǎn)子單元通過(guò)電磁相互作用構(gòu)成可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)器；

權(quán)利要求1所述的具離心單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)旋轉(zhuǎn)支持單元固定于離心液體收集與排出單元的底部；

包含附屬頂蓋的大致為桶狀結(jié)構(gòu)的離心液體收集與排出單元；

旋轉(zhuǎn)支持單元，所述旋轉(zhuǎn)支持單元至少包括電機(jī)軸、軸承室以及軸承；

其中所述定子總成、軸承室以及軸承采用其軸心與電機(jī)軸軸心重合的方式布置于大致為桶狀結(jié)構(gòu)的離心液體收集與排出單元的底部。

根據(jù)本發(fā)明所述的任一種主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元或固液分離設(shè)備，其制造所采用的聚合物材料是選自聚烯烴(包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯-1(PB-1))或鹵代聚烯烴、聚環(huán)烯烴、聚砜、聚醚酮、聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酰胺(PA)、聚酰亞胺、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯、聚縮醛、聚苯乙烯(PS)、丙烯晴/丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、液晶聚合物(LCP)、以及聚苯硫醚(PPS)中的任一種，或者是這些中的兩者或多者的共聚物，其中優(yōu)選耐酸、堿和/或耐有機(jī)溶劑都比較強(qiáng)的聚合物材料，以提高設(shè)備的使用壽命。

進(jìn)一步詳細(xì)地，所述聚合物材料優(yōu)選為增強(qiáng)聚合物材料，所述增強(qiáng)聚合物材料至少包括按重量計(jì)占5％到50％，優(yōu)選是按重量計(jì)占7％到30％的纖維增強(qiáng)填料。

更進(jìn)一步詳細(xì)地，特別優(yōu)選包含按重量計(jì)占7％到12％玻璃纖維增強(qiáng)填料的聚烯烴。

有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元及其固液分離設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是：

(1)、將執(zhí)行固液離心分離任務(wù)的離心單元與主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)為一體式結(jié)構(gòu)，最大程度地減少了設(shè)備零件和簡(jiǎn)化了其制造工藝，設(shè)備制造和組裝變得簡(jiǎn)單，同時(shí)減輕了整機(jī)重量，便于搬運(yùn)；

(2)、由于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元所采取的電絕緣措施，提高了整個(gè)設(shè)備的安全性；

(3)、主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元直接驅(qū)動(dòng)離心單元執(zhí)行固液分離任務(wù)，電能/機(jī)械能轉(zhuǎn)化效率高，降低了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗；

(4)、設(shè)備同軸度高并且運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、安靜，避免了常規(guī)皮帶驅(qū)動(dòng)的固液分離設(shè)備由于同軸度偏差引起的震動(dòng)和噪音；

(5)、設(shè)備容易維護(hù)和清潔驗(yàn)證，使用費(fèi)用低。

附圖及附圖說(shuō)明

附圖1為具離心單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元1結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為具離心單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元2結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為具離心單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元3結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為具離心單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元金屬部件分解與組合結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5為模制和組裝成型的具離心單元主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：

101、安裝支架安裝孔； 102、電機(jī)軸孔； 103、安裝支架；

104、內(nèi)轉(zhuǎn)子單元； 105、永磁體； 106、外轉(zhuǎn)子單元；

107、外加強(qiáng)筋； 108、料液分配盤(pán)； 109、內(nèi)加強(qiáng)筋；

110、離心轉(zhuǎn)筒； 111、離心通孔； 112、離心蓋安裝孔；

113、離心蓋凹槽； 114、加料孔； 115、注塑絕緣孔；

116、外轉(zhuǎn)子； 117、內(nèi)轉(zhuǎn)子； 118、絕緣層E；

119、絕緣層F； 120、絕緣層G； 121、絕緣層H；

201、電機(jī)軸； 202、第一金屬部件； 203、通孔；

204、卡槽； 205、卡狀凸起； 206、離心蓋前體；

207、間隔部； 208、絕緣層I； 209、絕緣層J；

301、加強(qiáng)筋； 302、徑向內(nèi)加強(qiáng)筋； 303、花鍵；

304、離心蓋； 305、徑向加強(qiáng)筋； 306、周向加強(qiáng)筋；

401、徑向外加強(qiáng)筋； 402、安裝臂； 403、固定通孔；

404、固定螺釘。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明中具離心單元的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元及其固液分離設(shè)備的示例性實(shí)施例。

