CN102450115B - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空泵，包括布置在泵送腔(12)中的泵送元件(14)。电马达(24)驱动所述泵送元件(14)之一。提供有变频器(30)以用于改变电马达(24)的旋转速度。变频器(30)布置在紧连于泵壳体(10)的变频器壳体(32)中。空气冷却器(34)和液体冷却器(36)布置在变频器壳体(32)内以用于冷却变频器(30)。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及一种真空泵，特别是螺杆式真空泵，罗茨真空泵或旋片真空泵。

背景技术

真空泵包括泵送元件，所述泵送元件布置在由泵壳体形成的泵送腔中并且用于输送流体，特别是例如空气的气体。泵送元件通常由电马达驱动。为了简单地改变真空泵的旋转速度，已知使用变频器以便能够以简单的方式改变马达速度。变频器是一种灵敏的电子元件。为了允许变频器的良好的冷却和无振动的布置，已知将它们设置在独立于真空泵的且与所述泵分离的控制柜中。但是，特别地，由于控制柜和真空泵的电马达之间所需的配线，所以这是麻烦的。因此，一般优选地将变频器直接布置在真空泵处。

对于紧邻真空泵布置的变频器来说，已知需要提供用于冷却变频器的空气冷却。在这种情况下，通过由鼓风机抽吸环境空气并且将其吹向变频器而实施冷却。这样，通过强制对流实现冷却。但是，这种空气冷却方式的缺点在于，不能够实现或者通过很大的努力才能实现高的保护等级。即使较低的保护级别也需要复杂的壳体。特别是在脏的环境中，由于需要频繁地清洁和更换过滤器，所以需要较高的维护努力。另外已知的是利用自然对流来冷却变频器，在这种情况下，壳体直接设置有冷却肋。但是，只有在环境温度相应地较低并且泵在变频器未被变热过大的工作范围内运行的情况下，这种设计是可以的。由于不得不确保空气的自由流入，这种设计还具有被污染的较高的风险。

还已知的是，为变频器提供有及时的水冷却。在这种情况下，变频器连接于真空泵的冷却表面。但是，其缺点在于，变频器暴露于真空泵的振动。此外，真空泵的冷却需求与变频器的冷却需求必须彼此对应。因此所使用的变频器必须适合于相应的要求。还已知的是：为变频器提供连接于单独的冷却回路的单独的冷却板。这是一种极为复杂的方案。用于变频器的水冷却的一般缺点在于，在高的空气湿度下，在变频器内也能够形成冷凝物。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有变频器的真空泵，其中，能够确保变频器的可靠的冷却。

根据根据本发明的一种真空泵实现该目的，包括形成泵送腔的泵壳体，布置在所述泵送腔中的至少一个泵送元件，用于驱动所述至少一个泵送元件的电马达，以及连接于所述电马达的用于改变所述电马达的旋转速度的变频器，其中，所述变频器布置在紧连于所述泵壳体的变频器壳体中，并且其中，空气冷却器和液体冷却器布置在所述变频器壳体中以便冷却所述变频器，其中，所述电马达布置在所述变频器壳体内。

在本发明的真空泵中，布置在泵送腔中的至少一个泵送元件由电马达驱动。电马达连接于变频器以允许改变马达速度。变频器布置在直接连接于泵壳体的变频器壳体中——下文中称作FI壳体。根据本发明，FI壳体容纳用于冷却变频器的空气冷却器和液体冷却器。如由本发明提供的空气冷却器和液体冷却器的组合允许即使在变频器上受到高的热应力的情况下也可确保变频器的可靠的冷却，同时避免了冷凝物的出现。

优选地，FI壳体和泵壳体一体地形成，当然，也能够是两个壳体由几个部分构成。在本文中，优选的是FI壳体紧连接泵壳体并且因此能够获得紧凑的结构。

空气冷却器优选地包括在FI壳体中产生冷却空气流的鼓风机。根据本发明，空气流被液体冷却器冷却。其优点在于，变频器不直接连接于冷却板等，而是变频器的冷却通过液体冷却器冷却的空气流来实施。由此，显著地降低了特别是在变频器内部出现冷凝物的风险。

