CN115362318A - 泵驱动*** - Google Patents

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托马斯·F·杰耐科克
泰勒·肯尼斯·威廉姆斯
安德鲁·J·科佩尔
贾罗德·C·德雷克勒
道格拉斯·S·赖德
雅各布·D·舍勒
托德·B·希尔卢卡
尼古拉斯·J·斯坦
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Abstract

一种用于流体容积泵的驱动***,包括:电动马达、在所述电动马达的第一端部处联接到转子的驱动装置、机械地联接到所述驱动装置的流***移构件和机械地联接到所述电动马达的泵框架。所述电动马达包括设置在轴线上的定子和转子。联接到所述转子的所述驱动装置将所述旋转输出转换成到所述流***移构件的线性往复输入。

Description

泵驱动***
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年3月31日提交并且标题为“外旋转器驱动的泵(OUTERROTATOR DRIVEN PUMP)”的第63/002 676号美国临时申请的权益,并且要求于2020年3月31日提交并且标题为“用于泵驱动***的外骨骼框架(EXOSKELETON FRAME FOR PUMP DRIVESYSTEM)”的第63/002 681号美国临时申请的权益,并且要求于2020年3月31日提交并且标题为“偏心旋转器驱动的泵(ECCENTRIC ROTATOR DRIVEN PUMP)”的第63/002 687号美国临时申请的权益,并且要求于2020年3月31日提交并且标题为“集成式泵马达轴承(INTEGRATED PUMP-MOTOR BEARINGS)”的第63/002 691号美国临时申请的权益,并且要求于2020年10月7日提交并且标题为“具有响应性马达控制的流体喷涂机(FLUID SPRAYERHAVING RESPONSIVE MOTOR CONTROL)”的第63/088 810号美国临时申请的权益,所述美国临时申请的公开内容通过全文引用特此并入。
技术领域
本公开一般来说涉及流***移***,并且更特定来说,涉及用于往复流体容积泵的驱动***。
背景技术
流***移***(例如,用于涂料的流体分配***)通常利用正容积泵(例如,轴向容积泵)来从容器抽取流体并且向下游驱动流体。轴向容积泵通常安装到驱动装置壳体并且由马达驱动。泵杆附接到往复驱动装置,所述往复驱动装置驱动泵杆的往复运动,由此将流体从容器抽取到泵中,并且然后将流体从泵向下游驱动。在一些情况下,电动马达可以为泵提供动力。电动马达经由增加马达的扭矩的齿轮减速***附接到泵。
发明内容
在一个示例中,一种流体容积泵组件包括电动马达、驱动装置、具有流***移构件的泵和泵框架。所述电动马达包括定子和转子。所述定子和所述转子设置在轴线上。所述驱动装置在所述电动马达的第一端部处联接到所述转子。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置。所述驱动装置将所述旋转输出转换成到所述流***移构件的线性往复输入。所述泵框架机械地联接到所述电动马达。
在另一示例中,一种驱动往复泵的方法包括:为电动马达提供电力以促使所述马达的转子的旋转;在连接到所述转子的驱动装置处接收来自所述转子的旋转输出;通过所述驱动装置将所述旋转输出转化成线性往复运动;通过所述驱动装置向连接到所述驱动装置的流***移构件提供线性往复输入以促使泵杆通过往复运动来泵送流体;以及通过泵框架机械地支撑所述往复泵和所述电动马达。
在又一示例中,一种泵送***包括电动马达、驱动装置、泵和泵框架。所述电动马达包括定子和转子。所述定子和所述转子设置在轴线上。所述驱动装置联接到所述转子以从所述转子接收旋转输出并且将所述旋转输出转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸。所述活塞从所述驱动装置接收所述线性往复运动以使所述活塞在所述缸内往复。所述缸和所述定子连接到所述泵框架,以使所述定子相对于所述转子稳定并且使所述缸相对于所述活塞稳定。
在又一示例中,一种用于往复流体容积泵的驱动***包括电动马达、驱动装置和流***移构件。所述马达包括限定轴线的定子和围绕所述定子同轴地设置的转子。所述驱动装置直接地连接到所述转子以从所述转子接收旋转输出。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置。所述驱动构件将所述旋转输出转换成到所述流***移构件的线性往复输入。
在又一示例中,一种驱动往复泵的方法包括:为电动马达提供电力以促使所述马达的转子的旋转,所述转子设置在所述马达的定子的外部和周围;在直接地连接到所述转子的驱动装置处接收来自所述转子的旋转输出;通过所述驱动装置将所述旋转输出直接转化成线性往复运动;以及通过所述驱动装置向连接到所述驱动装置的流***移构件提供线性往复输入,以促使所述泵杆通过往复运动来泵送流体。
