DE102017101901A1

DE102017101901A1 - Elektrische Kreiselpumpe und Motorgehäuse für eine solche Pumpe

Info

Publication number: DE102017101901A1
Application number: DE102017101901.4A
Authority: DE
Inventors: Francesco Sinico; Pietro CAILOTTO
Original assignee: DAB Pumps SpA
Current assignee: DAB Pumps SpA
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2017-08-03
Also published as: ITUB20160314A1; ES2628311R1; US20170218977A1; CN107023493B; FR3047278A1; ES2628311B1; FR3047278B1; CN107023493A; AU2017200669A1; ES2628311A2

Abstract

Elektrische Kreiselpumpe (10), die ein Motorgehäuse (11) umfasst, das wiederum einen Elektromotor (12) und einen hydraulischen Teil (13) umfasst, wobei die Antriebswelle (15) des Motors mit mindestens einem Flügelrad (14) im hydraulischen Teil (13) verbunden ist; wobei das Motorgehäuse (11) innen mit einem Gehäuse (16) ausgestattet ist, in dem der Motor (12) untergebracht ist; wobei das Gehäuse (16) eine Kühloberfläche (17) so ausgebildet aufweist, um von Pumpenflüssigkeit überströmt zu werden, die vom hydraulischen Teil (13) kommt; wobei die Kühloberfläche (17) mit einer Abdeckung versehen ist, die resistent gegenüber Oxidation ist; wobei die Abdeckung aus einer hydraulisch isolierenden Hülle (18) besteht, die konturiert ist, um die Kühloberfläche (17) zu beeinflussen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kreiselpumpe.
Die Erfindung betrifft auch ein Motorgehäuse für eine solche elektrische Kreiselpumpe.
Heutzutage sind Kreiselpumpen bekannt, die im Wesentlichen aus einem Hohlkörper bestehen, der mit Leitungen zum Ansaugen und zur Abgabe ausgestattet ist und ein oder mehrere Flügelräder enthält, die sich mit Diffusoren abwechseln und auf der Welle eines Elektromotors verkeilt sind, der in einem Motorgehäuse eingeschlossen ist, welches ihn gegenüber der Pumpenflüssigkeit isoliert.
Solche Pumpen sind normalerweise mit einer elektronischen Vorrichtung ausgestattet, die einen Wechselrichter und eine elektronische Einheit zum Steuern und Kontrollieren des Betriebs umfasst, typischerweise in einem kastenartigen Körper enthalten, der mit der Außenseite des Motorgehäuses verbunden ist.
Bekanntermaßen ist es erforderlich, um den fachgerechten Betrieb und die Aufrechterhaltung der besten Betriebsbedingungen der Pumpe sicherzustellen, dass eine solche Pumpe mit einem System zum Kühlen des Motors ausgestattet ist, um die Stabilität der Temperatur zu gewährleisten, indem sie daran gehindert wird, über die angestrebten Grenzen hinaus anzusteigen.
Es ist auch erforderlich, die Temperatur für die Elektronik und für den Wechselrichter zu steuern.
Heutzutage sind zum Halten der Temperatur des Motors innerhalb der Konstruktionsgrenzen Kühlsysteme weit verbreitet, die Luft nutzen und Flüssigkeit nutzen.
Im ersten Fall wird die Kühlung durch eine Zwangslüftung mit Hilfe eines Ventilators erzielt, der in das Motorgehäuse eingebaut ist.
Im zweiten Fall wird das Motorgehäuse von mindestens einem Teil der Flüssigkeit überströmt, die vom hydraulischen Teil bewegt wird, um dann zur Abgabeleitung aufzusteigen.
Die elektronische Vorrichtung wird auch durch einen speziellen Ventilator oder durch dieselbe Flüssigkeit gekühlt, die über das Motorgehäuse strömt, mit dem die Vorrichtung verbunden ist.
Flüssigkeitskühlung wird besonders bei Oberflächenpumpen bevorzugt, wo die Notwendigkeit, den Lärm von Pumpenvorrichtungen zu verringern, indem der externe Ventilator weggelassen wird, stärker spürbar ist.
Dieses System ist jedoch nicht ohne Nachteile, wobei der größte Nachteil in der Notwendigkeit besteht, das Motorgehäuse aus rostfreiem Stahl herzustellen, um es vor Oxidation aufgrund von durchströmender Flüssigkeit, typischerweise dem Pumpenwasser, zu schützen.
Obwohl Metallmaterialien im Allgemeinen gut zur Wärmeleitung geeignet sind, liefert rostfreier Stahl bei der Motorkühlung keine optimalen Ergebnisse.
Außerdem erfordert ihre Verwendung aufwändige Produktionsverfahren, wie zum Beispiel ein Sandformen, und ihr Beitrag zum Gewicht der Pumpe ist nicht unerheblich.
Es ist eher üblich, Motorengehäuse aus rostfreiem Stahl durch Kaltpressen mit Hilfe von Ziehen von Blechmetall oder durch Verformung mit Hilfe von Kalandrierverfahren herzustellen.
Diese Herstellungsverfahren haben jedoch auch einige Nachteile, wobei der bedeutendste Nachteil die Kontrolle der Geometrie- und Dimensionstoleranzen des Produkts ist.
Hinzu kommt, wie bei dem Formverfahren, der Nachteil nicht unerheblicher Produktionskosten.
Zur Überwindung dieser Nachteile ist eine elektrische Kreiselpumpe entwickelt worden, deren Motorgehäuse aus Aluminium besteht und eine Kühloberfläche hat, über die Pumpenflüssigkeit strömt, welche vom hydraulischen Teil stammt.
