CN111322247A

CN111322247A - 泵机组

Info

Publication number: CN111322247A
Application number: CN201911284052.5A
Authority: CN
Inventors: 埃里克·B·斯瓦尔特; J·波鲁格曼; 特克尔·达姆; 扬·卡罗·奥勒斯楚普; 克劳斯·韦斯特高·克拉格隆德; M·L·斯瓦尔特
Original assignee: Grundfos Holdings AS
Current assignee: Grundfos Holdings AS
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-06-23
Also published as: US20200191160A1; US11085462B2; EP3667089A1

Abstract

本公开指向一种泵机组，包括：转子轴，沿着转子轴线延伸；叶轮，固定于该转子轴；泵壳体，容纳该叶轮；驱动马达，包括定子和转子，其中，该转子固定于用于驱动该叶轮的该转子轴；转子罐，容纳该转子，其中，该转子罐包括转子罐凸缘；和定子壳体，容纳该定子，该定子壳体被卡口环固定于该泵壳体，其中，该卡口环被弹性地弹簧加载，用于将该定子壳体朝该叶轮抵靠该泵壳体轴向偏压。

Description

泵机组

技术领域

本公开通常涉及一种泵机组，尤其是涉及速度受控的湿转子泵。这种泵的功率范围在5W至3kW，典型地用作房屋供热系统的循环泵。

背景技术

湿转子泵通常包括将永磁体转子与定子分开的转子罐。转子驱动位于泵壳体中的叶轮。典型地，马达壳体被紧固于泵壳体，其中转子罐和定子由马达壳体的紧固件附接于泵壳体。

EP 2 072 828 A1描述了一种湿转子离心泵作为用于建筑物内供热系统的循环泵。在此公开的泵通过安置马达电子设备至少部分地径向围绕定子而具有紧凑的设计。泵的马达壳体经由转子罐凸缘附接于泵壳体，使得马达壳体可被移除而不会释放任何湿部件。然而，在此公开的泵使用周向地分布的大的转子罐凸缘的耳轴26用于防转和组件的轴向对齐。大转子罐需要显著的侧向空间。

对带有更小转子罐凸缘的更加紧凑设计而言，需要用于关于泵壳体精确同轴对齐转子轴线的其他解决方案。

发明内容

相比于这种已知泵，本公开的实施例提出一种带有更紧凑设计的泵机组。

根据本公开，泵机组包括：

-转子轴，沿着转子轴线延伸；

-叶轮，固定于转子轴；

-泵壳体，容纳叶轮；

-驱动马达，包括定子和转子，其中转子固定于用于驱动叶轮的转子轴；

-转子罐，容纳转子，其中转子罐包括转子罐凸缘；和

-定子壳体，容纳定子。

定子壳体被卡口环固定于该泵壳体，其中，该卡口环被弹性地弹簧加载，用于将该定子壳体朝该叶轮抵靠该泵壳体轴向偏压。

相比于现有技术已知的解决方案，定子壳体不被螺丝固定于泵壳体。反而，泵机组包括卡口环用于将定子壳体固定于泵壳体，其中卡口环被有弹性地弹簧加载，用于轴向将定子壳体偏靠泵壳体朝向叶轮。

可选地，泵壳体可限定背向叶轮的第一环形参考面，定子壳体限定面向叶轮的第二环形参考面，其中第二环形参考面被偏靠第一环形参考面。优选地，泵壳体的第一环形参考面在相同于第一径向内参考面的机器加工步骤中被限定，优选地用相同的钻头以最小化制造公差。第一环形参考面可因此延伸成精确地正交于第一径向内参考面的中央轴线的平面。因此，第一环形参考面可允许关于泵壳体精确有角度地对齐定子壳体。

可选地，定子可限定第二径向内部参考面，转子罐可包括径向外部对齐面，其通过径向接靠定子的第二径向内部参考面而被对齐为垂直于泵壳体的第一环形参考面。因此，借助定子壳体，转子罐可关于泵壳体被有角度地对齐。例如，定子壳体可包括多个定子齿，定子线圈围绕每个定子齿缠绕，其中第二径向内部参考面由多个定子齿的径向内表面限定。

可选地，第一环形参考面可位于比第一径向内部参考面径向更靠外，和/或第一环形参考面可位于比第一径向内部参考面轴向更远离叶轮。因此，泵壳体提供用于定子壳体的良好手段，以有角度地关于泵壳体对齐转子罐。

可选地，第二径向内部参考面可位于比第二环形参考面径向更靠内，和/或第二径向内部参考面可位于比第二环形参考面轴向更远离叶轮。因此，定子壳体有良好手段来有角度地关于泵壳体对齐转子罐。

可选地，第二环形参考面可因此延伸成基本上正交于第二径向内部参考面的中央轴线的平面。因此，第二环形参考面可允许关于泵壳体精确有角度地对齐转子罐。

可选地，卡口环可主要为金属组件，并且定子壳体可主要为模制的塑料组件。

可选地，卡口环包括带有第一半径R_a的周向第一区段和带有第二半径R_i的周向第二区段121，其中第二半径R_i比第一半径R_a更小。卡口环可优选地被形成为金属线，其中第二区段可被形成为径向内突出部，与定子壳体的径向外表面中的卡口槽配合，其中卡口环的第一区段被固定于泵壳体的周向槽中。替代地，卡口环的第二区段可被固定于定子壳体的径向外表面中的周向槽中，其中第一区段可被形成为径向朝外突出部，其与泵壳体的径向内表面中的卡口槽配合。

可选地，卡口环可围绕其周向方向在第一放松状态与第二弹簧加载状态之间弹性扭曲，其中当卡口环在第一放松状态中时，第一区段和第二区段具有到叶轮基本上相同的轴向距离，并且其中当卡口环在第二弹簧加载状态中时，第一区段比第二区段轴向更靠近叶轮。

