專利名稱：用于使流體移動(dòng)的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使流體移動(dòng)的設(shè)備，其包括使流體移動(dòng)的移動(dòng)部件和同步電機(jī)，其中移動(dòng)部件可以由同步電機(jī)直接地驅(qū)動(dòng)并且充當(dāng)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
用于使流體移動(dòng)特別是液體的設(shè)備通常用在飲料工業(yè)中。這里，具有該特征的設(shè)備可以是泵、攪拌器或類似的設(shè)備。DE3501127A1公開一種用于生產(chǎn)混合飲料的設(shè)備,在該設(shè)備中由電機(jī)通過齒輪系來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)定量給料泵。在該情況下，電機(jī)位于泵的外部。因此具有該特征的泵從 外部操作，然而由此出現(xiàn)如下問題驅(qū)動(dòng)軸穿過泵殼體從電機(jī)延伸到轉(zhuǎn)子盤、葉輪或類似的設(shè)備。因此，必須使用軸向的面密封件(face seal)以相對(duì)于電機(jī)密封泵殼體。下述文獻(xiàn)公開類似的泵，在所有情況下在該泵中驅(qū)動(dòng)軸穿過泵殼體。特別地，DE4315234A1公開用于混合各種飲料組份的多級(jí)離心泵，DE10052797A1公開由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵，DE19505543A1公開具有轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(revolutions sensor)的離心泵，以及EP0355796B1公開具有磁支撐軸的離心泵。DE4102707A1也公開具有磁支撐葉輪的渦輪泵的實(shí)施方式。在泵殼體的外部具有多個(gè)定子繞組，通過根據(jù)連接到各定子繞組的非接觸控制集流器(non-contactingcontrol collector)或換向器的確定的位置進(jìn)行閉合和切斷,該多個(gè)定子繞組產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場，該轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場通過安裝到葉輪的永磁體來驅(qū)動(dòng)葉輪。雖然具有該特征的泵不需要任何軸向的面密封件，可是轉(zhuǎn)動(dòng)磁場的產(chǎn)生是復(fù)雜的。DE3942679A1公開混合設(shè)備的實(shí)施方式的其他特征，該混合設(shè)備包括由異步線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌機(jī)構(gòu)。這里，電機(jī)的從動(dòng)部分被永久地連接到攪拌機(jī)構(gòu)。當(dāng)從動(dòng)部分位于殼體中并且部分地包圍攪拌機(jī)構(gòu)時(shí)，具有該特征的混合設(shè)備不需要軸向的面密封件。然而，由于這里使用異步電機(jī)，從動(dòng)部分中的感應(yīng)電流必須能夠流動(dòng)，使得能夠建立磁場，由此必須嚴(yán)格地限制從動(dòng)部分的形狀。由于從動(dòng)部分部分地包圍攪拌機(jī)構(gòu)，也會(huì)形成不期望的湍流，該不期望的湍流對(duì)設(shè)備的效率具有負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于使流體移動(dòng)的設(shè)備，該設(shè)備利于較靈活地設(shè)計(jì)移動(dòng)部件的形狀。該目的由如下的主題來實(shí)現(xiàn)一種用于使流體移動(dòng)的設(shè)備，其包括使流體移動(dòng)的移動(dòng)部件和同步電機(jī)，其中所述同步電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子具有至少一個(gè)定子線圈，所述轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體；其中所述移動(dòng)部件能夠由所述同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)并且所述移動(dòng)部件充當(dāng)所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其中所述同步電機(jī)能夠由多相電流操作。本發(fā)明提供一種用于使流體移動(dòng)的設(shè)備，其包括用于使流體移動(dòng)的移動(dòng)部件和同步電機(jī)，其中同步電機(jī)包括具有至少一個(gè)定子線圈的定子和具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體的轉(zhuǎn)子(或電樞)，其中移動(dòng)部件可以由同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)并充當(dāng)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子。