DE8530448U1 - Centrifugal pump or fan - Google Patents
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Description
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23.05.1989 HC/Be/ib 45248G23.05.1989 HC/Be/ib 45248G
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WILO-Werk GmbH & Co.
Nortkirchenstraße 100
&Idigr;/-4600 Dortmund 30WILO-Werk GmbH & Co.
Nortkirchenstrasse 100
&Idigr;/-4600 Dortmund 30
Kreiselpumpe oder LüfterCentrifugal pump or fan
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe oder Lüfter mit einem Elektrc-aotor, insbesondere Spaltrohrmotor, dessen Läuferwelle mit der Welle des Laufrades verbunden ist.The invention relates to a centrifugal pump or fan with an electric motor, in particular a canned motor, whose rotor shaft is connected to the shaft of the impeller.
Bei üblichen Elektromotoren ist as bekannt, die Drehzahl des Läufers aufgrund des Spannungswechsels su messen. Diese bekannten Meßanordnungen sind bei Kreiselpumpen und Lüftern nicht anwendbar, da die Unterdrückung des Streufeldes im Bereich des Wiakelkopfes -des Elektromotors auch mit großem Aufwand nur schwer auf ein ausreichend kleines Maß verringerbar ist.It is known that in conventional electric motors the speed of the rotor can be measured based on the voltage change. These known measuring arrangements cannot be used in centrifugal pumps and fans, since the suppression of the stray field in the area of the rotor head of the electric motor is difficult to reduce to a sufficiently small level, even with great effort.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe oder einen Lüfter zu schaffen, deren Drehzahl bei konstruktiv geringem Aufwand exakt meßbar ist.The object of the invention is to create a centrifugal pump or a fan whose speed can be measured exactly with little structural effort.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im öder am Laufrad mindestens ein Signalgeber in einemThis object is achieved according to the invention in that at least one signal transmitter in a
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&Igr; radialen Abstand zur Laufradachse befestigt ist, und daß nahe des Laufrades am Stator des Motors mindestens ein Empfänger befestigt ist, der die Signale auffängt.&Igr; radial distance from the impeller axis, and that near the impeller at least one receiver is attached to the stator of the motor, which picks up the signals.
Alternativ wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im oder am • Laufrad mindestens ein Signalempfänger in einem radialen Abstand zur Laufradachse befestigt ist, und daß nahe des Laufrades am Stator des Motors mindestens ein Signalgeber befestigt ist, der die Signale auffängt.Alternatively, this task is solved by at least one signal receiver being mounted in or on the impeller at a radial distance from the impeller axis, and by at least one signal transmitter being mounted near the impeller on the stator of the motor, which receives the signals.
Solche Konstruktionen erlauben eine einfache Drehzahlaufnahme bei Motoren als Pumpen- oder Lüfterantrieb in ein- und dreiphasiger Ausführung, Es werden exakte Meßergebnisse erreicht und die erfindungsgemäße Lehre ist bei jeder Pumpen- und Lüfterart anwendbar. Pumpe und Lüfter bauen nicht größer und sind von größter Zuverlässigkeit.Such designs allow for a simple speed recording of motors as pump or fan drives in single and three-phase versions. Exact measurement results are achieved and the teaching according to the invention can be used with any type of pump and fan. The pump and fan are no larger and are extremely reliable.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn am oder im Laufrad diametral gegenüberliegend zwei Signalgeber bzw. Empfänger 2Q im selben Abstand zur Laufradachse befestigt sina. Dies führt nicht nur zu einem unwuchtfreien Laufrad, sondern auch zu besonders exakten und ausreichend starken Signalen.It is particularly advantageous if two signal transmitters or receivers 2Q are attached diametrically opposite each other on or in the impeller at the same distance from the impeller axis. This not only leads to an impeller that is free of unbalance, but also to particularly precise and sufficiently strong signals.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß die Empfänger gleichsinnig (z.B. A E A E) in Reihe geschaltet sind. Die Position der Aufnehmerspulen kann dann so gewählt werden, daß sich für die durch das Streufeld induzierten Spannungen im Bereich des .Wickelkopfes entgegengesetzt gleiche Kurvenformen über der Zeic ergeben. Werden die beiden Spulen -^ gleichsinnig in Reihe geschaltet, addieren sich di^ä Spannungen weitgehend zu Null. Die störende Wirkung des Streufeldes im Wickelkopfbereich wird damit ausreichend unterdrückt.Preferably, it is suggested that the receivers are connected in series in the same direction (e.g. A E A E). The position of the pickup coils can then be selected so that the voltages induced by the stray field in the area of the winding head have oppositely identical curve shapes over the sign. If the two coils are connected in series in the same direction, the voltages add up to almost zero. The disruptive effect of the stray field in the winding head area is thus sufficiently suppressed.
