渦旋泵的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種渦旋泵，渦旋泵中熱量的主要來(lái)源由單一的冷卻風(fēng)扇有效地冷卻，從而使得噪聲且尤其是風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲可以保持在低水平。渦旋泵包括泵頭部組件、泵電機(jī)、在泵中產(chǎn)生冷卻空氣流的冷卻風(fēng)扇、其中容納有泵頭部組件、泵電機(jī)和冷卻風(fēng)扇且在泵的軸向方向上相互并置于其中的罩、以及設(shè)置在該罩內(nèi)且在泵電機(jī)周?chē)由斓淖o(hù)罩，以與電機(jī)限定通道且冷卻風(fēng)扇的空氣流被引導(dǎo)穿過(guò)其中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
調(diào)旋栗

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種渦旋泵，其具有包括固定渦旋盤(pán)和繞動(dòng)渦旋盤(pán)的泵頭部組件、聯(lián)接至該繞動(dòng)渦旋盤(pán)以便驅(qū)動(dòng)該渦旋盤(pán)的泵電機(jī)、以及用于冷卻所述泵中一個(gè)或多個(gè)部件的裝置。特別地，本實(shí)用新型涉及一種用于調(diào)節(jié)渦旋泵部件溫度的裝置

【背景技術(shù)】
[0002]渦旋泵是一種類(lèi)型的泵，其包括固定渦旋盤(pán)和繞動(dòng)渦旋盤(pán)，前者具有固定盤(pán)和從其軸向突出的螺旋固定渦旋葉片，后者具有繞動(dòng)盤(pán)和從其軸向突出的螺旋繞動(dòng)渦旋葉片。固定與繞動(dòng)渦旋葉片以間隙和預(yù)定的相對(duì)角位置嵌套，并且密封件設(shè)置在渦旋盤(pán)之一的渦旋葉片的末端(自由端)與另一渦旋盤(pán)的盤(pán)之間，從而使得凹穴由固定和繞動(dòng)渦旋葉片限定且位于它們之間。固定渦旋盤(pán)固定在泵上。繞動(dòng)渦旋盤(pán)及因此繞動(dòng)渦旋葉片聯(lián)接至偏心驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。固定和繞動(dòng)渦旋盤(pán)及偏心驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以構(gòu)成所被稱(chēng)為的泵頭部或泵頭部組件。
[0003]偏心驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)反過(guò)來(lái)又連接至泵的電機(jī)并由其驅(qū)動(dòng)，從而使得繞動(dòng)渦旋盤(pán)繞著通過(guò)固定渦旋葉片軸向中心部分的泵的縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著繞動(dòng)渦旋葉片相對(duì)于固定渦旋葉片移動(dòng)，由泵的渦旋葉片所限定的凹穴的體積變化。繞動(dòng)渦旋葉片的繞行運(yùn)動(dòng)還導(dǎo)致凹穴在泵頭部組件內(nèi)移動(dòng)，從而使得凹穴選擇性地置于與渦旋泵的入口和出口開(kāi)放連通。
[0004]在這種渦旋泵的示例中，相對(duì)于固定渦旋葉片的繞動(dòng)渦旋葉片的運(yùn)動(dòng)使得從泵的出口密封且與泵的入口開(kāi)放連通的凹穴擴(kuò)張。因此，流體通過(guò)入口被吸入凹穴。然后凹穴移動(dòng)至其從泵的入口密封且與泵的出口開(kāi)放連通的位置，同時(shí)凹穴被壓縮。因此，凹穴中的流體被壓縮，從而通過(guò)泵的出口排出。
[0005]在真空式渦旋泵的情況下，泵的入口連接至要被抽空的腔室。相反，在壓縮機(jī)式渦旋泵的情況下，泵的出口連接至要通過(guò)泵而被供給有加壓流體的腔室。在任一種情況下，泵的各個(gè)部件均產(chǎn)生顯著的熱量，這可能減少部件的有用壽命或更糟，導(dǎo)致泵的運(yùn)行失效。
[0006]因此，渦旋泵設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)冷卻風(fēng)扇來(lái)冷卻泵。然而，風(fēng)扇可能是在工作場(chǎng)所遭人詬病的噪聲的顯著來(lái)源實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]因此，本實(shí)用新型的總體目的是提供一種渦旋泵，其中泵中熱量的主要來(lái)源可以得到有效地冷卻。
