CN107110170A - 电驱动泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于气体或气体混合物的电驱动泵，其具有泵壳体和马达壳体，其中，具有泵叶轮的径向泵在泵壳体中形成，其中，泵叶轮连接到驱动轴，驱动轴延伸通过泵壳体的壁到马达壳体中，在马达壳体中，驱动轴连接到电动马达的转子，其中，至少一个气隙在驱动轴和泵壳体的壁之间形成，其中，泵入口在泵壳体中形成，其布置在泵叶轮的中心区域中，并且其中，压力侧在泵壳体中形成，该压力侧布置在泵叶轮的外部径向区域中。为了提供在长使用期间无错操作的、用于气体或气体混合物的有成本效益的电驱动泵，通过泵壳体的开口在压力侧的区域中形成，该开口将泵壳体的内部连接到马达壳体的内部，使得在压力侧普遍的压力能够传播到马达壳体的内部中。

Description

电驱动泵
本发明涉及用于气体或气体混合物的电驱动泵，其具有泵壳体和马达壳体，其中，具有泵叶轮的径向泵在泵壳体中形成，其中，泵叶轮连接到驱动轴，驱动轴延伸通过泵壳体的壁到马达壳体中，在马达壳体中，驱动轴连接到电动马达的转子，其中，至少一个气隙在驱动轴和泵壳体的壁之间形成，其中，布置在泵叶轮的中心区域中的泵入口在泵壳体中形成，并且其中，压力侧在泵壳体中形成，该压力侧布置在泵叶轮的外部径向区域中。
在过去几十年，已经引入许多措施来减少源于机动车辆的有害物质的排放。这些措施中的一个涉及燃料箱系统的使用，其中，燃料箱连接到用于暂时储存烃类的储存元件。机动车辆利用烃基燃料的再加燃料与从燃料释放的烃类相关联，结合其，烃类不意图被释放到大气中。在高温或在不平坦的地面上行进时也发生从烃类燃料的增加释放，且因此有必要采取有效的步骤来确保这些烃类不逃逸到大气中。尤其在混合动力车辆的情况下，其中，内燃机在很长距离内完全保持处于停滞状态，释放的烃类必须在随后燃烧用于重新启动内燃机的目的之前有效地保持在暂时储存器中。由燃料箱和用于暂时储存烃类的储存元件构成的燃料箱系统已经证明其本身适于该目的，其中，燃料箱和储存元件以如下方式互连，即使得，从存在于燃料箱中的燃料释放的烃类被储存在储存元件中，其中，储存元件连接到第一管线，新鲜空气能够经由第一管线供应到储存单元，并且储存元件连接到第二管线，第二管线将储存元件连接到内燃机的进气系统，且经由第二管线，富含烃类的新鲜空气能够从储存元件供应到进气系统。新鲜空气通过储存元件的供应在电驱动吹洗空气泵的帮助下发生。储存元件能够以这种方式利用新鲜空气周期性地吹洗，且所储存的烃类能够供应到内燃机的进气系统，其中，内燃机经由空气过滤器和进气管线被供应新鲜空气。从燃料箱释放的烃类能够因此在内燃机中燃烧，且烃类到大气中的逃逸被可靠地防止。可构造为径向泵的吹洗空气泵根据现有技术用于将来自储存元件的烃类供应到进气系统。理想地对于机动车辆的整个寿命，该吹洗空气泵必须以相对高的旋转速度可靠地起作用，这对在吹洗空气泵的运动部分之间的密封元件提出特别的要求。
本发明的一个目的是因此提出一种用于气体或气体混合物的有成本效益的电驱动泵，其在长期服役期间完美操作。
该目的通过根据独立器械权利要求的用于气体或气体混合物的电驱动泵实现。