Die Kühloberfläche ist praktischerweise mit einer Abdeckung versehen, die widerstandsfähig gegenüber Oxidation ist.
Eine solche Beschichtung wird hergestellt durch das Auftragen von Materialien, die resistent gegenüber Oxidation sind, zum Beispiel Teflon, oder durch Auftragen von Keramikmaterial oder Überspritzen von Kunststoffmaterial. Das Kunststoffmaterial besteht zum Beispiel aus einem Elastomergummi mit hoher Wärmeleitfähigkeit, das durch Heißvulkanisation mit dem Motorgehäuse verbunden ist.
Eine solche Abdeckung ist zwar funktional, aber doch relativ schwierig herzustellen, da die Vorgänge des Auftragens oder Überspritzens eine komplexe Oberfläche des Motorgehäuses betreffen und eine, die innerhalb des Motorgehäuses liegt und daher schwierig zu erreichen ist, sowohl um solche Arbeiten durchzuführen als auch um die durchgeführte Arbeit zu überprüfen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Kreiselpumpe bereitzustellen, die in der Lage ist, in Abwesenheit eines Ventilators den richtigen Kühlungsgrad des Motors zu gewährleisten, und die kostengünstig hergestellt werden kann.
Im Rahmen dieses Ziels ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Pumpe zu entwickeln, deren Motorgehäuse einfach und gleichmäßig zu bedecken ist.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer elektrischen Pumpe mit einem Motorgehäuse, das leichter ist als herkömmliche Gehäuse, wodurch ein geringeres Gesamtgewicht der Kreiselpumpe sichergestellt wird.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine elektrische Pumpe bereitzustellen, bei der eine gute Kontrolle der Geometrie- und Dimensionstoleranzen des fertigen Produkts gewährleistet ist.
Dieses Ziel und diese und andere Aufgaben werden erreicht, die im Folgenden deutlicher werden, durch eine elektrische Kreiselpumpe gemäß Anspruch 1 und ein Motorgehäuse gemäß Anspruch 4.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsform der elektrischen Kreiselpumpe gemäß der Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, worin:
1 eine Querschnittsseitenansicht einer elektrischen Kreiselpumpe gemäß der Erfindung ist;
2 ein Querschnitts-Grundriss in Teilexplosionsansicht der elektrischen Pumpe gemäß der Erfindung ist;
3 eine perspektivische Schnittansicht eines teilweise zusammengebauten Pumpenkörpers mit Abdeckung ist;
4 eine perspektivische Schnittansicht des zusammengebauten Pumpenkörpers nach 3 mit Abdeckung ist.
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist eine elektrische Kreiselpumpe gemäß der Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
Die elektrische Kreiselpumpe 10 umfasst ein Motorgehäuse 11, das wiederum einen Elektromotor 12 mit einer Antriebswelle 15 enthält, und einen hydraulischen Teil 13.
Die Antriebswelle 15 ist mit einem Flügelrad 14 verbunden, das sich im hydraulischen Teil 13 befindet.
Das Motorgehäuse 11 ist innen mit einem Gehäuse 16 ausgestattet, in welchem der Elektromotor 12 angeordnet ist.
Die äußere Oberfläche des Gehäuses 16 bietet eine Kühloberfläche 17, die ausgebildet ist, um von der Pumpenflüssigkeit überströmt zu werden, die vom hydraulischen Teil 13 stammt.
Die Kühloberfläche 17 ist mit einer Abdeckung ausgestattet, die resistent gegenüber Oxidation ist.
Die Abdeckung besteht aus einer hydraulisch isolierenden Hülle 18, die konturiert ist, um die Kühloberfläche 17 zu beeinflussen.
Die Hülle 18 besteht aus Kunststoffmaterial und kann daher durch Formen, zum Beispiel durch Spritzgießen oder durch Formpressen, hergestellt werden.
Die Hülle 18 besteht aus Elastomermaterial und vorzugsweise aus Gummi.
Elastomergummi hat gute mechanische Eigenschaften, da es einen guten Wert in Bezug auf Bruchbelastung, auf Widerstandsfähigkeit gegenüber bleibender Verformung und in Bezug auf elastische Erholung, sowie eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdung, Reißen und Verschleiß haben kann und nicht toxisch ist und sich daher gut dafür eignet, von Wasser überströmt zu werden, ohne Schadstoffe freizusetzen.
Das Motorgehäuse 11 besteht aus Aluminium. Das Motorgehäuse 11 kann durch Gießen oder vorzugsweise durch Hochdruckgießen von Aluminium hergestellt werden; anschließend wird das Motorgehäuse 11 mechanisch bearbeitet.
Das Motorgehäuse 11 umfasst eine äußere Einfassung 19 und das innere Gehäuse 16, die in ein einziges Aluminiumteil integriert sind.
Zwischen dem Gehäuse 16 und der inneren Oberfläche des Gehäuses 19 ist ein Zwischenraum 20 für die Zirkulation der gepumptem Kühlflüssigkeit bestimmt.
