CN110088483A

CN110088483A - 泵机组

Info

Publication number: CN110088483A
Application number: CN201780078940.4A
Authority: CN
Inventors: S·杰普森; 约恩·埃勒高; J·弗雷-汉森
Original assignee: Grundfos Holdings AS
Current assignee: Grundfos Holdings AS
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-08-02
Anticipated expiration: 2037-12-18
Also published as: CN110088483B; EP3339656A1; WO2018114829A1; EP3339656B1

Abstract

本发明涉及一种具有电子器件壳体(16)的泵机组，该电子器件壳体具有外壁，该外壁具有由第一合成材料制成的壁区段(21)，在其面向电子器件壳体(16)的内腔的内侧面上设置金属散热器(30)，其中，金属散热器(30)被浇注在与第一合成材料不同的第二合成材料(46)中，该第二合成材料与第一合成材料连接。

Description

泵机组

技术领域

本发明涉及一种具有电子器件壳体的泵机组，在该电子器件壳体中设有金属散热器。

背景技术

现代的泵机组，特别是循环泵机组，正如其在供热设备中所使用的那样，通常具有用于调节泵机组的驱动电机的功率电子器件。该功率电子器件的部件、特别是电子开关会产生废热，因此公知的是在设置该功率电子器件的电子器件壳体之中或之上设置由金属或导热合成材料制成的冷却体或散热器。此外，对于泵机组来说通常还期望电子器件壳体是密封的，以防止湿气的侵入。出于该原因，优选地将散热器设置在内部并且不导向外部。尽管如此，还是应尽量在外壁上设置散热器，以确保向外散热。

发明内容

鉴于该问题，本发明的目的在于，对具有电子器件壳体以及设置在该电子器件壳体中的金属散热器的泵机组进行改进，以使散热器可靠地保持在电子器件壳体的外壁上并且能够通过该外壁向外良好的传热。

本发明的目的通过一种具有权利要求1所述特征的泵机组来实现。优选的实施方式由从属权利要求、下面的描述以及附图给出。

根据本发明的泵机组以传统的方式具有泵，该泵具有驱动电机。优选地，泵是离心泵，其具有至少一个设置在泵壳体中的转动的叶轮。根据本发明，泵机组还具有电子器件壳体，在该电子器件壳体中设有用于操控或调节泵机组的电子和/或电气部件，即，其驱动电机。电子部件可是特别是功率电子器件的部件，例如变频器。

优选地，电子器件壳体完全由合成材料构造，但是根据本发明，其具有至少一个外壁，该外壁具有至少一个由第一合成材料制成的壁区段。在电子器件壳体中还存在至少一个金属散热器，其在电子器件壳体的内部优选与待冷却的电子部件处于导热连接。散热器设置在所述的由第一合成材料制成的壁区段的内侧面上，其中，该内侧面向电子器件壳体的内腔。由于金属散热器位于该壁区段的内侧面上，因此热量可以通过该壁区段散发到外部。优选地，该壁区段是电子器件壳体的外壁，该外壁在其外侧被环境空气冷却。

根据本发明，金属散热器被浇注在与第一合成材料不同的第二合成材料中，该第二合成材料连接到第一合成材料。这意味着，散热器不是完全浇注在形成所述壁区段的第一合成材料中，而是浇注在与该合成材料不同的第二合成材料中，该第二合成材料又连接到第一合成材料。通过使用第二种不同的合成材料，可以将散热器牢固地嵌入合成材料中，而不会引起使合成材料随后破裂的热应力。通过这种直接连接在合成材料中，一方面简化了组装，另一方面还由于避免了隔热的空气层而改善了通过壁区段向外的热量传递。

优选地，第二合成材料具有比第一合成材料更大的弹性。由于第二合成材料是更具弹性的合成材料，因此这种被散热器浇注于其中的合成材料可以一定程度地膨胀，从而能够由于散热器的尺寸变化而避免热应力。反之，第一合成材料可以是相对刚性的合成材料，其赋予电子器件壳体所需的刚度和形状稳定性。第一合成材料优选为相对刚性的热塑性合成材料，例如聚碳酸酯。该材料优选具有1500至3000Mpa范围内的弹性模量(E-模量)。反之，第二合成材料是弹性合成材料，特别是热塑性弹性体或热塑性硫化橡胶。这种材料例如可以具有10至100Mpa范围内的E-模量。这意味着，第一合成材料的E-模量比第二合成材料的弹性模量优选大至少10倍，优选为至少20倍。第二合成材料优选具有从40至95Shore-A范围内的硬度。

