PL208405B1 - Silnik napędowy, zwłaszcza dla pompy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest silnik napędowy, zwłaszcza dla pompy.

Czynnik tłoczony, to znaczy pompowany przez pompy, stosuje się zwykle bezpośrednio, jako czynnik chłodzący dla silnika napędowego pompy. W przypadku ścieków lub innych zanieczyszczonych cieczy może to prowadzić do zatkania komory chłodzenia silnika napędowego. Ponadto znane są pompy, zwłaszcza pompy do ścieków, z wewnętrznym układem chłodzenia ich silnika napędowego. W układzie tym następuje przetłaczanie czynnika chłodzącego za pomocą dodatkowego małego wirnika czynnika chłodzącego. Ten wirnik czynnika chłodzącego może być połączony czynnie z własnym małym silnikiem elektrycznym. Inna możliwość polega na bezpośrednim napędzaniu wspomnianego małego wirnika czynnika chłodzącego silnikiem napędowym pompy. Wirnik czynnika chłodzącego jest przy tym umieszczony albo na wolnym końcu wału napędowego silnika napędowego, przyporządkowanego wirnikowi pompy, albo wał napędowy silnika napędowego jest przedłużony po stronie odwrotnej względem wolnego końca wału, zaś wirnik czynnika chłodzącego jest umieszczony na odwrotnej względem wirnika pompy stronie silnika napędowego. Niezależnie od danego usytuowania wirnika czynnika chłodzącego w znanych pompach konieczne jest uszczelnienie obiegu czynnika chłodzącego za pomocą uszczelek dynamicznych w odniesieniu do silnika napędowego i ewentualnie tłoczonego czynnika, to znaczy ścieków. Uszczelki dynamiczne ulegają jednak niedającym się skutecznie wykluczyć przeciekom. Przecieki takie wiążą się przykładowo z niebezpieczeństwem, że układ chłodzenia w ekstremalnych przypadkach ulegnie awarii lub czynnik chłodzący przedostanie się do silnika napędowego.

Z CH 614 760 A5 znana jest szczelinowa pompa wirnikowa ze sprzę g ł em magnetycznym, której otaczająca rurę szczelinową część zewnętrzna i otoczona rurą szczelinową część wewnętrzna są zaopatrzone w ustawione obok siebie równolegle osiami, prętowe magnesy trwałe. Korpus pompy, wirnik szczelinowej pompy wirnikowej i wewnętrzna część sprzęgła magnetycznego są korzystnie wykonane z odpornego na wysoką temperaturę i/lub kwasoodpornego tworzywa sztucznego, aby stworzyć bezdławnicową chemiczną szczelinową pompę wirnikową o wysokiej wydajności, w której można osiągnąć zabezpieczenie przed korozją, chroniące pompę skutecznie w trakcie jej pracy. Powierzchnie boczne i powierzchnie czołowe magnesów trwałych, osadzonych całkowicie wewnątrz części sprzęgła, są rozbieżne na zewnątrz. W obszarze powierzchni ułożyskowania połączonych ze sobą części sprzęgła magnetycznego w tworzywie sztucznym osadzone są materiały łożyskowe. W tej znanej szczelinowej pompie wirnikowej sprzęgło z magnesów trwałych służy do mechanicznego sprzęgania silnika napędowego pompy z jej wirnikiem.

Szczelinowa pompa wirnikowa ze sprzęgłem z magnesów trwałych jest znana przykładowo także z DE 33 37 086 C2. W tej znanej pompie wirnikowej ze sprzęgłem magnetycznym obudowa rury szczelinowej jest wykonana z' tworzywa sztucznego, które przynajmniej w obszarze osi rury szczelinowej ma wzmocnienie. Wykonana z tworzywa sztucznego obudowa rury szczelinowej jest od zewnątrz otoczona garnkowym płaszczem ze stali stopowej, który pełni funkcję stabilizatora kształtu i wspornika rury szczelinowej. Również tutaj sprzęg ło z magnesów trwałych służy do łączenia silnika napędowego pompy z jej wirnikiem, przy czym także przy wyższych ciśnieniach i temperaturach tłoczonego czynnika wykonana z tworzywa sztucznego obudowa rury szczelinowej jest w miarę możliwości stabilna i umożliwia dobre odprowadzanie ciepła ze swego obszaru.

W DE 36 39 719 C3 opisana jest szczelinowa pompa magnetyczna z korpusem, wirnikiem i sprzęgłem magnetycznym, która zawiera zewnętrzną część napędową i sprzężoną z nią magnetycznie, wewnętrzną część obrotową, przy czym zewnętrzna część napędowa i wewnętrzna część obrotowa są oddzielone od siebie hermetycznie obudową rury szczelinowej. Strumień częściowy, oddzielony od strumienia tłoczonego przez szczelinową pompę silnikową i służący do smarowania łożysk ślizgowych pompy oraz ewentualnie do odprowadzania strat ciepła ze sprzęgła magnetycznego i ciepła pochodzącego od ułożyskowania, jest prowadzony przez wewnętrzne obudowy rury szczelinowej. Położony blisko pompy koniec rurowej części obudowy rury szczelinowej ma wystający z osi obrotu sprzęgła magnetycznego kołnierz łączący, którym jest zamocowany na korpusie pompy. Obudowa rury szczelinowej jest zasilana czynnikiem grzewczym, niezależnym od czynnika tłoczonego, wskutek czego powstaje szczelinowa pompa magnetyczna, która przy stosunkowo prostym wytwarzaniu charakteryzuje się dość szerokimi zakresem stosowania, zarówno przy wysokich, jak też przy niższych temperaturach tłoczonego czynnika, przy czym obudowa rury szczelinowej w razie awarii zapewnia zwiększone bezpieczeństwo. W tym celu w tej znanej szczelinowej pompie magnetycznej, co najmniej