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Vorzugsweise wird vorgeschlagen» daß der oder die Signalgeber an oder in der Seitenfläche des Laufrades angeordnet sind. Auch sollten die zwei Empfänger zur Laufradachse diametral gegenüberliegendem Abstand der Signalgeber angeordnet sein. Besonders einfach in derPreferably, it is suggested that the signal transmitter(s) are arranged on or in the side surface of the impeller. The two receivers should also be arranged at a distance diametrically opposite the impeller axis from the signal transmitter. This is particularly simple in the
• Herstellung und Montage sind die Pumpe oder der Lüfter dann, wenn-der oder die Empfänger an der Stirnfläche des Kopfes der Wicklung des Elektromotors befestigt sind, die dem Laufrad nahe ist.• Manufacturing and assembly of the pump or fan are when the receiver(s) are attached to the front surface of the head of the electric motor winding, which is close to the impeller.
Besonders vorteilhaft in Funktion und Herstellung ist es, wenn der Signalgeber einen Permanentmagneten, eine Magnetspule, ein Metallteil, eine Antenne, einen Reflektor, eine Strahlenquelle oder einen elektromagnetischen Wandler,It is particularly advantageous in terms of function and production if the signal generator has a permanent magnet, a magnetic coil, a metal part, an antenna, a reflector, a radiation source or an electromagnetic converter,
■J5 insbesondere einen Schallerzeuger aufweist. Hierzu wird auch vorgeschlagen, daß der Empfänger eine Photozelle, einen Sensor oder einen elektromagnetischen Wandler, insbesondere ein Mikrophon aufweist.■J5 in particular has a sound generator. It is also proposed that the receiver has a photocell, a sensor or an electromagnetic converter, in particular a microphone.
2Q Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Magnete oder Spulen in ihrer Feldrichtung gleichsinnig im Laufrad befestigt sind. Hierdurch addiert sich die Geberspannung zu einem deutlich über dem Störpegel liegenden drehzahlproportionalen Signal.2Q It is particularly advantageous if the magnets or coils are attached to the impeller in the same direction as their field. This means that the sensor voltage is added to a speed-proportional signal that is significantly higher than the noise level.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kreiselpumpen sind in der Zeichnung in einem axialen Schnitt dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben:Examples of embodiments of the centrifugal pumps according to the invention are shown in the drawing in an axial section and are described in more detail below:
-^ An dem Gehäuse 1 einer Kreiselpumpe ist das Gehäuse 2 eines Elektromotors 3 koaxial befestigt. Der Elektromotor 3 gehört zu den Naßläufermotoren und weist ein koaxiales Spaltrohr 4 auf, das von einer Wicklung 5 umgeben ist. Innerhalb des Spaltrohrs 4 ist ein Kurzschlußläufer 6 koaxial gelagert, dessen Welle 7 in den Pumpenraum 8-^ The housing 2 of an electric motor 3 is coaxially attached to the housing 1 of a centrifugal pump. The electric motor 3 is a wet-rotor motor and has a coaxial slotted tube 4, which is surrounded by a winding 5. A squirrel-cage rotor 6 is coaxially mounted within the slotted tube 4, the shaft 7 of which extends into the pump chamber 8.
hineinreicht und ein koaxiales Pumpenlaufrad 9 trägt.and carries a coaxial pump impeller 9.
