CN116113766A - 控制组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于离心泵、尤其循环泵的控制组件。控制组件包括中央单元(4)，该中央单元具有用于通过模块进行配置的装置。中央单元布置在由壳体盖(5)封闭的壳体(1)中。在壳体盖(5)中集成有用于配置控制设备的模块(6)。本发明还涉及一种对此相关的套装以及一种用于配置离心泵的控制组件的方法。

Description

控制组件

技术领域

本发明涉及一种用于离心泵、尤其循环泵的控制组件，其带有中央单元，该中央单元布置在具有壳体盖的壳体中。本发明还涉及一种对此相关的套装(Set)以及一种用于配置离心泵的控制组件的方法。

背景技术

存在很多带有控制组件的循环泵的应用。这样的应用例如可以是用于产生强制循环的在闭合系统中的循环泵。针对闭合系统的示例可以是用于热水的加热设备或传热设备。在此，循环泵可以以离心泵的形式实施。离心泵具有螺旋形的壳体，装有叶片的叶轮在其中以较高转速旋转。其经由泵轴由电动马达来驱动。电动马达的静止的定子和转动的转子通过管状内部壳体紧密地分开。转子管道(Spaltrohr)可以由不可磁化的铬镍钢组成。封装的转子在输送液体中运转。定子绕组中的环绕磁场在转子绕组中感应出相反指向的磁场。

在DE 29 20 313 C2中描述了作为加热设备中的循环泵的这样的离心泵。循环泵的转速在此根据温度来控制，所述温度经由外部温度传感器来确定。转速控制可以实施为差分压力调节或比例压力调节。在差分压力调节的情况下，转速和功率自动匹配对循环的水的需求。为此，确定吸力侧和压力侧之间的压力差，并且如此控制马达转速和因此功率，使得差分压力很大程度上保持恒定。差分压力是设备特定的，并且由于循环的水流在管壁处的摩擦和由于在每个弯路处的方向变化而产生。在比例压力调节的情况下，差分压力的理论值根据体积流量进行变化。这种调节考虑如下，即，在设备中根据需求需要不同量的热循环水，以便在联接站中提供期望的热功率。

在能量节省方面，泵的转速在此是决定性标准。泵的功率消耗和因此其能量消耗取决于运行点，其是调节特性线和设备特性线的交点。在该运行点，泵以一定扬程输送一定输送流。泵运行点可以通过调整马达转速来改变。马达转速由控制单元来调整。该控制单元由电气和电子部件组成，它们如此互联，使得它们可以在循环泵的应用情况下自动实施复杂的控制过程。

如今，这些控制组件是微处理器或基于SPS。在泵中，它们可以以所需的方式实施复杂的开关和控制流程，使得如在DE 10 2017 203960A1中所述那样也可以减少噪音排放。控制单元是用于以需求为目标的且同时尽可能节省的运行的基础。例如，在EP 1 342 957A1中描述了一种用于能量节省地控制循环泵的控制装置。在此，开关时间一方面可以以需求为目标地匹配，并且另一方面可以匹配系统要求。

为了结合到上级系统中，必需的是，循环泵的控制装置能够与传感器、致动器和其他控制装置通信。如果建筑管理系统全面记录能量需求并单独控制能量供应，则可以进一步优化循环泵的能量节省。为此，必需的是，循环泵的控制装置能够与传感器、致动器和其他控制装置通信。例如，这种通信能力可以经由到有线网络或无线网络的接口来实现，其中，接口可以尤其由现场总线模块或用于传感器或致动器的联接部组成。除了能量节约之外，还可以远程维护故障通知，并且规划预测性维护。

通信能力经由附加模块到中央装置的壳体中的引入来实现。为此，必须在壳体内充分地保留并持久地提供空间，以便能够联接这样的模块。在传统系统中，用于通信的线缆必须经由线缆套管耗费地引入，并且在有限的结构空间内耗时地夹住。随后进行附加模块的配置的调整，该调整根据附加模块的类型需要用户的很多专业知识。线缆套管必须进行密封，并且壳体盖必须按照要求紧密地封闭。为了能够将所有常见的附加模块引入到壳体中，壳体必须具有巨大的附加的结构空间以及较大数量的线缆套管。通信接口的功能性不能够在无附加成本的情况下经由光学功能元件在中央单元中发出信号。所有这些边界条件导致用于循环泵的控制装置的壳体的昂贵的基本实施方案。

