CN105452669B - 泵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泵装置，尤其是一种电磁离合器泵装置，包括由泵壳体(2)在泵装置(1)中形成的内腔(11)；罩壳(10)，其相对于由泵壳体形成的内腔(11)气密地密封由其围住的室(12)，其；叶轮轴(13)，其可被驱动于围绕旋转轴线(A)旋转；叶轮(16)，安装在所述叶轮轴(13)一端；内转子(17)，安装在所述叶轮轴(13)的另一端；辅助叶轮(20)，安装在所述室(12)；以及外转子(26)，其与内转子(17)配合。根据本发明，辅助叶轮(20)被固定到内转子(17)。

Description

泵装置
本发明涉及一种泵装置，尤其是一种电磁离合器耦合泵装置(电磁耦合泵装置)，包括由泵装置的泵壳体形成的内腔，罩壳，其相对于由泵壳体形成的内腔气密地密封由其围住的室，一可围绕旋转轴线旋转地驱动的叶轮轴，一安装在所述叶轮轴一端的叶轮，一安装在所述叶轮轴另一端的内转子，一安装在所述室中的辅助叶轮，以及一与所述内转子配合的外转子。
DE 27 54 840 A1披露了一种带辅助叶轮的电磁耦合泵装置。所述辅助叶轮被构造圆盘状，并设置有径向孔。该实施例却在效率方面采用一种低效的叶轮变形或输送器变形，从而降低了泵装置的整体效率。而且，用于生产辅助叶轮需要不小的费用。
本发明的目的是提供一种电磁耦合泵装置，其具有易于制造的、更高效制造的强制润滑电流驱动。
本发明的目的是通过使辅助叶轮被固定到内转子上来实现。
辅助叶轮通过其开口侧在内转子的面向罩壳底部的端面被固定，这使得可能，通过相当容易制造的开放式叶轮获得一个封闭的通道轮的好处。此外，该叶轮没有轮毂，并且易于组装和拆卸。
根据一个实施例，罩壳具有带开口侧和与开口侧相对的通过拱形的底部封闭的侧的基体，以及辅助叶轮具有支承盘，支承盘的面向罩壳的底部的外表面有一个拱形形状。
通过支承盘外表面的拱形形状基本上与罩壳底部的拱形形状对应，使得通常被罩壳的拱形底部形成的死区被填充，因此不用光额外的电磁离合器所需要的轴向空间。此外，罩壳的抗压强度不会不必要地减少。
为了改善介质在进入辅助叶轮的流体入口区域时的流动导向，理想的是在支承盘的中间设置一个抛物面状的凸起。
根据另一实施例，在支承盘上，在到凸起的径向距离下形成多个***，它们形成叶片以及辅助叶轮的相应的叶轮通道。
进一步的实施例建议，叶轮通道包括一个通道基底，其构造为类似于跛拱式的(不对称的)三心拱。这可改进流动导向。
在本发明的一个进一步的实施方案中规定，使叶片的远离支承盘的上侧在靠近通道入口棱边处具有阶梯。所述阶梯作为接触肩部和定心装置，其用于固定在内转子上的辅助叶轮的精确对准。
为了简单和低成本的生产，叶轮轴和内转子形成辅助叶轮的与支承盘相对的盖盘。
根据又一有利实施例，在形成叶片的***中形成另一叶轮通道，其在径向方向上从外表面向靠近阶梯处延伸。
为了改进介质的流动导向，另一些叶轮通道包括一个通道基底，其至少部分地具有拱形形状，其基本上对应于支撑盘外表面的拱形形状。
根据本发明叶轮轴具有轴向通道，其与辅助叶轮的流体入口区域连通。
在本发明的范围内建议，在进一步的实施方式中，在内转子中设置流体通道，其通入辅助叶轮的另一些叶轮通道。
本发明实施例在附图和以下更详细的描述中被示出。其显示了：
图1是具有根据本发明的辅助叶轮的电磁离合器泵装置的纵切面图，
图2是如图1的电磁耦合泵装置的纵切面图，在相对于将图1旋转90°的平面中，
图3是与图1相应的辅助叶轮的放大图，
图4是如图3的辅助叶轮的详细立体图，
图5是本发明辅助叶轮的另一个实施例的详细的立体图，
图6是如图5的具有根据本发明的辅助叶轮的电磁离合器泵装置的纵切面图，
图7是如图6的电磁离合器泵装置的纵切面图，其将图6的内转子旋转45°，
图8是如图6的电磁离合器泵装置的纵切面图，在相对于将图6旋转90°的平面中。
