CN102204047B - 潜入式电机及具有这种潜入式电机的潜水泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有壳体(3)的潜入式电机，包括具有防水的线缆开口(5，6；5，6′)的壁(4)，该线缆开口包括在壁中用于线缆(25)的入口(5)和可与该入口脱开的密封卡圈(6；6′)，该密封卡圈具有用于线缆的通道(20)。密封卡圈(6；6′)具有设置在通道(20)上的第一密封件(45；45′)和用于对第一密封件发生力作用的装置(75，85，90)，该装置使第一密封件(45；45′)在通道(20)中持续地发生径向力作用。线缆开口(5，6；5，6′)具有用于将密封卡圈(6；6′)可脱开地固定在入口上的装置(35，40)，在密封卡圈与入口(5)之间设有至少一个第二密封件(120，125)。

Description

潜入式电机及具有这种潜入式电机的潜水泵

技术领域

本发明涉及一种潜入式电机（Tauchmotor）以及具有这种潜入式电机的潜水泵。 

背景技术

潜入式电机在工作时通常完全潜入液体中，例如水中。这种潜入式电机是潜水泵或潜水泵组的典型组件并且与潜水泵一起设置在共同的潜水泵壳体内。通常而言，潜入式电机在此通过电导线被供以电能。为了供电，需要将电缆防水地导引入潜入式电机或潜水泵壳体中。 

例如由专利文献DE4213306Cl公开了一种为潜入式电机供电的防水线缆开口。然而，在具有这种线缆开口的潜入式电机中，特别是在安装潜入式电机壳体的电缆时杂质（例如颗粒或污物）会易于进入密封中。这会限制线缆开口的密封效果或者甚至导致完全失去密封效果，从而不再能够确保潜入式电机功能的可靠性。 

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种在此背景下改进的潜入式电机和具有该潜入式电机的潜水泵。 

通过具有权利要求1给出特征的潜入式电机以及通过具有权利要求16给出特征的潜水泵来实现此目的。 

根据本发明的潜入式电机包括壳体，该壳体包括具有防水的线缆开口的壁。该线缆开口包括在壁中用于线缆的入口和可与该入口脱开的密封卡圈，该密封卡圈具有用于线缆的通道。密封卡圈具有设置在通道上的第一密封件和用于对第一密封件发生力作用的装置。在此，该装置构造用于持续地使第一密封件径向地力作用在通道中。此外，线缆开口具有用于将密封卡圈可脱开地固定在入口上的装置，其中在密封卡圈与入口之间设有至少一个第二密 封件。 

在根据本发明的潜入式电机中，通过将线缆导引穿过密封卡圈的通道，可以将线缆导引入潜入式电机的壳体中。在通道中第一密封件的持续的径向力作用使密封件持续地保持密封贴靠在线缆上。由此形成了在线缆与密封卡圈之间的持续的密封。此外，通过第二密封件实现密封卡圈在入口上的贴靠，密封卡圈密封壳体的壁且与壳体的壁可脱开地连接。在此，密封卡圈的通道的壳体侧的开口与壁中入口的外侧开口重叠，使得线缆到达潜入式电机的内部。由此，通过线缆与第一密封件防水地位于密封卡圈中以及密封卡圈与第二密封件防水地位于壳体壁的入口上，线缆开口被构造为防水的。在此，通过使密封卡圈与壁的入口脱开，可以使线缆与潜入式电机的壳体壁脱开。相反地，通过将密封卡圈安装在壁的入口中，可以将线缆安装在壁上。 

在本发明的意义下，第一密封件的在通道中的持续径向力作用一方面应理解为，就是在较长时间以及可能的与此伴随的第一密封件自身的弹性衰减之后，例如通过塑性变形或变脆，第一密封件也能密封地贴靠在线缆上。这可通过如随后描述的第一密封件的持续的外部力作用来实现。以此方式，线缆开口持续地保持防水，使得根据本发明的潜入式电机的维修频率必然减小。 