FI壳体可以被关闭，从而使得空气被循环。无须抽吸可能被污染的环境空气。

优选地，液体冷却器包括布置在FI壳体中或FI壳体上的冷却元件。空气沿优选地具有用于增加表面的冷却肋的冷却元件流动。空气流动所沿的冷却元件的冷却肋或表面优选地指向变频器。在优选的实施方式中，液体冷却器包括冷却板，至少一个冷却盘管布置在所述冷却板中。相应的冷却板可形成FI壳体的一部分。

在本发明的特别优选的实施方式中，液体冷却器被集成在真空泵的冷却剂回路中。因此，只提供一个冷却剂回路。这有助于真空泵连接于冷却剂回路，因为无须连接额外的冷却剂回路以用于冷却变频器。

在另一优选地实施方式中，电马达也布置在FI壳体中。在本实施方式中，液体冷却器优选地至少部分地围绕电马达。因此，液体冷却器用于冷却电马达并且将用于冷却变频器的空气流冷却。特别地，本实施方式的液体冷却器以冷却盘管的方式完全围绕电马达。

优选地，FI壳体热联接于电马达的液体冷却器或热联接于电马达的相应的被液体冷却的壳体。因此，能够确保良好的热耗散。

由于根据本发明，变频器由空气流冷却，因此无需将变频器直接连接于冷却板。如本发明所提供的，其优点在于，变频器能够被减震元件支撑。

通过使用抗振动电子件以及通过粘接或封装部件，能够进一步更好地防止变频器的振动破坏的出现。此外，振动脱开部件可被用作安装位置。

本发明的重要优点在于，因为变频器不直接联接于水回路，因此避免了变频器的电子部件出现冷凝而导致的破坏。在最冷部件上出现的冷凝因此发生在空气冷却器或液体冷却器上，而不是在变频器本身上，这是因为在运行中变频器产生废热。此外，当关闭泵时，由于变频器未冷却，因此避免了冷凝。为此，空气冷凝器的鼓风机优选地以可操作的方式联接于变频器。优选地，在FI壳体中提供有冷凝物排出管。

由于变频器是对温度最敏感的部件，优选地，在共用冷却回路中使用冷却剂首先冷却变频器，此后冷却电马达并且然后冷却泵。此外，可以实施水冷却的附加控制。

与将变频器布置在必须输送少量空气的控制柜中的布置相比，如本发明所提供的，将变频器集成在泵壳体或FI壳体中是有利的。特别地，可以实现FI壳体内空气的非常良好的导向。

由于如本发明所提供的包括根据本发明而实现的冷却的变频器的布置，例如，能够实现IP54的高的保护等级。

附图说明

结合优选的实施方式，包括参考附图，在以下说明中更加详细地阐述本发明，其中：

图1示出了通过本发明的第一优选实施方式的示意性截面；以及

图2示出了通过本发明的第二优选实施方式的示意性截面。

具体实施方式

每个视图非常示意性地示出了作为示例的螺杆式真空泵。此处，壳体10限定了泵送腔12，在泵送腔12中，布置有作为泵送元件的两个泵送螺杆，所述两个螺杆以相反的方向旋转。通常，这通过简图中未示出的且布置在两个螺杆马达14之间的传动装置实施。两个泵送元件的旋转导致通过进口18以箭头16的方向吸入介质并且通过出口20以箭头22的方向排出介质。

根据图1示出的本发明的第一优选实施方式，电马达24布置在壳体部分26中。电马达24通过其输出轴28连接于泵送螺杆14中的一个。

为了控制电马达24的旋转速度，提供了电联接于电马达24的变频器30。变频器30布置在变频器壳体32(FI壳体)中。FI壳体32直接连接于泵壳体10或者与其一体地形成。

提供了空气冷却器34和液体冷却器36以冷却变频器。在示出的实施方式中，空气冷却器34包括鼓风机38。鼓风机38布置在FI壳体32中并且用于循环FI壳体内的空气。此处，由鼓风机38产生的空气流被引导，从而使得所述空气沿液体冷却器36流动。在图示的实施方式中，空气沿液体冷却器36的冷却肋40流动。冷却肋40指向FI壳体32的内部或指向变频器30。