在又一示例中,一种流***移设备包括电动马达、驱动装置、泵和泵框架。所述马达包括限定轴线的定子和围绕所述定子设置的转子。所述驱动装置连接到所述转子以从所述转子接收旋转输出并且将所述旋转输出转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸,所述活塞从所述驱动装置接收所述线性往复运动以使所述活塞在所述缸内往复。所述缸和所述定子连接到所述泵框架,以使所述定子相对于所述转子稳定并且使所述缸相对于所述活塞稳定。
在又一示例中,一种用于往复流体容积泵的驱动***包括电动马达、驱动装置和流***移构件和支撑框架。所述电动马达包括设置在轴线上并且由轴杆支撑的定子和围绕所述定子同轴地设置的转子。所述驱动装置直接地连接到所述转子以从所述转子接收旋转输出。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置,其中,所述驱动装置被配置成将所述旋转输出转换成所述流***移构件的线性往复输入。所述支撑框架被配置成机械地支撑所述电动马达和所述流体容积泵,其中,所述支撑框架机械地联接到所述定子。
在又一示例中,一种用于往复流体容积泵驱动***的支撑框架包括第一框架构件、第二框架构件和至少一个连接构件,所述往复流体容积泵驱动***具有带有内定子和外转子的电动马达。所述第二框架构件设置在所述电动马达的与所述第一框架构件相反的端部处并且与所述第一框架构件分离。所述至少一个连接构件在所述第一框架构件和所述第二框架构件之间延伸并且连接所述第一框架构件和所述第二框架构件。所述第二框架构件和所述至少一个连接构件被配置成至少部分地装纳并且机械地支撑带有所述外转子的所述电动马达。
在又一示例中,流***移设备包括沿着轴线延伸以具有第一端部和第二端部的电动马达、驱动装置、泵、泵框架和马达框架。所述电动马达包括沿着所述轴线延伸的定子和围绕所述定子设置并且沿着所述轴线延伸的转子。所述驱动装置连接到所述转子以从所述转子接收旋转输出并且将所述旋转输出转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸,所述活塞从所述驱动装置接收所述线性往复运动以使所述活塞在所述缸内往复。所述缸和所述定子连接到所述泵框架以使所述缸相对于所述活塞稳定。所述马达框架使定子稳定。所述马达框架包括从所述马达的所述第一端部延伸到所述马达的所述第二端部的多个连接构件。所述多个连接构件围绕所述转子布置。
在又一示例中,一种用于泵送流体的往复泵的驱动***包括电动马达和驱动装置。所述电动马达包括转子。所述转子包括从所述转子延伸的偏心驱动构件。所述驱动装置直接地联接到所述偏心驱动构件,并且被配置成驱动流***移构件的往复运动。
在又一示例中,一种驱动往复泵的方法包括:为电动马达提供电力以促使转子在旋转轴线上的旋转;将电动马达的旋转输出直接提供给驱动装置;通过驱动装置将线性往复输入提供给所述泵的泵杆;以及将流体从所述流体容积泵喷涂到表面上。对于所述转子的一次绕转,所述流体容积泵进行一个泵循环。
在又一示例中,一种泵送***包括电动马达、驱动装置和往复泵。所述电动马达包括转子。所述转子包括从所述转子延伸的偏心驱动构件。所述驱动装置直接地联接到所述偏心驱动构件。所述往复泵包括联接到所述驱动装置的流***移构件和至少部分地装纳所述流***移构件的泵缸。所述驱动装置被配置成驱动所述流***移构件的往复运动。
在又一示例中,一种用于为往复泵提供动力以用于泵送流体来产生流体喷雾的驱动***包括电动马达、偏心驱动构件和驱动装置。所述电动马达包括定子和转子。所述转子被配置成在旋转轴线上旋转。所述偏心驱动构件从所述转子延伸。所述驱动装置联接到所述偏心驱动器,并且被配置成驱动流***移构件的往复运动。
在又一示例中,一种驱动往复泵以用于产生用于喷涂到表面上的加压流体喷雾的方法包括:为电动马达提供电力以促使转子在旋转轴线上的旋转;将来自所述转子的旋转输出提供给驱动装置;以及通过所述驱动装置向所述泵的流***移构件提供线性往复输入以促使所述流***移构件沿着泵轴线的往复运动来泵送流体。所述转子通过所述驱动装置连接到所述流***移构件,使得对于所述转子的一次绕转,所述流体容积泵进行一个泵循环。
在又一示例中,一种用于泵送流体以产生加压流体喷雾的泵送***包括电动马达、偏心驱动构件、驱动装置和往复泵。所述电动马达包括定子和转子。所述转子被配置成在旋转轴线上旋转。所述偏心驱动构件从所述转子延伸。所述驱动装置联接到所述偏心驱动构件以接收来自所述转子的旋转输出。所述往复泵包括联接到所述驱动装置的流***移构件和至少部分地装纳所述流***移构件的泵缸。所述驱动装置被配置成接收来自所述马达的所述旋转输出并且将所述旋转输出转换成线性往复运动以驱动所述流***移构件的往复运动。