Die hydraulisch isolierende Hülle 18, konturiert, um die Kühloberfläche 17 zu beeinflussen, ist somit konturiert, um sowohl das Gehäuse 16 als auch die innere Oberfläche des Gehäuses 19 zu bedecken, die zusammenwirken, um den Zwischenraum 20 zu bestimmen, wie in den 2, 3 und 4 deutlich zu sehen ist, wodurch sowohl das Gehäuse 16 als auch die Einfassung 19 geschützt werden.
In 3 ist deutlich zu sehen, dass die Hülle 18 eine separate Komponente ist, die durch Formen hergestellt und dann mit dem Motorgehäuse 11 zusammengebaut ist.
Die Hülle 18 hat eine Umfangskante 21 mit einer Falz 22, die konstruiert ist, um zwischen den Verbindungsflanschen 23 und 24 des Motorgehäuses 11 bzw. des hydraulischen Teils 13 eingeklemmt zu werden.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle 18 lösbar in das Motorgehäuse 11 eingesetzt und kann daher bei Bedarf problemlos entfernt werden.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle 18 in das Motorgehäuse 11 eingesetzt und damit verklebt.
Wenn die Hülle 18 nicht eingeklebt ist, ist sie nicht nur schnell montierbar, sondern ebenso schnell abnehmbar zum Austausch oder zur separaten Entsorgung der Komponenten der elektrischen Pumpe am Ende des Lebenszyklus.
Somit wird der Elektromotor 12 der elektrischen Kreiselpumpe 10 gemäß der Erfindung, synchron mit Dauermagneten oder herkömmlich asynchron, von der gepumpten Flüssigkeit gekühlt.
Eine solche elektrische Pumpe 10 umfasst die oben erwähnten Komponenten, die zum Erreichen des Hauptziels, d. h. dem Sparen von Energie im Vergleich zu herkömmlichen traditionellen Pumpen, beitragen.
Die Pumpe 10 bringt auch andere wichtige Vorteile mit sich, wie zum Beispiel Lärmreduzierung und verringerten Platzbedarf im Vergleich zu ähnlichen elektrischen Pumpen, die heute auf dem Markt sind.
Im Speziellen ist die Lärmreduzierung darauf zurückzuführen, dass kein hinterer Ventilator zum Kühlen des Motors verwendet wird, da der Motor besonders effizient ist und von der gepumpten Flüssigkeit gekühlt wird.
Im Speziellen wird der Elektromotor 12 durch die gepumpte Flüssigkeit (in diesem Fall Wasser) durch das Abführen von Wärme über die Kühloberfläche 17 und die darüber liegende Hülle 18 gekühlt, und der hintere Ventilator zum Kühlen des Motors wurde weggelassen. Das Motorgehäuse besteht aus Aluminium, das mit Gummi verkleidet ist, um es vor Oxidation in den Teilen zu schützen, die in Kontakt mit Wasser stehen.
Die Erfindung betrifft auch ein Motorgehäuse 11 wie oben beschrieben, das einen Elektromotor 12 enthält; das Motorgehäuse 11 ist innen mit einem Gehäuse 16 ausgestattet, in dem der Elektromotor 12 untergebracht ist, wobei die äußere Oberfläche des Gehäuses 16 eine Kühloberfläche 17 bestimmt, die ausgebildet ist, um von Pumpenflüssigkeit überströmt zu werden, die von einem hydraulischen Teil 13 einer Elektropumpe stammt, von welcher das Motorgehäuse 11 einen Teil bildet.
Die Kühloberfläche 17 ist mit einer Abdeckung versehen, die resistent gegenüber Oxidation ist.
Das Motorgehäuse 11 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung aus einer hydraulisch isolierenden Hülle 18 besteht, die konturiert ist, um die Kühloberfläche 17 zu beeinflussen wie oben beschrieben.
In der Praxis ist festgestellt worden, dass die Erfindung das angestrebte Ziel vollständig erreicht und die Aufgaben erfüllt.
Im Speziellen ist mit der Erfindung eine elektrische Kreiselpumpe entworfen worden, die in der Lage ist, ohne einen Ventilator den richtigen Kühlungsgrad des Motors sicherzustellen, und die kostengünstig hergestellt werden kann.
Weiter ist mit der Erfindung eine elektrische Pumpe entworfen worden, deren Motorgehäuse aus Aluminium einfach und ebenso effektiv abgedeckt und gegenüber Wasser und somit gegenüber Oxidation isoliert ist.
Darüber hinaus ist mit der Erfindung eine elektrische Pumpe mit einem Motorgehäuse aus Aluminium entworfen worden, das somit leichter ist als herkömmliche Gehäuse und daher ein geringeres Gesamtgewicht für die gesamte Kreiselpumpe gewährleistet.
Außerdem ist mit der Erfindung eine elektrische Pumpe bereitgestellt worden, bei der eine gute Kontrolle der Geometrie- und Dimensionstoleranzen der Aluminiumkomponenten im fertigen Produkt gewährleistet ist.
Die so konzipierte Erfindung ist geeignet für zahlreiche Modifikationen und Variationen, die alle innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche liegen. Darüber hinaus können alle Details durch andere, technisch gleichwertige Elemente substituiert werden.
In der Praxis können die verwendeten Komponenten und Materialien, vorausgesetzt, dass sie mit der spezifischen Verwendung kompatibel sind, und die dazugehörigen Maße und Formen je nach den Anforderungen und dem Stand der Technik beliebig sein.