Im Laufrad 9 sind in der dem Elektromotor 3 zugewandten Seitenfläche 10 .zwei Signalgeber 11 eingelassen, die diametral gegenüberliegend und somit auf einem Durchmesser ' des Laufrades angeordnet sind und zur Achse 12 des Laufrades und d"er Welle 7 den gleichen radialen Abstand A besitzen.In the impeller 9, in the side surface 10 facing the electric motor 3, two signal transmitters 11 are embedded, which are diametrically opposite and thus arranged on a diameter ' of the impeller and have the same radial distance A to the axis 12 of the impeller and the shaft 7.
Auf der dem Laufrad 9 zugewandten Stirnseite des Kopfes der Motorwicklung 5 sind zwei Signalempfänger .13 diametral gegenüberliegend in Höhe der Geber 11 und damit im selben radialen Abstand A zur Achse 12 befestigt.On the front side of the head of the motor winding 5 facing the impeller 9, two signal receivers .13 are mounted diametrically opposite one another at the level of the sensors 11 and thus at the same radial distance A from the axis 12.
In der Zeichnung ist ein Lüfter (Ventilator, Turboverdichter) nicht dargestellt. Bei einem Lüfter sind die Geber in gleicher Weise zeitlich am oder im Laufrad (Flügel- oder Schaufelrad) befestigt. Auch ist der Elektromotor in ähnlicher Weise ausgeführt und befestigt.A fan (ventilator, turbo compressor) is not shown in the drawing. In a fan, the sensors are attached in the same way to or in the impeller (vane or paddle wheel). The electric motor is also designed and attached in a similar way.
Alternativ zu dieser Ausführung, kann das in der Zeichnung dargestellte Teil 11 der Signalempfänger sein und das Teil 13 der Signalgeber. In diesem Fall muß dafür gesorgt werden, daß die Signale vom Laufrad oder der Laufradwelle abgenommen werden. Hier können bekannte Einrichtungen verwendet werden.As an alternative to this design, part 11 shown in the drawing can be the signal receiver and part 13 the signal transmitter. In this case, it must be ensured that the signals are taken from the impeller or the impeller shaft. Known devices can be used here.
Für beide Ausführungsbeispjele werden folgende Konstruktionen .vorgeschlagen:The following designs are suggested for both examples:
1. Magnetische Konstruktion 1. Magnetic construction
Der Signalgeber ist ein Permanentmagnet oder eine Magnetspule. Der Empfänger weist eine Spule, in der eine 3_ Spannung induziert wird, oder einen magnetischen SensorThe signal transmitter is a permanent magnet or a magnetic coil. The receiver has a coil in which a 3 _ voltage is induced or a magnetic sensor
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auf, in dam eine Spannung induziert oder der Widerstand geändert wird. Als magnetischer Sensor kann ein Impulsdraht eingesetzt v/erden.in which a voltage is induced or the resistance is changed. A pulse wire can be used as a magnetic sensor.
Impulsdrähte bestehen aus einem Verbunddraht, bei dem ein innenliegender Schaltkern durch das Mantelmaterial unter Zugspannung gehalten wird. Parallel dazu ist einImpulse wires consist of a composite wire in which an internal switching core is held under tension by the sheath material. In parallel, a
Lan"S Und StWS. ""!siehe«!Lan"S and StWS. ""!see«!
Durchmessers befestigt, der optimale Schalteigenschaften gewährleistet.diameter, which ensures optimal switching characteristics.
Als magnetische Sensoren können auch Magnetfeldhalbleiter eingesetzt werden.Magnetic field semiconductors can also be used as magnetic sensors.
2. Induktive Konstruktion 2. Inductive construction
Der Signalgeber wird von einem Metallteil, z.B. einem Kupferring gebildet, und der Empfänger weist eine Spule auf, deren Induktion beim Viorbeibewegen verändert wird. Die zwischen Geber und Empfänger befindliche WaiM der Pumpe besteht, wie auch bei dem folgenden Ausführungsbeispiel, aus einem nichtleitenden Material, insbesondere aus Kunststoff, Keramik oder Glas.The signal transmitter is formed by a metal part, e.g. a copper ring, and the receiver has a coil, whose induction is changed as it moves past. The pump's waM located between the transmitter and receiver consists, as in the following embodiment, of a non-conductive material, in particular plastic, ceramic or glass.