可选地，定子壳体可包括带有周向地分布的卡口槽的径向外表面，其中每个卡口槽包括基本上平行于转子轴线延伸的第一区段和第二区段，其中第二区段具有第一区段上的第一端部和周向与第一端部隔开的第二端部，其中第二区段的第一端部位于比第二区段的第二端部轴向更靠近叶轮。卡口槽的第二区段可沿着径向外表面延伸，其呈具有螺旋角低于10°的螺旋区段形式。卡口槽可以n折对称的形式关于转子轴线被周向分布，其中n≥3并且优选地n＝4。相应地，卡口环的径向突出部可以相同的n折对称的形式关于转子轴线被周向分布。

可选地，泵机组可还包括滑动接触转子轴的第一径向轴承环和环抱第一径向轴承环并且将第一径向轴承环关于泵壳体的第一径向内参考面置中的轴承承托，其中转子罐凸缘具有到泵壳体的径向距离，并且转子罐包括通过径向接靠轴承承托的径向外置中面来被置中的径向内置中面。

在优选的实施例中，环抱滑动接触转子轴的第一径向轴承环的轴承承托限定转子轴线关于泵壳体的中央位置。转子轴线关于泵壳体的精确置中对齐是重要的，以最小化叶轮与泵壳体的颈环之间的间隙，其中颈环将泵壳体的低压室(流体输入)与高压室(流体输出)分开。在叶轮与颈环之间的间隙必须足够大以用于叶轮的低摩擦转动，其中由于制造公差间隙必须对关于泵壳体的颈环的、转子轴线的任意离心负责。然而，叶轮与颈环之间的间隙越大，从高压室出来直接返回穿过间隙到达低压室的流体就越多，这会损失泵送效率。

该优选的实施例提供较小的间隙以及由此较高的泵效率，因为转子罐与轴承承托之间的制造公差(其在单独的制造步骤中典型地独立地制造)不导致转子轴线关于泵壳体的颈环偏心。转子罐的径向内部置中面通过径向接靠限定转子轴线关于泵壳体的中央位置的轴承承托的径向外部置中面而被置中。

可选地，转子罐的径向内部置中面和/或轴承承托的径向外部置中面可具有至少三个、优选地四个径向突出部。径向突出部便于转子罐与轴承承托之间精确同心对齐。

可选地，轴承承托可包括径向外部轴承承托面，其具有至少三个径向接靠泵壳体的第一径向内部参考面并且将轴承承托关于泵壳体的第一径向内部参考面置中的径向突出部。这些径向突出部便于轴承承托关于泵壳体精确同心对齐。当颈环位置被限定以最小化制造公差时，泵壳体的第一径向内部参考面可在泵壳体的相同的制造步骤中被限定。

可选地，转子罐凸缘可形成带有径向内部区段和径向外部区段的周向U形槽，其中径向内部区段形成转子罐的径向内部置中面。因此，转子罐凸缘被加强和稳定。应注意，转子罐甚至可不直接接触泵壳体。

可选地，转子罐凸缘可包括背离叶轮的环形止挡面。该止挡面可限定转子罐沿轴向方向的准确定位。相比于现有技术已知的湿转子离心泵，转子罐不被泵壳体直接地轴向限制。转子罐可因此更有弹性以抵抗压力冲击。环形止挡面可为锥形，其中环形止挡面的径向向外的端部位于比环形止挡面的径向向内的端部更远离叶轮。转子罐凸缘可因此弹性地变形，用于轴向运动以弹性地抵抗压力波。

可选地，锁定环可固定于泵壳体的周向槽中，其中环形止挡面轴向接靠锁定环。当泵机组被组装时，锁定环可在转子罐凸缘已置于泵壳体内的位置中之后置于槽中。如果转子轴的、叶轮固定于其的端部被表示为“下”端部并且转子轴从叶轮“向上”延伸到转子罐中，则转子罐被固定以防叶轮“向上”运动。这根本不同于现有技术已知的泵，其中转子罐通过螺丝“向下地”固定于泵壳体。因此，在此公开的泵机组允许更紧凑的设计。

可选地，转子罐凸缘可包括面向叶轮的环形接触面，轴承承托凸缘包括背离叶轮的环形偏置面，其中轴承承托被弹性地弹簧加载用以将轴承承托凸缘的环形偏置面偏靠转子罐凸缘的环形接触面。轴承承托可因此不仅用于将转子罐置中，而且用于转子罐关于泵壳体的轴向定位。轴承承托凸缘可包括锥形轴承承托凸缘区段，其中轴承承托凸缘区段的径向外端部位于比轴承承托凸缘区段的径向内端部更靠近叶轮。轴承承托凸缘区段的径向外端部可安置在泵壳体的轴向止挡面上。环形偏置面可由锥形轴承承托凸缘区段的径向内部形成。转子罐凸缘的环形接触面和/或轴承承托的环形偏置面可包括至少三个轴向突出部。

在组装泵机组期间，轴承承托可置于泵壳体中以安置在泵壳体的轴向止挡面。转子罐可被向下压，且其下环形接触面在轴承承托的上环形偏置面上，以使锥形轴承承托凸缘区段弹性地变形。锁定环置于槽中以轴向固定转子罐，同时转子罐被向下压靠轴承承托。因此，轴承承托被弹性地弹簧加载以使转子罐向上偏靠锁定环。叶轮、转子轴、转子、轴承、轴承承托和转子罐可置于泵壳体中作为预组装的单元被锁定环向下固定，其中轴承承托用作向上偏压弹簧。

可选地，颈环可固定于泵壳体，其中叶轮径向位于轴承承托与颈环之间，其中颈环包括至少部分地延伸到叶轮中的圆柱形区段。替代地，叶轮可至少部分地延伸到颈环的圆柱形区段中。可选地，圆柱形区段可包括径向外部或内部间隙面，叶轮可包括径向内部或外部间隙面，其中圆柱形区段的径向外部或内部间隙面和叶轮的径向内部或外部间隙面具有限定间隙的径向距离。这种径向间隙距离可被在此所述的泵机组最小化，这提供更好的泵送效率。