发明内容

本发明的任务是提供一种控制组件以及一种用于配置循环泵的控制组件的方法，其能够操作友好地执行配置。该装置在此应在壳体中较少占据结构空间。该方法应灵活地实现控制设备与完全不同的通信参与者的通信。在此，应能够尽可能成本适宜地实现控制组件的配置。中央单元中的成本应保持最低。

根据本发明，该任务由一种控制组件、一种方法以及一种根据并列权利要求的用途来解决。优选的变型方案可以由从属权利要求、说明书和附图得知。

根据本发明，在控制组件的壳体盖中集成有用于配置的模块。该附加模块用于配置控制组件。在壳体盖中例如可以集成有现场总线模块，其能够实现与传感器、致动器和上级控制装置或调节装置的通信。通过插入带有集成模块的壳体盖，省去模块在控制组件的壳体中的耗时装配。优选地，由此可以制造带有控制组件的基本实施方案的泵，而不必在壳体内为附加模块维持结构空间。因此，用于附加模块的必要时需要的内部空间增加被转移到第三壳体部分中。在带有附加模块的第三壳体部分中，环绕的结构空间因此比在没有附加模块的第三壳体部分中更大。

还与此有关的是壳体的第一壳体部分或第二壳体部分中的线缆套管(Kabeldurchführung)的减少，因为对于通信所需的线缆套管或联接可能性可以布置在控制组件的壳体盖中。

有利地，壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分，其中，第一壳体部分由第二壳体部分部分地封闭，并且壳体盖封闭第一壳体部分的未由第二壳体部分封闭的区域。

第一壳体部分的未由第二壳体部分封闭的区域相应于中央单元的联接空间。因此，壳体盖封闭中央单元的联接空间。联接空间可以理解为用于铺设控制线路或功率线路的结构空间。联接夹布置在联接空间中。联接空间如此实施，使得即使在壳体盖打开时也不能够触碰引导危险电压的部件。壳体盖作为联接空间的遮盖部起作用。遮盖部满足所需的IP保护等级。联接夹是

通过根据本发明的方法将控制组件的配置自动初始化，其方式为将带有集成附加模块的壳体盖插入到壳体中。在此，已证实为特别适宜的是，在壳体盖卡入时产生持久的信号连接，该信号连接配置泵的控制单元，用于例如经由总线系统进行通信。

因为第二壳体部分如此实施，使得它不能够由终端客户轻易地从第一壳体部分分开，并且与此相比，壳体盖可以例如在没有特殊工具的情况下被替换，所以能够通过终端客户以简单的方式匹配泵的功能性。例如，其能够实现首先以仅用于封闭联接空间的壳体盖进行泵的交付，并且能够实现在之后的时间点通过终端消费者进行带有集成模块的壳体盖的加装。

根据本发明，使用带有集成附加模块的控制组件的壳体盖来配置泵控制装置。有利地，根据力求的通信标准，可以使用带有对此所需模块的壳体盖。通过使用壳体盖，在此与为此使用的模块相配合地自动执行控制装置的所需配置。因此，在循环泵的产品生命周期期间，可以随时实施基本实施方案中的循环泵的使用的匹配，或者实施对新的通信标准的后续匹配。

根据本发明的装置生成与控制组件的壳体的形状配合的连接。例如，形状配合的连接可以实施为槽榫连接。这种实施方案保证了在附加模块与控制设备的稳定信号连接同时壳体盖与壳体的持久封闭。优选地，用于信号流的连接元件如此布置，使得在将壳体盖推入到槽榫轨道中时，信号传输的连接又可松开地卡入。在本发明的一个可能的变型方案中，壳体盖与壳体的连接也可以在燕尾式连接中实施。

在一个特别有利的变型方案中，控制组件的壳体盖模块化地构建，并且可以由多个部分组成。因此，壳体盖的结构可以匹配用于不同的生产要求和装配要求。

优选地，通过将壳体盖插入到控制组件的壳体中，已经同时建立集成附加模块与循环泵的控制单元的信号连接。在该变型方案中，不再需要待插入的附加模块的手动布线。因此，控制装置通过附加模块的配置可以特别装配友好地且时间高效地执行。