PL 208 405 B1 rurowa część obudowy rury szczelinowej jest, co najmniej dwuścienna oraz utworzona, przez co najmniej dwie ścianki rury szczelinowej, współosiowe względem siebie oraz względem osi obrotu sprzęgła magnetycznego. Komora między ściankami, utworzona przez podwójną lub wielokrotną ściankę, służy do umieszczenia czynnika grzewczego lub chłodzącego. W połączonym mechanicznie na stałe i szczelnie ze ściankami rury szczelinowej kołnierzu łączącym znajduje się, co najmniej jeden, prowadzący do komory wewnątrz ściankami, kanał doprowadzający oraz kanał odprowadzający dla czynnika grzewczego lub chłodzącego. Także w tej znanej szczelinowej pompie magnetycznej sprzęgło magnetyczne służy do czynnego łączenia silnika napędowego pompy z jej wirnikiem.

Z DE 43 19 619 Al znana jest głębinowa pompa silnikowa z elektrycznym silnikiem napędowym, pod którym zamocowany jest korpus pompy wirnikowej, przy czym korpus silnika napędowego jest otoczony od zewnątrz współosiowo płaszczem chłodzącym, przez który przepływa tłoczony czynnik. Tłoczony, to znaczy pompowany czynnik stosuje się tutaj, zatem jako czynnik chłodzący, co - jak wspomniano na wstępie - w przypadku ścieków lub innych zanieczyszczonych cieczy może prowadzić do zatkania płaszcza chłodzącego. Takie zatkanie może powodować przegrzanie silnika napędowego, zaś w ekstremalnym przypadku jego całkowite zniszczenie.

W DE 44 34 461 A1 ujawniona jest głębinowa pompa silnikowa dla silnie zanieczyszczonych cieczy. Aby umożliwić usuwanie osadów wewnątrz pompy, wyposażona w styczny króciec ciśnieniowy i otaczający silnik napędowy płaszcz, przez który przepływa tłoczona ciecz, głębinowa pompa silnikowa ma na odwrotnym względem pompy końcu płaszcza przyłącze do płukania, łączone z zewnętrznym źródłem cieczy. Przyłącze do płukania jest korzystnie zaopatrzone w zamocowany rozłącznie kołpak zamykający, wyposażony w system odpowietrzający. Rozwiązanie to związane jest ze znaczącymi nakładami konstrukcyjnymi.

Jednostka przeznaczona do chłodzenia głębinowych pomp silnikowych, służących do osuszania z zanieczyszczeń, ścieków i szlamu, jest znana z DE 196 40 155 A1. Ta znana jednostka chłodzenia stanowi oddzielną konstrukcję, niemającą stałego połączenia konstrukcyjnego z głębinową pompą silnikową.

Z DE 298 14 113 U1 znana jest pompa ze sprzę g ł em z magnesów trwał ych, zawierająca zespół z umieszczonym w obudowie rury szczelinowej wirnikiem, który jest sprzężony magnetycznie ze współpracującym z obudową rury szczelinowej i wprowadzanym w ruch obrotowy za pomocą silnika napędowego, członem czynnym jednostki napędowej. Ta znana pompa ze sprzęgłem z magnesów trwałych ma element przepływowy, który na jednym końcu jest połączony z zespołem pompy, na drugim zaś z silnikiem napędowym. Człon czynny i silnik napędowy są połączone napędowo za pomocą elementu napędowego z materiału źle przewodzącego ciepło. Element napędowy może mieć postać sprzęgła lub zawierać sprzęgło wstawione w wał napędowy, umieszczony pomiędzy członem czynnym i silnikiem napędowym. Sprzęgło ma postać sprzęgła kłowego, sprzęgła elastomerowego lub sprzęgła magnetycznego z magnesów trwałych.

FR 2 008 305 A opisuje odpowiedni 'dla pompy silnik napędowy, zawierający wirnik z wałem napędowym i stojan, otoczony korpusem stojana, oraz przestrzeń pośrednią, która jest wypełniona cieczą chłodząca, poruszaną w sposób wymuszony za pomocą wirnika czynnika chłodzącego.

Celem wynalazku jest opracowanie silnika napędowego, zwłaszcza dla pompy, który ma wewnętrzny układ chłodzenia, uszczelniony statycznie hermetycznie.

