CN106374711A - 有刷电机 - Google Patents

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Abstract

有刷电机(10)包括外壳(11)，两个刷，并且进一步还有被插入在外壳(11)内的转子(30)，转子(30)具有第一内端(31)和第二外端(32)。该有刷电机(10)在具有火灾或爆炸危险的环境中或者在存在可能爆炸的或易燃的流体时是特别适用的，并且包括用基于聚合物的材料制成的至少一个填料部件(20)，所述填料部件(20)被定位在所述有刷电机(10)的外壳(11)的内部，用于最小化有刷电机(10)自身内的自由体积，并且同时通过最小化触发爆破或火灾的可能性来允许保持有刷电机(10)的高功率和高性能特性。

Description

有刷电机
技术领域
本发明涉及一种有刷电机。
特别是，所述有刷电机可以被用在具有火灾或爆炸危险的环境中或者存在可能爆炸的或易燃的流体时。
背景技术
现有的有刷电机不允许在诸如当刷引起火花时的这样的条件下使用，因此可以确定火灾或爆炸的开始。
对于这样的应用，使用无刷电机，即，用术语“无刷(brushless)”称之的电机，然而，该电机的实现更加复杂，并且与有刷电机相比还具有平均更高的成本。
事实上，无刷电机具有相对于有刷电机来说完全不同的构造和功能运行(functioning)，因此，差异不仅仅是不存在刷。
发明内容
本发明的目标是提供一种有刷电机，该有刷电机可以被用在具有火灾或爆炸危险的环境中或者存在可能爆炸的或易燃的流体时，同时可以具有电机自身的高性能特性。
另一个目标是提供一种具有缩小的体积和数量减少的组件的有刷电机。
又一个目标是具有一种具有低噪声水平并且经济的有刷电机。
进一步的目标是具有一种在经济上有利的有刷电机。
根据本发明的这些目标通过提供权利要求1中所描述的有刷电机来实现。
本发明的进一步的特征通过随后的权利要求来强调。
附图说明
从以下参照附图的示例性的非限制性描述，根据本发明的有刷电机的特征和优点将变得更明显，其中：
图1是根据本发明的有刷电机的实施例的优选形式和用于流体的泵的实施例的优选形式的右侧立视图；
图2是图1的没有外壳的细节的右侧立视图；
图3是根据本发明的有刷电机的实施例的优选形式和用于流体的泵的实施例的优选形式的右侧立视图中的分解透视图；以及
图4是根据本发明的有刷电机的细节的实施例的优选形式的后面的左侧立视图中的分解透视图。
具体实施方式
参照附图，示出了特别适用于具有火灾或爆炸危险的环境中和/或存在可能爆炸的或易燃的流体时的有刷电机10，其被配备有滑动触点，特别是直流滑动触点。
根据本发明，所述有刷电机10包括用基于聚合物的材料制成的至少一个填料部件20，所述填料部件20被定位在所述有刷电机10的内部，用于最小化所述有刷电机10自身内的自由体积，并且特别是用于避免整个有刷电机10自身的大小的缩小，并且同时允许保持所述有刷电机10的高功率和高性能特性，所以有利地最小化触发爆破或火灾的可能性，换句话说，通过在具有火灾或爆炸危险的环境中或者在存在可能爆炸的或易燃的流体时使用所述有刷电机10的情况下最小化触发爆燃或燃烧的可能性。
特别是，所述至少一个填料部件20允许使所述有刷电机10内的自由体积缩小到低于预定体积，特别是低于100cm3，低于所述预定体积，所确定的流体的火灾和/或爆炸的可能性大幅降低，并且同时，它允许保持所述有刷电机10的高性能特性，并且还允许转换现有的有刷电机以供将其用在存在易燃的流体或爆炸物时的应用中。
特别是，所述有刷电机10包括两个刷和外壳11，外壳11优选地是金属的，并且具有内部腔体15，所述至少一个填料部件20被插入在内部腔体15中，并且另外地，所述有刷电机10包括被插入在所述外壳11内的转子30，转子30具有第一内端31和第二外端32。
这允许进一步降低爆炸或火灾的危险，因为所述外壳11通过使其中所述有刷电机10优选被提供的接地电连接来允许部分地吸收任何可能的电击。