由于如下事实，即，在压力侧的区域中，开口被形成为通过泵壳体，该开口将泵壳体的内部连接到马达壳体的内部，以便在压力侧普遍的压力能够传播到马达壳体的内部中，所以在马达壳体的内部中的压力高于在泵叶轮的中心区域中的压力，以便通过压力差驱动的气体流动通过气隙从马达壳体的内部区域沿着驱动轴朝泵叶轮的中心区域出现。没有液体或固体成分（其已经通过泵入口与进入的气体或气体混合物一起找到进入泵壳体中的路）通过该气体流动被防止渗透到马达壳体中。驱动轴在其穿过泵壳体的壁的区域中的该密封根据本发明在没有任何物理密封元件的情况下简单地通过有利的实施例和利用在泵壳体的内部和马达壳体的内部之间的压力条件发生。由于不需要任何类型的物理密封元件（诸如轴密封环）用于密封旋转的驱动轴，所以能够设置用于气体或气体混合物的极其耐用且长久的电驱动泵。由于与通过泵供应的整个气体流动相比，通过气隙的气体流动仅非常小，所以因为其创造性的设计，泵仅损失非常小的性能，其对于驱动轴的无磨损密封的巨大益处来说是次要的。
在另外的改进中，驱动轴安装在第一滚珠轴承中，第一滚珠轴承布置在泵壳体的壁中，其中，气隙在第一滚珠轴承的滚珠之间延伸。滚珠轴承允许驱动轴几乎不受阻的旋转，其中，在泵叶轮的中心区域中在马达壳体的内部和泵壳体的内部之间的压力差引起连续的气体流动，其从马达壳体的内部通过第一滚珠轴承传递到泵壳体的内部，且防止液体和/或固体本体进入马达壳体的内部。
在随后另外的改进中，环形盘在泵壳体的壁中或壁上且在驱动轴周围形成，其中，在驱动轴和环形盘之间形成气隙。在驱动轴和环形盘之间的气隙能够做得非常小，且这不会导致在驱动轴和环形盘之间的摩擦。从马达壳体的内部到泵壳体的内部的连续气体流动能够因此非常小，因此电驱动泵的效率几乎没有受该气体流动的损害。
在本发明的一个实施例中，开口被形成为通过泵壳体的壁的孔。该孔在压力侧的区域中存在于泵的壁中，因此，没有运动部分与孔接触，如果开口被形成为旁路也是如此。在两种情况下，有利的是，开口设有过滤器元件，其防止液体或固体本体进入马达壳体的内部中。
在本发明的另外的改进中，电驱动泵被形成为吹洗空气泵。已经发现本发明的吹洗空气泵的寿命是有利的，尤其在其在机动车辆中的应用中。出于该目的，吹洗空气泵能够是机动车辆中的燃料箱系统的部件部分。
本发明的有利实施例在下文中基于附图描述。
图1描绘了带有燃料箱系统的内燃机，
图2描绘了本发明的电驱动泵，
图3描绘了驱动轴穿过泵壳体，
图4描绘了本发明的电驱动泵在机动车辆中的布置，
图5描绘了本发明的电驱动泵的实施例。
图1描绘了带有燃料箱系统的内燃机19。内燃机19具有排气系统21和进气系统22。为了回收包含在废气中的动能，排气系统21能够配备有涡轮增压器25，其能够压缩在进气系统22中的进入空气。经由进气系统22为内燃机19供应新鲜空气20。从新鲜空气侧开始，新鲜空气20经由进入空气过滤器23引导到进气系统22中，且酌情利用排气涡轮增压器25或利用压缩机压缩，且然后供应到内燃机19的燃烧室。此外，来自燃料箱26的燃料17经由燃料管线18供应到内燃机19。
图1还描绘了燃料箱系统，其带有燃料箱26和用于暂时储存烃类24的储存元件27。燃料箱26和储存元件27以如下方式互连，即使得，从存在于燃料箱26中的燃料17释放的烃类24能够储存在储存元件27中。储存元件27能够被构造为例如活性炭储存元件。活性炭储存元件是封闭的罐，在其内部，几乎全部粒状的碳以如下方式布置，即使得，预期储存的烃类24将其自己附接到碳。然而，储存元件26仅具有有限的储存能力，使得储存元件26必须以有规律的间隔通过吸入新鲜空气20排空，例如经由吹洗空气过滤器28，和在吹洗空气泵16的帮助下经由管线吸或压缩新鲜空气20到储存元件27中。