附图说明

现在将借助示例参照下面的附图描述本公开的实施例，其中：

图1示出在此公开的泵机组的示例的立体图；

图2示出在此公开的泵机组的示例的俯视图；

图3示出在此公开的泵机组的示例沿着图2的切线A-A截取的剖视图；

图4示出在此公开的泵机组的示例的局部分解图；

图5a、图5b示出根据在此公开的泵机组的示例的泵壳体加卡口环的立体图；

图6示出根据在此公开的泵机组的示例的泵壳体加卡口环和转子罐的立体图；

图7示出根据在此公开的泵机组的示例的带有插入的卡口环、转子罐和锁定环的泵壳体的俯视图；

图8a、图8b示出在此公开的泵机组的示例沿着图7的切线A-A截取的剖视图；

图9示出根据在此公开的泵机组的示例的泵壳体加卡口环、转子罐和锁定环的局部分解图；

图10示出在此公开的泵机组的示例的俯视图；

图11示出在此公开的泵机组的示例沿着图10的切线A-A截取的剖视图和细节图；

图12示出根据在此公开的泵机组的示例的泵壳体加卡口环和定子壳体的立体图；

图13示出根据在此公开的泵机组的示例的带有插入的轴承承托(bearingretainer)和在它们安装之前的转子罐和锁定环的泵壳体的纵向剖视图和细节图；

图14示出根据在此公开的泵机组的示例的带有插入的轴承承托和在它们安装之后的转子罐和锁定环的泵壳体的纵向剖视图和细节图；

图15示出根据在此公开的泵机组的示例的轴承承托和转子罐的纵向剖视图、俯视图和细节图；

图16a示出根据在此公开的泵机组的示例的带有安装的、在被机加工之前的颈环的泵壳体的剖视图和细节图；

图16b示出根据在此公开的泵机组的示例的在被机加工之前的颈环的俯视图；

图17a示出根据在此公开的泵机组的示例的带有安装的、在被机加工之后的颈环的泵壳体的剖视图和细节图；

图17b示出根据在此公开的泵机组的示例的在被非对称地机加工之后的颈环的俯视图；

图18a、图18b示出根据在此公开的泵机组的示例的定子壳体和作为定子壳体的一部分的定子形成件的立体图。

图19a、图19b、图19c分别示出根据在此公开的泵机组的示例的定子壳体的盖的底视图、沿着图19a的切线K-K的截取的视图和细节图O-O。

附图标记列表

1 泵机组

2 泵单元

3 输入接口

5 输出接口

7 连接凸缘

9 连接凸缘

11 泵壳体

12 叶轮

13 定子和/或电子设备壳体

15 印刷电路板(PCB)

17 定子

19 定子壳体的盖的前面

21 定子壳体的盖

23 叶轮室

25 同心底入口

27 切向出口

29 颈环

31 内螺旋叶片

33 叶轮板

35 圆形开口

37 向内突出部

39 泵壳体的轴向环形止挡面

41 轴承承托

43 轴承承托凸缘

45 转子轴

47 第一径向轴承环

49 轴向轴承板(轴向支承板)

51 转子

53 第二径向轴承环

55 轴承套

57 转子罐

63 转子罐凸缘

65 径向内部置中面

67 径向外部置中面

69 径向外部轴承承托面

70 径向外部轴承承托面的径向突出部

71 第一径向内部参考面

72 径向外部置中面的径向突出部

73 转子罐凸缘的周向槽

75 转子罐凸缘的径向内部区段

77 转子罐凸缘的径向外部区段

79 转子罐凸缘的环形止挡面

81 转子罐凸缘的环形止挡面的径向外端部

83 转子罐凸缘的环形止挡面的径向内端部

84 密封环

85 锁定环

87 泵壳体的周向槽

89 转子罐凸缘的环形接触面

91 轴承承托凸缘的环形偏置面

93 轴承承托凸缘区段

94 轴向突出部

95 轴承承托凸缘区段的径向内端部

99 第一预组装单元

101 第二预组装单元

105 径向外表面

107 径向内表面

109 第一环形参考面

110 径向内表面

111 第二环形参考面

112 磨边(milling edge)

113 卡口环

114 定子芯

115 第二径向内部参考面

117 径向外部对齐面

118 定子环

119 卡口环的周向第一区段

120 定子齿

121 卡口环的周向第二区段

122 定子的第一材料

123 卡口槽

124 定子的第二材料

125 定子壳体的径向外表面

126 定子环的径向内表面

127 泵壳体的周向槽

128 定子环的径向外表面

129 卡口槽的第一区段

130 线筒网(bobbin webs)

131 卡口槽的第二区段

133 卡口槽的第二区段的第一端部

135 卡口槽的第二区段的第二端部

137 卡口槽的端部区段

139 定子壳体的盖的第一材料

141 定子壳体的盖的第二材料

143 定子壳体的盖的径向外壁

145 定子壳体的盖的第一材料的第一区域

147 定子壳体的盖的第一材料的第二区域

149 主要散热的第一方向

151 主要散热的第二方向

R 转子轴线

H 转子罐的径向间隙

G 颈环的径向间隙

α 锥形轴承承托凸缘区段的顶角

β＝(180°-α)/2。

具体实施方式

图1至图19示出带有离心泵单元2、输入接口3和输出接口5的泵机组1的实施例，其中输入接口3和输出接口5同轴地布置在泵单元2的相反侧的管轴线F上。输入接口3和输出接口5包括连接凸缘7、9，用于连接于管(未示出)。泵单元2包括基本上垂直于管轴线F的转子轴线R。应注意，术语“径向”、“周向”、“成角度”和“轴向”在本公开中被理解为参照转子轴线R。泵单元2的泵壳体11布置在输入接口3与输出接口5之间。泵壳体11包括叶轮12(参见图3、图4和图8a、图8b)用于围绕转子轴线R逆时针转动并且将流体从输入接口3泵送到输出接口5。叶轮12被三相同步永磁体驱动马达逆时针驱动，该驱动马达具有位于定子壳体13中围绕转子轴线R的定子17。电子设备也被容纳在定子壳体13中，使得定子壳体13可被表示为电子设备壳体13。借助卡口式装配来将定子壳体13装配到泵壳体11(参见图4和图12)。