另一个优点是，现有的有刷电机可以通过将所述至少一个填料部件20插入在这些有刷电机中而被改装，以使这些有刷电机与有火灾或爆炸危险的流体一起使用，而不必使用用术语“无刷”称之的类型的不同型电机，这些有刷电机不具有这种问题，因为它们在其操作期间不产生火花或放电，事实上是无刷的。
优选地，所述至少一个填料部件20还是减振的和隔音的，就是说，这有助于使所述有刷电机10生成的噪声和振动衰减。
有利地，这通过还最小化噪声发射来允许有刷电机10的使用。
优选地，所述有刷电机10包括印刷电路板40，其被插入在所述外壳11内，特别是所述内部腔体15内。
优选地，所述至少一个填料部件20具有用于所述印刷电路板40的壳体25，其用于避免所谓的“追踪”问题，因此用于避免由于可能位于所述电路上或者存在于所述印刷电路板40上的组件的触点上的刷(并且特别是在存在高湿度时)生成的灰尘而导致的短路。
优选地，所述有刷电机10包括两个刷夹持器41，其优选地被安装在所述印刷电路板40上，特别是与所述印刷电路板40集成。
优选地，用于所述印刷电路板40的所述壳体25具有两个壳体，其用于装入所述两个刷夹持器41，并且至少部分装入所述两个刷以防止特别是由于所述两个刷在所述转子30的第一内端31上的摩擦而导致的预定导电灰尘的通过，并且用于允许所述两个刷在所述壳体内突出的部分接触所述转子30的所述第一内端31。
优选地，所述转子30是全自动绕线式的，并且优选地设有16个极截面与32刀片收集器。
有利地，特别是就直流230v电机来说，通过有利地另外地还减少灰尘的“追踪(tracking)”现象，获得更低的电磁发射、更低的噪声发射，并且获得刷的具有更长寿命的更低的火花放电，并且伴随着所述有刷电机10的有用寿命增加。
优选地，所述有刷电机10包括被插入在所述外壳11内的电噪声抑制装置50，诸如特别是优选为无源型的、优选为用术语EMC称之的类型的高通滤波器，其中优选地，所述电噪声抑制装置50连接到所述有刷电机10的所述两个刷，用于使比电网的频率高的频率、特别是150kHz和30MHz之间的频率衰减，用于使电磁干扰衰减，并且用于获得所述有刷电机10的电磁兼容性。
有利地，这允许减少障碍物，并且允许保护所述电噪声抑制装置50不受外部动因、特别是具有高湿度或者具有氧化剂或腐蚀剂的环境的影响。
有利地，这还允许减少组件的数量，因为避免了用于容纳所述电噪声抑制装置50和相关组装件的附加的箱体或外壳，结果使得生产成本降低。
优选地，所述电噪声抑制装置50，并且特别是所述高通滤波器，被安装在所述印刷电路板40上。
有利地，这允许缩小总体尺寸，并且保护所述电噪声抑制装置50不受外部动因影响。
优选地，所述印刷电路板40还包括连接在一起的电路和若干个组件，其中一部分构成所述电噪声抑制装置50。
另外优选地，所述印刷电路板40还包括所述两个刷夹持器41，其用于将所述有刷电机10的所有电子组件集成在单个部件中。
优选地，所述至少一个填料部件20包括用于所述电噪声抑制装置50的第二壳体，其用于避免所谓的“追踪”问题，因此用于避免由于可能位于所述电路上或者所述印刷电路板40的组件的触点上的刷生成的灰尘而导致的短路。
优选地，所述印刷电路板40包括中心通孔，所述转子30的最内端31优选地被插入在所述中心通孔的内部，并且另外地，所述两个刷被安装在所述印刷电路板40上，并且另外地，所述两个刷包括在所述通孔内部突出的对应末端，并且优选地相对于所述中心通孔在直径上彼此对置。
特别是，用于所述印刷电路板40的所述壳体25作为底片，特别是在所述至少一个填料部件20的一侧，复制所述印刷电路板40的形状，优选地所述印刷电路板40、优选地还有其组件的形状，所述壳体25用于完全地覆盖印刷电路板40，并且用于防止灰尘或其他媒介定位在所述印刷电路板40上，并且另外地，它有利地允许容易地更换所述印刷电路板40或所述印刷电路板40上的其他组件。