除非特別說(shuō)明，本專利中各術(shù)語(yǔ)的基本含義如下：

“周向”即圓周方向，是指以電機(jī)軸中心線上一點(diǎn)為圓心所形成的垂直于電機(jī)軸中心線的圓的圓周方向；

“軸向”是指與電機(jī)軸中心線重合或平行的方向；

“徑向”是指垂直于電機(jī)軸中心線并通過(guò)位于中心線上的圓心的半徑方向；

“過(guò)盈連接”是指利用零件間的配合過(guò)盈來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)零件間的連接，其裝配方法包括壓入法、熱脹配合法、冷縮配合法等；

“卡接”是指通過(guò)包括但不限于兩零件上相互配合的凹槽與凸起、卡槽/卡孔/卡口與卡

“模制成型”是指生產(chǎn)工序中通過(guò)使用模具獲得目標(biāo)幾何形狀的物體的過(guò)程，包括但不限于沖壓成型、沖裁成型、鑄造成型、注塑成型等方式，所述“熔接”為“模制成型”的一種特殊形式；

“切割成型”是指采用除“模制成型”以外的，包括但不限于車、刨、銑、鉆孔、磨、切(割)等工藝獲得目標(biāo)幾何形狀物體的過(guò)程；

“彎折成型”是指采用包括但不限于卷制、繞制、彎曲等工藝獲得目標(biāo)幾何形狀物體的過(guò)程，比如將某種物體卷制或繞制成圓筒狀物體或?qū)⑵鋸澢扇我饨嵌取?/p>

實(shí)施例1

本實(shí)施例主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

如圖1A所示，一體沖壓成型的第一金屬部件具有離心轉(zhuǎn)筒(110)、轉(zhuǎn)子單元支撐部外加強(qiáng)筋(107)和內(nèi)加強(qiáng)筋(109)、料液分配盤(pán)(108)、注塑絕緣孔(115)以及通過(guò)沖孔工序形成的規(guī)則分布于離心轉(zhuǎn)筒上的離心通孔(111)和離心蓋安裝孔(112)。

如圖1A所示，安裝支架(103)具安裝支架安裝孔(101)和電機(jī)軸孔(102)，注塑成型的離心蓋具加料孔(114)、離心蓋安裝孔(112)以及定位在離心轉(zhuǎn)筒上的離心蓋凹槽(113)。

如圖1B所示，將第一金屬部件和由導(dǎo)磁磁軛以及粘貼于其上的永磁體(105)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子單元(105、106)定位于模具中，其中轉(zhuǎn)子單元(105、106)與轉(zhuǎn)子單元支撐部外加強(qiáng)筋和內(nèi)加強(qiáng)筋之間不接觸(圖中D、E指示處)，然后注塑成型為如圖1C所示的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，該主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元具有外轉(zhuǎn)子(116)、內(nèi)轉(zhuǎn)子(117)、電絕緣的安裝支架安裝孔(101)以及如圖1D所示的位于轉(zhuǎn)子單元與第一金屬部件之間的電絕緣層E(118)、電絕緣層F(119)、電絕緣層G(120)、電絕緣層H(121)。

最后將離心蓋與離心轉(zhuǎn)筒固定連接，再將電機(jī)軸與安裝支架固定連接后的安裝部件固定于間隔部，從而獲得完整結(jié)構(gòu)的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。

實(shí)施例2

本實(shí)施例主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。

如圖2A所示，一體沖壓成型后形成第一和第二金屬部件，其中第一金屬部件(202)具有電機(jī)軸孔、用于增強(qiáng)注塑后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的通孔(203)、卡狀凸起以及由相鄰卡狀凸起所構(gòu)成的卡槽，第二金屬部件具有離心轉(zhuǎn)筒、轉(zhuǎn)子單元支撐部外加強(qiáng)筋和內(nèi)加強(qiáng)筋、離心蓋前體(206)、通過(guò)沖孔工序形成的規(guī)則分布于離心轉(zhuǎn)筒上的離心通孔、用于增強(qiáng)注塑后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的通孔(203)、卡狀凸起(205)以及由相鄰卡狀凸起所構(gòu)成的卡槽(204)。