定子壳体13包括在定子壳体13的盖21的前面19下方基本上垂直于转子轴线R延伸成平面的印刷电路板(PCB)15上的马达控制电子设备。定子壳体13不是旋转对称的，但是在一个侧面提供更多空间给控制马达的电子设备(参见图2)。马达和马达电子设备经由低DC电压连接器(未示出)被供电。泵机组1可包括用于连接低DC电压连接器的外部供电模块(未示出)。外部供电模块可将110-240V的AC线电压转换成30-60V的低DC电压。外部供电可包括对抗电磁干扰(EMI)的线路滤波器和电压转换器，其位于马达电子设备PCB上。因此，马达电子设备PCB15和定子壳体13可具有更紧凑的设计。定子壳体13的盖21的前面19可包括用户接口，诸如按钮、发光二极管(LED)和/或显示器(未示出)。按钮可例如是开/关按钮。一个或多个LED和/或显示器可用信号表示运行参数或状态，例如用于指示正常运行、错误模式、马达速度、成功/不成功无线连接、能量功耗、流、朝向和/或压力。

图2的俯视图示出切线A-A，其视图在图3中示出。定子壳体13的非旋转对称形状在图2中清楚可见。图3的剖视图展示由在此公开的泵机组实现的非常紧凑的泵设计。入口3从管轴线F以流体机械地有效的方式弯曲，以从下方与转子轴线R同轴地引导到泵壳体11的叶轮室23中。叶轮室23具有与入口3流体连接的同心的底入口25和与出口5流体连接的切向出口27。固定于泵壳体11的颈环29包括周向壁区段30，周向壁区段30部分地延伸到叶轮12中，且由此将叶轮室23分成包括底入口25的低压室(流体输入)和包括切向出口27的高压室(流体输出)。在叶轮12与颈环29的周向壁区段30之间有间隙G，间隙必须足够大以用于叶轮12的低摩擦转动，其中由于制造公差，间隙G必须对关于颈环29的、转子轴线R的任意离心负责。然而，间隙G应是最小的，以最小化从高压室离开、直接返回穿过间隙G到低压室的流体量，该流体量会损失泵送效率。叶轮12包括内螺旋叶片31和在其底侧的叶轮板33，叶轮板33用于形成流体机械地有效的叶轮通道，用于当叶轮12转动时通过离心力使流体沿逆时针方向径向向外和切向加速。这种径向向外和切向流产生来自入口3的流体的中央抽吸。

泵壳体11具有上圆形开口35，在制造泵单元2期间穿过该开口的叶轮12可被置于叶轮室23中。为了实现最紧凑的泵设计，圆形开口35可具有比叶轮12稍大的直径。圆形开口35的端部由径向向内突出部37形成。径向向内突出部37形成轴向环面39，轴承承托41与轴承承托凸缘43的径向外部区段一起置于轴向环面39上。转子轴45沿着转子轴线R延伸穿过轴承承托41并且借助下端部转动地固定于叶轮12。轴承承托41利用径向内陶瓷表面将第一径向轴承环47置中(center，居中)，径向内陶瓷表面与转子轴45的外陶瓷表面径向滑动接触。转子轴45和第一径向轴承环47可包括陶瓷低摩擦径向接触面。当转子轴45相对于所固定的第一径向轴承环47转动时，所泵送的流体的微米范围的很薄的润滑膜可建立在转子轴45与第一径向轴承环47之间。轴向轴承板49置于第一径向轴承环47的顶上以提供低摩擦环底碳面。在低摩擦环底碳面与第一径向轴承环47的环顶陶瓷面之间有所泵送的流体的薄润滑膜，用于低摩擦轴向滑动接触。永磁体转子51环抱转子轴45并且转动地固定于其上。第二径向轴承环53与转子轴45的上端部低摩擦轴向滑动接触。第二径向轴承环47被轴承套55利用径向延伸部和允许轴向流体流动的轴向通道置中。因为在转动期间叶轮12自身与转子轴45和永磁体51一起向下抽吸，所以只需一个轴向轴承板49。

颈环29、叶轮12、转子轴45、第一径向轴承环47、轴向轴承板49、永磁体转子51、第二径向轴承环53和轴承套55被称为“湿部件”，它们都浸入待泵送流体。湿部件的转动件，即叶轮12、转子轴45和永磁体转子51被称为“湿运行”，其使用待泵送流体来提供润滑膜用于减少在两个径向面和一个轴向接触面的摩擦。待泵送流体优选地是水。

湿部件被锅形转子罐57包围，使得流体可在叶轮室23与转子罐57的内容积之间流动。转子罐57包括：下部的第一轴向端部，即，面对叶轮12的轴向端部；和上部的第二轴向端部，即，背离叶轮12的轴向端部。第一轴向端部打开并且限定转子罐凸缘63。第二轴向端部封闭。转子罐57的第二轴向端部可包括锅形同轴的附加部，其具有比转子罐57的主体更小的半径，如根据图1至图9的实施例所示。替代地，转子罐57的第二轴向端部可为转子罐57的主体的基本上平的端部，如根据图10至19的实施例所示。

为了实现泵单元2的紧凑的设计，转子罐凸缘63与现有技术相比相对较小，即不会比叶轮12的直径大很多，并且适配到泵壳体11的圆形开口35中。然而，这种紧凑设计遇到精确地将转子轴线与泵壳体11的颈环29同轴对齐的挑战。可需要径向地、轴向地和/或有角度地同轴地对齐。在此公开的泵机组的优选的实施例提供径向地、轴向地和/或有角度地对齐转子轴线R，即，关于泵壳体11的颈环29置中转子轴线R。

为了关于泵壳体11的颈环29置中转子轴线R，转子罐凸缘63具有到泵壳体11的径向距离。围绕转子罐凸缘63的径向间隙H提供一些径向摆动空间以同轴地对齐转子罐57与泵壳体11。转子罐57借助轴承承托41而不是泵壳体11来置中。因此，转子罐57包括径向内部置中面65，其通过径向接靠轴承承托41的径向外部置中面67被置中。轴承承托41本身被轴承承托凸缘43置中，轴承承托凸缘包括径向外部轴承承托面69，其接靠泵壳体11的第一径向内部参考面71。