优选地，所述印刷电路板40包括两个滤波器，其中每个包括电感器和电容器，所述两个滤波器中的每个滤波器连接到所述两个刷中的对应的刷。
优选地，所述印刷电路板40包括第三电容器、具有两个输入极和两个输出极的二极管桥式整流器，其中，所述两个输出极连接到所述两个刷，此外所述两个输入极被所述第三电容器(未示出)相互连接，所述第三电容器所以相对于所述两个输入极来说被并联连接。
优选地，所述印刷电路板40包括与所述二极管桥式整流器的输入极串联连接的热保护部件，特别是在操作温度大于所述二极管桥式整流器的最大预定容许温度的情况下，所述热保护部件能够中断与所述二极管桥式整流器的输入极的连接。
特别是，所述热保护部件包括由不同金属制成的记忆形状金属条，其在操作温度大于最大预定容许温度的情况下会使自身弯曲。
优选地，所述壳体25包括用于其中所述印刷电路板40被提供的每个组件的多个迹线或壳体。
优选地，所述至少一个填料部件的所述壳体25允许插入所述印刷电路板40并且完全装入所述印刷电路板40的至少第一面。
优选地，所述壳体25作为底片复制板40上的所述印刷电路板、还有其组件的形状，特别是所述壳体25包括多个进一步的壳体，所述多个进一步的壳体用于从所述印刷电路板40突出的电子或电组件的至少一部分，其中印刷电路板40优选被提供，特别是用于所述印刷电路板40、优选地还有所述电噪声抑制装置50的每个电子或电组件，所述电噪声抑制装置50优选地被安装在所述印刷电路板40上或者与所述印刷电路板40集成。
优选地，所述至少一个填料部件20允许最小化所述有刷电机10内部的自由体积，特别是使所述有刷电机10内部的自由体积最小化到低于在存在易燃流体或者有爆炸危险时触发爆炸或燃烧所必需的最小体积，并且另外地同时，它允许所述印刷电路板40和所述有刷电机10内部的其他电和/或电子组件集成，特别是所述至少一个填料部件20还集成用于所述印刷电路板40内的所述填料部件20的保护壳体以及所述有刷电机10内部的电和/或电子组件的功能。
优选地，所述至少一个填料部件20具有由聚合物材料制成的、用于使所述有刷电机10的噪声发射衰减的多个填料部件20。
优选地，所述至少一个填料部件20包括第一填料部件20A和第二填料部件20B。
特别是，在所述第一填料部件20A内，用于所述印刷电路板40的所述第一面的所述第一壳体被制造，并且另外地，所述第二填料部件20B包括用于所述印刷电路板40的第二面的第二壳体，其用于完全地装入所述电路和所述印刷电路板40的组件的至少一部分。
优选地，所述至少一个填料部件20包括第三填料部件20C，其包括基本上居中的通孔22，所述转子30的所述第二外端32被插入在通孔22内。
特别是，所述第三填料部件20C包括环形垫片23，其用于防止水或流体进入所述有刷电机10的容纳所述印刷电路板40的部分内，优选地，所述环形垫片23被制成与所述第三填料部件20C形成一体或者与所述第三填料部件20C一起被制成单个工件，特别是所述环形垫片23被制成与所述第三填料部件20C的所述通孔22形成一体或者与所述第三填料部件20C的所述通孔22一起被制成单个工件。
特别是，所述第一填料部件20A和所述第三填料部件20C被定位在相对于所述转子30来说对置的纵向部分中，并且另外地，所述第一填料部件20A和所述第三填料部件20C包括各自的外围纵向部分，所述外围纵向部分用于它们的相互连接，用于避免与所述转子30接触，用于保持正确的相互位置，还有利地用于在所述有刷电机10的操作期间更好地吸收振动。
优选地，所述各自的纵向外围部分设有用于使所述第一填料部件20A和所述第三填料部件20C相互约束的耦合装置。
此外优选地，所述第一填料部件20A和所述第三填料部件20C，特别是还有所述各自的外围纵向部分包括用于对应的多个拉杆的多个沟槽，所述多个拉杆允许关闭所述有刷电机10，并且其中所述有刷电机10优选被提供。