[0008]本實(shí)用新型的更具體目的是提供一種渦旋泵，其中單一且相對(duì)緊湊的冷卻風(fēng)扇可以有效地冷卻整個(gè)泵，包括在其中泵中熱量的主要來(lái)源處于泵的相對(duì)端部的情況下。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種渦旋泵，其包括泵頭部組件、泵電機(jī)、在泵中產(chǎn)生冷卻空氣流的冷卻風(fēng)扇、其中容納有泵頭部組件、泵電機(jī)和冷卻風(fēng)扇且在泵的軸向方向上相互并置于其中的罩、以及設(shè)置在該罩內(nèi)且在泵電機(jī)周?chē)由斓淖o(hù)罩。所述泵頭部組件具有固定在泵中的固定渦旋盤(pán)、繞動(dòng)渦旋盤(pán)、以及將泵電機(jī)聯(lián)接至繞動(dòng)渦旋盤(pán)的驅(qū)動(dòng)軸。所述泵電機(jī)聯(lián)接至繞動(dòng)渦旋盤(pán)，以便驅(qū)動(dòng)該繞動(dòng)渦旋盤(pán)。
[0010]所述罩在泵的軸向方向上具有相對(duì)的端部。罩的端部分別限定空氣入口和空氣出口。護(hù)罩在泵電機(jī)周?chē)由?，同時(shí)從其沿著徑向隔開(kāi)，以使得在泵的軸向方向上縱向延伸的通道由罩內(nèi)的泵電機(jī)與護(hù)罩之間的護(hù)罩限定。該通道開(kāi)放于空氣入口和空氣出口并將它們連接，并且冷卻風(fēng)扇設(shè)置在泵中，以使得由冷卻風(fēng)扇所產(chǎn)生的冷卻空氣流經(jīng)由通道從空氣入口流向空氣出口，以冷卻泵電機(jī)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]參照附圖，根據(jù)其中優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，將更好地理解本實(shí)用新型的這些及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0012]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的渦旋泵的簡(jiǎn)化版本的示意性縱向剖視圖；
[0013]圖2是渦旋泵的固定和繞動(dòng)渦旋葉片的各部分的示意性放大縱剖視圖；
[0014]圖3是沿著圖1中的線ΙΙΙ-ΙΙΓ的方向截取的渦旋泵的冷卻風(fēng)扇的示意性剖視圖；
[0015]圖4是沿著圖1中的線IV-1V’的方向截取的渦旋泵的泵電機(jī)和護(hù)罩的示意性剖視圖；
[0016]圖5是與圖4相類(lèi)似但具有包圍泵電機(jī)的另一形式護(hù)罩的渦旋泵的剖視圖；
[0017]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的包括圖5中所示類(lèi)型的護(hù)罩的另一實(shí)施例渦旋泵的部分的示意性縱剖視圖；
[0018]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的渦旋泵的方框圖；以及
[0019]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的渦旋泵的熱管理的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型概念的實(shí)施例的各種實(shí)施例和示例進(jìn)行更全面地說(shuō)明。在附圖中，為了清晰起見(jiàn)，可能夸大了元件的尺寸及相對(duì)尺寸。同樣地，為了清晰起見(jiàn)及易于理解，可能夸大和/或簡(jiǎn)化了元件的形狀。此外，在所有附圖中，相同標(biāo)號(hào)和參考字符用于表不相同的兀件。
[0021]此外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)比如“前”和“后”用于描述如在附圖中所示的元件與另一元件的關(guān)系。因此，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)可應(yīng)用于在使用中與圖中所示方向不同的方向。很明顯，盡管如此，為了便于說(shuō)明，所有這些空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)是指圖中所示的方向且并非是限制性的，因?yàn)楦鶕?jù)本實(shí)用新型的設(shè)備在使用時(shí)可以假定不同于圖中所示的方向。
[0022]為了描述本實(shí)用新型概念的特定示例或?qū)嵤├哪康模舷挛膶⒉捎玫氖窃诖怂玫钠渌g(shù)語(yǔ)。例如，在本說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)的術(shù)語(yǔ)“包括”表示所述特征或過(guò)程的存在，但不排除額外特征或過(guò)程的存在。術(shù)語(yǔ)“泵”可以指驅(qū)動(dòng)、或提高或降低流體壓力等的設(shè)備。術(shù)語(yǔ)“固定”可用于描述以這樣的方式也就是不會(huì)相對(duì)彼此移動(dòng)的兩個(gè)部件的相互直接連接，或者以這樣的方式也就是部件不會(huì)相對(duì)彼此移動(dòng)的通過(guò)一個(gè)或多個(gè)附加部件的中間連接的部件的連接。