图1和图2示出了电磁离合器泵装置形式的泵装置1。泵装置1包括离心泵的由几部分组成的泵壳体2，其具有蜗壳构造的液压壳体3，壳盖4，轴承座笼5，轴承座6和轴承盖7。
液压壳体3包括用于吸入传送介质的入口8和用于排出传送介质的出口9。壳盖4设置在液压壳体3的与入口8相对一侧。在壳盖4背离液压壳体3的一侧固定有轴承座笼5。轴承座6被安装在轴承座笼5的与壳盖4相对的一侧。轴承盖7又被固定在轴承座6的背离轴承座笼5的一侧上。
罩壳10被固定在壳盖4背离液压壳体3的一侧，且其至少部分地延伸通过由泵壳体2，尤其是由壳盖4，由轴承座笼5以及由轴承座6限定出的内腔11。罩壳10相对于内腔11气密地密封通过它与壳盖4包围的室12。
可围绕旋转轴线A旋转的叶轮轴13从由液压壳体3和壳盖4限定出的流动室14，通过壳盖4中设置的开孔15延伸至室12中。
在叶轮轴13的位于流动室14内的轴端上固定有叶轮16，在相对的轴端上，该轴端具有两个轴部13a，13b，它们分别具有变大的直径，布置了一个被布置在室12内的内转子17。内转子17配备有多个磁铁18，其设置于内转子17的面向罩壳10的一侧。辅助叶轮20借助螺钉19或其它合适的紧固装置被固定在内转子17上。
在叶轮16与内转子17之间设置与可围绕旋转轴线A旋转的叶轮轴13作用连接的轴承组件21。
未图示出的驱动马达，优选的电动机，驱动驱动轴22。可围绕旋转轴线A旋转的驱动轴22与叶轮轴13布置成基本上同轴。驱动轴22延伸通过轴承盖7，轴承座6以及轴承座笼5的至少部分地。驱动轴22由两个容纳在轴承座6中的滚珠轴承23，24支撑。在驱动轴22的自由端设有支撑多个磁铁25的外转子26。磁铁25设置在外转子26的面向罩壳10的一侧。外转子26至少部分地在罩壳10上延伸，并与内转子17配合作用，这样，旋转的外转子26通过磁力使内转子17，以及叶轮轴13和叶轮16同样进入旋转运动中。
在图3中被放大示出的罩壳10具有一个大致圆柱形的基体27。基体27在面向壳盖4的一侧开口，且与开口侧相对的一侧通过拱形底部28封闭。在开口侧设置有一环形连接凸缘29，其与基体27一体地形成，或通过焊接或其它合适的紧固装置或设备，诸如螺钉，铆钉或类似物被固定在基体27上。连接凸缘29具有多个平行于向旋转轴线A延伸的孔30，通过它们螺钉31可穿过并拧入壳盖4中相应的螺纹孔中。罩壳10的底部28由大致球段形的圆顶区32以及外侧的、形成在基体27与由圆顶区32之间的过渡区的突缘区33形成。
如从图3和4所示，辅助叶轮20具有支承盘34，其在面向罩壳10的底部28的外表面具有一个拱形形状。支承盘34外表面的拱形形状基本上与罩壳10的底部28的拱形形状对应。在支承盘34的中间，一个抛物面状的凸起35被设置于流体入口区域36。此外，在支承盘34上在至凸起35的径向距离下形成多个***，它们形成具有面向凸起35的通道入口棱边38的叶片37以及辅助叶轮20的相应的叶轮通道39。凸起35有助于在进入辅助叶轮20的叶轮通道39入口时介质的流动导向的改善。在所示的实施例中，叶片37弯曲地从流体入口区域36向辅助叶轮20的外表面40延伸。叶轮通道39具有通道基底41，其也具有拱形的形状，其基本上对应于支承盘34的外表面的拱形形状。叶轮通道39的通道基底41在图示的在纵向截面中，构造为类似于跛拱式的三心拱，如图6所示。叶轮通道39在流体入口区域36具有第一宽度W1，以及在外表面40处具有第二宽度W2，其中，第二宽度W2大于第一宽度W1，或者至少与第一宽度W1对应。
叶片37的远离支承盘34的上侧在靠近通道入口棱边38处具有阶梯42，其作为接触肩部和定心装置，用于固定在内转子17上的辅助叶轮20。与支承盘34相对的盖盘，其关闭在叶片37之间形成的叶轮通道39，可以被省略，因为叶轮轴13和内转子17形成辅助叶轮20的盖盘。由于其半开放式的设计结构，辅助叶轮20既是铸造技术那样容易脱模，又由于机械加工，因为叶轮通道易于铣削加工成，易于制造。