移動(dòng)部件可以被直接驅(qū)動(dòng)，即在沒有齒輪系的情況下由同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于移動(dòng)部件充當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(或電樞)，因此不需要穿過設(shè)備的殼體從電機(jī)到移動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)軸。同步電機(jī)為轉(zhuǎn)子具有永磁場的交流電機(jī)。與通過感應(yīng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場的異步電機(jī)相比，這里不需要考慮感應(yīng)電流。這有利于更自由地設(shè)計(jì)移動(dòng)部件的形狀。在本方面中，流體可以是液體特別是飲料或飲料組份、清潔介質(zhì)或氣體特別是二氧化碳。在本方面中的術(shù)語“移動(dòng)”可以是通常的使流體運(yùn)動(dòng)和/或保持流體運(yùn)動(dòng)，特別是泵送、輸送、融合、混合和/或攪拌。移動(dòng)部件可以包括諸如葉片、漿片、槳葉或類似的用于將動(dòng)能傳遞給流體的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)元件。移動(dòng)部件可以支撐于桿、軸或類似的部件。為此目的移動(dòng)部件可以包括 轂。至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體可以配置在移動(dòng)部件中和/或移動(dòng)部件上，和/或移動(dòng)部件本身可以由永磁材料構(gòu)成，和/或移動(dòng)部件可以完全地或部分地覆蓋有永磁材料。在所有情況下轉(zhuǎn)子磁體可以是永磁體或電磁體。特別地，多數(shù)轉(zhuǎn)子磁體可以是永磁體或電磁體。在一個(gè)實(shí)施方式中，所有的轉(zhuǎn)子磁體可以是永磁體。因而同步電機(jī)是永磁激勵(lì)的。轉(zhuǎn)子磁體可以嵌入移動(dòng)部件的表面下方。移動(dòng)部件的表面可以由任意期望的材料制成，例如不銹鋼等。特別地，該材料可以包括與轉(zhuǎn)子磁體的材料不同的材料。制成移動(dòng)部件的材料也可以包括不銹鋼。設(shè)備可以包括殼體，該殼體至少部分地包圍移動(dòng)部件。至少一個(gè)定子線圈可以配置于殼體中或殼體上，和/或可以配置于殼體的外部并與殼體隔開。殼體可以部分地或完全地為大致筒形。特別地，殼體可以包括管段或罐。在殼體的大致筒狀部，移動(dòng)部件可以在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)地或直線地運(yùn)動(dòng)。定子線圈可以配置于殼體中或殼體上，使得定子磁場與移動(dòng)部件上或移動(dòng)部件中的轉(zhuǎn)子磁體耦合，從而由交替的定子磁場使移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。殼體可以相對(duì)于定子封閉。移動(dòng)部件可以以不同的方式支撐于殼體中，例如通過軸或內(nèi)軸上的滾珠軸承支撐于殼體中，該軸或內(nèi)軸例如被接合到殼體。定子也可以與殼體隔開，并且特別地不安裝到殼體或不與殼體接合。定子也可以是可移動(dòng)的。定子線圈可以被安裝到殼體的外部或嵌入殼體，使得殼體的內(nèi)表面由例如不銹鋼等任意期望的材料構(gòu)成。制造殼體的材料例如可以包括不銹鋼。殼體也可以具有配置于外側(cè)的栓，定子線圈纏繞該栓。移動(dòng)部件可以至少部分地包圍同步電機(jī)的定子。因而，特別地定子可以位于殼體中。移動(dòng)部件可以包括環(huán)形部或罐形部，該環(huán)形部或罐形部至少部分地包圍定子。環(huán)形部或罐形部可以是轂。用于使流體移動(dòng)的移動(dòng)元件可以位于該環(huán)形部或罐形部的外側(cè)，該移動(dòng)元件可以繞定子轉(zhuǎn)動(dòng)。同步電機(jī)可以由單相或多相交流電驅(qū)動(dòng)。當(dāng)使用單相交流電時(shí)，可以省略相應(yīng)的用于產(chǎn)生多相交流電的機(jī)器。當(dāng)使用多相交流電特別是三相交流電(多相電流)時(shí)，可以獲得更高的效率。至少一個(gè)定子線圈可以包括多個(gè)獨(dú)立的繞組，該多個(gè)獨(dú)立的繞組對(duì)應(yīng)交流電的相數(shù)。使用單相交流電時(shí)，可以是一個(gè)繞組。使用多相電流時(shí)，可以是三個(gè)獨(dú)立的繞組，該三個(gè)獨(dú)立的繞組以交替的次序纏繞。繞組也可以被封裝。殼體的大致筒狀部可以纏繞有相應(yīng)數(shù)量的繞組，使得移動(dòng)部件在定子線圈中移動(dòng)。因而，可選地，一個(gè)或多個(gè)行波場繞組可以作為定子線圈。同步電機(jī)可以是回轉(zhuǎn)電機(jī)或線性電機(jī)。以此方式，當(dāng)使用回轉(zhuǎn)電機(jī)時(shí)，設(shè)備可以是旋轉(zhuǎn)泵，使用線性電機(jī)時(shí)設(shè)備為線性泵。同步電機(jī)可以在兩個(gè)方向上操作。以此方式，可以容易地轉(zhuǎn)換輸送方向即在管中 的輸送方向。因而可以制動(dòng)流體。設(shè)備可以包括多個(gè)定子線圈，其中在設(shè)備的操作過程中，轉(zhuǎn)子磁體繪出轉(zhuǎn)動(dòng)路徑，多個(gè)定子線圈與轉(zhuǎn)動(dòng)路徑大致配置在相同的平面內(nèi)，特別地配置在與轉(zhuǎn)動(dòng)路徑同心的路徑。