[0023]下面參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型可應(yīng)用于的渦旋泵I可以包括外罩100和容納在外罩100中的泵頭部組件200、泵電機(jī)300以及冷卻風(fēng)扇400。更具體地，泵頭部組件200、泵電機(jī)300 (其可以是電動(dòng)電機(jī)、氣動(dòng)電機(jī)或其它合適類(lèi)型的電機(jī))、以及冷卻風(fēng)扇400沿著泵I的縱向軸線L即在泵I的軸向方向上相互并置。此外，外罩100在軸向方向上具有相對(duì)的端部。外罩100的端部分別限定空氣入口 100A和空氣出口 100B?？諝獬隹?100B可以以格柵的形式。
[0024]泵頭部組件200包括框架210、固定渦旋盤(pán)220、繞動(dòng)渦旋盤(pán)230、偏心驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)240、環(huán)形金屬波紋管250以及緊固件(未示出)，其將固定渦旋盤(pán)220固定至框架210以及將金屬波紋管250固定至框架210和繞動(dòng)渦旋盤(pán)230。
[0025]此外，參照?qǐng)D1和圖2，固定渦旋盤(pán)220具有前側(cè)220F和后側(cè)220B，并且在其前側(cè)220F包括固定渦旋葉片221。繞動(dòng)渦旋盤(pán)230具有前側(cè)230F和后側(cè)230B，并且在其前側(cè)230F包括繞動(dòng)渦旋葉片231。固定渦旋葉片221和繞動(dòng)渦旋葉片231以間隙和預(yù)定的相對(duì)角位置嵌套，以使得凹穴P由所述固定與繞動(dòng)渦旋葉片限定且位于它們之間。在這方面，渦旋葉片221和231的側(cè)表面不需要相互接觸以密封所述凹穴。相反，渦旋葉片221和231的側(cè)表面之間的微小間隙可產(chǎn)生足以形成令人滿意凹穴的密封。
[0026]另一方面，在本示例中，末端密封件260布置在固定渦旋盤(pán)220前側(cè)220F的繞動(dòng)渦旋葉片231的軸向(末)端與固定渦旋盤(pán)220的盤(pán)之間并設(shè)置成與它們接觸，以建立在所述固定與繞動(dòng)渦旋盤(pán)葉片221與231之間維持凹穴的第一軸向密封。第二末端密封件260布置在繞動(dòng)渦旋盤(pán)230前側(cè)230F的固定渦旋葉片221的軸向(末)端與繞動(dòng)渦旋盤(pán)220的盤(pán)之間并設(shè)置成與它們接觸，以建立在所述固定與繞動(dòng)渦旋盤(pán)葉片221與231之間維持凹穴的第二軸向密封。每個(gè)末端密封件260是位于渦旋葉片末端的螺旋槽(即在其末端沿著渦旋葉片的長(zhǎng)度延伸的槽)中的塑料部件。
[0027]偏心驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)240包括驅(qū)動(dòng)軸和軸承246。在此示例中，驅(qū)動(dòng)軸241是曲柄軸,其具有聯(lián)接至電機(jī)300以便由電機(jī)繞著泵I的縱向軸線L旋轉(zhuǎn)的主體部242，以及中心縱向軸線在徑向方向上偏移縱向軸線的曲柄243。軸承246包括多組滾動(dòng)元件。
[0028]此外，在此示例中，所述曲柄軸的主體部242通過(guò)一組或多組軸承246由框架210支承，以便可以相對(duì)于框架210旋轉(zhuǎn)。繞動(dòng)渦旋盤(pán)230通過(guò)另一組或多組軸承246安裝至曲柄243。因此，繞動(dòng)渦旋盤(pán)230由曲柄243承載，以便在主軸242由電機(jī)300帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)繞著泵的縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且繞動(dòng)渦旋盤(pán)230由所述曲柄支承，以便可以繞著曲柄243的中心縱向軸線旋轉(zhuǎn)。
[0029]金屬波紋管250具有第一端，波紋管250在其固定至繞動(dòng)渦旋盤(pán)230的后側(cè)230B ；和第二端，波紋管250在其固定至框架210。在這方面，金屬波紋管250在徑向上具有足夠的柔韌性，以允許其中的第一端跟隨繞動(dòng)渦旋盤(pán)230，而波紋管的第二端保持固定至框架210。另一方面，金屬波紋管250具有扭轉(zhuǎn)剛度，其防止波紋管的第一端繞著波紋管的中心縱向軸線顯著旋轉(zhuǎn)，即防止在其圓周方向上顯著旋轉(zhuǎn)，而波紋管的第二端保持固定至框架210。
[0030]金屬波紋管250基本上可能是在泵I的運(yùn)行過(guò)程中提供固定渦旋葉片221與繞動(dòng)渦旋葉片231的角度同步的唯一手段。此外，不僅金屬波紋管250在框架210與繞動(dòng)渦旋盤(pán)230的后側(cè)230B之間延伸，而且金屬波紋管250圍繞曲柄軸243的一部分和偏心驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)240的軸承246延伸。這樣，波紋管250還可以從在徑向方向上限定在波紋管250與框架210之間的空間密封軸承246和軸承表面，并且該空間可以構(gòu)成工作室，例如泵的真空室，由泵運(yùn)行的流體穿過(guò)該室。因此，可以通過(guò)波紋管250防止由軸承246所采用的潤(rùn)滑油和/或由軸承表面所產(chǎn)生的顆粒物穿入室C。