另一方面，第一密封件的在通道中的持续径向力作用还可以理解为，就是在将线缆从壳体壁拆下时也能继续地持续力作用。在此优选的是，将第一密封件设置成持续密封地贴靠在线缆上并与密封卡圈在壳体上的固定无关地贴靠在通道的内周上。以此方式，密封卡圈可以与壳体壁中的入口脱开，同时线缆继续防水地位于密封卡圈的通道中。由此可以防止，在拆下密封卡圈时，在第一密封件与线缆之间出现颗粒或污物以及在此污染或损伤第一密封件。由此，在重新安装线缆时也可确保持续可靠的密封。 

优选的是，第一密封件由软弹性材料制成。这种材料会适当地匹配线缆的外周面的部分。以此方式，线缆包覆物的不均匀或精确设定的公差的偏差不会影响第一密封件的密封效果。软弹性材料优选为橡胶或弹性塑料。此外，密封件优选是密封环（45；45'），其在周向上围绕用于线缆的通道的纵轴线。 

在一优选设计中，在潜入式电机中，第一密封件被密封卡圈壳体周向地围绕。特别优选的是，密封卡圈壳体沿密封卡圈的轴向部分构造成例如为套 管形式的第一密封件的包覆物。还优选的是，密封卡圈壳体构成通道的至少一部分。第一密封件优选为环形的，以其内周密封地贴靠在线缆上并以其外周贴靠在密封卡圈壳体的内壁上。由此，密封件可以沿径向被预紧。 

在潜入式电机中，用于对第一密封件进行力作用的装置优选包括两个夹持面，第一密封件位于所述两个夹持面之间并且第一密封件借助所述两个夹持面被轴向地力作用，使得密封件径向被压在通道中并压靠在线缆上。特别优选的是，在此，第一密封件如前所述由软弹性材料构成，其贴靠在通道或密封卡圈壳体的内周上。第一密封件的轴向力作用此时借助夹持面使得第一密封件的材料轴向压缩并径向膨胀。由于第一密封件贴靠在通道的内周上，第一密封件的材料径向向内挤压入通道中并压靠在位于此处的线缆上。 

根据本发明的改进方案，通过具有至少一个沿轴向作用的压力弹簧元件的、用于对第一密封件产生力作用的装置，实现第一密封件在通道中的持续的力作用。该压力弹簧元件对至少一个夹持面产生力作用。在此，压力弹簧元件优选相对于它的静止位置轴向压缩并由此预紧。以此方式，压力弹簧元件在第一密封件的轴向长度于压力变化时也贴靠在第一密封件上。显然当第一密封件随着时间失去弹性并例如塑性变形时，通过压力弹簧元件可继续提供足够大的力作用。由此可以与密封件的内应力无关地确保在线缆与密封件之间的接触力。 

有利的是，压力弹簧元件是盘状弹簧或盘状弹簧组。盘状弹簧有利地具有较大的弹簧常数并由此可以对第一密封件施加较大的力作用，因此带来较强的密封效果。压力弹簧元件在优选的设计中的取向为，其沿通道的纵轴线的方向作用。压力弹簧元件具有中心的、与通道同心地定向的开口，使得其在周向上围绕密封卡圈的通道。还优选的是，压力弹簧元件与可脱开地设置在密封卡圈壳体上的端壁接触。由此，该端壁与密封卡圈壳体的脱开使得压力弹簧元件完全消除应力。以此方式可以取消第一密封件的力作用。因此，线缆例如可以设置在密封卡圈的通道中或在需要时被更换。 

根据本发明的一有利改进方案，在潜入式电机中用于将密封卡圈固定在壁上的装置具有与密封卡圈的通道的纵轴线成角度的接触面，该接触面设置在密封卡圈上。所述接触面使得密封卡圈可方便地贴靠在潜入式电机壳体的壁上。特别优选的是，接触面垂直于通道的纵轴线延伸。为了在壁上的固定， 接触面有利地具有用于使接触面与壁螺纹连接的螺纹孔。 

在一有利的设计中，在潜入式电机中设有第三密封件以密封地贴靠在线缆的外圆周上和密封卡圈壳体的内圆周上。在此，第三密封件优选地也贴靠在密封卡圈壳体的通道的内圆周上。由此可实现在线缆上较大的接触面并由此实现线缆与密封件在轴向上增强的保持力。因此，第三密封件特别地用作用于线缆的应力消除装置（Zugentlastung）。以此方式，在潜入式电机的壳体之外，与线缆接合的、通过拉拽产生的力从密封件传递到密封卡圈壳体上。位于潜入式电机的壳体内的线缆端部相反地不受拉拽作用，特别是位于线缆端部的电触点不受拉拽作用。特别地，第三密封件可以位于第一密封件沿壳体向外的方向，使得第三密封件用作用于线缆的位于第一密封件上的部分的应力消除装置并且同时不会因接合的拉力影响它的密封效果。 