Claims

Eine elektrische Kreiselpumpe (10), die ein Motorgehäuse (11) umfasst, welches wiederum einen Elektromotor (12) mit einer Antriebswelle (15) enthält, und einen hydraulischen Teil (13), wobei die Antriebswelle (15) mit mindestens einem Flügelrad (14) in dem hydraulischen Teil (13) verbunden ist, und das Motorgehäuse (11) innen mit einem Gehäuse (16) ausgestattet ist, in dem der Elektromotor (12) untergebracht ist, wobei eine äußere Oberfläche des Gehäuses (16) eine Kühloberfläche (17) bestimmt, die ausgebildet ist, um von Pumpenflüssigkeit überströmt zu werden, die von dem hydraulischen Teil (13) stammt, wobei die Kühloberfläche (17) mit einer Abdeckung versehen ist, die resistent gegenüber Oxidation ist, wobei die elektrische Kreiselpumpe (10) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abdeckung aus einer hydraulisch isolierenden Hülle (18) besteht, die konturiert ist, um die Kühloberfläche (17) zu beeinflussen.
Die elektrische Pumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (18) aus Kunststoffmaterial besteht.
Die elektrische Pumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (18) aus Elastomermaterial und vorzugsweise aus Gummi besteht.
Die elektrische Pumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (18) lösbar in das Motorgehäuse (11) eingesetzt ist.
Die elektrische Pumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (18) in das Motorgehäuse (11) eingeklebt ist.
Ein Motorgehäuse (11), das einen Elektromotor (12) enthält, wobei das Motorgehäuse (11) an seiner Innenseite ein Gehäuse (16) hat, in welchem der Elektromotor (12) untergebracht ist, wobei die äußere Oberfläche des Gehäuses (16) eine Kühloberfläche (17) bestimmt, die ausgebildet ist, um von Pumpenflüssigkeit überströmt zu werden, wobei die Kühloberfläche (17) mit einer Abdeckung versehen ist, die resistent gegenüber Oxidation ist, wobei das Motorgehäuse (11) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abdeckung aus einer hydraulisch isolierenden Hülle (18) besteht, die konturiert ist, um die Kühloberfläche (17) zu beeinflussen.