[0031]冷卻風(fēng)扇400被提供作為熱管理系統(tǒng)的一部分，以冷卻泵的熱源。這些熱源包括栗電機(jī)300與栗頭部組件200，如將在后面更詳細(xì)地說(shuō)明。此外，如果冷卻風(fēng)扇可日8是卩栄尸的主要來(lái)源，則噪聲和振動(dòng)的水平取決于熱管理系統(tǒng)。在這方面，冷卻風(fēng)扇的噪聲是風(fēng)扇葉片的末端速度的強(qiáng)函數(shù)，該末端速度正比于風(fēng)扇被驅(qū)動(dòng)的速度和風(fēng)扇的尺寸，比如風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)部件的直徑。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的渦旋泵被設(shè)計(jì)成一方面通過(guò)確保只有一個(gè)相對(duì)緊湊的冷卻風(fēng)扇可以冷卻泵中熱量的所有顯著來(lái)源而盡量減小噪聲。下面將對(duì)本實(shí)用新型的這個(gè)方面進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。
[0033]仍參照?qǐng)D1，泵I還包括設(shè)置在外罩100內(nèi)的護(hù)罩120。護(hù)罩120繞著泵電機(jī)300延伸，同時(shí)從其沿著徑向隔開(kāi)，以使得在泵的軸向方向上縱向延伸的通道T限定在外罩100內(nèi)的泵電機(jī)300(的殼體的外周面)與護(hù)罩120(的內(nèi)周面)之間。
[0034]通道T開(kāi)放于空氣入口 100A和空氣出口 100B并將它們連接，冷卻風(fēng)扇400設(shè)置在泵中，以使得由冷卻風(fēng)扇所產(chǎn)生的冷卻空氣流，如箭頭AF所示，從空氣入口 100A經(jīng)由通道T流向空氣出口 100B，以冷卻泵中熱量的來(lái)源。
[0035]在這方面，相對(duì)于由風(fēng)扇所產(chǎn)生的冷卻空氣流的方向，冷卻風(fēng)扇400是設(shè)置在泵中泵頭部組件200上游的多速或變速風(fēng)扇，且通路100C穿過(guò)泵頭部組件200。因此，冷卻空氣流AF冷卻泵頭部組件200，其是泵I中熱量的主要來(lái)源。相對(duì)于由風(fēng)扇所產(chǎn)生的冷卻空氣流的方向，冷卻風(fēng)扇400還設(shè)置在泵中泵電機(jī)300的上游，且通道T穿過(guò)泵電機(jī)300。因此，冷卻空氣流AF還冷卻該電機(jī)，其是泵I中第二大熱量的來(lái)源。
[0036]在圖1的實(shí)施例中，外罩100限定在其中的至少一個(gè)通路100C，其在從空氣入口100A的方向上引導(dǎo)冷卻空氣流AF朝向空氣出口 100B，通道T的第一軸向端部開(kāi)放于通路100C并與之連接，通道T的另一軸向端部設(shè)置成比第一軸向端部更靠近空氣出口 100B，且護(hù)罩120是實(shí)心環(huán)形體并與外罩100結(jié)合，從而使得通路100C僅經(jīng)由通道T的第一軸向端部而導(dǎo)入通道T。
[0037]優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，風(fēng)扇400的氣流面積基本上與通道T的氣流面積相同。該氣流面積是垂直于流動(dòng)方向的空氣流的橫截面面積。風(fēng)扇400的氣流面積是在冷卻空氣流離開(kāi)風(fēng)扇400的位置處的冷卻空氣流的橫截面面積。更具體地，并且參照?qǐng)D3，冷卻風(fēng)扇400具有轂400A、從該轂放射出的風(fēng)扇葉片400B、具有圍繞風(fēng)扇葉片400B的末端的內(nèi)表面的殼體400C、以及連接至轂400A的變速風(fēng)扇電機(jī)(圖中未示出)。
[0038]下面參照?qǐng)D3和4，在風(fēng)扇殼體400C的下游端，由風(fēng)扇殼體400C的內(nèi)周面與風(fēng)扇轂400A的外周空間限定并位于它們之間的空間的橫截面面積優(yōu)選地基本上與通道T的(即由護(hù)罩120的內(nèi)周面與泵電機(jī)300的外周面限定并位于它們之間的空間的)最大橫截面面積相同。請(qǐng)注意，在這方面，護(hù)罩120與泵電機(jī)300的內(nèi)外周面可以基本上是圓柱形的，以使得通道T的橫截面面積沿著通道T的整個(gè)長(zhǎng)度基本上是均勻的。