3· Kapazitive Konstruktion 3· Capacitive construction
Der Signalgeber ist ein Metallteil, insbesondere ein Kupferring, und der Empfänger weist einen Kondensator -1^ auf, dessen Kapazität sich während des Vorbeibewegens ändert.The signal transmitter is a metal part, in particular a copper ring, and the receiver has a capacitor - 1 ^, the capacitance of which changes as it passes.
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4. Strahlen oder Wellen-Konstruktion "4. Ray or wave construction "
Der Signalgeber ist ein Reflektor, der von einer Strahlen- oder Wellenf*uelle (insbesondere einem Sender) Strahlen oder Wellen empfängt und diese zum Empfänger reflektiert, oder der Signalgeber ist die Strahlen- oder 1 annual ^a &agr;&agr;&Iacgr; &Kgr;&agr;&ngr;» Tn Ho -&iacgr; &Agr;&agr;&tgr;&eegr; &Idigr;?=1&Tgr; &Lgr; &ohacgr;« oi^ The signal transmitter is a reflector which receives rays or waves from a source of radiation or waves (in particular a transmitter) and reflects them to the receiver, or the signal transmitter is the source of radiation or waves . 1 annual ^a α ...
Empfänger stats ein Signal, wenn Signalgeber und Empfänger sich relativ zueinander bewegen. Die Strahlen sind insbesondere optisch, elektromagnetisch, Teilchenoder Wellenstrahlen. Auch Strahlenwellen sind verwendbar. Wichtig ist, daß die Zwischenwand für die Strahlen, Teilchen und/oder Wellen durchlässig ist.The receiver receives a signal when the signal transmitter and receiver move relative to each other. The rays are in particular optical, electromagnetic, particle or wave rays. Radiation waves can also be used. It is important that the partition is permeable to the rays, particles and/or waves.
Der Signalgeber kann somit als Strahlenquelle eine Antenne, ein Glühfaden, ein radioaktives Material, ein elektromagnetischer Wandler, insbesondere ein Lautsprecher sein. Ist der Signalgeber dagegen nur ein Reflektor, so kann dieser eine Metal]fläche, eine AntenneThe signal generator can therefore be an antenna, a filament, a radioactive material, an electromagnetic converter, in particular a loudspeaker as a radiation source. If the signal generator is only a reflector, it can be a metal surface, an antenna
__ oder eine Spule sein. Als R^flektror dient schon die Laufradaußenseite, insbesondere wenn sie an der reflektierenden Stelle konkav gewölbt ist.__ or a coil. The outside of the impeller serves as a reflector, especially if it is concavely curved at the reflecting point.
Ist der Signalgeber nur ein Reflektor, so ist die Strahlen-, Teilchen- oder Wellenquelle an dem Teil der Pumpe befestigt, das den Empfänger trägt.If the signal generator is only a reflector, the radiation, particle or wave source is attached to the part of the pump that carries the receiver.
In allen Ausführungsbeispielen kann zusätzlich zum Empfänger oder Signalgeber ein Verstärker angeordnet werden, der die abgebenden oder empfangenden Signale verstärkt.In all embodiments, an amplifier can be arranged in addition to the receiver or signal transmitter, which amplifies the emitted or received signals.
Bei Verwendung von Permanentmagneten haben diese gleiche Feldrichtung, damit sich die GeberspannungenWhen using permanent magnets, these have the same field direction so that the sensor voltages
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zu einem ausreichend hohen Signal "addieren, das über dem Störpegel liegt. Die Empfänger 13 sind als Spulen gleichsinnig in Reihe geschaltet, so daß sich die Störspannungen induziert durch das Streufeld des Wickelkopfes weitgehend zu Null addieren. Die störende Wirkung des Streufeldes wird hierdurch in Wickelkopfbereich genügend unterdrückt. Beide Spulen sind an eine nicht dargestellte Meßvorrichtung angeschlossen, die im Pumpenanschlußkasten untergebracht sein kann.to form a sufficiently high signal that is above the interference level. The receivers 13 are connected in series as coils in the same direction, so that the interference voltages induced by the stray field of the winding head largely add up to zero. The disruptive effect of the stray field is thereby sufficiently suppressed in the winding head area. Both coils are connected to a measuring device (not shown) that can be housed in the pump connection box.
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Claims (9)
30that picks up the signals.
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30having.
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