新鲜空气20流过在储存元件27中的活性炭，且在这样做时带走烃类24，之后富集烃类24的新鲜空气20沿着另外的管线输送到进气系统22。在进气系统22中，富集烃类24的新鲜空气20与经由进入空气过滤器23吸入的新鲜空气20混合。烃类24能够以这种方式供应到内燃机19，其中，烃类24在内燃机19的燃烧室中燃烧。由于燃料箱系统包含挥发性烃类24，所以有必要确保整个燃料箱系统的可持续功能。燃料箱系统的一个重要部件是吹洗空气泵17，其在此于以下附图中更详细地表示，例如用于气体或气体混合物的本发明的电驱动泵。
图2描绘了用于气体或气体混合物的本发明的电驱动泵16。泵具有泵壳体1和马达壳体2。泵壳体1和马达壳体2两者都以气密方式与外界密封隔离。然而，在泵壳体的情况下，泵入口3和此处未示出的存在于压力侧4的泵出口当然免于气密密封。带有泵叶轮7的径向泵在泵壳体1内部形成。泵叶轮7连接到驱动轴8，其突出通过泵壳体的壁到马达壳体2中。在驱动轴8穿过泵壳体1的壁的区域中，驱动轴8利用第一滚珠轴承9可旋转地安装。此外，驱动轴8还能利用第二滚珠轴承13安装在马达壳体2中。驱动轴8在马达壳体2内部连接到电动马达的转子10。此处示出的电动马达是电子整流的、无刷电动马达。在该类型的电动马达中，转子10配备有永磁元件，且定子11设有定子绕组12。定子绕组12构成电机线圈。定子绕组利用对应整流的直流电流通电，以便其吸引集成在转子10中的永磁体，因此导致转子旋转。至少一个气隙15在驱动轴8和泵壳体1的壁之间形成。在泵壳体1中额外形成的是泵入口3，其位于泵叶轮7的中心区域中。气体流动经由该泵入口3被吸入泵壳体1中，且通过泵叶轮7的旋转输送到在泵壳体1中形成的压力侧4。压力侧4位于泵叶轮7的外部径向区域中。能够在压力侧4的区域中看到开口5，开口5在壁的区域中穿过泵壳体1，且在这样做将泵壳体1的内部连接到马达壳体2的内部。在压力侧4普遍的压力能够通过该开口5传播到马达壳体2的内部中。由于在泵叶轮的中心区域中的普遍压力低于在泵的压力侧的压力，且因此低于马达壳体2的内部中的压力，所以将通过气隙15形成气体流动。在该说明性示例中的气隙15能够例如通过在第一滚珠轴承9的个体滚珠之间的开口形成。在滚珠轴承上的压力均衡确保通过泵入口3吸入的在气体流动中液体成分或固体成分不能够进入马达壳体2的内部内。在泵壳体的压力侧4和马达壳体2的内部之间的开口5利用过滤器元件6覆盖。该过滤器元件6还确保存在于气体流动中的液体或固体成分不能够渗透到马达壳体的内部中。应当注意，过滤器元件6是纯粹静止部件部分，其不经历任何类型的运动，因此在过滤器元件6上不发生机械磨损。电驱动泵16的运动部分，诸如例如驱动轴8或滚珠轴承9不通过物理上实现的密封元件环绕，使得在该情况下磨损也不能发生。能够设置连接到泵壳体的壁且安置在驱动轴8周围的环形盘14，以便形成甚至更细的气隙15，其中，气隙15在驱动轴和环形盘14之间形成。该气隙15能够保持非常小，且不因此导致在运动的驱动轴8和环形盘14之间的任何机械接触。由于用于密封轴的部分气体流动的分叉导致的性能降低或电驱动泵的效率降低因此极其低。
图3以详细表示描绘了驱动轴穿过泵壳体1。能够看到驱动轴8，其安装在第一滚珠轴承9中。第一滚珠轴承9继而连接到泵壳体1。由于在泵入口3的区域中在泵壳体1的内部中的普遍压力低于在马达壳体2的内部中的压力，所以部分气体流动32出现，其运动通过气隙15，且出于该原因，确保在吸入的气体或气体混合物中的液体或固体成分不能够渗透到马达壳体2的内部中。