[0039]然而，通道T的氣流面積可以比風(fēng)扇400的更大或更小，以?xún)?yōu)化泵電機(jī)300的冷卻。對(duì)于給定輸出的風(fēng)扇400來(lái)說(shuō)，通道T的氣流面積越大，則每單位時(shí)間移動(dòng)通過(guò)通道T的空氣的體積越大，但是在泵電機(jī)300與氣流之間的邊界處的傳熱系數(shù)越低。對(duì)于通道T的氣流面積更小的情況，則會(huì)出現(xiàn)相反的效果。優(yōu)選地，通道T的氣流面積在風(fēng)扇400的氣流面積的50 %至200 %的范圍內(nèi)。
[0040]圖5示出了另一種形式的護(hù)罩120’。參照?qǐng)D1和5，護(hù)罩120’是具有沿徑向穿過(guò)其中延伸的穿孔121的環(huán)形體，且所述穿孔開(kāi)放于通路100C，以使得由風(fēng)扇400所產(chǎn)生的冷卻空氣流AF流過(guò)穿孔121并且在流向空氣出口 100B之前形成撞擊泵電機(jī)300 (的殼體)的空氣射流。以這種方式即通過(guò)引導(dǎo)撞擊物體表面的空氣射流來(lái)冷卻物體提供了本領(lǐng)域中公知的冷卻方法，本質(zhì)上作為提供最高傳熱系數(shù)H之一。因此，圖5的多孔護(hù)罩120’在促進(jìn)泵電機(jī)300的冷卻方面是非常有效的。
[0041]圖6示出了另一實(shí)施例的渦旋泵I’。本實(shí)施例采用多孔護(hù)罩120’且在其他方面類(lèi)似于圖1，除了護(hù)罩120’的兩個(gè)軸向端部相對(duì)于通路120C被密封之外。因此，由風(fēng)扇400所產(chǎn)生的冷卻空氣流AF只能通過(guò)護(hù)罩120中的穿孔流入通道T。
[0042]根據(jù)本實(shí)用新型的渦旋泵被設(shè)計(jì)成在另一方面通過(guò)確保冷卻風(fēng)扇以對(duì)于有效冷卻泵(的熱源)所必須的最低速度被驅(qū)動(dòng)而盡量減小噪聲。下面將對(duì)本實(shí)用新型的這個(gè)方面進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。
[0043]參照?qǐng)D7，渦旋泵I還設(shè)置有控制泵運(yùn)行的電子控制系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)包括控制泵電機(jī)300的電路板600。泵電機(jī)300的控制可以指啟動(dòng)電機(jī)300的操作。在泵電機(jī)300是逆變器控制的電機(jī)的情況下，電路板600可以是逆變器電路板，其具有將由電源提供給泵電機(jī)300的AC (交流)或DC (直流)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺冾l率的電路，以便在一定范圍的速度上運(yùn)行該泵。這樣的逆變器電路板也是泵I中顯著熱量的來(lái)源。電路板600可以容納在護(hù)罩120的截?cái)嘀?，以便暴露于通道T。
[0044]除了電路板600或作為替代方案，電子控制系統(tǒng)的其它電子元件(它們是泵I中熱量的來(lái)源)可以暴露于由外罩100限定的至少一個(gè)通路120C，以便由風(fēng)扇400所產(chǎn)生的冷卻空氣流越過(guò)這些電子元件，從而在穿入通道T之前冷卻這些元件。因此,冷卻空氣流AF在流出通過(guò)空氣出口 130之前越過(guò)并冷卻電路板600。
[0045]例如，電路板600可以安裝至泵頭部組件200下方的泵的底座，且外罩100可以具有穿過(guò)其中(圖1)的單獨(dú)的開(kāi)口 130，其引導(dǎo)部分冷卻空氣流AF越過(guò)電路板600。因此，該電路板600在氣流穿入通道T或以其他方式穿出泵通過(guò)第二空氣出口 130之前由氣流AF冷卻。
[0046]下面參照?qǐng)D7，根據(jù)本實(shí)用新型的渦旋泵還具有監(jiān)視泵上相應(yīng)負(fù)荷的至少一個(gè)傳感器。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)傳感器包括溫度傳感器SI，其可操作地與泵電機(jī)300(在其中泵電機(jī)是電動(dòng)電機(jī)的情況下)的繞組相關(guān)聯(lián)，以便感測(cè)繞組的溫度。在其中泵電機(jī)300是逆變器控制的電機(jī)的上述情況下，所述至少一個(gè)傳感器還包括溫度傳感器S2，其可操作地與控制系統(tǒng)的電路板600 (例如，逆變器電路板或電機(jī)起動(dòng)板)相關(guān)聯(lián)，以便感測(cè)其溫度。
[0047]所述至少一個(gè)溫度傳感器還可以包括溫度傳感器S3，其與泵頭部組件200相關(guān)聯(lián)，以便感測(cè)其溫度；傳感器S4，其可操作地與泵電機(jī)300相關(guān)聯(lián)，以便感測(cè)由泵電機(jī)300所耗的功率；和/或溫度傳感器S5，其感測(cè)泵的周?chē)h(huán)境的溫度。本質(zhì)上，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中公知的任何類(lèi)型的合適的溫度和功耗傳感器。