在又一示例中,一种用于流体容积泵的驱动***包括电动马达、驱动装置、流***移构件和泵框架。所述电动马达包括定子和转子。所述定子和所述转子设置在轴线上。所述驱动装置在所述电动马达的第一端部处联接到所述转子。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置,使得所述电动马达在泵送期间经受由所述流***移构件的往复运动产生的泵负载。所述泵框架机械地联接到所述电动马达并且被配置成支撑所述流体容积泵和所述电动马达。
在又一示例中,一种用于往复流***移***的驱动***包括电动马达、驱动装置、流***移构件和泵框架。所述电动马达包括定子和转子。所述定子和所述转子设置在轴线上。所述驱动装置在所述电动马达的第一端部处联接到所述转子。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置,其中,所述驱动装置将来自所述转子的旋转输出转换成到所述流***移构件的线性往复输入。所述泵框架机械地联接到所述电动马达。在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由驱动装置和所述转子传递到所述泵框架。
在又一示例中,一种泵送设备包括框架、至少两个轴承、电动马达、驱动装置和泵。所述电动马达包括定子和转子,所述转子被配置成输出旋转运动。所述转子由所述至少两个轴承支撑,所述至少两个轴承支持所述转子的旋转。所述驱动装置被配置成接收所述旋转运动并且将所述旋转运动转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸。所述活塞被配置成接收所述线性往复运动以在所述缸内通过上行冲程和下行冲程往复。当移动通过所述上行冲程时,所述活塞接收向下的反作用力,并且当移动通过所述下行冲程时,所述活塞接收向上的反作用力。所述向上的反作用力和所述向下的反作用力两者都行进穿过所述驱动装置、所述转子并且然后到所述至少两个轴承。
在又一示例中,一种包括前述段落中任一段落的驱动***的喷涂机包括泵和控制器。所述泵包括被配置成通过所述驱动装置线性地往复的活塞。所述控制器被配置成向所述电动马达输出电能以控制所述电动马达的运转。
在又一示例中,一种流体容积泵包括具有第一端部和第二端部的电动马达、驱动装置以及具有连结到所述驱动装置以通过所述驱动装置往复的流***移构件的泵。所述电动马达包括:定子;和转子,所述转子围绕轴线旋转,所述定子径向地位于所述转子内,使得所述转子围绕所述定子旋转,所述转子包括具有位于所述电动马达的所述第二端部上的开口的壳体,所述壳体含有与所述壳体一起旋转的多个磁体;和延伸穿过所述开口以在所述壳体围绕所述定子旋转时保持所述定子静止的定子支撑件。所述驱动装置在所述电动马达的所述第一端部处连接到所述转子,所述驱动装置被配置成将来自所述转子的旋转输出转换成往复运动。所述流***移构件定位成与所述电动马达的所述第二端部相比更靠近所述电动马达的所述第一端部。
在又一个示例中,一种流体喷涂机包括:电动马达,所述电动马达包括定子和转子;驱动装置,所述驱动装置连接到所述转子,所述驱动装置被配置成将来自所述转子的旋转输出转换成往复运动;泵,所述泵包括连结到所述驱动装置以通过所述驱动装置往复的流***移构件;流体出口,所述流体出口喷涂由所述泵输出的流体;流体传感器,所述流体传感器输出指示由所述泵输出的所述流体的压力的信号;和控制器,所述控制器从所述流体传感器接收所述信号并且向所述定子输出运转电力,所述运转电力促使所述转子相对于所述定子旋转。
所述控制器被配置成:当所述信号指示由所述泵输出的所述流体的所述压力低于压力设定值时,将第一水平的运转电力输送到所述定子,所述第一水平的运转电力促使所述转子经由所述驱动装置使所述流***移构件往复,当所述信号指示由所述泵输出的所述流体的所述压力是处于所述压力设定值或高于所述压力设定值中的一个时,将第二水平的运转电力输送到所述定子,同时在所述流体出口关闭时所述转子和所述流***移构件保持失速,所述第二水平的运转电力促使所述转子推压所述驱动器装置,以促使在所述流体出口关闭并且所述转子和所述流***移构件保持失速时所述流***移构件向所述流体施加压力。
在又一个示例中,一种流体喷涂机包括:电动马达,所述电动马达包括定子和转子;驱动装置,所述驱动装置连接到所述转子,所述驱动装置被配置成将来自所述转子的旋转输出转换成往复运动;泵,所述泵包括连结到所述驱动装置以由所述驱动装置往复的流***移构件;流体出口,所述流体出口喷涂由所述泵输出的流体;和控制器,所述控制器向所述定子输出运转电力,所述运转电力促使所述转子相对于所述定子旋转。所述控制器被配置成促使所述转子在两种模式之间反转旋转方向,其中,在第一模式中,所述转子顺时针旋转,从而进行多个连续的完整绕转,以驱动所述活塞通过第一多个连续的泵送冲程,每个泵送冲程包括其中所述流***移构件在第一方向上移动的流体吸入阶段和其中所述流***移构件在与所述第一方向相反的第二方向上移动的流体输出阶段,并且在第二模式中,所述转子逆时针旋转,从而进行多个完整连续的绕转,以驱动所述活塞通过第二多个连续的泵送冲程,每个泵送冲程包括所述流体吸入阶段和所述流体输出阶段。