“大致”的稱謂表示構(gòu)造不需要幾何上完美。因此，例如由于殼體或其他構(gòu)成部件的結(jié)構(gòu)一致性(consistency),會(huì)出現(xiàn)偏離。如果定子線圈也配置于殼體內(nèi)和/或殼體上，即與一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑盡可能地接近，那么通過該構(gòu)造可以獲得轉(zhuǎn)子磁體與定子的磁場的最大耦合。以該方式，移動(dòng)部件可以產(chǎn)生高的扭矩。定子線圈可以是大致的環(huán)形，特別地在與移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸同心的圓形路徑上圍繞移動(dòng)部件配置?？梢韵氲降氖牵哂性撎卣鞯亩鄠€(gè)定子環(huán)(即大至以環(huán)形配置的定子線圈)也沿著移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸設(shè)置。一個(gè)平面中的多個(gè)定子環(huán)同樣是可想到的，在所有情況下該多個(gè)定子環(huán)彼此同心并且可以具有不同的半徑。如果每個(gè)定子環(huán)到轉(zhuǎn)子磁體的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)路徑的可能距離最小，將是有利的。定子線圈構(gòu)造可以適于殼體的形狀。定子線圈可以大致地配置在橢圓路徑或沿著多邊形配置。如果殼體具有例如橢圓或多邊形截面，將是有利的。移動(dòng)部件可以采用轉(zhuǎn)子盤、渦輪、葉輪、罐、活塞、旋轉(zhuǎn)活塞、螺旋件、螺旋形軸(helical shaft)或攪拌葉片的形式。移動(dòng)部件的移動(dòng)元件可以采用葉片、漿片、槳葉或類似部件的形式。在轉(zhuǎn)子盤或葉輪或渦輪的情況下，可以省略管形的或環(huán)形的外殼體。設(shè)備可以是離心泵、螺旋泵、偏心泵或旋轉(zhuǎn)活塞泵、單動(dòng)往復(fù)泵或雙動(dòng)往復(fù)泵或攪拌器。在離心泵的情況下，移動(dòng)部件可以特別地具有轉(zhuǎn)子盤、葉輪或渦輪的形式。這里，葉輪可以特別地具有如下形式封閉的葉輪即具有支撐盤和蓋盤的葉輪，半開葉輪即具有支撐盤但是沒有蓋盤的葉輪，和開口葉輪即沒有支撐盤和蓋盤的葉輪。殼體可以被形成為使得離心泵為徑向活塞泵或半軸向活塞泵。其他類型的離心泵也是可想到的。在正排量泵的情況下，移動(dòng)部件可以特別地具有旋轉(zhuǎn)活塞、螺旋件或螺旋形軸的形式。也可以實(shí)施為其他形式的正排量泵。在往復(fù)泵的情況下，移動(dòng)部件可以特別地具有活塞的形式。這里，設(shè)備可以連接到一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)腔室。
在攪拌器的情況下，移動(dòng)部件可以包括一個(gè)或多個(gè)攪拌葉片。殼體可以部分地或完全地為大致筒形。特別地，殼體可以包括具有平底或圓底的罐。相對(duì)于從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到移動(dòng)部件的距離轉(zhuǎn)動(dòng)軸最遠(yuǎn)的點(diǎn)的假想徑線，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體與轉(zhuǎn)動(dòng)軸隔開的距離可以為所述點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離的一半。這里，一個(gè)、多個(gè)或所有轉(zhuǎn)子磁體可以具有該間隔。到該點(diǎn)的距離的至少60%、70%、80%或90%的間隔也是可想到的。轉(zhuǎn)子磁體可以特別地配置于移動(dòng)部件的移動(dòng)元件上或移動(dòng)元件中?？蛇x地，一個(gè)、多個(gè)或所有轉(zhuǎn)子磁體也可以配置為盡可能接近移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。如果移動(dòng)部件部分地包圍定子，將是有利的。特別地，轉(zhuǎn)子磁體也可以配置于移動(dòng)部件的轂中和/或轂上。如果由例如于太精細(xì)而不能將轉(zhuǎn)子磁體配置于移動(dòng)元件中也將是有利的，因?yàn)樗鼈兲〔⑶也黄谕麑⑥D(zhuǎn)子磁體安裝到移動(dòng)元件的表面。設(shè)備可以包括至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁體，該至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁體以相斥磁極相鄰的方式配 置于移動(dòng)部件中和/或移動(dòng)部件上。設(shè)備可以包括兩個(gè)以上轉(zhuǎn)子磁體，該兩個(gè)以上轉(zhuǎn)子磁體以使得相鄰的轉(zhuǎn)子磁體在所有情況下具有相斥磁極的次序布置于移動(dòng)部件中和/或移動(dòng)部件上。該構(gòu)造可以特別地用于往復(fù)泵，該往復(fù)泵可以由線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這里，在所有情況下具有相斥磁極的多個(gè)相鄰地配置的磁體可以位于活塞形的移動(dòng)部件中和/或活塞形的移動(dòng)部件上。該活塞例如可以位于部分地或完全地大致筒狀殼體中。殼體可以在一定的長度上纏繞單相或多相繞組或者包括一個(gè)或多個(gè)行波場繞組，使得可以由線性電機(jī)沿著殼體移動(dòng)活塞。設(shè)備可包括用于控制所述同步電機(jī)的頻率轉(zhuǎn)換器。同步電機(jī)可以由頻率轉(zhuǎn)換器精確地控制。