特别优选地，散热器至少以一表面区段与第一合成材料紧贴。即，散热器的表面直接贴靠在第一合成材料上，从而确保了从散热器到第一合成材料上的直接热量传递，如上所述地，该第一合成材料优选地形成电子器件壳体的外壁。

更优选地，散热器优选嵌入在第一与第二合成材料之间，特别是浇注在第一与第二合成材料之间。为此，散热器可以平面地贴靠在第一合成材料上，然后在其背向第一合成材料的一侧通过第二合成材料包封(umgiessen)，其中，第二合成材料沿散热器的周向与第一合成材料接触，从而在两种合成材料之间形成牢固的连接。由此将散热器固定在第一合成材料与第二合成材料之间。这种制造可以特别优选地在双组分注塑中进行，在此，散热器被插入到注塑工具中。这可以在浇注由第一合成材料制成的壁区段之后进行，但是也可以在浇注由第一合成材料制成的壁区段之前进行。通过将散热器直接浇注在两种合成材料中，避免了此后的组装步骤。此外，在散热器与由第一合成材料制成的具有良好热量传递的壁区段之间形成牢固的、无间隙的连接。

更优选地，散热器是板状的，其中，散热器的第一表面与第一合成材料接触，而背向的散热器的第二表面与第二合成材料接触。位于这两个表面之间的周向边缘优选地被第二合成材料包围，但是也可以至少部分地被第一合成材料包围。特别优选地，散热器是金属板部件。即，散热器优选地由金属板件切割或冲压而成，并根据需要成型为所期望的形状。这使得能够实现低成本的生产，并且同时具有大的散热表面。在此，该散热表面优选地贴靠在由第一合成材料制成的壁区段上，从而使热量散发到第一合成材料上并且通过其向外散发。

根据本发明的另一种优选的实施方式，散热器在面对电子器件壳体的内腔的表面上具有至少一个暴露部分，其没有被合成材料遮盖并且与至少一个设置在内腔中的电子部件处于导热连接中。该暴露部分可以通过使第二合成材料具有留空来创建，散热器在该留空中没有被覆盖。但是，该暴露部分在此优选地小于散热器的面向电子器件壳体内腔的整个表面，使得散热器在其余区域中被第二合成材料遮盖。这一方面用于可靠地固定散热器，另一方面还用于电绝缘，因为通过第二合成材料能够防止电子器件壳体内部的导电部件接触到散热器。如上所述，电子部件优选为功率电子器件的部件，特别是变频器的功率开关。

电子部件可以与散热器的暴露部分直接接触。替代地，可以在电子部件与散热器之间设置另外的导热元件，优选为导热垫或导热介质。特别优选地，在此为可变形的介质或元件，其可通过它们的变形来补偿公差，并且还可以确保电子部件与散热器之间的导热接触。

根据本发明的另一种优选的实施方式，在电子器件壳体的内腔中设置带有电子部件的电路板，该电路板更优选地平行于壁区段和/或散热器地延伸。更优选地，在该电路板上设有至少一个电子部件，其与散热器处于导热接触中。通过电路板和散热器的平行布置，可以实现紧凑的结构，因为电路板、散热器以及更优选地还有壁区段可以分层堆叠地设置。

根据本发明的一种特殊的实施方式，散热器可以具有至少一个凹槽，至少一个由第一合成材料形成的元件从散热器的外侧通过该凹槽延伸进入到电子器件壳体的内腔中。即，该由第一合成材料形成的元件延伸穿过散热器中的凹槽。该元件可以例如是按钮或开关的一部分，或者是显示元件或插头触点的一部分。在此，该元件优选地与所述的壁区段一起由第一合成材料一体化地构成，这使得能够在注塑成型的步骤中实现成本低廉的生产。散热器中的该凹槽允许在散热器所在的壁区段上形成和设置其它元件，例如操作元件、显示元件或连接元件。这些元件可以通过该凹槽与电子器件壳体内部的、特别是所述电路板上的电气和/或电子元件发生接触或协作。

根据本发明的一种特别优选的实施方式，所述的由第一合成材料制成地散热器所在的壁区段是电子器件壳体的盖。这也允许实现散热器的简单组装，因为散热器可以与其被浇注于其中的盖一起被安放在电子器件壳体的下部上，并在此与电子器件壳体内部的至少一个电子部件发生接触。为此，可能有利的是在该电子部件上布置可变形的导热元件或介质，从而使散热器随后通过盖按压在该导热元件上。由此，在该元件或介质发生变形的情况下，就在电子部件与散热器或散热器的暴露部分之间建立了导热连接。盖可以同时封闭电子器件壳体并密封。在此，根据本发明的一种特别的实施方式，同样可以由其中浇注有散热器第二合成材料在盖上形成密封。