如圖2B所示，將第一金屬部件固定于電機(jī)軸后，使之與第二金屬部件以及轉(zhuǎn)子單元(105、106)三者一起定位于模具中，然后注塑成型為如圖2C所示的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，該主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元具有外轉(zhuǎn)子(116)、內(nèi)轉(zhuǎn)子(117)、電機(jī)軸以及通過(guò)噴涂工藝形成的用于實(shí)現(xiàn)與定子單元電絕緣的絕緣層I(208)和絕緣層J(209)。

最后通過(guò)收口機(jī)的收口工序?qū)㈦x心蓋前體制作為離心蓋(本工序也可置于注塑成型之前)，從而獲得完整結(jié)構(gòu)的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。

實(shí)施例3

本實(shí)施例主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖3。

如圖3A所示，一體沖壓成型的第二金屬部件具有離心轉(zhuǎn)筒、轉(zhuǎn)子單元支撐部加強(qiáng)筋(301)、間隔部徑向內(nèi)加強(qiáng)筋(302)、位于間隔部徑向內(nèi)加強(qiáng)筋上用于增強(qiáng)注塑后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的通孔(203)、由相鄰的間隔部徑向內(nèi)加強(qiáng)筋所形成的卡槽以及通過(guò)沖孔工序形成的規(guī)則分布于離心轉(zhuǎn)筒上的離心通孔(111)。

如圖3B所示，將第一金屬部件-花鍵(303)、第二金屬部件和轉(zhuǎn)子單元(106)三者一起定位于模具中，其中轉(zhuǎn)子單元與轉(zhuǎn)子單元支撐部加強(qiáng)筋之間不接觸，然后注塑成型為如圖起定位于模具中，其中轉(zhuǎn)子單元與轉(zhuǎn)子單元支撐部加強(qiáng)筋之間不接觸，然后注塑成型為如圖3C所示的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，該主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元具有外轉(zhuǎn)子(116)、注塑成型的徑向加強(qiáng)筋(305)和周向加強(qiáng)筋(306)。

最后將離心蓋(304)通過(guò)卷曲/縫合工藝與具離心轉(zhuǎn)筒的第二金屬部件固定連接(本工序也可置于注塑成型之前)，從而獲得完整結(jié)構(gòu)的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。

實(shí)施例4

本實(shí)施例主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖4。

如圖4A所示，一體沖壓成型的第一金屬部件具有電機(jī)軸孔(102)、用于增強(qiáng)注塑后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的通孔、轉(zhuǎn)子單元支撐部加強(qiáng)筋(301)、間隔部徑向外加強(qiáng)筋(401)以及位于間隔部徑向外加強(qiáng)筋上用于安裝離心單元的注塑絕緣孔(115)，一體沖壓成型的第二金屬部件具有離心蓋(304)、離心轉(zhuǎn)筒(110)以及通過(guò)沖孔工序形成的規(guī)則分布于離心轉(zhuǎn)筒上的離心通孔和固定離心單元的固定通孔(403)，并且通過(guò)切割和彎折工序制造成型安裝臂(402)。

如圖4B所示，將第一金屬部件固定于電機(jī)軸后，使之和轉(zhuǎn)子單元(106)一起定位于模具中(轉(zhuǎn)子單元與轉(zhuǎn)子單元支撐部加強(qiáng)筋之間接觸)，然后注塑成型(注塑料覆蓋整個(gè)第一金屬部件和電機(jī)軸端部以獲得對(duì)離心的目標(biāo)物質(zhì)及其各組成成分的電絕緣)，再將第二金屬部件通過(guò)安裝臂(402)上的固定通孔(403)由固定螺釘(404)與注塑成型件固定連接，從而獲得如圖5所示的完整結(jié)構(gòu)的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，該主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元具有外轉(zhuǎn)子(116)、電機(jī)軸(201)、注塑成型的徑向加強(qiáng)筋(305)和周向加強(qiáng)筋(306)。

上述對(duì)實(shí)施例的描述是為了便于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的任何改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。