下面將基于示范性

本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)勢和特征。以下示意性地示出圖Ia至圖Ic具有位于內(nèi)部的移動(dòng)部件的離心泵；圖2a至圖2c具有位于內(nèi)部的定子的離心泵；圖3a至圖3f不同的進(jìn)給泵和正排量泵；圖4a至圖4d具有線性驅(qū)動(dòng)器的往復(fù)泵；圖5a至圖5d攪拌器的幾種變形。
具體實(shí)施例方式圖Ia示出離心泵100的立體剖視圖，該離心泵100具有殼體101和位于內(nèi)部的移動(dòng)部件102，移動(dòng)部件102由定子圍繞，由此這里將定子線圈103整體視為定子。在泵100的操作過程中，流體通過入口 105被吸入泵腔室106中，然后通過移動(dòng)部件102的轉(zhuǎn)動(dòng)被泵入出口 107。這里流體為氣體，或特別地為液體。由于移動(dòng)部件102充當(dāng)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，因此不需要驅(qū)動(dòng)軸。這里，殼體101相對(duì)于定子被封閉。因此不需要任何密封件或類似的組件。還有，移動(dòng)部件102不用齒輪來驅(qū)動(dòng)，這不僅節(jié)省了用于齒輪系的空間，而且對(duì)泵100的驅(qū)動(dòng)也顯示出非常高的效率。圖Ib示出泵100的沿著移動(dòng)部件102的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的截面。這里，移動(dòng)部件具有八個(gè)葉片108 (參見圖lc)和轂109，該轂109被支撐于軸110。因此，在設(shè)備的操作過程中，移動(dòng)部件102繞軸110轉(zhuǎn)動(dòng)。不同數(shù)量的葉片108也是可想到的。在各葉片108中均存在永磁體104。然而，在各葉片108中不存在磁體104也是可想到的。類似地，也可想到在一些葉片108或全部的葉片108中存在多個(gè)磁體104。移動(dòng)部件102的表面可以由任意期望的材料制成，例如不銹鋼?？蛇x地，也可以將磁體104安裝到葉片108的表面。由于定子圍繞移動(dòng)部件102，有利的是，將葉片108中的轉(zhuǎn)子磁體104配置成盡可能地遠(yuǎn)離軸Iio以獲得與定子線圈103的磁場最強(qiáng)的可能的耦合。在本實(shí)施例中，磁體104與軸110之間的徑向間距大約相當(dāng)于葉片108的邊緣上的點(diǎn)(即葉片108上到軸110距離最大的點(diǎn))到軸110的距離的至少75%。在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子磁體104為永磁體。因而定子和移動(dòng)部件102形成永磁同步電機(jī)?？梢怨?jié)省用于轉(zhuǎn)子線圈的勵(lì)磁機(jī)功率(exciter power),這是具有該特征的實(shí)施方式 節(jié)省能量的原因。用于將勵(lì)磁機(jī)功率轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)子的諸如滑動(dòng)環(huán)、電刷或類似的組件等組件也可以被省略。由于使用了能承受高磨損的部件，進(jìn)一步節(jié)省了操作成本。然而，原則上一個(gè)、多個(gè)或全部轉(zhuǎn)子磁體104也可以是電磁體。圖Ic示出泵100的橫切移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的截面。定子線圈103沿著與轉(zhuǎn)動(dòng)軸同心的繞移動(dòng)部件102的環(huán)形路徑配置。這里，定子由六個(gè)線圈103構(gòu)成，該六個(gè)線圈103配置于殼體101的外側(cè)。不同數(shù)量的定子線圈103也是可能的?？蛇x地，定子103可以由一個(gè)或多個(gè)行波場繞組(travelling-field winding)(參見圖4d)構(gòu)成。線圈103可以安裝于殼體101的外側(cè)，使得殼體的內(nèi)表面由任意期望的材料構(gòu)成，例如不銹鋼。線圈103也可以安裝于殼體101內(nèi)部，使得殼體101的內(nèi)表面和外表面由任意期望的材料構(gòu)成，例如不銹鋼。線圈103也可以嵌入殼體101的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，即凹進(jìn)殼體的內(nèi)側(cè)或外側(cè)一定的深度。線圈103也可以安裝到殼體101的內(nèi)側(cè)或與殼體101隔開。殼體101的內(nèi)表面和/或外表面上也可以具有栓，線圈103纏繞該栓。如果線圈103未通過殼體103與流體隔開，那么可以封裝線圈。這里，移動(dòng)部件102具有八個(gè)葉片108，永磁體104位于各葉片108中。