本发明内容仅以示例而非限制的方式提供。考虑到本公开的整体(包括整个文本、权利要求书和附图),将了解本公开的其它方面。
附图说明
图1A是喷涂***的正立面示意性框图。
图1B是图1A的喷涂***的侧立面示意性框图。
图2是驱动***和容积泵的等轴测前侧视图。
图3是图2的驱动***和容积泵的分解视图。
图4是沿着图2的线4-4截取的驱动***和容积泵的横截面视图。
图4A是图4的部分4A的放大视图。
图5是用于图2的驱动***和容积泵的支撑框架的等轴测前侧视图。
图6是用于图2的驱动***和容积泵的支撑框架的等轴测后侧视图。
图7是图2的驱动***的偏心驱动器的分解视图。
图8是驱动***和容积泵的另一实施例的等轴测前侧视图。
图9是图8的驱动***和容积泵的等轴测横截面视图。
图10A是用于图8的驱动***和容积泵的支撑框架的等轴测后侧视图。
图10B是支撑框架的另一实施例的等轴测后侧视图。
图10C是支撑框架的又一实施例的等轴测后侧视图。
图11是驱动***和容积泵的又一实施例的等轴测前侧横截面视图。
图12是图11的驱动***的等轴测前侧视图。
图13是驱动***和容积泵的又一实施例的横截面侧视图。
图14是驱动***和容积泵的又一实施例的横截面侧视图。
图15是驱动***和容积泵的又一实施例的等轴测前侧视图。
图16是沿着图15的线16-16截取的驱动***和容积泵的等轴测横截面视图。
图17是控制***的框图。
虽然上文标识的附图陈述了本发明的实施例,但如讨论中所述,也可以预期其它实施例。在所有情况下,本公开以表示而非限制的方式呈现本发明。应该理解,本领域技术人员可以设计出落入本发明原理的范围和精神内的许多其它修改和实施例。附图可以不按比例绘制,并且本发明的应用和实施例可以包括附图中未具体示出的特征、步骤和/或部件。
具体实施方式
本公开涉及一种用于往复流体容积泵的驱动***。本公开的驱动***具有带有偏心驱动器的电动马达。驱动构件将转子的旋转输出转换成流***移构件的线性往复输入。转子可以设置在定子的外部以围绕定子旋转,使得马达是外旋转器马达。
图1A是喷涂***1的正立面示意性框图。图1B是喷涂***1的侧立面示意性框图。一起讨论图1A和图1B。示出了支撑件2、储液器3、供应管线4、喷枪5和驱动***10。驱动***10包括电动马达12、驱动机构14、泵框架18和容积泵19。支撑件2包括支撑框架6和轮子7。示出了容积泵19的流***移构件16和泵主体19a。喷枪5包括手柄8和触发器9。
喷涂***1是用于将各种流体(其示例包括油漆、水、油、着色剂、抛光剂、骨料、涂料和溶剂以及其它选项)的喷雾施加到基底上的***。驱动***10(其也可以被称为泵组件)可以产生高流体泵送压力,例如,约3.4到69兆帕(MPa)(约500-10000磅/平方英寸(psi))或甚至更高。在一些示例中,泵送压力在约20.7到34.5MPa(约3000-5000psi)的范围中。高流体泵送压力对于将流体雾化成用于将流体施加到表面的喷雾是有用的。
驱动***10被配置成从储液器3吸取喷涂流体并且将流体向下游泵送到喷枪5以用于施加在基底上。支撑件2连接到驱动***10,并且相对于储液器3支撑驱动***10。支撑件2可以接收来自驱动***10的负载并且对其反作用。举例来说,支撑框架6可以连接到泵框架18,以对在泵送期间产生的负载反作用。支撑框架6连接到泵框架18。轮子7连接到支撑框架6,以促进在工作现场之间以及在工作现场内移动。
泵框架18支撑驱动***10的其它部件。马达12和容积泵19连接到泵框架18。马达12是具有定子和转子的电动马达。马达12可以被配置成由任何所期望的电力类型(例如直流(DC)、交流(AC)和/或直流和交流的组合)来供电。转子被配置成响应于穿过定子的电流(例如,直流或交流信号)而围绕马达轴线MA旋转。在一些示例中,转子可以围绕定子旋转,使得马达12是外旋转器马达。驱动机构14连接到马达12,以待由马达12驱动。驱动机构14接收来自马达12的旋转输出,并且将该旋转输出转换成沿着泵轴线PA的线性输入。驱动机构14连接到流***移构件16,以驱动流***移构件16沿着泵轴线PA的往复运动。如图1B中所图示,马达轴线MA横向于泵轴线PA设置。更具体地,马达轴线MA可以正交于泵轴线PA。在其它实施例中,马达12、驱动机构14和流***移构件16可以被同轴地设置,使得马达轴线MA和泵轴线PA是同轴的。流***移构件16在泵主体19a(例如下文讨论的缸94)内往复,以通过供应管线4将喷涂流体从储液器3泵送到喷枪5。