优选地，所述外壳11具有圆柱形形状，并且另外地，优选地，所述有刷电机10包括用于关闭所述外壳11、并且特别是用于关闭所述外壳11的两个对应的开口端的第一封闭部件12和第二封闭部件14；特别是所述第一封闭部件12和所述第二封闭部件14包括对应的环形垫片，所述环形垫片被定位在所述第一封闭部件12和所述第二封闭部件14的圆柱形外表面上，用于具有高程度的防潮保护和高防水程度，所以避免流体、水分和气体进入所述有刷电机10的内部。
有利地，这允许进一步减少所述有刷电机10内部的水分的存在，进一步减少“追踪”现象，因此导电灰尘在所述印刷电路板40上的沉积。
优选地，所述第二封闭部件14包括多个通孔，所述多个通孔用于插入其上被插入对应的环形垫片的所述多个拉杆，用于防止水或其他流体或气体通过所述有刷电机10的内部，并且另外地，特别是所述多个拉杆被用螺丝拧紧在对应的盲孔中，所述盲孔从所述第一封闭部件12的内面开始制造，用于密封地关闭所述有刷电机10，所以防止流体，特别是水通过所述有刷电机10的内部。
此外优选地，所述第三填料部件20C包括沟槽，所述沟槽与所述外壳11的所述第一封闭部件12耦合，限定基本上防水和水密的内室，用于进一步防止水或流体进入所述有刷电机10的容纳所述印刷电路板40的部分中。
优选地，所述有刷电机10包括设有对应的垫片的所述多个拉杆。
特别是，所述有刷电机10包括两个永磁体以及包括多个绕组或线圈(图中未示出)的转子30，所述两个永磁体和所述转子30被插入在所述外壳11内；特别是所述转子30被定位在所述两个永磁体之间，所述两个永磁体相对于所述转子30的对称旋转轴来说彼此对置，转子30在所述外壳11被提供的腔体15的内部，并且另外地，所述转子30包括两个圆柱形末端，第一内端31和第二外端32，所述第二外端32被插入在形成在特别是所述外壳11的第一封闭部件12的内部的通孔中，并且突出到所述通孔的外部，用于限定所述有刷电机10的用于传送旋转移动的轴。
另外特别是，所述有刷电机10优选地包括支撑所述转子30的所述第一内端31的滚珠轴承，所述滚珠轴承用于允许所述转子30自由旋转。
优选地，所述基于聚合物的材料是基于聚酰胺的材料，优选地是尼龙，特别是尼龙66。
优选地，所述有刷电机10是用于处理流体、特别是液体的电机，并且另外，优选地，所述有刷电机10被用于泵送冷却剂流体或燃烧流体，特别是在受存在于放电或火花时的燃烧点火或爆破的问题影响的、用于冰箱或热泵的冷却剂流体、液体或气态碳氢化合物之间选择的。
优选地，所述有刷电机10包括电力电缆，所述电力电缆特别是还具有用于使金属部分接地的、特别是连接到所述优选为金属的外壳11的电缆。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于流体的泵80，所述泵80优选为膜型或者具有调色板的或者对于处理流体、特别是处理冷却剂流体或燃料类似的旋转型，所述泵80包括具有前述特征中的一个或更多个的和/或根据前述实现变体之一的有刷电机10。
特别是，用于流体的所述泵80与所述有刷电机10集成，以用于减少组件的数量，并且用于限制总体尺寸。
优选地，所述泵80包括泵送头，所述泵送头与所述有刷电机10集成，特别是集成到所述有刷电机10的末端，优选地连接到所述有刷电机10的所述第一封闭部件12。
这有利地允许避免被所述有刷电机10泵送的所述流体的爆破，同时保持所述有刷电机10的高电性能。
此外，在所述泵80被用于具有反渗透的净水器的情况下，这允许保持减轻的重量并且最小化噪声发射。
优选地所述有刷电机10的所述第一封闭部件12与所述泵送头一起限定第二空气室，所述第二空气室允许进一步减少所述流体进入所述有刷电机10的内部。
根据本发明的进一步的方面，提供了一种用于流体的所述泵80与以下应用中的一个或更多个一起的使用：反渗透工厂、碳酸化器-冰箱装置、饮水机、咖啡机、自动售货机。
必须理解，本发明也是针对前面的装置或工厂中的每个提及的，其中每个包括前面描述的类型的至少一个泵80，所述泵80包括具有前述特征中的一个或更多个的和/或根据前述变体之一的至少一个有刷电机10。
因此已经看出，根据本发明的有刷电机实现了前面概述的目标。