[0048]除了電路板600之外，電子控制系統(tǒng)還具有電子控制器1000?？刂破?000可操作地連接至傳感器S1、S2、S3、S4和/或S5以及至多速冷卻風(fēng)扇400的變速電機(jī)400D。電子控制器1000接收表示泵上負(fù)荷的來(lái)自傳感器S1、S2、S3、S4和/或S5的信號(hào)，并且具有處理這些信號(hào)以確定泵上熱負(fù)荷的處理器，以及基于該熱負(fù)荷來(lái)向風(fēng)扇電機(jī)400D發(fā)出命令，從而以充分冷卻泵所必須的最低速度驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇400。由于風(fēng)扇速度保持最低，所以泵的噪聲也是如此。
[0049]但是，當(dāng)末端密封件260 (回參圖2)首次安裝或更換(因?yàn)橛袝r(shí)必要)時(shí)，一種情況出現(xiàn)了。新的末端密封件260與相對(duì)的渦旋盤(pán)的盤(pán)產(chǎn)生相對(duì)大量的摩擦，直至末端密封件磨損了一定量。因此，新的末端密封件產(chǎn)生相對(duì)大量的熱。注意，如本領(lǐng)域中常規(guī)的那樣，專(zhuān)用的末端密封件的拋光操作，其中泵運(yùn)行了一段時(shí)間而沒(méi)有實(shí)際被用，通常被執(zhí)行以在新安裝的末端密封件中磨損。
[0050]下面將參照?qǐng)D7和8，對(duì)控制冷卻風(fēng)扇400的速度至充分冷卻泵所必須的最佳速度的方法進(jìn)行說(shuō)明，以防止泵受到損壞，例如以防止電機(jī)或電子元件過(guò)熱，或者以防止泵部件的使用壽命縮短。
[0051]首先(圖8中步驟10)，渦旋泵上的至少一個(gè)負(fù)荷由所述電子控制系統(tǒng)的至少一個(gè)傳感器(S1、S2...和/或S5)監(jiān)控。
[0052]被監(jiān)控的負(fù)荷由控制器1000分析(步驟20)?？刂破?000配置成有算法，通過(guò)該算法，導(dǎo)致異常運(yùn)行溫度或電機(jī)功率消耗的情況(包括其中新的末端密封件剛被安裝的泵的狀態(tài))可被實(shí)時(shí)識(shí)別。也就是說(shuō)，其中新的末端密封件剛被安裝的泵的狀態(tài)可以從其中末端密封件已磨損了給定的量且因此不會(huì)產(chǎn)生很多摩擦的泵的運(yùn)行狀態(tài)中被識(shí)別。
[0053]實(shí)際上，在本實(shí)施例中，控制器1000配置有算法，通過(guò)該算法，可以基于對(duì)泵上負(fù)荷的分析，相互識(shí)別出泵的下面三種可能的狀態(tài):
[0054]狀態(tài)1:泵以正常的溫度和功率水平運(yùn)行；
[0055]狀態(tài)2:泵運(yùn)行在其中環(huán)境溫度很高或者其中由通過(guò)泵帶動(dòng)工作的流體所產(chǎn)生的泵上負(fù)荷很高的環(huán)境中；以及
[0056]狀態(tài)3:末端密封件的拋光操作正在進(jìn)行。
[0057]狀態(tài)I需要中等風(fēng)扇速度，以盡量減少噪聲。狀態(tài)2需要最大風(fēng)扇速度，以適當(dāng)?shù)乩鋮s泵及組件。狀態(tài)3需要從低等至中等的風(fēng)扇速度，以盡量減少泵電機(jī)功率消耗。
[0058]仍參照?qǐng)D7和8，冷卻風(fēng)扇400由控制器1000控制，以便在預(yù)定范圍內(nèi)以第一速度運(yùn)行(步驟40)，只要分析(步驟20)表明泵上的負(fù)荷在正常范圍內(nèi)，且感測(cè)的溫度也是正常的，即泵處于狀態(tài)I。此中等(第一)速度或速度范圍被選擇，以盡量減少風(fēng)扇噪聲，同時(shí)仍提供足夠的冷卻。
[0059]如果泵在正常范圍之外運(yùn)行(步驟30中的否)，則風(fēng)扇速度根據(jù)程序被改變(步驟S50)，且泵上的負(fù)荷被分析，而風(fēng)扇400以新的速度被驅(qū)動(dòng)。其中由于改變風(fēng)扇速度而引起負(fù)荷改變的方式允許控制器1000確定末端密封件的拋光操作是否正在進(jìn)行。
[0060]基本上，如果分析(步驟50)判斷出泵處于狀態(tài)2，則冷卻風(fēng)扇400由控制器1000控制，以便以最大(第二)速度運(yùn)行(步驟70)來(lái)提供最大量的冷卻空氣和最大傳熱系數(shù)。另一方面，如果泵在正常范圍之外運(yùn)行且控制器1000確定這是由于末端密封件的拋光操作正在進(jìn)行，則冷卻風(fēng)扇400由控制器1000控制，以便以最佳速度運(yùn)行(步驟80)，用于拋光新的末端密封件。此最佳速度(當(dāng)該方法進(jìn)行到步驟80時(shí)所產(chǎn)生的)通常低于所述第一速度(在該方法進(jìn)行到步驟40時(shí)所產(chǎn)生的)。