沿阶梯42的径向向外隔开地，设置有延伸穿过支承盘34与叶片37的定位孔43，通过定位孔43***螺钉19，并在内转子17的背离罩壳10底部28的一侧形成的螺纹孔44中被拧紧。辅助叶轮20从而将其开口侧固定于内转子17的面向罩壳10底部28的端面上。在与通道入口棱边38相对一侧上，每个叶片37优选具有至少一个凹部45。这产生了额外的增压。
如图2所示，壳盖4上至少设有一个通孔46，以及在用来固定轴承组件21的轴承圈支座47中至少设有一个径向的通孔48。通孔48延伸通过一凸缘部49，借此与旋转轴线A同轴定位并延伸到室12中的轴承圈支座47，通过未图示的螺钉连接被固定到壳盖4上。通孔46和48使流动室14与轴承圈支座47的内部区域50连接起来。
因此，为了冷却和润滑轴承组件21，输送介质可以从流动室14取出，并通过通孔46或48输送给轴承组件21。通过至少一个径向孔51，输送介质从内部区域50被输送到轴向通道52中，其从叶轮轴13的一个区域，该区域被轴承组件21包围，向叶轮轴13的位于室12内部的端部并由此直到辅助叶轮20延伸。轴向通道52因此与辅助叶轮20的流体入口区域36连通。如果需要的话，形成至少一个另外的径向孔53，它也是与形成在叶轮轴13中的轴向通道52连通。辅助叶轮20径向地向外输送用于冷却和润滑的介质到室12中，从那里通过几个如图1中示出的轴向的在凸缘部49中形成的通孔54和在壳盖4中形成的通孔55被输送回流动室14。
图5-8示出了本发明的进一步实施例。在图5详细示出的辅助叶轮20具有通过支承盘34上的***形成的叶片37，其由径向地从流体入口区域36向外延伸的叶轮通道39限定。在所示的实施例中，叶片37直线地从流体入口区域36向辅助叶轮20的外表面40延伸。叶轮通道39在流体入口区域36具有第一宽度W1，以及在外表面40处具有第二宽度W2，其中，第二宽度W2大于第一宽度W1，或者至少与第一宽度W1对应。
在形成叶片37的***中形成另一些叶轮通道56，其在径向方向上也基本上是直的，即没有拱形形状或没有显著的拱形形状，从外表面40向靠近阶梯42处延伸，并且具有一个通道基底57，其至少部分地具有一种拱形形状，其基本上对应于支撑盘34外表面的拱形形状。叶轮通道56的通道基底57在图示的在纵向截面中，构造为类似于不对称的三心拱，如图7所示。叶轮通道56从邻近阶梯42的区域向外表面40拓宽，并且在流体入口区域56a具有第一宽度W3，以及在外表面40处具有第二宽度W4，其中，第二宽度W4大于第一宽度W3，或者至少与第一宽度W3对应。
图6-8示出了泵装置1，其配备有如图5所示的辅助叶轮20。图6和7的视图对应于图1。图8的视图对应于图2。如从图6可知，至少一个径向孔53通到一个与图1和2相比较短设置的轴向通道52中。此外，轴承圈支座47包括平行于旋转轴线A延伸的流体通道58，其连接轴承圈支座47的内部区域50与罩壳10及壳盖4密封的室12。
图7示出图6中示出的泵装置1，其将内转子17围绕旋转轴线A旋转45°。在内转子17内提供有流体通道59，其被设置在如轴承圈支座47的液体通道58距离旋转轴线A大致相同的径向距离下，并且因此，至少在图示的位置，与这些基本上都对齐。流体通道59通到在内转子17的面向罩壳10底部28的端面处布置的辅助叶轮20的叶轮通道56中。
为了冷却和润滑轴承组件21，输送介质从流动室14取出，以及如图8所示，经由轴承组件21的轴承圈支座47的至少一个在壳盖4中的通孔46和至少一个在凸缘部49中的通孔48输送。经由至少一个径向孔53，输送介质从轴承圈支座47的内部区域50，被输送到轴向通道52中并向辅助叶轮20输送。辅助叶轮20通过叶轮通道39径向地向外输送用于冷却和润滑的介质到室12中。
同时，如图7所示，从流动室14取出的输送介质，从轴承圈支座47的内部区域50，经由在内转子17内设置的流体通道59，被输送到在辅助叶轮20的叶轮通道56中并径向地向外输送到室12中。