如此构想的本发明的有刷电机容许有许多修改和变体，全都落在相同的发明构思内。
而且，在实践中，所用的材料以及还有它们的尺寸和组件可以是根据技术需求的任何种类。

Claims (15)

1.一种有刷电机(10)，所述有刷电机(10)包括外壳(11)、两个刷以及还有被插入在所述外壳(11)内的转子(30)，所述转子(30)具有第一内端(31)和第二外端(32)，所述有刷电机(10)在具有火灾或爆炸危险的环境中或者在存在可能爆炸的或易燃的流体时是特别适用的，其特征在于，所述有刷电机(10)包括用基于聚合物的材料制成的至少一个填料部件(20)，所述填料部件(20)被定位在所述有刷电机(10)的所述外壳(11)的内部，用于最小化所述有刷电机(10)内的自由体积，并且同时允许保持所述有刷电机(10)的高功率和高性能特性，所以最小化触发爆破或火灾的可能性。
2.根据权利要求1所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述有刷电机(10)包括被插入在所述外壳(11)的内部的印刷电路板(40)，并且其中所述至少一个填料部件(20)包括用于所述印刷电路板(40)的壳体(25)，所述壳体(25)用于防止由于所述两个刷生成的灰尘而导致的短路。
3.根据权利要求2所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述有刷电机(10)包括优选地被安装在所述印刷电路板(40)上，并且特别是与所述印刷电路板(40)集成的两个刷夹持器(41)，并且其中用于所述印刷电路板(40)的所述壳体(25)包括两个壳体，所述两个壳体用于装入所述两个刷夹持器(41)，并且用于至少部分装入所述两个刷以用于防止特别是由于所述两个刷在所述转子(30)的所述第一内端(31)上的摩擦而生成的导电灰尘通过。
4.根据权利要求2所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述有刷电机(10)包括电噪声抑制装置(50)，所述电噪声抑制装置(50)特别是优选地为无源类型的高通滤波器，所述电噪声抑制装置(50)被插入在所述外壳(11)的内部，并且优选地另外地，所述电噪声抑制装置(50)连接到所述有刷电机(10)的所述两个刷，用于使比电网的频率高的频率、特别是150kHz和30MHz之间的频率衰减，用于使电磁干扰衰减，并且用于获得所述有刷电机(10)的电磁兼容性。
5.根据权利要求1所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述电噪声抑制装置(50)，并且特别是所述高通滤波器，被安装在所述印刷电路板(40)上，并且其中所述至少一个填料部件(20)包括用于所述电噪声抑制装置(50)的第二壳体。
6.根据权利要求2所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述壳体(25)作为内凹部分来复制所述印刷电路板(40)的所述板的形状，特别是所述壳体(25)包括多个进一步的壳体，所述多个进一步的壳体用于其中所述印刷电路板(40)被提供的从所述印刷电路板(40)突出的所述电子或电组件的至少一部分，并且特别是用于所述印刷电路板(40)的、优选地还有所述电噪声抑制装置(50)的每个电子或电组件，所述电噪声抑制装置(50)优选地被安装在所述印刷电路板(40)上或者与所述印刷电路板(40)集成。
7.根据权利要求2所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述印刷电路板(40)包括中心通孔，所述转子(30)的第一内端(31)优选地被插入通过所述中心通孔，所述两个刷被安装在所述印刷电路板(40)上，并且另外地，所述两个刷包括从所述通孔内部突出的对应末端，并且优选地相对于所述中心通孔在直径上彼此对置。