根据本发明，循环泵的在壳体等中的控制组件具有至少一个电子组合件。该电子组合件用作用于电气和电子构件的电路板，其能够实现不同转速调节以及按照时间的开关脉冲的任务。优选地，集成在壳体盖中的附加模块也实施为电子组合件。有利地，在至少两个电子组合件之间存在持久的信号连接，该信号连接通过将壳体盖插入到控制组件的壳体中得出。

电子组合件优选可以实施为功率组合件或控制组合件。

在此，已证实为特别有利的是，用于封闭壳体的壳体盖的尺寸是标准化的。因此，针对所有可设想的附加模块得出壳体盖的相同插入尺寸。用于各种可设想的附加模块的所需空间通过壳体盖的不同深度来实现。由此，用于控制组件的壳体可以特别平整和空间节省地实施，因为在壳体盖中设置有用于附加模块的所需空间。

在该装置的一个变型方案中，还可设想的是，在壳体盖中可以集成多个附加模块。由此，与不同传感器或致动器以及上级建筑管控技术和/或远程管理系统的通信在通信标准不同的情况下也可以同时进行。

在此，已证实为特别有利的是，用于附加模块的通信的必要连接元件(如批量生产的联接插头和/或线缆套管)布置在壳体盖中。因此，壳体盖的设计完全协调于集成的附加模块，并且至少包含必要的连接可能性。由此，在基本实施方案中的控制组件的壳体中可以完全省去联接可能性，或者至少减少到若干较少的连接可能性。有利地，由此能够大大降低用于循环泵的控制组件的基本实施方案的成本，并且同时能够使用于安装在壳体中的控制单元的结构空间最小化。

在此，已证实为特别适宜的是，具有集成附加模块的壳体盖具有适合用于集成附加模块的光学显示元件，用于显示功能状态。在一个特别有利的变型方案中，显示元件以LED的形式实施。由此，在基本实施方案中的循环泵的控制组件后续加装以带有集成附加模块的壳体盖时，可以从外部看到功能状态。有利地，在基本实施方案的控制组件的壳体处，不必为每个想得到的附加模块布置显示元件。

有利地，由于壳体盖的标准化尺寸，壳体可以利用在壳体和壳体盖之间的密封件来封闭。由此，在插入带有集成附加模块的壳体盖时，也能够获得循环泵的控制组件的壳体的现有IP保护等级。优选地，用于集成在壳体盖中的附加模块的连接元件在所需的IP保护等级中实施。

开头提出的任务也通过一种套装来解决，该套装包括：用于离心泵、尤其循环泵的控制组件，其带有布置在壳体中的中央单元、壳体的第一壳体部分和部分封闭第一壳体部分的第二壳体部分、壳体盖，该壳体盖封闭壳体部分的未由壳体部分封闭的区域；以及另外的壳体盖，其封闭壳体部分的未由壳体部分封闭的区域，并且包括用于配置控制组件的集成模块。这样的套装尤其允许功能性的相对独立的匹配。因此，在循环泵的产品生命周期期间，可以随时实施基本实施方案中的循环泵的使用的匹配，或者对新的通信标准的后续匹配。

附图说明

本发明的另外的特征和优点由实施例依据附图的描述以及由附图本身得出。

在此：

图1示出了控制组件的壳体的俯视图，所述壳体固定在循环泵处。在图1中标出了图2的剖切平面。

图2示出了循环泵的控制组件的剖面。

具体实施方式

图1示出了循环泵，其带有控制单元的布置在其处的壳体1。所示循环泵是安装在未示出的管线中的离心泵，其带有旋转轴、叶轮和固定的泵壳。电动马达(其布置在用于电动马达的在图2中标有2的壳体中)驱动叶轮安置在其上的泵轴。通过抽吸接管和抽吸颈部轴向进入叶轮中的流体由叶轮叶片获得到径向运动中的偏转，由此流体在流体压力增加同时被加速。在从叶轮离开之后，流体被积聚在泵的涡壳中。