為了獲得定子線圈103的磁場和轉(zhuǎn)子磁體104之間的最大稱合,這里轉(zhuǎn)子磁體104被安裝于葉片108的端部，即磁體104到軸110的距離相當(dāng)于葉片108上的到軸110距離最大的點(diǎn)與軸110的距離的至少75%。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，磁體104也可以具有到軸110的其它最小距離。這里，葉片108的表面平行于軸110。然而如通常所說的螺旋槳，葉片108可以相對(duì)于軸Iio扭轉(zhuǎn)或彎曲。這里，葉片108放射狀排列。然而，可想到的是葉片108在徑向上彎曲。也可以想到的是，葉片108在軸向上和徑向上彎曲然后呈現(xiàn)例如鏟形。這里，移動(dòng)部件102為開口的葉輪或渦輪?？蛇x地，移動(dòng)部件102也可以具有支撐盤，一個(gè)或多個(gè)葉片108的遠(yuǎn)離入口 105的邊緣與該支撐盤接合。因而，移動(dòng)部件102是半開口的葉輪。移動(dòng)部件102也可以另外具有蓋盤，該蓋盤部分地覆蓋移動(dòng)部件102面對(duì)入口 105的一側(cè)。因而，移動(dòng)部件102為封閉的葉輪。圖2a示出離心泵200的立體剖視圖，該離心泵200具有殼體201、移動(dòng)部件202和定子203，其中移動(dòng)部件202部分地包圍定子203，使得移動(dòng)部件202圍繞定子203轉(zhuǎn)動(dòng)。在泵200的操作過程中，流體通過入口 205被吸入泵腔室206中，然后通過移動(dòng)部件202的轉(zhuǎn)動(dòng)被泵入出口 207。圖2b示出泵200的沿著移動(dòng)部件202的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的截面。移動(dòng)部件202具有轂209和一個(gè)或多個(gè)葉片208。這里，移動(dòng)部件被支撐于軸210。在本實(shí)施例中，定子線圈203位于軸210中，而轉(zhuǎn)子磁體204位于移動(dòng)部件202的轂209中。可選地，當(dāng)然可想到的是線圈203位于軸210的內(nèi)表面和/或外表面。也可想到的是，線圈嵌入軸210的內(nèi)表面和/或外表面，即凹進(jìn)軸210的內(nèi)表面和/或外表面一定的深度。也可想到的是軸210的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)具有栓，線圈203纏繞該栓。轉(zhuǎn)子磁體204也可以嵌入葉片208中。類似地，磁體204可以安裝到轂209或葉片208的外表面。在軸210中存在三個(gè)定子線圈環(huán)203。對(duì)于各定子環(huán)203，在轂209中也存在轉(zhuǎn)子磁體204的環(huán)形配置(還參見圖2c)。該構(gòu)造有利于定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場的最大耦合以產(chǎn)生最大可能的扭矩。在其他實(shí)施方式中，定子線圈環(huán)203的數(shù)量和相應(yīng)的轉(zhuǎn)子磁體204的環(huán) 形配置的數(shù)量當(dāng)然可以不同。定子環(huán)203的數(shù)量和轉(zhuǎn)子環(huán)204的數(shù)量也不需要相同。圖2c示出橫切移動(dòng)部件202的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過泵200的轂209和軸210的截面。在該示出的截面圖中，三個(gè)定子線圈203嵌入軸210中，并且四個(gè)轉(zhuǎn)子磁體204嵌入移動(dòng)部件202的轂209中。這里，示出的三個(gè)線圈203形成三個(gè)定子環(huán)203之一。因而由轉(zhuǎn)子磁體204形成的環(huán)屬于示出的定子環(huán)203。在其他的實(shí)施方式中，定子線圈203和轉(zhuǎn)子磁體204的數(shù)量當(dāng)然可以不同。圖3a示出供給泵300的立體剖視圖。殼體301為大致筒狀。特別地，這里殼體301包括管段。諸如具有多邊形截面的管等其他形狀也是可想到的。在使用方面，泵300可以被視作一段管，在安裝該管的過程中沒有污水殘留。移動(dòng)部件302位于殼體301中。多個(gè)定子線圈303在與移動(dòng)部件302的轉(zhuǎn)動(dòng)軸同心的環(huán)狀路徑上圍繞移動(dòng)部件302配置，并且嵌入殼體301的外側(cè)，即凹進(jìn)殼體301外側(cè)一定的深度。一個(gè)或多個(gè)替代定子線圈的行波場繞組(參見圖4d)也是可想到的。如果殼體具有不同的截面，例如多邊形截面，那么定子線圈303也可以沿著與截面對(duì)應(yīng)并且與截面同心的例如多邊形等圖形配置。如在前述實(shí)施例中一樣，定子線圈303也可以嵌入殼體301和/或安裝到殼體301的內(nèi)表面和/或外表面。在本實(shí)施例中，移動(dòng)部件具有在徑向上彎曲的六個(gè)葉片308，該六個(gè)葉片的兩側(cè)均安裝有轉(zhuǎn)子磁體。不同數(shù)量的葉片308或不同的葉片形狀當(dāng)然是可想到的。移動(dòng)部件302包括轂309，該轂309被支撐于軸310。軸310通過支柱311而被固定到殼體310。在本實(shí)施例中，軸310的兩端均通過三個(gè)支柱311而被固定。不同數(shù)量的支柱311也是可想到的。