8.根据权利要求1所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述至少一个填料部件(20)由多个填料部件(20)，特别是第一填料部件(20A)和第二填料部件(20B)构成，所述多个填料部件(20)是用聚合物材料制成的，用于使所述有刷电机(10)的噪声发射衰减。
9.根据权利要求8所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述第一填料部件(20A)被制造有用于所述印刷电路板(40)的第一面的所述第一壳体，并且另外地，所述第二填料部件(20B)包括用于所述印刷电路板(40)的第二面的第二壳体，用于完全地装入所述电路以及所述印刷电路板(40)的组件的至少一部分。
10.根据权利要求2所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述至少一个填料部件(20)包括第三填料部件(20C)，所述第三填料部件(20C)包括基本上居中的通孔(22)，所述转子(30)的所述第二外端(32)被插入在所述通孔(22)内，特别是所述第三填料部件(20C)包括环形垫片(23)，所述环形垫片(23)用于防止水或流体进入所述有刷电机(10)的容纳所述印刷电路板(40)的部分内，并且优选地，所述环形垫片(23)被制成与所述第三填料部件(20C)形成一体或者与所述第三填料部件(20C)一起被制成单个工件，特别是所述环形垫片(23)被制成与所述第三填料部件(20C)的所述通孔(22)形成一体或者与所述第三填料部件(20C)的所述通孔(22)一起被制成单个工件。
11.根据权利要求10所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述第三填料部件(20C)包括沟槽，所述沟槽与所述外壳(11)的末端耦合，并且限定内部的基本上防水的水密室，用于进一步防止水或流体在所述有刷电机(10)的容纳所述印刷电路板(40)的部分内通过，并且另外地，特别是所述第一填料部件(20A)和所述第三填料部件(20C)被定位在相对于所述转子(30)来说对置的纵向部分中，并且另外地，所述第一填料部件(20A)和所述第三填料部件(20C)包括各自的外围纵向部分，所述外围纵向部分用于连接在它们之间，用于防止与所述转子(30)接触，用于保持正确的相互位置，并且还有利地用于在所述有刷电机(10)的操作期间更好地吸收振动。
12.根据权利要求1所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述基于聚合物的材料是基于聚酰胺的材料，优选地是尼龙，特别是尼龙66。
13.根据权利要求1所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述有刷电机(10)是用于处理流体、特别是液体的有刷电机(10)，并且另外地优选地，所述有刷电机(10)可用于泵送冷却剂流体或燃烧流体，所述冷却剂流体或燃烧流体特别是在受在存在放电或火花时的燃烧点火或爆破的问题影响的、用于冰箱或热泵的冷却剂流体、液体或气态碳氢化合物之间选择的，并且特别是所述至少一个填料部件(20)被用来使所述有刷电机(10)内的自由体积缩小到低于一预定体积，特别是小于100cm3，低于所述预定体积，所确定的流体的火灾和或爆炸的可能性大幅降低。
14.根据权利要求1所述的有刷电机(10)，其特征在于，所述有刷电机(10)是直流电机(10)，并且包括被插入在所述外壳(11)内的多个永磁体。
15.一种用于流体的泵(80)，所述泵(80)优选为膜型，或者具有用于处理流体，特别是用于处理冷却剂流体或燃料的调色盘的旋转型，所述泵(80)包括根据权利要求1至14中的任何一个的有刷电机(10)，其中特别是所述泵(80)优选地与所述有刷电机(10)集成。
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