径向外部轴承承托面69包括至少三个径向突出部70，径向突出部径向接靠泵壳体11的第一径向内部参考面71并且关于泵壳体11的第一径向内部参考面71使轴承承托41置中。类似地，转子罐57的径向内部置中面65和/或轴承承托41的径向外部置中面67可具有至少三个径向突出部72，用于关于轴承承托41置中转子罐57。在所示示例中(在图15中最好地可见)，轴承承托41的径向外部置中面67包括径向突出部72，其径向向外突出以接触转子罐57的径向内部置中面65。在转子罐57的径向内部置中面65处具有径向突出部的情况下，径向突出部会径向向内突出以接触轴承承托41的径向外部置中面67。

如图3、11、13和14中可见，转子罐凸缘63形成带有径向内部区段75和径向外部区段77的周向U形槽73，其中径向内部区段75形成转子罐57的径向内部置中面65。因此，转子罐凸缘63被加强和稳定。转子罐凸缘63还包括背离叶轮12的环形止挡面79。该环形止挡面79限定转子罐57沿轴向方向的准确定位。环形止挡面79可稍微呈锥形，其中环形止挡面79的径向向外的端部81位于比环形止挡面79的径向向内的端部83更远离叶轮12。转子罐凸缘63可因此弹性地变形，用于轴向运动以弹性地承受压力波。密封环84(只在如图11、13和14所示的实施例中可见)在此呈O环形式，具有基本上圆形的横截面，被布置在轴承承托凸缘43与转子罐凸缘63之间。密封环84密封转子罐凸缘63的径向外部区段77与泵壳体11的第一径向内部参考面之间的径向距离。

如图14中可最好地看到，环形止挡面79径向从下接靠固定在泵壳体11的周向槽87中的锁定环85。当泵机组被组装时(参看图13)，锁定环85可在转子罐凸缘63已置于泵壳体11内的位置中之后置于周向槽87中。转子罐57因此被固定以防向上运动出泵壳体11。转子罐凸缘63包括面向叶轮12的环形接触面89，轴承承托凸缘43包括背离叶轮12的环形偏置面91，其中轴承承托41被弹性地弹簧加载用以将轴承承托凸缘43的环形偏置面91偏靠转子罐凸缘63的环形接触面89。转子罐57因此借助轴承承托41向上压靠锁定环85。

轴承承托凸缘43包括锥形轴承承托凸缘区段93，其中轴承承托凸缘区段93的径向外端部94，即，径向外部轴承承托面69位于比轴承承托凸缘区段93的径向内端部95轴向更靠近叶轮12。轴承承托凸缘区段93的径向最外区段安置在泵壳体11的轴向环形止挡面39上。环形偏置面91由锥形轴承承托凸缘区段93的上径向内部形成。环形偏置面91包括n≥3个朝转子罐凸缘63的轴向突出部94，其中轴向突出部94可以n折对称地周向分布在锥形轴承承托凸缘区段93的上径向内部上。优选地，环形偏置面91包括n＝4个点形突出部94。突出部94用作在转子罐凸缘63与轴承承托凸缘43之间的很好地限定的轴向接触点。

图13示出在组装泵机组1期间在转子罐57被借助锁定环85固定就位之前的情况。图14示出在转子罐57被借助锁定环85固定就位之后的情况。在组装泵机组1期间，轴承承托41置于泵壳体11中以安置在泵壳体11的轴向环形止挡面39上。转子罐57于是被向下压，且其下环形接触面89在轴承承托凸缘43的上环形偏置面91的轴向突起部94上，以使锥形轴承承托凸缘区段93弹性地变形。锁定环85置于槽87中以轴向固定转子罐57，而转子罐57被保持向下压靠轴承承托凸缘43。因此，轴承承托41被弹性地弹簧加载以使转子罐57向上偏靠锁定环85。叶轮12、转子轴45、转子51、轴承47、53、轴承承托41和转子罐57被置于泵壳体11中作为第一预组装单元99(参看图4)被锁定环85向下固定，其中轴承承托41用作向上偏动弹簧。应注意图13中轴承承托凸缘43初始在径向外部轴承承托面69与泵壳体11的第一径向内部参考面71之间具有一些侧向摆动空间。这在组装期间便于轴承承托41插入泵壳体11中。如图14所示，由转子罐凸缘63施加到轴承承托凸缘43上的轴向压力稍微压平(flatten)锥形轴承承托凸缘区段93，其中径向外部轴承承托面69与泵壳体11的第一径向内部参考面71之间的侧向摆动空间被封闭。径向外部轴承承托面69被径向向外压靠泵壳体11的第一径向内部参考面71。在如图13所示的第一放松状态与如图14所示的第二弹簧加载状态之间的压平轴承承托凸缘43，可通过比较图13和图14中的角β被看到。角β可被表示为锥形轴承承托凸缘区段93的基本角，锥形轴承承托凸缘区段93具有顶角α＝180°-2β。顶角α未明确示出在图13和图14中，但是可推论出顶角α在如图14所示的第二弹簧加载状态中比如图13所示的第一放松状态中更大。

如图15所示，径向外部轴承承托面69可包括至少三个、优选地四个径向突出部70，径向突出部径向接靠泵壳体11的第一径向内部参考面71并且关于泵壳体11的第一径向内部参考面71置中轴承承托41。在图14中应注意，径向间隙H保持在转子罐凸缘63与泵壳体11之间，使得转子罐57可有效地通过在转子罐57的径向内部置中面65与轴承承托41的径向外部置中面67之间的接触被置中。

如图16a、图16b和图17a、图17b所示，颈环29通过几吨强的压配合联接泵壳体11，使得颈环29和泵壳体11构成第二预组装单元101，以与如图4所示的第一预组装单元99相对。当泵机组1被完全组装好时，叶轮12轴向位于轴承承托41与颈环29之间，其中颈环29包括至少部分地延伸到叶轮12中的周向壁区段30。周向壁区段30包括径向外表面105，叶轮12包括径向内表面107，其中周向壁区段30的径向外表面105和叶轮12的径向内表面107具有限定间隙G的径向距离(参看图4)。借助轴承承托41而不是泵壳体11来间接置中转子罐57，直接地减少制造公差并且因此允许更小的间隙G，其增加泵送效率。