在运转期间,用户可以通过移动支撑件2将驱动***10操纵到相对于目标基底的所期望位置。举例来说,用户可以通过使轮子7上的支撑框架6倾斜并且将驱动***10滚动到所期望位置来操纵驱动***10。容积泵19可以延伸到储液器3中。马达12向驱动机构14提供旋转输入,并且驱动机构14向流***移构件16提供线性输入,以促使流***移构件16的往复运动。流***移构件16从储液器3吸取喷涂流体,并且驱动喷涂流体向下游穿过供应管线4到达喷枪5。用户可以通过例如用用户的单只手抓握喷枪5的手柄8来操纵喷枪5。用户通过致动触发器9促使喷涂。在一些示例中,由驱动***10产生的压力雾化离开喷枪5的喷涂流体,以产生流体喷雾。在一些示例中,喷枪5是无气喷涂机。在一些示例中,手柄可以从驱动***10延伸,并且用户可以通过抓握手柄并且携带驱动***10在工作现场内或工作现场之间操纵驱动***10。
图2是驱动***10的前侧部的等轴测视图。图3是驱动***10的分解视图。图4是驱动***10的横截面视图。图4A是图4的部分3A的放大视图。图5是用于图2的驱动***和容积泵的支撑框架的等轴测前侧视图。图6是用于图2的驱动***和容积泵的支撑框架的等轴测后侧视图。图7是图2的偏心驱动器的分解视图。一起讨论图2到图7。示出了电动马达12、控制面板13、驱动机构14、流***移构件16、支撑框架18和容积泵19。图2到图4和图7图示了联接到外转子电动马达12并且被配置成为泵19的流***移构件的往复运动提供动力的驱动机构14的一个实施例。图5和图6图示了被配置成机械地支撑电动马达12和泵19的支撑框架18的一个实施例。
电动马达12包括定子20、转子22和轴杆23。在所示出的示例中,电动马达12可以是可逆马达,因为定子20可以促使转子22围绕马达轴线A在两个旋转方向中的任一个上(例如,顺时针或逆时针)的旋转,马达轴线A可以与图1A和图1B中所示出的马达轴线MA相同。电动马达12设置在轴线A上,并且从第一端部24延伸到第二端部26。第一端部24可以是被配置成提供来自马达12的旋转输出的输出端部。第二端部26可以是电输入端部,所述电输入端部被配置成接收电力以提供给定子20来给马达12的运转提供电力。举例来说,一根或多根电线w可以延伸到电输入端部26中并且延伸到定子20,以提供电力来使定子20运行。转子22可以由壳体形成,所述壳体具有设置在第一壁30和第二壁32之间的圆筒形主体28。圆筒形主体在第一壁30和第二壁32之间相对于马达轴线A轴向地延伸。第一壁30和第二壁32基本上从圆筒形主体28径向地向内并且朝向马达轴线A延伸。圆筒形主体28和/或第一壁30和/或第二壁32可以具有从主体28和/或壁30、32径向地和/或轴向地突出的翅片31。转子22包括设置在内周面35上的永久磁体阵列34。内周面35可以是圆筒形主体28的径向内侧部。第二壁32可以具有被配置成接纳在圆筒形主体28的内直径中的轴向地延伸的凸缘36。第二壁32可以通过紧固件、粘合剂、焊接、压配合、过盈配合或其它所期望连接方式紧固到圆筒形主体28。举例来说,螺栓37或另一紧固件可以连接壁32和圆筒形主体28。第二壁32可以在内直径开口处具有径向地延伸的环形凸缘38。环形凸缘38可以例如通过轴承48可旋转地联接到轴杆23。环形凸缘38可以至少部分地限定接纳肩部,以用于接纳轴承48的外圈49和预加载轴承48。转子22可以包括从第一壁30轴向地延伸的多个圆柱形突出部40、41。圆柱形突出部40、41可以将转子22可旋转地联接到定子20和支撑框架18。
具有内圈43、外圈44和滚动元件45的轴承42在与第二端部26相反的轴杆端部46处将转子22可旋转地联接到定子20。具有外圈49、内圈50和滚动元件51的轴承48在第二端部26处将转子22可旋转地联接到定子20。
支撑框架18在输出端部24处经由具有外圈53、内圈54和滚动元件55的轴承52机械地联接到转子22。转子22可以接纳在支撑框架18中,使得转子22的一部分延伸到支撑框架18中并且由支撑框架18的一部分径向地围绕。轴承52可以设置在转子22和支撑框架18之间,使得轴承52和支撑框架18两者都在输出端部24处从转子22的所述部分径向地向外定位。波形弹簧垫圈56可以设置在轴承52和支撑框架18之间。额外的波形弹簧垫圈57可以设置在轴承42和轴杆23之间。
支撑框架18包括泵框架58(在图5中最佳可见)和支撑构件60(在图6中最佳可见)。应当理解,术语构件可以指固定在一起的单个件或多个件。泵框架58机械地支撑泵19和电动马达12。泵框架58在输出端部24处经由轴承52机械地联接到转子22。泵框架58可以包括泵壳体部分62、外框架主体63、突出部64a、支撑肋65、手柄附接件66和毂部67。支撑构件60为马达12提供框架。支撑构件60机械地联接泵框架58和马达12,并且支撑泵和电动马达的反作用力。支撑构件60从输出端部24处的泵框架58延伸到电输入端部26处的轴杆23。支撑构件60可以包括连接构件68、基板70和框架构件72。框架构件72可以包括突出部64b、支撑柱73、毂部74、肋75和支撑环76。基板70可以包括支撑柱71。泵框架58和框架构件72相对于轴线A设置在马达12的相反的轴向端部上。马达轴线A在输出端部24处法向于其的第一平面可以延伸穿过泵框架58。马达轴线A在输入端部26处法向于其的第二平面可以延伸穿过框架构件72。两个平面沿着马达轴线A轴向地间隔开并且不相交。