Silnik napędowy, zwłaszcza dla pompy, zawierający rotor z wałem napędowym i stojan otoczony korpusem, który z kolei jest otoczony obudową zewnętrzną, przy czym korpus stojana i obudowa zewnętrzna tworzą przestrzeń pośrednią, napełnioną cieczą chłodzącą, która jest poruszana w sposób wymuszony za pomocą wirnika czynnika ' chłodzącego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że [przestrzeń pośrednia jest statycznie zamknięta i uszczelniona, zaś wirnik czynnika chłodzącego jest sprzęgnięty z wałem napędowym za pomocą sprzęgła z magnesów trwałych.

Korzystnie sprzęgło z magnesów trwałych ma postać sprzęgła synchronicznego z pierwszym zespołem magnesu trwałego i drugim zespołem magnesu trwałego, które to zespoły są oddzielone od siebie szczeliną, w której znajduje się przegroda z materiału nieulegającego namagnetyzowaniu, przy czym pierwszy zespół magnesu trwałego jest połączony z wałem napędowym, zaś drugi zespół magnesu trwałego stanowi kombinację z wirnikiem czynnika chłodzącego.

Korzystnie pierwszy zespół magnesu trwałego jest umieszczony w suchej komorze korpusu stojana, która jest szczelnie zamknięta przegrodą i oddzielona od przestrzeni pośredniej, napełnionej cieczą chłodzącą.

PL 208 405 B1

Korzystnie pierwszy i drugi zespół magnesów trwałych mają kształt płaskich tarcz, rozmieszczonych w osiowym odstępie względem siebie i stanowiących elementy toczone poprzecznie, zaś przegroda, umieszczona w osiowo płaskiej szczelinie pomiędzy pierwszym i drugim zespołem magnesów trwałych, ma postać elementu płytowego, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie stojana.

Korzystnie pierwszy i drugi zespół magnesów trwałych mają kształt pierścieniowy i są usytuowane względem siebie koncentrycznie, jako elementy sprzęgła centralnego.

Korzystnie umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie pomiędzy pierwszym i drugim zespołem magnesów trwałych przegroda ma postać garnka, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie stojana, lub cylindrycznej tulei, zamocowanej z uszczelnieniem na korpusie stojana.

Korzystnie sprzęgło z magnesów trwałych ma postać sprzęgła histerezowego z zespołem magnesu trwałego i histerezowym elementem powierzchniowym z materiału magnetycznego o stosunkowo dużej remanencji i stosunkowo małej koercji, które to elementy są oddzielone od siebie szczeliną, w której umieszczona jest przegroda z materiału nieulegającego namagnetyzowaniu, przy czym histerezowy element powierzchniowy jest połączony z wałem napędowym, lub stanowi kombinację z wirnikiem czynnika chłodzącego zaś zespół magnesu trwałego stanowi kombinację z wirnikiem czynnika chłodzącego lub jest połączony z wałem napędowym.

Korzystnie histerezowy element powierzchniowy jest umieszczony w suchej komorze korpusu stojana, która jest szczelnie zamknięta przegrodą i oddzielona przestrzennie od przestrzeni pośredniej, napełnionej cieczą chłodzącą.

Korzystnie histerezowy element powierzchniowy i zespół magnesu trwałego mają kształt płaskich tarcz, rozmieszczonych w osiowym odstępie względem siebie i stanowiących elementy toczone poprzecznie, zaś przegroda, umieszczona w osiowo płaskiej szczelinie pomiędzy histerezowym elementem powierzchniowym i zespołem magnesu trwałego, ma postać elementu płytowego, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie stojana.

Korzystnie histerezowy element powierzchniowy i zespół magnesu trwałego mają kształt pierścieniowy i są usytuowane względem siebie koncentrycznie, jako elementy sprzęgła centralnego.

Korzystnie umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie pomiędzy histerezowym elementem powierzchniowym i zespołem magnesu trwałego przegroda ma postać garnka, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie stojana, lub cylindrycznej tulei, zamocowanej z uszczelnieniem na korpusie stojana.

Korzystnie sprzęgło z magnesów trwałych ma postać sprzęgła działającego na zasadzie prądów wirowych, z zespołem magnesu trwałego i elementem powierzchniowym wytwarzającym prądy wirowe, zawierającym zwrócony ku zespołowi magnesu trwałego element powierzchniowy z materiału przewodzącego prąd elektryczny i umieszczonej na odwrotnej względem zespołu magnesu trwałego, tylnej stronie, element powierzchniowy z materiału magnetycznie miękkiego, które to elementy są połączone ze sobą na stałe, przy czym zespół magnesu trwałego i element powierzchniowy wytwarzający prądy wirowe są oddzielone od siebie szczeliną, w której znajduje się przegroda z materiału nieulegającego namagnetyzowaniu.

Korzystnie element powierzchniowy wytwarzający prądy wirowe jest umieszczony w suchej komorze korpusu stojana, która jest szczelnie zamoknięta przegrodą i oddzielona przestrzennie od przestrzeni pośredniej, napełnionej cieczą chłodzącą.

Korzystnie element powierzchniowy wytwarzający prądy wirowe i zespół magnesu trwałego mają kształt płaskich tarcz, rozmieszczonych w osiowym odstępie względem siebie i stanowiących elementy toczone poprzecznie, oraz że przegroda, umieszczona w osiowo płaskiej szczelinie pomiędzy elementem powierzchniowym wytwarzającym prądy wirowe i zespołem magnesu trwałego, ma postać elementu płytowego, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie stojana.