圖3b示出泵300的橫切移動(dòng)部件302的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的截面。在本實(shí)施例中，八個(gè)定子線圈302嵌入殼體301的外側(cè)。不同數(shù)量的線圈303當(dāng)然是可想到的。同樣地，線圈303可以由一個(gè)或多個(gè)行波場繞組(參見圖4d)構(gòu)成。圖3c示出泵300的沿著移動(dòng)部件302的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的截面?？梢钥吹?，在各種情況下轉(zhuǎn)子磁體304位于葉片308的兩側(cè)。當(dāng)然不需要每個(gè)葉片308上都具有兩個(gè)磁體304。可以想到的是，一個(gè)或多個(gè)葉片308僅安裝一個(gè)磁體304，甚至不安裝磁體304。圖3d示出泵300的另一實(shí)施方式的側(cè)截面，在該實(shí)施方式中泵為螺旋泵。同樣地，在本實(shí)施例中殼體301為大致筒狀。在使用方面，泵300可以被視為管并且可以通過凸緣接合部313與管道系統(tǒng)的其余部分結(jié)合。這里，移動(dòng)部件不包括前述的葉片，而是包括螺旋件308。這里，該螺旋件308例如具有永磁芯304，即螺旋件308由多個(gè)層構(gòu)成，其中中心層具有永磁性。這里，移動(dòng)部件302也包括轂309，該轂309由軸310支撐。在所有情況下，軸310的兩端通過支柱311被固定到殼體301。由于移動(dòng)部件的大的軸向伸展，這里定子包括三個(gè)定子環(huán)303，其中各定子環(huán)303由環(huán)形配置的多個(gè)定子線圈構(gòu)成。當(dāng)然不同數(shù)量的定子環(huán)303是可想到的。這里，不同的定子環(huán)303當(dāng)然可以包括不同數(shù)量的線圈。圖3e示出泵300的另一實(shí)施方式的側(cè)截面，在該實(shí)施方式中泵為偏心泵。在本實(shí)施例中，殼體301的內(nèi)側(cè)為波形包絡(luò)的幾何旋轉(zhuǎn)體的形狀。移動(dòng)部件302具有螺旋形軸的形狀，該移動(dòng)部件可以在殼體301中繞其幾何轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。定子線圈303與幾何旋轉(zhuǎn)體的包絡(luò)的頂點(diǎn)的幾何旋轉(zhuǎn)線同心地配置，該定子線圈303例如纏繞殼體301的外側(cè)的栓312。 優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子磁體304配置于螺旋形軸302的區(qū)域，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中該轉(zhuǎn)子磁體304盡可能地 靠近定子線圈303。圖3f示出泵300的另一實(shí)施方式的側(cè)截面。這里移動(dòng)部件302包括鏟形的移動(dòng)元件308，該移動(dòng)元件308由永磁材料304部分地覆蓋。移動(dòng)部件包括轂309，該轂309被支撐于軸310。在所有情況下，軸310的兩端通過支柱311被固定到殼體301。在本實(shí)施例中，定子線圈303被安裝到殼體301的內(nèi)側(cè)。因而定子線圈303被封裝而將定子線圈303與流體隔開。同樣地，可以使用凸緣接合部313將該泵300結(jié)合到管道系統(tǒng)中。圖4a示出設(shè)備為雙動(dòng)往復(fù)泵400的實(shí)施例。這里，移動(dòng)部件402是直線運(yùn)動(dòng)的活塞。流體通過兩個(gè)入口 405-1和405-2被吸入相應(yīng)的泵腔室406-1和406-2中，然后被泵入相應(yīng)的出口 407-1和407-2。當(dāng)然，忽略元件405-2、406-2和407-2的單動(dòng)往復(fù)泵也是可想到的。在本實(shí)施例中，活塞402沿著圍繞它的定子403在泵腔室406-1和406-2之間直線運(yùn)動(dòng)。圖4b示出具有本特征的往復(fù)泵的線性驅(qū)動(dòng)器的變形。這里，殼體401大致為泵腔室406-1和406-2之間的筒形。定子線圈403例如通過三個(gè)繞組416_1、416_2和416-3形成，該三個(gè)繞組沿著長度方向纏繞泵腔室406-1和406-2之間的殼體401。這里，該三個(gè)繞組416-1、416-2和416-3對(duì)應(yīng)多相電流的三個(gè)位相。繞組416的數(shù)量可以相應(yīng)地調(diào)整以適應(yīng)具有不同數(shù)量相位的交流電。在所有情況下，永磁體404沿著活塞402的運(yùn)動(dòng)路徑以相斥磁極相面對(duì)的方式成一排地配置在活塞402中或活塞402上。這里不需要幾何上完美的配置。因此也可以偏移地配置磁體404。圖4c示出具有本特征的泵的線性驅(qū)動(dòng)器的另一變形。在本連接中使用一個(gè)或多個(gè)長定子403，即在所有情況下定子403在一定的長度上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)行波場繞組(參見圖4d)。有利的是，對(duì)于每個(gè)長定子403設(shè)置諸如圖4b中的轉(zhuǎn)子磁體404的配置。這里，轉(zhuǎn)子磁體404可以安裝到活塞的表面，使得它們與相應(yīng)的長定子盡可能地近。然而，也可以想到的是，活塞具有芯，該芯具有根據(jù)圖4b的磁體配置，因而該芯與一個(gè)或多個(gè)長定子耦