控制面板13可以安装到支撑框架18并且由支撑框架18支撑。具体来说,控制面板13可以相对于轴线A在框架构件72的与马达12相反的轴向侧部上安装至框架构件72,使得框架构件72将控制面板13与马达12分离并且沿着轴线A直接地设置在控制面板13和马达12之间。控制面板13可以经由框架构件72从马达12以悬臂方式延伸。控制面板13可以从支撑框架18以悬臂方式延伸。在所示出的示例中,控制面板13在控制支撑柱73处安装到框架构件。控制支撑柱73从框架构件72并且远离马达12轴向地延伸。控制支撑柱73可以提供框架构件72的导热元件和控制面板13之间的直接接触(例如,金属对金属接触),以促进热传递,如下文更详细讨论的。
控制面板13可以包括和/或支撑控制器15和驱动***10的各种其它控制和/或电气元件。控制器15可操作地电连接和/或通信连接到马达12,以控制马达12的运转,由此控制通过容积泵19进行的泵送。控制器15可以是用于控制通过容积泵19进行的泵送的任何所期望的配置,并且可以包括控制电路和存储器。控制器15被配置成存储软件、存储可执行代码、实施功能性和/或处理指令。控制器15被配置成执行本文中所讨论的功能中的任一个,包括接收来自本文中所引用的任何传感器的输出、检测本文中所引用的任何状况或事件以及控制本文中所引用的任何部件的运转。控制器15可以是用于控制驱动***10的运转、控制马达12的运转、收集数据、处理数据等的任何适合的配置。控制器15可以包括硬件、固件和/或存储的软件,并且控制器15可以全部或部分地安装在一个或多个板上。控制器15可以是适合于根据本文中所描述的技术运行的任何类型。虽然控制器15被图示为单个单元,但应当理解,控制器15可以跨越一个或多个板设置。在一些示例中,控制器15可以实施为多个离散的电路子组件。在一些示例中,控制器15可以跨越一个或多个位置实施,使得形成控制器15的一个或多个但少于全部的部件设置在控制面板13中和/或由控制面板13支撑。
控制器15可以可以包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它等同的离散或集成逻辑电路中的任何一个或多个。计算机可读存储器可以被配置成在运行期间存储信息。在一些示例中,计算机可读存储器可以被描述为计算机可读存储介质。在一些示例中,计算机可读存储介质可以包括非暂时性介质。术语“非暂时性”可以指示存储介质不嵌在载波或传播信号中。在某些示例中,非暂时性存储介质可以存储可以随时间改变的数据(例如,在RAM或高速缓存中)。控制模块14和/或马达控制器22的计算机可读存储器可以包括易失性和非易失性存储器。易失性存储器的示例可以包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)以及其它形式的易失性存储器。非易失性存储器的示例可以包括磁性硬盘、光盘、闪速存储器或者电可编程存储器(EPROM)或电可擦除且可编程(EEPROM)存储器的形式。在一些示例中,存储器被用于存储用于由控制电路执行的程序指令。在一个示例中,存储器由在控制模块14或马达控制器22上运行的软件或应用程序使用,以在程序执行期间临时存储信息。
控制面板13进一步被示出为包括用户接口17。用户接口17可以被配置为输入和/或输出装置。举例来说,用户接口17可以被配置成接收来自数据源的输入和/或提供关于有界区域和其中的路径的输出。用户接口17的示例可以包括声卡、视频图形卡、扬声器、显示装置(例如,液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器等)、触摸屏、键盘、鼠标、操纵杆或用于促进以用户或机器可理解的形式输入和/或输出信息的其它类型的装置中的一个或多个。虽然用户接口17被示出为形成为控制面板13的一部分,但是应当理解,在一些示例中,用户接口17可以远离控制面板13设置并且通信地连接到其它部件(例如,控制器15)。
驱动机构14连接到马达12和泵19。驱动机构14被配置成接收来自转子22的旋转输出并且将该旋转输出转换成到流***移构件16的线性往复输入。在所示出的示例中,驱动机构14包括偏心驱动器78、驱动构件80和驱动连杆82。偏心驱动器78可以包括套筒83和紧固件84。驱动构件80可以包括从动件86和轴承构件89。驱动连杆82可以包括连接槽90和销92。