Korzystnie element powierzchniowy wytwarzający prądy wirowe i zespół magnesu trwałego mają kształt pierścieniowy i są usytuowane względem siebie koncentrycznie, jako elementy sprzęgła centralnego.

Korzystnie umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie pomiędzy elementem powierzchniowym wytwarzającym prądy wirowe i zespołem magnesu trwałego przegroda ma postać garnka, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie stojana, lub cylindrycznej tulei, zamocowanej z uszczelnieniem na korpusie stojana.

Korzystnie korpus stojana i/lub zewnętrzna obudowa jest zaopatrzony/jest zaopatrzona/są w żebra chłodzące, które wchodzą w hermetycznie uszczelnioną przestrzeń pośrednią , napełnioną cieczą chłodzącą.

PL 208 405 B1

Korzystnie sprzęgło z magnesów trwałych z wirnikiem czynnika chłodzącego jest umieszczone na wale napędowym pomiędzy rotorem i wirnikiem pompy.

Korzystnie sprzęgło z magnesów trwałych z wirnikiem czynnika chłodzącego jest umieszczone na odcinku wału napędowego, odwrotnym do wirnika pompy.

Silnik napędowy według wynalazku ma tę zaletę, że nie styka się on bezpośrednio z tłoczonym czynnikiem, na przykład ściekami lub inną zanieczyszczoną cieczą, dzięki czemu wyeliminowane jest niebezpieczeństwo zatkania układu chłodzenia silnika napędowego. Następna istotna zaleta polega na tym, że wyeliminowane są uszczelki dynamiczne, co z kolei pozwala skutecznie zapobiec występowaniu przecieków. W silniku napędowym według wynalazku sprzęgło z magnesami trwałym nie służy do sprzęgania wału napędowego silnika z wirnikiem pompy, lecz do sprzęgania wału napędowego silnika z wirnikiem czynnika chłodzącego w uszczelnionym hermetycznie układzie chłodzenia elektrycznego pilnika napędowego.

Układ chłodzenia według wynalazku może znaleźć zastosowanie nie tylko w pompach, zwłaszcza pompach do ścieków, lecz w każdym dowolnym elektrycznym hermetycznie szczelnym układem chłodzenia. Na wale napędowym elektrycznego silnika napędowego można zamiast wirnika pompy umieścić także dowolny inny znany element maszynowy, jak koło pasowe, koło pasowe rowkowe lub temu podobne.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania silnika napędowego dla pompy zwłaszcza pompy dc ścieków, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy przykład wykonania pompy ze sprzęgłem z magnesów trwałych pomiędzy wałem napędowym elektrycznego silnika napędowego i wirnikiem czynnika chłodzącego szczelnego statycznie hermetycznie układu chłodzenia silnika napędowego, przy czym sprzęgło z magnesów trwałych ma postać sprzęgła synchronicznego z pierwszym i drugim zespołem magnesów trwałych, w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - górny fragment silnika napędowego z fig. 1 w powiększeniu celem uwidocznienia sprzęgło z magnesów trwałych, mającego postać sprzęgła synchronicznego, fig. 3 - zbliżony do fig. 1 przekrój wzdłużny drugiego przykładu wykonania silnika napędowego pompy, zwłaszcza pompy do ścieków, z inną odmianą sprzęgła z magnesów trwałych, mającego postać sprzęgła synchronicznego, fig. 4 - zbliżone do fig. 2 ujęcie górnego fragmentu silnika napędowego z fig. 3 w powiększeniu celem uwidocznienia sprzęgło z magnesów trwałych, mającego postać sprzęgła synchronicznego, fig. 5 - zbliżony do fig. 1 i 3 przekrój wzdłużny trzeciego przykładu wykonania pompy, zwłaszcza pompy do ścieków, ze sprzęgłem z magnesów trwałych, mającym postać sprzę gła synchronicznego, umieszczonym na wale napędowym pomiędzy wirnikiem silnika napędowego i wirnikiem pompy, fig. 6 - dolny fragment fig. 5 w powiększeniu celem wyraźnego ukazania zwłaszcza sprzęgła synchronicznego, fig. 7 - zbliżony do fig. 1, 3 i 5 przekrój wzdłużny czwartego przykładu wykonania pompy ze sprzęgłem z magnesów trwałych pomiędzy wirnikiem czynnika chłodzącego i wałem napędowym elektrycznego silnika napędowego, przy czym sprzęgło z magnesów trwałych ma postać sprzęgła histerezowego, fig. 8 - górny fragment fig. 7 w powiększeniu - podobnie do fig. 2, 4 i 6 - celem wyraźnego ukazania sprzęgła hiesterezowego, fig. 9 - zbliżony do fig. 1, 3, 5 i 7 przekrój wzdłużny piątego przykładu wykonania pompy ze sprzęgłem z magnesów trwałych, mającym postać sprzęgła działającego na zasadzie prą dów wirowych, oraz fig. 10 - górny fragment fig. 9 w powiększeniu celem wyraźnego ukazania sprzęgła, działającego na zasadzie prądów wirowych, przy czym sprzęgło jest umieszczone pomiędzy wałem napędowym elektrycznego silnika napędowego i wirnikiem czynnika chłodzącego w szczelnym hermetycznie układzie chłodzenia elektrycznego silnika napędowego.