[0061]用于拋光新的末端密封件的風(fēng)扇400的最佳速度是使泵的功率消耗至正常范圍且因此顯著降低電機(jī)300與泵頭部200的熱量產(chǎn)生的風(fēng)扇速度。當(dāng)拋光新的末端密封件時(shí)，以更低速度運(yùn)行風(fēng)扇400降低在末端密封件上的熱誘導(dǎo)擠壓，且因此摩擦引起的熱量產(chǎn)生。換句話說(shuō)，當(dāng)拋光新的末端密封件時(shí)，更低的風(fēng)扇速度實(shí)際上會(huì)導(dǎo)致更低的運(yùn)行溫度，這與直覺(jué)相反，因?yàn)橥ǔＵJ(rèn)為的是更高的風(fēng)扇速度會(huì)導(dǎo)致更低的運(yùn)行溫度。
[0062]這樣做的原因如下。盡管由新的末端密封件260與其壓靠著的盤(pán)之間的摩擦所產(chǎn)生的熱量比由磨損的末端密封件與相同盤(pán)所產(chǎn)生的更大，但是本實(shí)用新型
【發(fā)明者】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇400保持固定渦旋盤(pán)220的后側(cè)220B和框架210的外壁相對(duì)較冷，而熱量主要產(chǎn)生于固定渦旋盤(pán)220的前側(cè)220F和繞動(dòng)渦旋盤(pán)230的前側(cè)230F。這將導(dǎo)致圍繞偏心驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)240延伸的框架210的內(nèi)凸臺(tái)的熱膨脹。該熱膨脹反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致固定渦旋盤(pán)220的前側(cè)220F更加靠近繞動(dòng)渦旋盤(pán)230。因此，由末端密封件260所提供的間隙被減小，因而，更大量的摩擦且因此更多的熱量得以產(chǎn)生。此時(shí)增加風(fēng)扇400的速度只會(huì)加劇這種現(xiàn)象。
[0063]因此，控制器1000通過(guò)其結(jié)構(gòu)來(lái)確認(rèn)這一情況，并且減小冷卻風(fēng)扇400的速度至最佳速度，以使電機(jī)功率在正常范圍內(nèi)，同時(shí)仍提供可接受的氣流水平。
[0064]最后，上文已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本實(shí)用新型概念的實(shí)施例及其示例。然而，本實(shí)用新型的概念可以體現(xiàn)為許多不同的形式，并且不應(yīng)被解釋為限于上述實(shí)施例。相反，這些實(shí)施例描述成使得本公開(kāi)是全面的、完整的，并且將本實(shí)用新型的概念充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。因此，本實(shí)用新型概念的精神和范圍不是由上述實(shí)施例和示例限制，而是由下面的權(quán)利要求限制。
【權(quán)利要求】
1.一種渦旋泵,包括: 泵頭部組件，其包括固定在所述泵中的固定渦旋盤(pán)、繞動(dòng)渦旋盤(pán)、以及將泵電機(jī)聯(lián)接至繞動(dòng)渦旋盤(pán)的驅(qū)動(dòng)軸； 泵電機(jī)，其聯(lián)接至所述繞動(dòng)渦旋盤(pán)，以便驅(qū)動(dòng)繞動(dòng)渦旋盤(pán)； 冷卻風(fēng)扇，其在所述泵中產(chǎn)生冷卻空氣流； 外罩，其中容納有所述泵頭部組件、泵電機(jī)和冷卻風(fēng)扇，同時(shí)在泵的軸向方向上相互并置于其中，所述外罩在軸向方向上具有相對(duì)的端部，這些端部分別限定空氣入口和空氣出口 ；以及 護(hù)罩，其設(shè)置在所述外罩內(nèi)，所述護(hù)罩在泵電機(jī)周?chē)由?，同時(shí)從其沿著徑向隔開(kāi)，以使得在泵的軸向方向上縱向延伸的通道由所述外罩內(nèi)的泵電機(jī)與護(hù)罩之間的護(hù)罩限定，并且 其特征在于，所述通道開(kāi)放至所述空氣入口和空氣出口并將它們連接，并且所述冷卻風(fēng)扇設(shè)置在泵中，以使得由冷卻風(fēng)扇所產(chǎn)生的冷卻空氣流經(jīng)由所述通道從空氣入口流向空氣出口，以冷卻所述泵電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋泵，其特征在于，由所述風(fēng)扇輸出的冷卻空氣流具有垂直于軸向方向的橫截面面積，其基本上與所述通道的橫截面面積相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋泵，其特征在于，所述冷卻風(fēng)扇具有轂、從所述轂放射出的風(fēng)扇葉片、以及具有圍繞所述風(fēng)扇葉片的末端的內(nèi)表面的殼體，并且所述冷卻空氣流的橫截面面積基本上與由所述轂與風(fēng)扇殼體的內(nèi)表面限定且位于它們之間的空間的橫截面面積相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋泵，其特征在于，所述外罩限定在其中的至少一個(gè)通路，其在從所述空氣入口的方向