通过如图17a、图17b所示的非对称机加工颈环29将间隙G最小化。当通过压配合将颈环29联接到泵壳体11时，颈环29起初可旋转对称，如图16b所示。然而，颈环29的侧向位置和/或轴向对齐可不精确并且包括一些公差。如果颈环29不是非对称机加工的，如图16所示的颈环29在被压配合到泵壳体11中之后，则间隙G必须足够大以适应这些公差。如图17b所示，颈环29被用相同工具并且在相同机器处理中非对称地机加工，这在泵壳体11处产生第一径向内部参考面71和第一环形参考面109。结果，如图17a、图17b所示，颈环29的周向壁区段30可获得机加工的圆柱形径向外表面105，其精确地同轴地与第一径向内表面71和第一环形参考面109对齐，以及由此与转子轴线R对齐。在机加工之后，颈环29的周向壁区段30的径向外表面105关于周向壁区段30的径向内表面110偏心。在图17的细节图中，沿着颈环29的周向壁区段30的周向的至少一部分延伸的磨边112在左手侧可见，在此处比右手侧更多的材料被从颈环29的周向壁区段30磨掉。因此，径向外表面105更好地对齐转子轴线R，使得间隙G可被设计得更小，这增加泵送效率。应注意，颈环29的周向壁区段30被机加工的非对称(程度)可在数十个微米范围内或更小。在替代的实施例中，叶轮12可至少部分地延伸到颈环29的周向壁区段30中，使得周向壁区段30的径向内表面110优选地被关于周向壁区段30的径向外表面105偏心地机加工，以便减少间隙G。

定子壳体13可被用于关于泵壳体11有角度地对齐转子轴线R，如图11所示。为了实现这点，泵壳体11具有机加工的、背向叶轮12的第一环形参考面109，定子壳体13具有面向叶轮12的第二环形参考面111，其中第二环形参考面111安置在第一环形参考面109上、借助卡口环113向下偏。因此，定子壳体13关于泵壳体11的角定向被很好地限定。如上所述，第一环形参考面109被用相同工具并且在相同机器处理中机加工，这产生第一径向内部参考面71和颈环29的外表面105。

如图18a、图18b所示，定子17包括围绕定子芯114缠绕的绕组(未示出)，例如定子芯基本上包括铁素体或铁层叠的堆叠，其中定子芯114被形成为带有径向向内突出的定子齿120的定子环118。为了定子壳体13有角度地对齐转子罐57，如图11所示，定子壳体13中的定子17的定子齿120限定第二径向内表面115，用于与转子罐57热传导接触。相应地，转子罐57包括径向接靠第二径向内表面115的径向外部对齐面117。因此，转子罐57被基本上垂直于泵壳体11的第一环形参考面109有角度地对齐。应注意，在图11中定子壳体13具有泵壳体11中的一些侧向摆动空间，使得转子罐57能将定子壳体57置中，而定子壳体13保持转子轴线R基本上垂直于第一环形参考面109。

通过注射来二次成型定子芯114的表面部来限定定子壳体13的第二环形参考面111，其中在二次成型期间，注射芯轴接触第二径向内部参考面115并且保持定子芯114在很好地限定的位置中。因此，定子壳体13的第二环形参考面111以最小的制造公差基本上垂直于第二径向内部参考面。如图18a、图18b所示，定子17包括第一材料122作为定子绕组与定子芯114之间的绝缘层。第一材料122有效地覆盖定子芯114的第一表面部，该第一表面部用作用于待绕的定子绕组的线筒(bobbin，线轴)形成件。第一材料122的层优选地尽可能薄，以允许定子绕组与定子芯114之间的良好散热，并且足够厚以充分地电绝缘。因为高导热性通常伴随低介电强度，所以通过使定子芯114的第一表面部二次成型有第一材料122的薄层来使散热有效地最大化，该第一材料具有高介电强度和/或高相对漏电起痕指数(CTI)(例如超过175)。不论泵机组1是否用作医疗设备，第一材料122可属于根据国际电工委员会IEC标准60601-1:2005的材料组IIIa，且具有175至400的CTI范围。第一材料122可为可模制的塑料，诸如聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或液晶聚合物(LCP)。第一材料122可还形成线筒网，其从定子芯114的两个轴向端部轴向突出以保持绕组侧向就位(参看图18a、图18b)。

应注意，定子芯114的第一表面部的二次成型有第一材料122在第一个二次成型步骤中、以定子芯114的相对高的温度执行，用于减少第一材料122的黏性以及由此实现完全薄的绝缘涂层。在第一个二次成型步骤之后，以定子芯114的较低温度，在单独的第二个二次成型步骤中将定子芯114的第二表面部二次成型有第二材料124，用于形成定子壳体13的壁。因此，第二材料124破裂的风险减少，因为定子芯114在二次成型期间和之后的热膨胀/收缩可被更好地控制。定子壳体13的第二环形参考面111在第二个二次成型步骤中被限定，其中在注射二次成型期间，注射芯轴接触由定子齿120限定的第二径向内部参考面115，并且保持定子芯114在很好地限定的位置中。第二材料124满足与第一材料122不同的要求，并且可具有不同的物理和/或化学特性。例如，第二材料124可具有特别低的可燃性，这对第一材料122而言不算是问题，第一材料可因此具有比第二材料124高的可燃性。第二材料124可被分类为根据用于塑料材料的可燃性的安全的UL 94标准的最高阻燃等级5VA。第二材料124可为可模制的塑料，诸如聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)或聚醚醚酮(PEEK)。视要求不同，第二材料124可包括特定的玻璃纤维内容物，例如10％至50％、优选地大约30％。

定子环118的径向内表面126形成定子芯114的涂布有第一厚度d₁的第一材料122的第一表面部的一部分。定子环118的径向外表面128形成定子芯114的涂布有第二厚度d₂的第二材料124的第二表面部的一部分。为了实现由第一材料122制成的薄绝缘涂层和定子壳体13的由第二材料124制成的壁的稳定的完整性，第一厚度d₁小于第二厚度d₂。不同厚度d₁、d₂可从图11中最好地看到。在厚度例如沿轴向方向变化的情况下，如图11中所示的第二厚度d₂，最小的第二厚度d₂大于最小的第一厚度d₁。优选地，第二厚度d₂至少是2mm。