八
口 ο圖4d示出與圖4c不同的行波場繞組403的平面圖。在本實(shí)施例中，存在三個(gè)繞組416-1、416-2和416-3，該三個(gè)繞組與多相電流的三個(gè)相位對(duì)應(yīng)。如果使用具有不同數(shù)量相位的交流電，那么可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整繞組416的數(shù)量。這里，繞組416彼此直接地層疊并且被固定到條帶417，然后該條帶417又可以固定到殼體401。繞組416可以被封裝。條帶417可以由鐵磁材料構(gòu)成，因此另外用作線圈的“鐵芯”。然而，也可以省略條帶417。圖5a示出攪拌器500的側(cè)截面。這里，殼體501包括罐，該罐充當(dāng)攪拌腔內(nèi)側(cè)。移動(dòng)部件502位于該罐中，移動(dòng)部件502包括用于攪拌、混合或融合一種或多種流體的攪拌葉片508。移動(dòng)部件502包括轂509，該轂509被支撐于軸510。這里，定子線圈503嵌入殼體501的外表面。在所有情況下移動(dòng)部件502在其葉片508中具有兩個(gè)磁體504-1和504-2，其中磁體504-1結(jié)合到外區(qū)域518中，而磁體504-2結(jié)合到葉片508的下區(qū)域519中。圖5b示出攪拌器500的底視圖?？梢钥吹絻蓚€(gè)定子線圈環(huán)，其中一個(gè)由殼體501的側(cè)壁上的定子線圈503-1形成，另一個(gè)由殼體的底側(cè)的定子線圈503-2形成。在設(shè)備的操作過程中，兩個(gè)環(huán)均與轉(zhuǎn)子磁體504-1和504-2的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑同心。這里，線圈503-1的環(huán)例如位于轉(zhuǎn)子磁體504-1的高度處,而線圈503-2的環(huán)位于磁體504-2下方。 圖5c示出攪拌器500的另一實(shí)施方式的側(cè)截面，其中移動(dòng)部件502包括轂509，該轂509被支撐于軸510。這里，包括移動(dòng)部件502的軸510可以從上方引入殼體501中。在該情況下，支柱513例如可以接合到攪拌器的蓋520或者其他蓋。移動(dòng)部件502具有一個(gè)或多個(gè)葉片508。這里在所有情況下磁體504-1被安裝到移動(dòng)部件502的外區(qū)域518中或外區(qū)域518上，而這里在所有情況下兩個(gè)磁體504-2和504-3被安裝到移動(dòng)部件502的下區(qū)域519中或下區(qū)域519上。因此，如用于兩條路徑的圖5b所示的那樣，對(duì)應(yīng)于定子磁體504-1、504-2和504-3的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑，相應(yīng)數(shù)量的線圈503_1、503_2和503-3形成三個(gè)定子線圈環(huán)。圖5d示出攪拌器500的另一實(shí)施方式的側(cè)截面，其中移動(dòng)部件502至少部分地包圍定子503。這里定子503位于殼體501的栓510上并且由移動(dòng)部件502的轂509部分地包圍。因而在設(shè)備的操作過程中，移動(dòng)部件502的葉片508繞定子轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)部件502的轉(zhuǎn)子磁體504有利地配置在轂509中或轂509上。不言而喻，在前述實(shí)施方式中提到的特征不限于這些特別的組合，任何其他的組合是可以的。
權(quán)利要求
1.一種用于使流體移動(dòng)的設(shè)備，其包括使流體移動(dòng)的移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)和同步電機(jī)，其中所述同步電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子具有至少一個(gè)定子線圈(103，203，303，403，503)，所述轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體(104，204，304，404，504);其中所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)能夠由所述同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)并且所述移動(dòng)部件充當(dāng)所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其中所述同步電機(jī)能夠由多相電流操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體(104，204，304，404，504)配置于所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)中和/或所述移動(dòng)部件上，和/或所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)本身由永磁材料構(gòu)成，和/或所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)完全地或部分地覆蓋有永磁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括殼體(101，201，301，401，501 )，所述殼體至少部分地包圍所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)， 其中，至少一個(gè)定子線圈(103，203，303，403，503)配置于所述殼體(101，201，301，401，501)中或所述殼體上、和/或所述殼體(101，201，301，401，501)外部并且與所述殼體隔開，或 其中，所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)至少部分地包圍所述同步電機(jī)的所述定子。