在本发明的另一优选改进方案中，在潜入式电机中密封卡圈具有用于夹持线缆的夹持件。在此，该夹持件特别地构造为用于线缆的应力消除装置并且与密封卡圈壳体可脱开地连接。夹持件将与线缆接合的拉力传递到壳体上。 

夹持件优选位于第一密封件的壳体向外方向。由此线缆在第一密封件的区域内也消除应力。 

因此，通过前述的用于消除线缆应力的可能性也可避免在第一密封件的区域内线缆的由于拉拽产生的、沿圆周不均匀的力作用。线缆的沿圆周均匀的力作用由此确保第一密封件的持续的较强的密封效果。 

在潜入式电机中，夹持件优选具有周向围绕用于线缆的通道的面，该面具有沿周向取向的肋。特别地，这种沿周向取向的肋阻止了线缆沿通道的纵轴线的拉拽。特别优选的是，在此夹持件构造为由两个可彼此力作用且周向设置的环部构成的夹圈。以此方式，线缆通过夹持件可脱开地形成接合，使得线缆能够易于与密封卡圈脱开。特别地，这些环部具有从内圆周径向向外延伸且彼此对置的面，所述面可彼此旋紧和/或与密封卡圈壳体旋紧。 

在一有利的改进方案中，在潜入式电机中第二密封件包括至少一个密封环，该密封环设置在所述密封卡圈的外周上并且构造用于贴靠在入口的内周上。在另一设计中，密封环也可以设置在入口的内周上并且构造用于贴靠在密封卡圈的外周上。可选地，第二密封件也可以轴向位于潜入式电机的壳体 与密封卡圈的一部分之间，并且设置在潜入式电机的壳体上或设置在密封卡圈上。 

还优选的是，在潜入式电机中，在通道的从第一密封件观察导引入壳体的轴向部分上具有线缆的电磁屏蔽装置。该线缆的电磁屏蔽装置优选包括环状金属舌状物，该舌状物从密封卡圈壳体径向向内延伸并在线缆的外圆周沿壳体向内的方向弯曲且以锐角贴靠。 

根据本发明的潜水泵具有根据本发明的潜入式电机。该潜入式电机优选与潜水泵的其它组件一起位于共同的潜水泵壳体中，即潜入式电机的壳体由潜水泵壳体构成。 

附图说明

以下参照附图中示出的实施例详细说明本发明。 

附图示出了： 

图1为在具有防水线缆开口的共同壳体中的具有根据本发明的潜入式电机的潜水泵的简化侧视图， 

图2为具有防水线缆开口的根据图1的潜水泵的壳体的纵向剖视图， 

图3为在第一实施方式中根据图2的线缆开口的密封卡圈的纵向剖视图， 

图4为根据图3的密封卡圈沿壳体向内方向的轴向俯视图， 

图5为根据图3的密封卡圈沿壳体向外方向的轴向俯视图， 

图6为根据图3的密封卡圈沿径向的俯视图， 

图7为根据图3的密封卡圈的立体视图， 

图8为根据图3的密封卡圈的立体视图，以及 

图9为根据图1的根据本发明的潜水泵的防水线缆开口的密封件的第二实施方式的剖视图。 

具体实施方式

图1示出的潜水泵1具有潜入式电机2并且与该潜入式电机2一起设置在共同的壳体3中。由此壳体3同时构成潜水泵1的壳体3和潜入式电机2的壳体3。如图2所示，防水线缆开口设置在壳体3的壁4上，其包括壁4 中的入口5和密封卡圈6。 

图2至图8中示出的密封卡圈6包括基本上旋转对称的密封卡圈壳体10。通道20沿密封卡圈壳体10的纵轴线15延伸，该通道20在各轴向部分具有环形截面。线缆25被导引穿过通道20，该线缆25借助密封卡圈6穿过潜水泵壳体3的壁4进入潜水泵1的内部。 