Na fig. 1 ukazana jest w przekroju wzdłużnym pompa 10, którą stanowi zwłaszcza pompa do ścieków. Pompa 10 ma elektryczny silnik napędowy 12 ze stojanem 14 i rotorem 16. Czoła uzwojenia stojana 14 są opatrzone odnośnikiem 18. Rotor 16 jest połączony bezobrotowo z wałem napędowym

20. Wał napędowy 20 ma przedni odcinek końcowy 22 i tylny odcinek końcowy 24, które wystają w przeciwne strony z rotora 16.

Stojan 14 elektrycznego silnika i napędowego 12 jest szczelnie zamknięty korpusem 26. Korpus 26 stojana ma garnkową część główną 28 i połączoną z nią szczelnie część przednią 30.

Wał napędowy 20 elektrycznego siInika napędowego 12 jest swym tylnym odcinkiem końcowym 24 osadzony dynamicznie za pomocą elementu łożyskowego 32 na głównej części 28 korpusu 26 stojana. Wał napędowy 20 jest poza tym osadzony dynamicznie swym przednim odcinkiem kopcowym 22 za pomocą elementu łożyskowego 34 w przedniej części 30 korpusu 26 stojana.

Korpus 26 stojana jest otoczony zewnętrzną obudową 36, umieszczoną w odstępie względem korpusu 26, w związku z czym pomiędzy korpusem 26 stojana i zewnętrzną obudową 36 znajduje się

PL 208 405 B1 przestrzeń pośrednia 38. Przestrzeń pośrednia 38 jest napełniana rzez otwór zalewowy 40 cieczą chłodzącą 42. Po całkowitym napełnieniu przestrzeni pośredniej cieczą chłodzącą 42 otwór zalewowy 40 zamyka się szczelnie za pomocą elementu zamykającego 44, tworząc w ten sposób szczelny hermetycznie układ chłodzenia 46 elektrycznego silnika napędowego 12. Ciecz chłodząca 42, znajdująca się w przestrzeni pośredniej 38 szczelnego hermetycznie układu chłodzenia 46, jest w czasie pracy elektrycznego silnika napędowego 12, to znaczy podczas obrotu rotora 16, poruszana w sposób wymuszony przez wirnik 48 czynnika chłodzącego, aby spowodować optymalne chłodzenie elektrycznego silnika napędowego 12.

Wirnik 48 jest osadzony obrotowo na osi 50 i sprzężony, to znaczy połączony czynnie, z wałem napędowym 20 elektrycznego silnika napędowego 12 za pomocą sprzęgła 52 z magnesów trwałych.

Jak widać wyraźnie zwłaszcza na fig. 2, sprzęgło 52 z magnesów trwałych ma postać sprzęgła synchronicznego z pierwszym zespołem 54 magnesu trwałego i drugim zespołem 56 magnesu trwałego, które to zespoły są oddzielone od siebie szczeliną 58, w której znajduje się przegroda 60. Przegroda 60 jest wykonana z materiału, nieulegającego namagnetyzowaniu. Zespoły 54 i 56 mają kształt płaskich tarcz, które są ustawione w odstępie wzdłuż osi, tworząc szczelinę 58. Przegroda 60 ma postać płytowego elementu 62, zamocowanego z uszczelnieniem na pierścieniowym kołnierzu 64 głównej części 28 korpusu 26 stojana. W tym celu utworzona z płytowego elementu 62 przegroda 60 jest szczelnie zaciśnięta pomiędzy pierścieniowym kołnierzem 64 głównej części 28 korpusu 26 stojana i kołpakiem 66. Oś 50 wirnika 48 czynnika chłodzącego jest usytuowana pomiędzy kołpakiem 66 i płytowym elementem 62 względnie przegrodą 60.

Utworzona z płytowego elementu 62 przegroda 60 i pierścieniowy kołnierz 64 głównej części 28 korpusu 26 stojana tworzą suchą komorę 68, w której umieszczony jest pierwszy zespół 54 magnesu trwałego. Pierwszy zespół 54 magnesu trwałego jest zamocowany na wsporniku 70, który ma dokładnie ustaloną pozycję na czołowej powierzchni tylnego odcinka końcowego 24 wału napędowego 20, to znaczy jest ustawiony i zamocowany dokładnie centralnie, co eliminując zjawisko niewyważenia. Jak widać na fig. 1, na przednim odcinku końcowym 22 wału napędowego 20 zamocowany jest wirnik 72 pompy.

W odmianie silnika napędowego ukazanej na fig. 1 i 2 pierwszy zespół 54 magnesu trwałego i drugi zespół 56 magnesu trwałego mają postać płaskich pierścieniowych tarcz złożonych z elementów toczonych poprzecznie. Na fig. 3 i 4 ukazana jest natomiast pompa 10 ze sprzęgłem 52 z magnesów trwałych pomiędzy wałem napędowymi 20 elektrycznego silnika napędowego 12 i wirnikiem 48 czynnika chłodzącego, przy czym pierwszy zespół 54 magnesu trwałego i drugi zespół 56 magnesu trwałego są usytuowane koncentrycznie względem siebie jako elementy sprzęgła centralnego.