循环泵的在图1和图2中所示的控制组件安装在控制组件的壳体1中。所示实施形式的壳体1多件式地、尤其两件式地构造，并且包括第一壳体部分1a和第二壳体部分1b，它们因此形成一种壳体机体。控制组件的壳体1布置在电动马达的壳体2处。在控制组件的壳体1中存在中央单元4，该中央单元在本实施例中由功率组合件和控制组合件组成。其包含用于转速调节和开关控制任务的电子构件。

壳体1的第一壳体部分1a直接固定在电动马达的壳体2处。第一壳体部分1a在与电动马达相对而置的一侧处由第二壳体部分1b部分封闭。中央单元4固定在壳体部分1a或1b中的一个处。可替换壳体盖5封闭壳体部分1a的未由壳体部分1b封闭的区域。壳体部分1b包括操作单元12和至少一个显示装置13。显示装置13优选包括LED元件和/或LCD元件。

用于控制组件的壳体1的壳体盖5包含集成模块6。在本实施例中，该附加模块6是现场总线模块。在壳体盖5处集成有用于总线通信的联接插头和/或线缆套管7以及用于显示通信状态的显示元件3。在本实施例中，显示元件是LED。在壳体1处、尤其在第一壳体部分1a和/或第二壳体部分1b处，安装有另外的线缆套管8。带有插入的壳体盖5的控制组件的壳体1利用密封件9来密封。如上文所述，壳体盖5封闭未由壳体部分1b封闭的区域、尤其中央单元4的联接空间10。联接空间10理解为用于铺设控制线路或功率线路的结构空间。联接夹11布置在联接空间10中。联接空间10如此实施，使得即使在壳体盖5打开时也不能够触碰引导危险电压的部件，例如联接夹11。

Claims (12)

1.一种用于离心泵、尤其循环泵的控制组件，其带有中央单元(4)，所述中央单元布置在具有壳体盖(5)的壳体(1)中，其特征在于，在所述壳体盖(5)中集成有用于配置所述控制组件的模块(6)。

2.根据权利要求1所述的控制组件，其特征在于，所述壳体(1)包括第一壳体部分(1a)和第二壳体部分(1b)，其中，所述第一壳体部分(1a)由所述第二壳体部分(1b)部分封闭，并且所述壳体盖(5)封闭所述壳体部分(1a)的未由所述壳体部分(1b)封闭的区域。

3.根据权利要求1或2所述的控制组件，其特征在于，在所述壳体盖(5)和所述壳体(1)、尤其所述第一壳体部分(1a)或所述第二壳体部分(1b)之间，存在用于连接的彼此互补构造的成形元件。

4.根据权利要求1至3所述的控制组件，其特征在于，在所述壳体(1)利用所述壳体盖(5)封闭时，经由元件、优选经由电路板连接器进行模块(6)与所述中央单元(4)的连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制组件，其特征在于，所述中央单元(4)包括至少一个电子组合件、优选功率组合件和/或控制组合件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制组件，其特征在于，所述模块(6)在所述壳体盖(5)中具有用于连接到所述中央单元(4)的元件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制组件，其特征在于，所述壳体盖(5)具有用于所述模块(6)的联接元件(7)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制组件，其特征在于，所述壳体盖(5)具有所述模块(6)的光学显示元件(3)。

9.一种套装，其包括：用于离心泵、尤其循环泵的控制组件，其带有布置在壳体(1)中的中央单元(4)、所述壳体(1)的第一壳体部分(1a)和部分封闭所述第一壳体部分(1a)的第二壳体部分(1b)、壳体盖(5)，所述壳体盖封闭所述壳体部分(1a)的未由所述壳体部分(1b)封闭的区域；以及另外的壳体盖(5)，其封闭所述壳体部分(1a)的未由所述壳体部分(1b)封闭的区域，并且包括用于配置所述控制组件(5)的集成模块(6)。

10.一种用于配置离心泵的控制组件、尤其循环泵的控制组件的方法，所述控制组件带有中央单元(4)，所述中央单元布置在壳体(1)中，所述壳体由壳体盖(5)封闭，其特征在于，通过更换带有集成模块(6)的壳体盖(5)来配置所述控制装置。

11.一种壳体(1)的壳体盖(5)用于配置泵的控制组件、尤其根据权利要求1至7中任一项所述的控制组件的用途。

12.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，使用用于壳体(1)的不同壳体盖来特定配置离心泵的控制单元。

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