为了将密封卡圈6固定在壁4上，密封卡圈6沿密封卡圈壳体10的外圆周具有在整个圆周上的凸部30，该凸部30从密封卡圈壳体10径向向外延伸。密封卡圈壳体10的凸部30具有接触面35，该接触面35在将密封卡圈壳体10安装在壁4上时与壁4贴靠。凸部30通过螺栓40可脱开地与壳体3的壁4旋紧。由此，凸部30将密封卡圈壳体10分为两个轴向部分：位于潜水泵1的壳体3之外的轴向部分，和密封卡圈6的位于泵壳体3的壁4中的入口5内或位于泵壳体3内部的第二轴向部分。 

为了使线缆25密封地贴靠在通道20中，密封卡圈6具有密封环45形式的第一密封件，其在整个圆周上围绕通道20的纵轴线15。在此，密封环45的内周面50贴靠在线缆25的外周面上。密封件45在外圆周上被构成密封环壳体10一部分的套管55围绕。套管55沿从密封环45开始的壳体向外方向60上端接在端壁65中，该端壁65接续凸部30沿朝向纵轴线15的方向径向向内延伸。 

密封环45沿轴向的、壳体向外的方向60贴靠在薄且平地构成的片75上。片75在此贴靠在套管55的端壁65的内侧70上并构成两个用于第一密封件的夹紧面中的第一夹紧面。片75基本上相对于密封卡圈6的纵轴线15径向延伸并且在周向上围绕该纵轴线15。为此，片75具有中心的、与通道20同心取向的开口。密封环45沿壳体向内方向80贴靠在第二片85上，该第二片85构成两个夹紧面中的第二夹紧面。第二片85如第一片75一样薄且平地构造并且基本上径向地延伸且周向地围绕密封卡圈6的纵轴线15。在此，片85同样具有中心的、与通道20同心地取向的开口，线缆25可以穿过该开口。 

通过两个片75、85，密封环45在图中示出的密封卡圈6的安装状态下径向地力作用到通道20中，即力作用在插入的线缆的外圆周上。为此，片85在轴向上沿纵轴线15力作用到片75上，使得弹性的密封环45沿轴向压 缩。密封环45的材料的膨胀在径向向外的方向上被套管55挡住。因此，密封环45的轴向压缩使得它的膨胀沿径向向内进入通道20中。因此轴向压缩还导致通过第一密封件在线缆25的朝向密封卡圈6的纵轴线15对准的力作用。 

通过构造为盘状弹簧组90的压力弹簧来实现片85在朝向片75的方向上的轴向力作用，该盘状弹簧组90由多个盘状弹簧95组成。在此盘状弹簧组90的取向为，使由其施加的压力沿密封卡圈6的纵轴线15的方向作用。盘状弹簧组90的外圆周基本上构造成与第一密封件的弹性密封环45相同并与其相同地贴靠在套管55的内圆周上。盘状弹簧组90具有中心的、与通道20的纵轴线15同心地取向的空隙100，线缆25可以穿过该空隙100被导引。在此，盘状弹簧组90与片75和85以及套管55一起作为用于密封环45的力作用的装置的组件。盘状弹簧组90轴向压缩地设置并由此为施加压力而预紧。因此，盘状弹簧组90可以补偿密封环45的纵向变化，从而使片85始终通过压力贴靠在密封环45上。由此，在这种设计中，当密封环45的弹性材料随着时间失去弹性和塑性变形并在此时也可能轴向缩短时，密封环45也受到压力作用。 

盘状弹簧90沿壳体向内方向80支撑在沿套管55的内周面50轴向延伸的凸缘105上。凸缘105在整个圆周上在套管55的径向内侧从盖板110突出，该盖板110沿壳体向内方向80端侧地封闭套管55。盖板110借助螺栓115可脱开地旋紧在套管55上。在盖板110旋固于套管55上时，凸缘105轴向进入套管55中并且盘状弹簧90轴向压缩。这由此将压力施加在片85上。因此，通过安装盖板110，盘状弹簧90也被适当地预紧以将压力施加在片85上并由此施加在密封环45上。 