泵19包括被配置成在缸94内往复以泵送流体的流***移构件16。在所示出的示例中,流***移构件16是被配置成在泵轴线PA上往复以泵送流体的活塞。然而,应当理解,流***移构件16可以是其它所期望配置,除了其它选项之外,例如,隔膜、柱塞等。在所示出的示例中,流***移构件16包括轴91和连接器93。泵19包括连接到支撑框架18的缸94。止回阀95、96设置在缸94内,并且调节穿过泵19的流。在所示出的示例中,止回阀95安装到形成流***移构件16的活塞,以与活塞一起行进。
支撑框架18支撑马达22和泵19。如下文更详细讨论的,支撑框架18通过轴承接口动态地连接到转子22并且静态地连接到定子20。支撑框架18静态地连接到泵19。电动马达12经由转子22动态地连接到支撑框架18,并且经由定子20静态地连接到支撑框架18。电动马达12经由流***移构件16动态地连接到泵19。泵19静态地连接到支撑框架18,并且动态地连接到电动马达12。
在所示出的示例中,马达12是具有内定子20和外转子22的电动马达。马达12可以被配置成由任何所期望的电力类型(例如直流(DC)、交流(AC)和/或直流和交流的组合)来供电。定子20包括电枢绕组21,并且转子22包括永久磁体34。转子22被配置成响应于穿过定子20的电流信号而围绕马达轴线A旋转。转子22在转子22的输出端部24处经由驱动机构14连接到流***移构件16。驱动机构14接收来自转子22的旋转输出,并且向流***移构件16提供线性往复输入。支撑框架18在输出端部24处机械地支撑电动马达12,并且通过缸94和泵19之间的连接机械地支撑往复流体容积泵19。支撑框架18至少部分地装纳往复泵19的流***移构件16。在所示出的示例中,缸94通过在夹具25的第一构件和夹具25的第二构件之间接纳支撑框架的一部分的夹具25安装到泵框架58。举例来说,凸缘59可以接纳在夹具25的两个构件之间。
定子20限定了电动马达12的轴线A。定子20围绕轴杆23设置并且由轴杆23支撑。轴杆23安装成在运转期间相对于马达轴线A静止。定子20固定到轴杆23,以维持定子20相对于马达轴线A的位置。通过在电动马达12的电输入端部26处或穿过电动马达12的电输入端部26进行的电连接,可以向电枢绕组21提供电力。每个绕组21可以是马达15的相的一部分。在一些示例中,马达15可以包括三相。可以根据电偏移的正弦波形向每个相提供电力。举例来说,具有三相的马达可以使每个相接收与其它相电偏移120度的电力信号。轴杆23可以是向电输入端部26敞开以用于接纳来自马达12外部的电线的中空轴。在替代实施例中,轴杆23可以是实心的、可以具有键、可以是D形或其它类似设计的。在一些实施例中,轴杆23可以由垂直于轴线A截取的多个圆柱形横截面限定,所述多个圆柱形横截面具有变化的直径,以适应在轴杆23的电输入端部26处与支撑框架18的机械联接以及在轴杆23的轴向相反的端部46处与转子22的联接。举例来说,轴杆23的第一端部可以径向地设置在定子20和转子22之间,并且具有比用于接收电输入的轴向相反的端部46更大的直径。
转子22与定子20同轴地并且围绕定子20设置,并且被配置成围绕轴线A旋转。转子22可以由具有在第一壁30和第二壁32之间延伸的圆筒形主体28的壳体形成,使得转子22被定位成围绕定子20的三个侧部延伸。转子22包括永久磁体阵列34。永久磁体阵列34可以设置在圆筒形主体28的内周面35上。空气间隙将永久磁体阵列34与定子20分离,以允许转子22相对于定子20旋转。在电动马达12的输出端部24处,转子22可以在定子20和轴杆23的整个径向范围上与定子20和轴杆23重叠。在一些示例中,转子22可以在电动马达12的输出端部24处完全包围定子20和轴杆23。在电动马达12的电输入端部26处,转子22可以在定子20的径向范围上与定子20部分地或完全地重叠。第二壁32从圆筒形主体28径向地向内朝向轴杆23延伸。轴杆23可以延伸穿过第二壁32中与轴杆23同心的开口,并且可以在轴向方向AD2上从第二壁32轴向地向外延伸。在所示出的示例中,第二壁32通过轴承48在电动马达12的电输入端部26处与轴杆23径向地分离,以允许转子22相对于轴杆23旋转。
通常,定子20产生与转子22的多个磁性元件相互作用的电磁场,以使转子22围绕定子20旋转。更具体地,定子20包括产生电磁场的多个绕组21。由绕组21产生的电磁场朝向转子22径向地向外面向。转子22包括周向地排列在转子22内的多个永久磁体34,或使金属材料暂时磁化的多个绕组,其中两者都周向地排列在转子22内。在转子22的任一配置中,由定子20的多个螺线管21产生的电磁场吸引和/或排斥转子22的磁性元件,以使转子22围绕定子20旋转。
转子22的第一壁30和/或第二壁32可以与圆筒形主体28一体地形成,或者可以机械地紧固到圆筒形主体28。与圆筒形主体28的机械连接可以以任何所期望的方式(例如,通过紧固件、过盈配合、焊接、粘合剂等)形成。转子22形成为使得转子22的封闭端部朝向泵19的往复运动的轴线PA定向,并且使得转子22的开口端部朝向控制面板13定向。转子22的封闭端部(由壁30形成)面向泵19,并且开口端部(由壁32形成,其敞开以促进电连接)沿着马达轴线A远离泵19定向。转子22的开口端部朝向控制面板13定向。在所示出的示例中,穿过壁32的开口直接通向控制面板13和马达22之间的空间。