Pierścieniowy pierwszy i pierścieniowy drugi zespół 54 i 56 magnesu trwałego są umieszczone względem siebie w określonym odstępie promieniowym, w związku z czym pomiędzy nimi powstaje pierścieniowa szczelina 58, w której znajduje się przegroda 60 w kształcie garnka.

Również w tym rozwiązaniu przegroda 60 jest zaciśnięta szczelnie pomiędzy pierścieniowym kołnierzem 64 głównej części 28 korpusu 26 stojana i kołpakiem 66, wskutek czego powstaje sucha komora 68, w której umieszczony jest pierwszy zespół 54 magnesu trwałego.

Te same szczegóły są na fig. 3 i 4 opatrzone tymi samymi odnośnikami, co na fig. 1 i 2, w związku z czym zbędny jest szczegółowy opis wszystkich tych detali w odniesieniu do fig. 3 i 4.

Na fig. 5 i 6 ukazana jest odmiana silnika napędowego pompy, w którym sprzęgło 52 z magnesów trwałych z wirnikiem 48 czynnika chłodzącego nie jest umieszczone na tylnym odcinku końcowym 24 wału napędowego 20 elektrycznego silnika napędowego 12 - jak w odmianach z fig. 1 i 2 względnie 3 i 4 - lecz na przednim odcinku końcowym 22 wału napędowego 20. Także w tej odmianie sprzęgło 52 z magnesów trwałych ma postać sprzęgła synchronicznego 53 z pierwszym zespołem 54 magnesu trwałego i drugim zespołem 56 magnesu trwałego, oddzielonych od siebie pierścieniową szczeliną, w której umieszczona jest przegroda 60. Pierwszy zespół 54 magnesu trwałego jest zamocowany na przednim odcinku końcowym 22 wału napędowego 20. Drugi zespół 56 magnesu trwałego stanowi kombinację względnie jest połączony na stałe z wirnikiem 48 czynnika chłodzącego. Przegroda 60 ma postać cylindrycznej tulei 74 osadzonej na przedniej części 30 korpusu 26 stojana celem utworzenia suchej komoryi68.

Dla poprawy chłodzenia cieczy chłodzącej 42, zamkniętej hermetycznie szczelnie w przestrzeni pośredniej 38, część 76 korpusu pompy 10 jest zaopatrzona w żebra chłodzące 78, które wchodzą w napełnioną cieczą chłodzącą 42 i uszczelnioną hermetycznie przestrzeń pośrednią 38.

PL 208 405 B1

Żebra chłodzące 78 powodują zwiększenie powierzchni, a co za tym idzie, optymalne chłodzenie cieczy chłodzącej 42.

Te same szczegóły są na fig. 5 i 6 opatrzone tymi samymi odnośnikami, co na fig. 1 do 4, w związku z czym zbędny jest szczegółowy opis wszystkich tych detali w odniesieniu do fig. 5 i 6.

Na fig. 7 i 8 ukazany jest przykład wykonania silnika napędowego pompy, który różni się od przykładu wykonania pompy 10 z fig. 1 i 2 tym, że sprzęgła 52 z magnesów trwałych pomiędzy wałem napędowym 20 elektrycznego silnika napędowego 12 pompy 10 i wirnikiem 48 czynnika chłodzącego nie stanowi sprzęgło synchroniczne, lecz sprzęgło histerezowe 80, zawierające histerezowy element powierzchniowy 82 i zespół 84 magnesu trwałego, oddzielone od siebie szczeliną 58, w której umieszczona jest przegroda 60 z materiału nieulegającego namagnetyzowaniu. Zespół 84 magnesu trwałego stanowi kombinację, to znaczy jest połączony na stałe z wirnikiem 48 czynnika chłodzącego. Histerezowy element powierzchniowy 82 jest połączony na stałe z wałem napędowym 20. Histerezowy element powierzchniowy 82 jest wykonany z materiału magnetycznego o stosunkowo dużej remanencji i stosunkowo małej koercji, co sprawia, że przemagnetyzowanie wymaga pokonania stosunkowo słabego oporu. Podczas gdy sprzęgło synchroniczne nie wykazuje poślizgu, sprzęgło histerezowe wykazuje określony poślizg, a w następstwie tego stratę mocy, spowodowaną mechanizmem przełożenia sprzęgła.

Poza sprzęgłem 52 z magnesów trwałych pompy 10 z fig. 1 i 2 oraz fig. 7 i 8 są w zasadzie podobnie skonstruowane, w związku z czym zbędny jest ponowny szczegółowy opis wszystkich detali w odniesieniu do fig. 7 i 8.