液体冷却器包括例如冷却板42的冷却元件，在图示的实施方式中，所述冷却板42同时形成FI壳体32的侧壁。在内侧，冷却肋40连接于冷却板42。冷却盘管44具体以迂回的形状设置在冷却板40内。冷却盘管44连接于冷却剂管线46。在图1中，为了清晰的目的，这些被示出为短柱。在优选的实施方式中，冷却剂管线46连接于电马达24的和真空泵本身的液体冷却系统。此处，冷却剂管线46优选地在壳体内或紧沿着壳体外壁延伸。

变频器30通过减震器48支撑在FI壳体32的一个壳体壁处。

在第二优选的实施方式中(图2)，相同的附图标记表示相同的或相似的部件。与第一实施方式(图1)的重要不同点在于，电马达24布置在FI壳体32内。因此提供的用于形成用于变频器30的液体冷却器的单独的冷却元件能够被省略。马达24由液体冷却器50围绕。液体冷却器50优选地完全地包围马达24并且具有指向外的冷却肋52。布置在液体冷却器50内的是螺旋状地布置的冷却盘管54，该冷却盘管54围绕电马达24。该盘管又连接于冷却剂管线46。

对应于第一实施方式(图1)，鼓风机38布置在FI壳体32中，鼓风机32使得FI壳体32中的空气循环，空气被引导，从而使得其沿用于冷却的肋32流动。

尽管已结合本发明的具体的示例性的实施方式描述和示出了本发明，但是本发明并不意在受限制于这些示例性的实施方式。本领域的普通技术人员将意识到在不偏离由随后的权利要求所限定的本发明的真实范围的情况下能够进行变型和改进。因此，所有这种变型和改进都将包含在本发明内，同样落在所附权利要求以及其等同物的范围内。

Claims (19)

1.一种真空泵，包括

形成泵送腔的泵壳体，

布置在所述泵送腔中的至少一个泵送元件，

用于驱动所述至少一个泵送元件的电马达，以及

连接于所述电马达的用于改变所述电马达的旋转速度的变频器，

其中，所述变频器布置在紧连于所述泵壳体的变频器壳体中，并且

其中，空气冷却器和液体冷却器布置在所述变频器壳体中以便冷却所述变频器，

其中，所述电马达布置在所述变频器壳体内。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述变频器壳体和所述泵壳体一体地形成。

3.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述空气冷却器包括鼓风机，所述鼓风机产生冷却所述变频器的空气流。

4.根据权利要求3所述的真空泵，其中，所述液体冷却器包括布置在所述变频器壳体中的冷却元件，用于冷却的空气流沿所述冷却元件流动。

5.根据权利要求4所述的真空泵，其中，所述冷却元件具有用于增加表面的冷却肋。

6.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述液体冷却器包括冷却板。

7.根据权利要求6所述的真空泵，其中，冷却肋直接连接于所述冷却板。

8.根据权利要求6所述的真空泵，其中，所述冷却板形成所述变频器壳体的侧壁的至少一部分。

9.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述液体冷却器至少部分地围绕所述电马达。

10.根据权利要求9所述的真空泵，其中，冷却盘管布置在所述液体冷却器中围绕所述电马达。

11.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述液体冷却器具有朝外指向的冷却肋。

12.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述液体冷却器集成于所述真空泵的冷却回路中。

13.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述变频器和/或所述变频器壳体由减震元件支撑。

14.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述变频器壳体以热联接的方式连接于所述电马达的液体冷却的壳体。

15.根据权利要求5所述的真空泵，其中，所述冷却肋指向所述变频器。

16.根据权利要求6所述的真空泵，其中，所述冷却板连接于冷却盘管，冷却剂流动通过所述冷却盘管。

17.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述电马达设有用于冷却的液体冷却器。

18.根据权利要求1所述的真空泵，其中，所述液体冷却器完全地围绕所述电马达。

19.根据权利要求9所述的真空泵，其中，冷却盘管布置在所述液体冷却器中以螺旋的方式围绕所述电马达。