此外，密封卡圈可脱开地且密封地固定在潜水泵1的壳体3的壁4上。为此，在凸部30附近在密封卡圈壳体10的套管55上固定有两个密封环120、125。这两个密封环120、125分别相对于彼此略微轴向错开地外圆周地围绕密封卡圈壳体10的套管55。为了轴向保持密封环120、125，它们被张紧在围绕套管55周向延伸的槽130、135中。如果密封卡圈6如图2所示地固定在潜水泵1的壳体3的壁4上，则这两个密封环120、125轴向密封地贴靠在入口5的内侧140上。 

沿壳体向外的方向60，在凸部30上连接有夹圈145形式的夹紧件。为此，密封卡圈壳体10的此轴向部分具有两个弧形的、位于通道20的径向相对侧的空隙150。双件式夹圈145插入在所述空隙150中。套管55的凸部30或端壁65与密封卡圈壳体10的位于沿壳体向外方向弯曲的开口155的部分通过两个狭长的、在通道20上彼此径向对置的隔片160彼此连接，该隔片160将两个空隙150彼此分开。 

夹圈145包括两个近似半圆的箍175、180，它们为了夹持线缆25而与隔片160连接。为此，隔片160具有螺纹，箍175、180通过螺栓195、200旋接在该隔片上。在旋紧的状态下，如此构造的夹圈145的内径小于未受力作用的线缆25的直径。由此，线缆25通过旋接在隔片160上的夹圈145径向固定地被保持在通道20中。此外，夹圈145的内周具有成型的夹持面205。夹持面205的轮廓由夹持肋210构成，该夹持肋210沿周向延伸并阻止线缆25的轴向位移。 

夹圈145构成用于线缆25的位于潜水泵1的壳体3中的端部的应力消除装置。以此方式，拉力，即沿壳体向外方向60作用并在壳体3之外与线缆25接合的力，不会对线缆25的壳体内的端部产生作用。由此，针对与线缆25接合的拉力保护了位于线缆25的壳体内的端部的电连接触点。更确切地说，该拉力通过夹圈145作用在密封卡圈壳体10上。此外，夹圈145也位于第一密封件的密封环45的壳体向外方向。因此，特别是在第一密封件的密封环45上不会作用有拉力，特别是不会作用有非对称地，即与通道20的纵轴线15成角度取向的力。由此夹圈145的还同时确保了密封环45的持续的强密封效果。 

此外，密封卡圈6的在其沿壳体向内的方向弯曲的开口215具有构造为环状金属舌状物225的电磁屏蔽装置220。该舌状物225围绕密封卡圈6的纵轴线15周向地分布。舌状物沿径向突出到通道20中，只要没有线缆25位于其中。然而，导引穿过的线缆25使舌状物225从径向弯曲到轴向的、沿壳体向内朝向的方向，从而使舌状物225以锐角且摩擦地（schleifend）贴靠在线缆25的外周面上。 

图9示出了根据本发明的潜水泵的密封卡圈6'的另一实施方式。该密封卡圈6'与前述的密封卡圈6的构造相似，但与其区别之处在于，代替夹圈145， 密封卡圈6'具有在套管55'中的双件式密封件。在此，代替第一密封件的密封环45，将贴靠在盘状弹簧90上的密封环45'用作第一密封件并将另一密封环230在从该密封环45'沿壳体向外的方向上用作第三密封件。该另一密封环230位于密封环45'与端侧贴靠在套管55'的端侧65上的盘75之间。两个密封环45'、230通过另一扁平的、环状的片235彼此分开，该片235与片75和85的构造和取向相同。 

这种设计在第一密封件的壳体向外方向上构成线缆25与密封卡圈壳体10'的摩擦配合的连接。以此方式，与线缆25接合的拉力可以通过第三密封件完全被传递到密封卡圈壳体10'上。因此可以省去其它额外的夹持件（如前述的夹圈145）。由此，第三密封件的密封环230表现为应力消除装置的另一种构造，其与第一密封件的密封环45'一起位于套管55'中。 

附图标记列表 

1潜水泵 

2潜入式电机 

3潜水泵1的壳体 

4壳体3的壁 

5入口 

6，6′密封卡圈 

10，10′密封卡圈壳体 

15纵轴线 

20通道(Durchführung) 