为了给定子壳体13提供良好手段以有角度地对齐转子罐57，泵壳体11被设计使得第一环形参考面109位于比第一径向内部参考面71径向更外，和/或第一环形参考面109位于比第一径向内部参考面71径向更远离叶轮12。

类似地，为了有良好手段以有角度地对齐转子罐57，定子壳体13被设计使得第二径向内部参考面115位于比第二环形参考面111径向更向内，和/或第二径向内部参考面115位于比第二环形参考面111径向更远离叶轮12。

如图1至19所示的泵机组1的实施例具有定子壳体13到泵壳体11的非常紧凑的卡口式装配(参看尤其是图4和12)。作为部分地卡口式装配，卡口环113将定子壳体13固定于泵壳体11，其中卡口环113被弹性地弹簧加载，用于将定子壳体13向下抵靠泵壳体11朝向叶轮12轴向偏置。借助卡口环113，定子壳体13的第二环形参考面111因此被向下压到泵壳体11的第一环形参考面109上。卡口环113将定子壳体固定到很好地限定的角位置中，以防围绕转子轴线R转动。卡口环113是带有圆形横截面的金属线。卡口环113包括带有第一半径R_a的周向第一区段119和带有第二半径R_i的周向第二区段121，其中第二半径R_i比第一半径R_a更小，即，R_i<R_a。第二区段121可被形成为径向内突出部，与定子壳体13的径向外表面125中的卡口槽123配合。卡口环113的第一区段119被固定于泵壳体11的周向槽127中。定子壳体13中的卡口槽123可包括第一“竖直”区段129，当定子壳体13被向下置于泵壳体11的第一环形参考面109上时，卡口环113的第二区段121穿过该第一“竖直”区段。定子壳体13中的卡口槽123可包括第二“向上倾斜”的周向区段131，其具有第一“竖直”区段129上的第一端部133和与第一端部133周向隔开的第二端部135，其中第二区段131的第一端部133位于比第二区段131的第二端部135更靠近定子壳体13的第二环形参考面111的位置。一旦以预定角手动转动定子壳体13，用于卡口环113的第二区段121被沿着卡口槽123的第二区段131从第一端部133引导到第二端部135，卡口环113的第二区段121就通过斜坡被向上推，同时卡口环113的第一区段119仍固定在泵壳体11中。因此，卡口环113在第一区段119与第二区段121之间弹性地扭曲。卡口环113的第二区段121可卡到槽123的第二区段131的第二端部135处的水平或“向下倾斜”的端部区段137中。卡口环113的弹性地扭曲将定子壳体13的第二环形参考面111向下偏置到泵壳体11的第一环形参考面109上。

图19a-图19c示出定子壳体13的帽或盖21的不同视图。盖21包括两种材料，在盖21的外侧处的第一电绝缘材料139，和盖21的内侧处的导热的第二材料141。盖21的第一材料139可相同于定子17的第二材料124。导热材料141可包括带有导热添加物的金属或塑料，诸如石墨碳纤维和/或陶瓷，如氮化硼。因为导热材料141通常很少适于电绝缘，所以第一导热材料141只在盖21的内侧上而不在外侧上。第一材料139的内侧可至少部分地用导热材料141二次成型。导热材料141有益于从PCB 15散热，PCB基本上垂直于转子轴线R，靠近盖21的内侧延伸成平面。特别有利的是，盖21包括：前面19，基本上平行于PCB 15延伸，即，基本上垂直于转子轴线R；和径向外壁143，基本上平行于转子轴线R延伸。因此导热材料141可不仅基本上平行于前面19而在盖21的内侧延伸，而且基本上平行于径向外壁143而在盖21的内侧延伸。这有以下优点：当泵机组1沿水平方向和沿竖直的转子轴方向安装时，来自PCB 15的热量被有效地散发。这是因为当对流热空气流能沿着第一材料139的外侧流动而冷却下来时，导热材料141是最有效的。因为对流热空气流主要是竖直的，所以有利地使导热材料141靠近沿竖直方向延伸的PCB 15，不论泵机组1的转子轴线R的安装方向。导热材料141的面向PCB 15的表面对应于PCB形成平台(terraced，形成阶梯)，使得PCB 15上的电子元件与导热材料141之间在PCB 15的大部分区域上实现直接接触或只有一个最小的间隙，以便于最有效的从PCB 15的组件到导热材料141的热传递，优选地通过布置在导热材料141与PCB15上的电子元件之间的导热胶间接地传递热量。

图19c在第二材料141中用虚线示出第二材料141不是完全均匀的，而是具有限定第二材料141的特定空间定向的内结构。第二材料141的内结构的空间定向基本上跟随第二材料141在盖21的内侧的二次成型期间采用的流动路径。因此，第二材料141包括：至少一个第一区域145，在该处，空间定向主要平行于转子轴线(R)；和至少一个第二区域147，在该处，空间定向主要垂直于转子轴线(R)。第一区域145标记二次成型期间在第二材料141的注射点处或周围的区域。第二区域147标记第二材料141沿着前面19的内侧流动的区域。已发现，第二材料141的内结构的空间定向对导热特性具有显著影响。沿着第二材料141的内结构的空间定向的导热比垂直于第二材料141的内结构的空间定向的导热更好。因此，第二材料141的第一区域145具有垂直于前面19的主要导热的第一方向149，而第二材料141的第二区域147具有平行于前面19或盖21的径向外壁143的主要导热的第二方向151。第二材料141的注射点的侧向位置在二次成型期间可因此被明智地选出，以限定第一区域145，其中最热的电子元件位于PCB 15上。这便于从PCB 15上的元件到第二材料141中的散热，这经由第二区域147侧向传热。第一材料139可用作散热器，其通过沿着前面19和/或盖21的径向外壁143的周围环境对流空气流而被冷却。

在前面的描述中，当提及具有已知、明显或可预见的等同形式的整体或元件时，则将这些等同形式并入本文，就如同单独阐述一样。应该参考用于确定本公开的真实范围的权利要求，该权利要求应当被解释为涵盖任何这样的等同形式。读者还将理解，被描述为可选的、优选的、有利的、方便的等的本公开的整体或特征是可选的，并且不限制独立权利要求的范围。