优选地，无论是电子器件壳体的盖，还是电子器件壳体的被盖封闭的其余部分，均由合成材料构成。在此进一步优选地，盖与电子器件壳体的其余部分(即，壳体下部)密封地焊接。例如，当两个部件由合适的合成材料、特别是热塑性合成材料构成时，这可以例如通过激光焊接或超声波焊接来实现。特别优选地，在此为了实现激光焊接，使一个待焊接部件对于激光光束是可穿透的，并使另一个待焊接部件对于激光光束是不可穿透的或者说不可通过的。随后，激光可以穿过光束可通过的部件而聚焦在另一部件上，使得两个部件可以在它们的接触面上焊接在一起。在这种情况下，盖优选地由激光光束可通过的材料制成。但是，在此也可以如上所述地将相应刚性的和坚固的合成材料用于盖。还可以使用其中嵌入散热器的第二合成材料将电子器件壳体的两个壳体部分、特别是盖与下部焊接在一起。因此，第二合成材料壳可以熔化，以便在接合部(Schnittstelle)或分界面的区域中在壳体部分之间建立密封连接。为此，第二合成材料然后也延伸越过与第二合成材料连接的壁区段与另一壳体部分(例如壳体下部)在其上连接的接合部。第二合成材料可以在此同时如上所述地形成密封。

进一步优选地，在由第一合成材料制成的壁区段上，可以在背向内侧面的外侧面上安装覆膜或者说盖膜。这样的覆膜可以例如用于壁区段的外侧面的文字说明或颜色设计。然而，该覆膜特别是还可以覆盖存在于壁区段中的孔。该孔可以例如是这样的：在其下方，在电子器件壳体的内部设置有显示元件，例如发光二极管。据此可以从外面透过覆膜观察显示元件的光。此外，覆膜还可以被构造为弹性的，并因此覆盖例如按钮这样的操作元件，该操作元件可以被穿过覆膜按压。在此，覆膜一方面用于外侧面的光学设计，另一方面还可用于对可能需要的或存在的开口的密封。优选地，覆膜同样由合成材料制成，并进一步优选地与第一合成材料粘接在外侧面上。

特别优选地，根据本发明的泵机组是循环泵机组，更优选地是供热和/或空调设备循环泵机组。在此，泵机组优选具有湿运行的驱动电机。

附图说明

下面参照附图对本发明进行示例性说明。其中：

图1示出了根据本发明的泵机组的分解视图，

图2示出了根据图1的泵机组的电子器件壳体的分解视图，

图3示出了根据图2的电子器件壳体的剖视图，

图4示出了根据图3的电子器件壳体的盖的剖视图，

图5和图6分别示出了根据图3的电子器件壳体的详细剖视图，其中示出了各个电子部件与散热器的接触。

具体实施方式

该示例性描述的泵机组是供热循环泵机组。如图1所示，其以已知的方式具有泵壳体2，该泵壳体具有输入套管4和输出套管6。在泵壳体2的内部设有叶轮8，该叶轮由与泵壳体2连接的驱动电机的转子10转动地驱动。驱动电机的在此未示出的定子设置在定子或电机壳体12的内部。转子10在设置于定子壳体12中的定子的内部转动。在此示出的驱动电机被构造为湿运行电机。即，转子10与定子通过缝管或缝罐14分开。在定子壳体12的沿着纵向轴线或者说转动轴线X的方向背向泵壳体2的轴向端部上设有接线盒或电子器件壳体16，其中装有用于控制驱动电机的电子部件。电子器件壳体16由合成材料构成并具有下部18，该下部具有罐状的形状并在轴向侧由盖20封闭。在盖20中设有操作和显示元件22以及中心开口24。

在电子器件壳体的内部设有电路板26，该电路板承载电子元件28和29，它们形成用于驱动电机的控制或调节电子器件。电子元件29是待冷却的电子元件，即，变频器的功率开关。电子元件29设置在电路板26的面向盖20的侧面上。电路板26垂直于纵向轴线X且平行于盖20地延伸。盖20与下部18一样由合成材料制成，即，由第一合成材料制成。在此，盖20形成壁区段21，散热器30位于该壁区段的内侧面上。散热器30通过导热垫32与电子元件29导热连接。在散热器的外侧面上，即，沿着纵向轴线X的方向背向下部18的侧面上，盖20的壁区段21被由合成材料制成的覆膜34覆盖。在此，覆膜34封闭盖20中的开口36或由其形成的壁区段21。开口36用于：能够通过它们透视设置在电路板26上的发光二极管。此外，在一个开口36中一体化地构造有由盖20的第一合成材料构成的弹性舌片38。弹性舌片38形成按钮或开关的一部分。其可以穿过覆膜34按压设置在电路板26上的按钮。在覆膜34中存在与开口24相对置的开口40，使得盖中的开口24不被封闭。盖20中的开口24与电子器件壳体的下部18中的管状通道42相对置。通过开口24和管状通道42，可以引导工具穿过电子器件壳体16，以便接合在位于缝管14的端面上的致动元件44中。致动元件44可以是螺栓，或者优选是可使缝管14内部的转子10转动的元件。