图4以举例的方式描绘了本发明的电驱动泵16在机动车辆29中的布置。转向盘30在机动车辆29中被指示。电驱动泵16是燃料箱系统的部分，燃料箱系统在此至少由燃料箱26和储存元件27形成，燃料箱26利用燃料17填充，且储存元件27用于储存挥发性烃类24。可以看出，电驱动泵被实现为吹洗空气泵16。吹洗空气能够在吹洗空气泵16的帮助下通过吹洗空气过滤器28吸入，且被强迫进入填充的储存元件27，因此烃类24经由管线输送到内燃机19的进气系统。能够在图4中看到用于气体或气体混合物的电驱动泵16的安装位置。能够理解，泵壳体1必须在每种情况下安置在马达壳体2下面。同样，因此，在吹洗空气泵16停止的情况下，没有液体或固体本体能够进入马达壳体2。
图5描绘了用于气体或气体混合物的本发明的电驱动泵16的实施例。在此能够看到，开口5被构造为旁路31，其中，旁路31将泵壳体1的压力侧4连接到马达壳体2的内部。还能在旁路31内部看到过滤器元件6，其防止来自气体或气体混合物的液体或固体成分进入马达壳体2的内部中。

Claims (8)

1.一种用于气体或气体混合物的电驱动泵（16），其具有泵壳体（1）和马达壳体（2），其中，具有泵叶轮（7）的径向泵在所述泵壳体（1）中形成，其中，所述泵叶轮（7）连接到驱动轴（8），所述驱动轴延伸通过所述泵壳体（1）的壁到所述马达壳体（2）中，在所述马达壳体中，所述驱动轴（8）连接到电动马达的转子（10），其中，至少一个气隙（15）在所述驱动轴（8）和所述泵壳体（1）的所述壁之间形成，其中，布置在所述泵叶轮（7）的中心区域中的泵入口（3）在所述泵壳体（1）中形成，并且其中，压力侧（4）在所述泵壳体（1）中形成，所述压力侧布置在所述泵叶轮（7）的外部径向区域中，其特征在于，在所述压力侧（4）的区域中，开口（5）被形成为通过所述泵壳体（1），所述开口将所述泵壳体（1）的内部连接到所述马达壳体（2）的内部，以便在所述压力侧（4）普遍的压力能够传播到所述马达壳体（2）的所述内部中。
2.根据权利要求1所述的电驱动泵（16），其特征在于，所述驱动轴（8）安装在第一滚珠轴承（9）中，所述第一滚珠轴承布置在所述泵壳体（1）的所述壁中，其中，所述气隙（15）在所述第一滚珠轴承（9）的滚珠之间延伸。
3.根据权利要求1或2所述的电驱动泵（16），其特征在于，环形盘（14）在所述泵壳体（1）的所述壁中或所述壁上且在所述驱动轴（8）周围形成，其中，气隙（15）在所述驱动轴（8）和所述环形盘（14）之间形成。
4.根据前述权利要求中的一项所述的电驱动泵（16），其特征在于，所述开口（5）被形成为通过所述泵壳体（1）的壁的孔。
5.根据前述权利要求中的一项所述的电驱动泵（16），其特征在于，所述开口（5）被形成为旁路（31）。
6.根据前述权利要求中的一项所述的电驱动泵（16），其特征在于，所述开口（5）设有过滤器元件（6），所述过滤器元件防止液体或固体本体进入所述马达壳体（2）的所述内部中。
7.根据前述权利要求中的一项所述的电驱动泵（16），其特征在于，所述电驱动泵（16）被形成为吹洗空气泵。
8.根据权利要求7所述的电驱动泵（16），其特征在于，所述吹洗空气泵是机动车辆中的燃料箱系统的部件部分。
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