25线缆 

30凸部 

35接触面 

40螺栓 

45，45′密封环/第一密封件 

50内周面 

55，55′套管 

60壳体向外的方向 

65端壁 

70内侧 

75片 

80壳体向内的方向 

85片 

90盘状弹簧组 

95盘状弹簧 

100空隙 

105凸缘 

110盖板 

115螺栓 

120，125密封环 

130，135槽 

140入口4的内壁 

145夹圈 

150空隙 

155沿壳体向外方向的开口 

160隔片 

175箍 

180箍 

195螺栓 

200螺栓 

205夹持面 

210夹持肋 

215沿壳体向内方向的开口 

220电磁屏蔽装置 

225舌状物 

230第三密封件 

235片 

Claims (11)

1.一种具有壳体的潜入式电机，所述壳体包括具有防水的线缆开口(5，6；5，6')的壁(4)，该线缆开口包括在所述壁(4)中用于线缆(25)的入口(5)和能与所述入口(5)脱开的密封卡圈(6；6')，该密封卡圈具有用于所述线缆的通道(20)，其中所述密封卡圈(6；6')具有设置在所述通道上、由软弹性材料构成的第一密封件(45；45')和用于对该第一密封件(45；45')发生力作用的装置(75，85，90)，该装置用于持续地使所述第一密封件(45；45')径向地力作用在所述通道(20)中，其中，所述第一密封件(45；45')被密封卡圈壳体(10；10')周向地围绕，所述密封卡圈壳体(10；10')的前端当所述密封卡圈(6；6')与所述入口(5)相连接时位于电机壳体(3)的内部，以及所述用于对所述第一密封件(45；45')发生力作用的装置(75，85，90)具有两个夹持面(75，85)，所述第一密封件(45；45')位于该两个夹持面之间并且该第一密封件(45；45')借助所述两个夹持面被轴向地力作用，以及具有沿轴向作用的压力弹簧元件(90)，该压力弹簧元件对所述夹持面(75，85)中的至少一个夹持面(85)进行力作用，该压力弹簧元件(90)支撑在能脱开地设置在所述密封卡圈壳体(10；10')上的端壁(110)上，以及其中，所述线缆开口(5，6；5，6')具有用于将所述密封卡圈(6；6')可脱开地固定在所述入口上的装置(35，40)，其中，在所述密封卡圈(6；6')与所述入口(5)之间设有至少一个第二密封件(120，125)。

2.按照权利要求1所述的潜入式电机，其中，所述第一密封件(45；45')设置用于持续地轴向密封地贴靠在所述线缆(25)上并且与所述密封卡圈(6；6')在所述壳体(3)上的固定无关地贴靠在所述通道(20)的内圆周上。

3.按照权利要求1所述的潜入式电机，其中，所述第一密封件(45；45')是密封环(45；45')，其在周向上环绕用于所述线缆(25)的所述通道(20)的纵轴线(15)。

4.按照权利要求1所述的潜入式电机，其中，所述压力弹簧元件(90)是盘状弹簧(90)。

5.按照权利要求1所述的潜入式电机，其中，用于将所述密封卡圈(6；6')固定在所述壁(4)上的装置(35，40)具有与所述密封卡圈(6；6')的通道(20)的纵轴线(15)成角度的接触面(35)，该接触面设置在所述密封卡圈(6；6')上。

6.按照权利要求1所述的潜入式电机，其中，设有第三密封件(230)，以密封地贴靠在所述线缆(25)上和所述密封卡圈壳体(10；10')的内圆周上。

7.按照权利要求1所述的潜入式电机，其中，所述密封卡圈(6；6')具有用于夹持所述线缆(25)的夹持件(145)。

8.按照权利要求7所述的潜入式电机，其中，所述夹持件(145)具有在周向上围绕用于所述线缆(25)的通道(20)的面(205)，该面具有周向定向的肋(210)。

9.按照前述权利要求6至8中任一项所述的潜入式电机，其中，所述夹持件(145)从所述第一密封件(45；45')看贴靠在所述通道(20)的从所述壳体(3)中引出的轴向部分上。

10.按照权利要求1所述的潜入式电机，其中，所述第二密封件(120，125)包括至少一个密封环(120，125)，该密封环设置在所述密封卡圈(6；6')的外圆周上并且构造用于贴靠在所述入口(5)的内圆周(140)上。

11.一种具有按照前述权利要求任一项所述的潜入式电机(2)的潜水泵。