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)定子線圈(103，203，303，403，503)包括多個(gè)獨(dú)立的繞組，所述多個(gè)獨(dú)立的繞組對(duì)應(yīng)所述多相電流的相數(shù)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述同步電機(jī)是回轉(zhuǎn)電機(jī)或線性電機(jī)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述同步電機(jī)能夠在兩個(gè)方向上操作。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括多個(gè)定子線圈(103，203，303，403，503)，在所述設(shè)備的操作過程中，所述轉(zhuǎn)子磁體(104，204，304，404，504)繪出轉(zhuǎn)動(dòng)路徑，所述多個(gè)定子線圈(103，203，303，403，503)基本配置在與所述轉(zhuǎn)動(dòng)路徑相同的平面內(nèi)，并且特別地基本配置于與所述轉(zhuǎn)動(dòng)路徑同心的路徑。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502 )采用轉(zhuǎn)子盤、渦輪、葉輪、罐、活塞、旋轉(zhuǎn)活塞、螺旋件、螺旋形軸或攪拌葉片的形式。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是離心泵、螺旋泵、偏心泵或旋轉(zhuǎn)活塞泵、單動(dòng)往復(fù)泵或雙動(dòng)往復(fù)泵或攪拌器。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，相對(duì)于從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)的距離所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸最遠(yuǎn)的點(diǎn)的假想徑線，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體(104，204，304，404，504)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸隔開的距離為從所述點(diǎn)到所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離的至少一半。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁體(104，204，304，404，504)以相斥磁極相鄰的方式配置于所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)中和/或所述移動(dòng)部件上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，兩個(gè)以上的轉(zhuǎn)子磁體(104，204，304，、404，504)順次地配置于所述移動(dòng)部件(102，202，302，402，502)中和/或所述移動(dòng)部件上，使得相鄰的所述轉(zhuǎn)子磁體分別磁極相斥。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于控制所述同步電機(jī)的頻率轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于使流體移動(dòng)的設(shè)備，其包括用于使流體移動(dòng)的移動(dòng)部件和同步電機(jī)，其中同步電機(jī)包括具有至少一個(gè)定子線圈的定子和具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體的轉(zhuǎn)子，其中移動(dòng)部件能夠由同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)并且充當(dāng)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
文檔編號(hào)F04B17/03GK102769364SQ201210135410
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月2日
發(fā)明者E·恩格爾, H·戴維森, M·韋茲勒, 喬戈·扎卡賴亞斯 申請(qǐng)人:克朗斯股份公司