Na fig. 9 i 10 ukazany jest przykład wykonania silnika napędowego pompy 10 podobnej do pompy 10 z fig. 1 i 2 oraz fig. 7 i 8, przy czym pompa 10 z fig. 9 i 10 zawiera sprzęgło 52 z magnesów trwałych, które nie jest ani sprzęgłem synchronicznym (patrz fig. 1 i 2), ani sprzęgłem, histerezowym (patrz fig. 7 i 8), lecz sprzęgłem 86 działającym na zasadzie prądów wirowych, złożonym z elementu powierzchniowego 90 wytwarzającego prądy wirowe i zespołu 90 magnesu trwałego. Zespół 90 magnesu trwałego jest połączony na stałe z wirnikiem 48 czynnika chłodzącego. Element powierzchniowy 88 wytwarzający prądy wirowe jest zamocowany na wale napędowym 20 elektrycznego silnika napędowego 12. Element powierzchniowy 88 wytwarzający prądy wirowe składa się z elementu powierzchniowego 92 z materiału przewodzącego prąd elektryczny, na przykład miedzi lub temu podobnych, i elementu powierzchniowego 94 z materiału magnetycznie miękkiego, które to elementy są połączone ze sobą na stałe, na przykład znitowane. Poza tym pompa 10 z fig. 9 i 10 ma konstrukcję zbliżoną do pomp 10 z fig. 1, 2 i 7, 8, w związku z czym zbędny jest ponowny opis wszystkich jej szczegółów w odniesieniu do fig. 9 i 10.

Te same szczegóły są na fig. 1 do 10 opatrzone tymi samymi odnośnikami. Na fig. 1, 3, 5, 7 ukazano ponadto korpus 73 pompy.

Wynalazek nie jest oczywiście ograniczony do przedstawionych na rysunku przykładów wykonania elektrycznego silnika napędowego ze szczelnym hermetycznie układem chłodzenia, w którym wirnik 48 czynnika chłodzącego jest sprzężony za pomocą sprzęgła 52 z magnesów trwałych z wałem napędowym 20 silnika napędowego 12.

Claims (22)

1. Silnik napędowy, zwłaszcza dla pompy, zawierający rotor z wałem napędowym i stojan otoczony korpusem; który z kolei jest otoczony obudową zewnętrzną, przy czym korpus stojana i obudowa zewnętrzna tworzą przestrzeń pośrednią, napełnioną cieczą chłodzącą, która jest poruszana w sposób wymuszony za pomocą wirnika czynnika chłodzącego, znamienny tym, że przestrzeń pośrednia jest statycznie zamknięta i uszczelniona, zaś wirnik (48) czynnika chłodzącego jest sprzęgnięty z wałem napędowym (20) za pomocą sprzęgła (52) z magnesów trwałych.

2. Silnik napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprzęgło (52) z magnesów trwałych ma postać sprzęgła synchronicznego (53) z pierwszymi zespołem (54) magnesu trwałego i drugim zespołem (56) magnesu trwałego, które to zespoły są oddzielone od siebie szczeliną (58), w której znajduje się przegroda (60) z materiału nieulegającego namagnetyzowaniu, przy czym pierwszy zespół (54) magnesu trwałego jest połączony z wałem napędowym (20), zaś drugi zespół (56) magnesu trwałego stanowi kombinację z wirnikiem (48) czynnika chłodzącego.

PL 208 405 B1

3. Silnik napędowy według zastrz. 2, znamienny tym, że pierwszy zespół (54) magnesu trwałego suchej komorze (68) korpusu (26) stojana, która jest szczelnie zamknięta przegrodą (60) i oddzielona od przestrzeni pośredniej (38), napełnionej cieczą chłodzącą (42).

4. Silnik napędowy według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że pierwszy i drugi zespół (54 i 56) magnesów trwałych mają kształt płaskich tarcz, rozmieszczonych w osiowym odstępie względem siebie i stanowiących elementy toczone poprzecznie, zaś przegroda (60), umieszczona w osiowo płaskiej szczelinie (58) pomiędzy pierwszym i drugim zespołem (54 i 56) magnesów trwałych, ma postać elementu płytowego (62), zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

5. Silnik napędowy według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że pierwszy i drugi zespół (54 i 56) magnesów trwałych mają kształt pierścieniowy i są usytuowane względem siebie koncentrycznie jako elementy sprzęgła centralnego.

6. Silnik napędowy według zastrz. 5, znamienny tym, że umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie (58) pomiędzy pierwszym i drugim zespołem (54 i 56) magnesów trwałych przegroda (60) ma postać garnka, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

7. Silnik napędowy według zastrz. 5, znamienny tym, że umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie (58) pomiędzy pierwszym i drugim zespołem (54 i 56) magnesów trwałych przegroda (60) ma postać cylindrycznej tulei (74), zamocowanej z uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

8. Silnik napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprzęgło (52) z magnesów trwałych ma postać sprzęgła histerezowego (80) z zespołem (84) magnesu trwałego histerezowym elementem powierzchniowym (82) z materiału magnetycznego o stosunkowo dużej remanencji i stosunkowo małej koercji, które to elementy są oddzielone od siebie szczeliną (58), w której umieszczona jest przegroda (60) z materiału nieulegającego namagnetyzowaniu, pry czym histerezowy element powierzchniowy (82) jest połączony z wałem napędowym (20) lub stanowi kombinację z wirnikiem (48) czynnika chłodzącego, zaś zespół (84) magnesu trwałego stanowi kombinację z wirnikiem (48) czynnika chłodzącego lub jest połączony z wałem napędowym (20).