介质从室12，经由在图6和7中所示的，在壳盖4中形成的至少一个通孔55，被输送回流动室14。
在所示的实施例中，辅助叶轮20被示出或者具有叶轮通道39或具有叶轮通道39和叶轮通道56。显然，辅助叶轮20也可只具有叶轮通道56。
附图标记
1泵装置 27基体
2泵壳体 28底部
3液压壳体 29凸缘
4壳盖 30延伸孔
5轴承座笼 31螺钉
6轴承座 32圆顶区
7轴承盖 33突缘区
8入口 34支承盘
9出口 35凸起
10罩壳 36流体入口区域
11内腔 37叶片
12室 38通道入口棱边
13叶轮轴 39叶轮通道
13a轴部 40外表面
13b轴部 41通道基底
14流动室 42阶梯
15开孔 43定位孔
16叶轮 44螺纹孔
17内转子 45凹部
18磁铁 46通孔
19螺钉 47轴承圈支座
20辅助叶轮 48通孔
21轴承组件 49凸缘部
22驱动轴 50内部区域
23滚珠轴承 51径向孔
24滚珠轴承 52轴向通道
25磁铁 53径向孔
26外转子 54通孔
55 通孔
56 叶轮通道
57 通道基底
58 液体通道
59 液体通道
A 旋转轴线

Claims (12)

1.一种泵装置，包括一由泵装置的泵壳体形成的内腔，一具有底部的罩壳，其相对于由泵壳体形成的内腔气密地密封由其围住的室，一围绕旋转轴线可旋转地驱动的叶轮轴，一安装在所述叶轮轴一端上的叶轮，一安装在所述叶轮轴的另一端上的内转子，一安装在所述室中的辅助叶轮，以及一与所述内转子配合作用的外转子，其特征在于，所述辅助叶轮（20）具有半开放式的设计结构并以其开口侧在内转子（17）的面向罩壳（10）的底部（28）的端面上被固定到所述内转子（17）上，并且辅助叶轮 (20) 具有支承盘 (34)，其中叶轮轴(13) 和内转子 (17) 形成辅助叶轮 (20) 的与支承盘 (34) 相对的盖盘。
2.如权利要求1所述的泵装置，其特征在于，所述罩壳 (10) 具有带开口侧和与开口侧相对的通过拱形的底部 (28) 封闭的侧的基体(27)，并且支承盘 (34) 的面向罩壳(10)的底部(28)的外表面具有一个拱形形状。
3.如权利要求2所述的泵装置，其特征在于，支承盘 (34)的外表面的拱形形状基本上与罩壳(10)的底部(28)的拱形形状对应。
4.如权利要求2-3中任一项所述的泵装置，其特征在于，在支承盘(34)的中间设置一个抛物面状的凸起(35) 。
5.如权利要求4所述的泵装置，其特征在于，在支承盘 (34) 上，在到凸起(35) 的径向距离下形成多个***，它们形成叶片 (37)以及辅助叶轮 (20) 的相应的第一叶轮通道(39) 。
6.如权利要求5所述的泵装置，其特征在于，第一叶轮通道(39) 包括通道基底，该通道基底与一个跛拱式的三心拱类似地构造。
7.如权利要求2所述的泵装置，其特征在于，叶片(37) 的远离支承盘(34) 的上侧靠近通道入口棱边 (38) 处具有阶梯（42）。
8.如权利要求5所述的泵装置，其特征在于，在形成叶片 (37) 的***中形成第二叶轮通道(56)，其在径向方向上从外表面 (40) 向靠近阶梯 (42)处延伸。
9.如权利要求8所述的泵装置，其特征在于，所述第二叶轮通道 (56) 包括通道基底，该通道基底至少部分地具有一种拱形形状，该拱形形状基本上对应于支承盘（34）外表面的拱形形状。
10.如权利要求1-3中任一项所述的泵装置，其特征在于，叶轮轴 (13)具有轴向通道(52) ，其与辅助叶轮 (20) 的流体入口区域(36) 连通。
11.如权利要求8所述的泵装置，其特征在于，在内转子(17) 中设置流体通道 (59)，其通入辅助叶轮 (20) 的所述第二叶轮通道 (56)中 。
12.如权利要求1所述的泵装置，其特征在于，所述泵装置是一种电磁离合器泵装置。
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