上引導(dǎo)冷卻空氣流朝向其中的所述空氣出口，所述通道的一個(gè)軸向端部開(kāi)放至所述通路并與之連接，所述通道的另一軸向端部設(shè)置成比所述一個(gè)軸向端部更靠近空氣出口，且所述護(hù)罩是實(shí)心環(huán)形體并與所述外罩結(jié)合，從而使得所述通路僅經(jīng)由所述通道的所述一個(gè)軸向端部而導(dǎo)入通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋泵，其特征在于，所述外罩限定在其中的至少一個(gè)通路，其在從所述空氣入口的方向上引導(dǎo)冷卻空氣流朝向其中的所述空氣出口，所述護(hù)罩是具有沿徑向穿過(guò)其中延伸的穿孔的環(huán)形體，且所述穿孔開(kāi)放至所述通路，以使得由所述風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻空氣流流過(guò)這些穿孔并且在流向空氣出口之前撞擊所述泵電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦旋泵，所述護(hù)罩具有相對(duì)于所述通路密封的軸向端部，以使得由所述風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻空氣流只能通過(guò)護(hù)罩中的穿孔流入所述通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋泵，還包括電路板，其具有控制所述泵運(yùn)行的電路，并且其中，所述電路板設(shè)置在所述冷卻空氣流的路徑中以便由空氣流冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦旋泵，其特征在于，所述電路板的至少一部分暴露于所述通道內(nèi)，以使得由所述風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻空氣流在穿出所述泵通過(guò)空氣出口之前越過(guò)所述電路板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦旋泵，其特征在于，所述電路板包括將AC(交流)頻率轉(zhuǎn)換至另一 AC頻率的逆變器電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦旋泵，其特征在于，所述外罩限定在其中的至少一個(gè)通路，其在從所述空氣入口的方向上引導(dǎo)冷卻空氣流朝向其中的所述空氣出口，且所述電路板設(shè)置在所述通路中，以使得由所述風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻空氣流越過(guò)所述電路板。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦旋泵，其特征在于，所述外罩具有穿過(guò)其中的輔助開(kāi)口，其與所述空氣出口隔開(kāi)且開(kāi)放于所述通路，其中所述電路板設(shè)置在相對(duì)于所述冷卻空氣流的電路板的下游位置，以使得由所述風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻空氣流的一部分越過(guò)電路板且然后通過(guò)輔助出口。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋泵，其特征在于，所述冷卻風(fēng)扇容納在所述外罩內(nèi)，與所述外罩的空氣入口相鄰，所述泵電機(jī)設(shè)置在所述外罩內(nèi)，與外罩的空氣出口相鄰，所述泵頭部組件沿軸向方向布置在冷卻風(fēng)扇與泵電機(jī)之間，且所述護(hù)罩具有設(shè)置成與泵頭部組件相鄰的第一軸向端部和護(hù)罩在其與所述外罩結(jié)合的第二軸向端部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦旋泵，其特征在于，所述外罩限定在其中的從所述空氣入口延伸且至所述通道的至少一個(gè)通路，其在從空氣入口的方向上引導(dǎo)冷卻空氣流朝向其中的所述空氣出口，并且所述泵頭部組件的外部暴露于所述通路，以使得冷卻空氣流在穿入通道之前冷卻泵頭部組件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的渦旋泵，還包括電路板，其具有控制所述泵運(yùn)行的電路，并且其特征在于，所述電路板暴露于所述通道，以使得由所述風(fēng)扇產(chǎn)生的冷卻空氣流在穿出所述泵通過(guò)空氣出口之前越過(guò)所述電路板。
【文檔編號(hào)】F04C15/00GK204025036SQ201420090271
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】R.J.福尼, G.加里卡, S.德里肖爾 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司