9. Silnik napędowy według zastrz. 8, znamienny tym, że histerezowy element powierzchniowy (82) jest umieszczony w suchej komorze (68) korpusu (26) stojana, która jest szczelnie zamknięta przegrodą (60) i oddzielona przestrzennie od przestrzeni pośredniej (38), napełnionej cieczą chłodzącą (42).

10. Silnik napędowy według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że histerezowy element powierzchniowy (82) i zespół (84) magnesu trwałego mają kształt płaskich tarcz, rozmieszczonych w osiowym odstępie względem siebie i stanowiących elementy toczone poprzecznie, zaś przegroda (60), umieszczona w osiowo płaskiej szczelinie (58) pomiędzy histerezowym elementem powierzchniowym (82) i zespołem (84) magnesu trwałego, ma postać elementu płytowego (62), zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

11. Silnik napędowy według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że histerezowy element powierzchniowy (82) i zespół (84) magnesu trwałego mają kształt pierścieniowy i są usytuowane względem siebie koncentrycznie jako elementy sprzęgła centralnego.

12. Silnik napędowy według zastrz. 11, znamienny tym, że umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie (58) pomiędzy histerezowym elementem powierzchniowym (82) i zespołem (84) magnesu trwałego przegroda (60) ma postać garnka, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

13. Silnik napędowy według zastrz. 11, znamienny tym, że umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie (58) pomiędzy histerezowym elementem powierzchniowym (82) i zespołem (84) magnesu trwałego przegroda (60) ma postać cylindrycznej tulei (74), zamocowanej z uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

14. Silnik napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprzęgło (52) z magnesów trwałych ma postać sprzęgła (86) działającego na zasadzie prądów wirowych, z zespołem (90) magnesu trwałego i elementem powierzchniowym (88) wytwarzającym prądy wirowe, zawierającym zwrócony ku zespołowi (90) magnesu trwałego element powierzchniowy (92) z materiału przewodzącego prąd elektryczny i umieszczony na odwrotnej względem, zespołu (90) magnesu trwałego, tylnej stronie, element powierzchniowy (94) z materiału magnetycznie miękkiego, które to elementy są połączone ze sobą na stałe, przy czym zespół (90) magnesu trwałego i element powierzchniowy (88) wytwarzający prądy wirowe są oddzielone od siebie szczeliną (58), w której znajduje się przegroda (60) z materiału nieulegającego namagnetyzowaniu.

PL 208 405 B1

15. Silnik napędowy według zastrz. 14, znamienny tym, że element powierzchniowy (88) wytwarzający prądy wirowe jest umieszczony w suchej komorze (68) korpusu (26) stojana, która jest szczelnie zamknięta przegroda (60) i oddzielona przestrzennie od przestrzeni pośredniej (38), napełnionej cieczą chłodzącą (42).

16. Silnik napędowy według zastrz. 14 albo 15, znamienny tym, że element powierzchniowy (88) wytwarzający prądy wirowe i zespół (90) magnesu trwałego maja kształt płaskich tarcz, rozmieszczonych w osiowym odstępie względem siebie i stanowiących elementy toczone poprzecznie, zaś przegroda (60), umieszczona w osiowo płaskiej szczelinie (58) pomiędzy elementem powierzchniowym (88) wytwarzającym prądy wirowe i zespołem (90) magnesu trwałego, ma postać elementu płytowego (62), zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

17. Silnik napędowy według zastrz. 14 albo 15, znamienny tym, że element powierzchniowy (88) wytwarzający prądy wirowe i zespół (90) magnesu trwałego mają kształt pierścieniowy i są usytuowane względem siebie koncentrycznie jako elementy sprzęgła centralnego.

18. Silnik napędowy według zastrz. 17, znamienny tym, że umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie (58) pomiędzy elementem powierzchniowym (88) wytwarzającymi prądy wirowe i zespołem (90) magnesu, trwałego przegroda (60) ma postać garnka, zamocowanego z uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

19. Silnik napędowy według zastrz. 17, znamienny tym, że umieszczona w promieniowej pierścieniowej szczelinie (58) pomiędzy elementem powierzchniowym (88) wytwarzającym prądy wirowe i zespołem (90) magnesu trwałego przegroda (60) ma postać cylindrycznej tulei uszczelnieniem na korpusie (26) stojana.

20. Silnik napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (26) stojana i/lub zewnętrzna obudowa (36) jest zaopatrzony/jest zaopatrzona/są zaopatrzone w żebra chłodzące (78), które wchodzą w hermetycznie uszczelnioną przestrzeń pośrednią (38), napełnioną cieczą chłodzącą (42).

21. Silnik napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprzęgło (52) z magnesów trwałych z wirnikiem (48) czynnika chłodzącego jest umieszczone na wale napędowym (20) pomiędzy rotorem (16) i wirnikiem (72) pompy.

22. Silnik napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprzęgło (52) z magnesów trwałych z wirnikiem (48) czynnika chłodzącego jest umieszczone na obcinku (24) wału napędowego (20), odwrotnym do wirnika (72) pompy.