上述实施例被理解为本公开的说明性示例。应当理解，关于任何一个实施例描述的任何特征可以被单独使用，或者与所描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或多个特征结合使用，或者任意组合任何其他实施例。尽管已经示出和描述了至少一个示例性实施例，但是应当理解，其他修改、替换和替代对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，并且可以在不脱离本文描述的主题的范围的情况下进行改变，本申请旨在覆盖本文讨论的特定实施例的任何改型或变型。

另外，“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。此外，已经参考上述示例性实施例之一描述的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤结合使用。方法步骤可以以任何顺序或并行应用，或者可以构成另一方法步骤的一部分或更详细的版本。应该理解的是，应该将所有这样的修改合理地和适当地包括在对本领域贡献的范围内，在所授权的专利的范围内。可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行这样的修改、替换和替代，本公开的精神和范围应由所附权利要求及其合法等同来确定。

Claims

1.一种泵机组(1)，包括：

-转子轴(45)，沿着转子轴线(R)延伸；

-叶轮(12)，固定于该转子轴(45)；

-泵壳体(11)，容纳该叶轮(12)；

-驱动马达，包括定子(17)和转子(51)，其中，该转子(51)固定于用于驱动该叶轮(12)的该转子轴(45)；

-转子罐(57)，容纳该转子(51)，其中，该转子罐(57)包括转子罐凸缘(63)；和

-定子壳体(13)，容纳该定子(17)，

其特征在于，

该定子壳体(13)被卡口环(113)固定于该泵壳体(11)，其中，该卡口环(113)被弹性地弹簧加载，用于将该定子壳体(13)朝该叶轮(12)抵靠该泵壳体(11)轴向偏压。

2.根据权利要求1所述的泵机组(1)，其中，该泵壳体(11)限定轴向背向该叶轮(12)的第一环形参考面(109)，该定子壳体(13)限定轴向面向该叶轮(12)的第二环形参考面(111)，其中，该定子壳体(13)的第二环形参考面(111)被轴向压靠该泵壳体(11)的第一环形参考面(109)。

3.根据权利要求2所述的泵机组(1)，其中，该定子(17)限定第二径向内部参考面(115)，并且该转子罐(57)包括径向外部对齐面(117)，该径向外部对齐面通过径向接靠该定子(17)的第二径向内部参考面(115)而被对齐为基本上垂直于该泵壳体(11)的第一环形参考面(109)。

4.根据权利要求2或3所述的泵机组(1)，其中，该第一环形参考面(109)位于比该第一径向内部参考面(71)径向更靠外，和/或该第一环形参考面(109)位于比该第一径向内部参考面(71)轴向更远离该叶轮(12)。

5.根据权利要求3或4所述的泵机组(1)，其中，该第二径向内部参考面(115)位于比该第二环形参考面(111)径向更靠内，和/或该第二径向内部参考面(115)位于比该第二环形参考面(111)轴向更远离该叶轮(12)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组(1)，其中，该卡口环(113)主要是金属部件，并且该定子壳体(13)主要是模制的塑料部件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组(1)，其中，该卡口环(113)包括带有第一半径R_a的周向第一区段(119)和带有第二半径R_i的周向第二区段(121)，其中，该第二半径R_i比该第一半径R_a更小。

8.根据权利要求7所述的泵机组(1)，其中，该第二区段(121)被形成为径向内突出部，该径向内突出部与该定子壳体(13)的径向外表面(125)中的卡口槽(123)配合，其中，该卡口环(113)的第一区段(119)被固定于该泵壳体(11)的周向槽(127)中。

9.根据权利要求7或8所述的泵机组(1)，其中，该卡口环(113)能围绕其周向方向在第一放松状态与第二弹簧加载状态之间弹性地扭曲，其中，当该卡口环(113)在该第一放松状态中时，该第一区段(119)和该第二区段(121)具有到该叶轮(12)基本上相同的轴向距离，并且其中，当该卡口环(113)在该第二弹簧加载状态中时，该第一区段(119)比该第二区段(121)轴向更靠近该叶轮(12)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组(1)，其中，该定子壳体(13)包括带有周向地分布的卡口槽(123)的径向外表面(125)，其中，每个卡口槽(123)包括基本上平行于该转子轴线(R)延伸的第一区段(129)和第二区段(131)，其中，该第二区段(131)具有在该第一区段(129)处的第一端部(133)和周向与该第一端部(133)隔开的第二端部(135)，其中，该第二区段(131)的第一端部(133)位于比该第二区段(131)的第二端部(135)轴向更靠近该叶轮(12)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组(1)，还包括：

-第一径向轴承环(47)，滑动接触所述转子轴(45)，和

-轴承承托(41)，环抱该第一径向轴承环(47)并且使该第一径向轴承环(47)关于该泵壳体(11)的第一径向内部参考面(71)置中，

其中，该转子罐凸缘(63)具有到该泵壳体(11)的径向距离，并且该转子罐(57)包括径向内部置中面(65)，该径向内部置中面通过径向接靠该轴承承托(41)的径向外部置中面(67)而被置中。

12.根据权利要求11所述的泵机组(1)，其中，该转子罐(57)的径向内部置中面(65)和/或该轴承承托(41)的径向外部置中面(67)具有至少三个径向突出部(72)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组(1)，其中，该转子罐凸缘(63)包括背向该叶轮(12)的环形止挡面(79)。

14.根据权利要求13所述的泵机组(1)，还包括锁定环(85)，该锁定环固定于该泵壳体(11)的周向槽(87)中，其中，该环形止挡面(79)轴向接靠该锁定环(85)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组(1)，其中，该转子罐凸缘(63)包括面向该叶轮(12)的环形接触面(89)，并且该轴承承托(41)包括背离该叶轮(12)的环形偏置面(91)，其中，该轴承承托(41)被弹性地弹簧加载，以用于将该轴承承托(41)的环形偏置面(91)偏靠该转子罐凸缘(63)的环形接触面(89)。

16.根据权利要求15所述的泵机组(1)，其中，该转子罐凸缘(63)的环形接触面(89)和/或该轴承承托(41)的环形偏置面(91)具有至少三个轴向突出部(94)。