从图3至图6的剖视图中可以看出：散热器30平面地贴靠在盖20的壁区段21上。壁区段21与整个盖20一样由相对较刚性的第一合成材料构成。在散热器30的背向壁区段21的表面上，其被第二合成材料46覆盖。第二合成材料46比形成壁区段21的第一合成材料更具弹性。散热器30被浇注在壁区段21与第二合成材料46之间，其中，第二合成材料46在散热器30的周向区域中与壁区段21或盖20的其它部分直接材料配合地连接。因此，散热器30被无缝隙地固定在盖20中，并且保持牢固地贴靠在壁区段21上，使得实现了从散热器30到壁区段21的良好的热传递。在此，第二合成材料46的弹性使得能够对由金属板件制成的散热器30的热膨胀进行补偿。

散热器30具有开口，壁区段21的一部分或与其一体化形成的元件可以通过该开口穿过散热器30向内部延伸。例如在图4中示出了包围中心开口34的管状套管48，其在安装盖时与管状通道42发生密封连接。

散热器30在应与电子部件29导热连接的部分上具有暴露部分50，该暴露部分没有被第二合成材料46覆盖。在所示出的示例中，暴露部分50还额外地向内突出，即，远离壁区段21。导热垫32贴靠在暴露部分50上，从而在该区域中建立了电子部件29与散热器30之间的导热连接。在此，可变形的导热垫32使得盖20能够被牢固地安装在下部18上，其中，散热器30同时被压在之前安放在电子部件29上的导热垫32上。

附图标记列表

2 泵壳体

4 输入套管

6 输出套管

8 叶轮

10 转子

12 定子壳体

14 缝管

16 电子器件壳体

18 下部

20 盖

21 壁区段

22 操作和显示元件

24 开口

26 电路板

28，29 电子元件

30 散热器

32 导热垫

34 覆膜

36 开口

38 弹性舌片

40 开口

42 管状通道

44 致动元件

46 第二合成材料

48 套管

50 暴露部分

X 纵向轴线。

Claims

1.一种泵机组，其具有电子器件壳体(16)，该电子器件壳体具有外壁，所述外壁具有至少一个由第一合成材料制成的壁区段(21)，在该壁区段的面向所述电子器件壳体(16)的内腔的内侧面上设置有金属散热器(30)，其特征在于，所述金属散热器(30)被浇注在与所述第一合成材料不同的第二合成材料(46)中，该第二合成材料与所述第一合成材料相连接。

2.根据权利要求1所述的泵机组，其特征在于，所述第二合成材料(46)具有比所述第一合成材料更大的弹性。

3.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述散热器(30)至少以表面部分与所述第一合成材料紧贴。

4.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述散热器(30)被嵌入在所述第一合成材料与所述第二合成材料(46)之间，特别是被浇注在所述第一合成材料与所述第二合成材料(46)之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述散热器(30)是板状的，其中，所述散热器(30)的第一表面与所述第一合成材料接触，并且所述散热器(30)的背向的第二表面与所述第二合成材料(46)接触。

6.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述散热器(30)是金属板部件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述散热器(30)在面向所述电子器件壳体(16)的内腔的表面上具有至少一个暴露部分(50)，所述暴露部分没有被合成材料(46)覆盖，并且至少一个设置在所述内腔中的电子部件(29)与所述暴露部分导热连接。

8.根据权利要求7所述的泵机组，其特征在于，在所述电子部件(29)与所述散热器(30)之间设置有导热垫(32)或导热介质。

9.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，在所述电子器件壳体(16)的内腔中设置带有电子部件(28，29)的电路板(26)，该电路板优选平行于所述壁区段(21)和/或所述散热器(30)地延伸。

10.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述散热器(30)具有至少一个凹槽，由所述第一合成材料形成的元件(48)通过所述凹槽从所述散热器(30)的外侧延伸到所述电子器件壳体(16)的内腔中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，由所述第一合成材料制成的壁区段(21)是所述电子器件壳体(16)的盖(20)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，在由所述第一合成材料制成的壁区段(21)上，在背向内侧的外侧面上安装有覆膜(34)，该覆膜特别是至少覆盖存在于所述壁区段(21)中的孔(36)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述泵机组被设计为循环泵机组，特别是具有湿运行驱动电机的循环泵机组。