第一壁30可以具有渐缩的厚度和/或可以在轴杆23和圆筒形主体28之间成角度。第一壁30可以具有渐缩的厚度,其中厚度在径向方向上从圆筒形主体28朝向轴线A增加。在所示出的示例中,第一壁30的轴向定向的面的轮廓使得第一壁30在第一轴向方向上向外成拱形。在所示出的示例中,第一壁30与圆筒形主体28一体地形成。
在所示出的示例中,第二壁32与圆筒形主体28分别形成并且连接到圆筒形主体28。在所示出的示例中,第二壁32用多个紧固件(更具体来说,通过螺栓37)紧固到圆筒形主体28的外直径部分。第二壁32可以包括在径向外端部处轴向地延伸的凸缘36,凸缘36可以与圆筒形主体28的内直径形成滑动配合。轴向地延伸的凸缘36将第二壁32与圆筒形主体28对准,以在组装期间提供正确的对准,并且防止转子22由于未对准而不平衡。轴向地延伸的凸缘36促进圆筒形主体28和第二壁30之间的同心度。轴向地延伸的凸缘36可以是环形的。圆筒形主体28和/或第一壁30和第二壁32中的一个或两个可以包括(轴向地和/或径向地)向外延伸以在转子22旋转时推动空气的一个或多个翅片31。举例来说,可以使用翅片31来引导冷却空气朝向控制面板13。翅片31可以由导热材料形成,以用作将热量从马达12传导出去的热沉。
轴承42、48和52同轴地设置在旋转轴线A上,使得轴承42、48和52的旋转构件在旋转轴线A上旋转。轴承42、48和52可以在尺寸上基本上类似或可以在尺寸上变化以支撑不同的负载并且适应空间约束。轴承42和48可以在尺寸上基本上类似,而在输出端部24处的轴承52可以更大以适应由转子22在输出端部24处接收的往复负载。在一些示例中,所有三个轴承42、48、52可以具有不同的尺寸。在所示出的示例中,端部轴承52大于端部轴承48,并且端部轴承48大于中间轴承42。轴承42、48和52的滚动元件可以在距轴线A的径向位置上变化。轴承52的滚动元件55可以设置在距电动马达12的旋转轴线A的第一半径R1处,轴承48的滚动元件51可以设置在距旋转轴线A的第二半径R2处,并且轴承42的滚动元件45可以设置在距旋转轴线A的第三半径R3处。如图4A中所图示,第一半径R1可以大于第二半径R2,并且第三半径R3可以大于第二半径R2并且小于第一半径R1。在一些示例中,第二半径R2是大于和等于第三半径R3中的一个。第一壁30可以经由轴承42在轴杆端部46处可旋转地联接到轴杆23的径向内侧部。轴承42包括内圈43、外圈44和滚动元件45。在一些示例中,轴承42可以是其中滚动元件45由圆柱形构件或球形成的滚子或球轴承。第一壁30可以联接到内圈43。定子20可以例如通过与外圈44介接的轴杆23联接到外圈44。滚动元件45允许转子22相对于定子20旋转。轴承42相对于定子20可旋转地支撑转子22,并且维持永久磁体阵列34和定子20之间的空气间隙,由此使马达12平衡。可以设置轴承42以确保在每个泵循环中定子20和转子22偏转相同的量,使得在每个上下泵负载的情况下,在定子20和转子22之间的空气间隙被维持,并且转子22不接触定子20。轴承42使转子22的无支撑长度最小化,并且在轴承52和轴承48之间提供中间支撑。在一些示例中,轴承42可以支撑由电动马达12产生的扭矩负载。轴承42可以主要使定子20和转子22对准,同时经受最小的泵反作用负载。在轴承42定位在轴杆23内部时,轴承42的半径R3可以由轴杆端部46处轴杆23的尺寸确定。
当部件沿着轴线(例如,沿着用于轴杆23和壁30的马达轴线A)设置在共同位置处使得从该轴线突出的径向线延伸穿过那些轴向地重叠的部件中的每一个时,可以认为部件轴向地重叠。类似地,当部件设置在与轴线径向地间隔开的共同位置(例如,相对于用于轴杆23和壁30的马达轴线A)处使得平行于轴线的轴向线延伸穿过那些径向重叠的部件中的每一个时,可以认为部件径向地重叠。
转子22的第一壁30可以在输出端部24处延伸到轴杆23中,使得轴杆23的一部分和第一壁30的一部分径向地重叠。这样,平行于轴线A的轴向线可以延伸穿过第一壁30和轴杆23中的每一个。转子22的圆柱形突出部40可以在轴向方向AD2上从马达12的输出端部24延伸并且在轴杆端部46处延伸到轴杆23中。这样,圆柱形突出部40从转子22的壳体的前端部并且轴向地远离泵框架58延伸。圆柱形突出部40在旋转轴线A上与转子22和定子20同轴,并且围绕旋转轴线A旋转。圆柱形突出部40可以延伸到轴杆23中,使得圆柱形突出部40与轴杆23轴向地重叠。这样,从轴线A延伸的径向线可以通过圆柱形突出部40和轴杆23中的每一个。圆柱形突出部40通过轴承42旋转地联接到轴杆23。圆柱形突出部40的外直径表面可以联接到内圈43,使得转子22乘坐在轴承42的内部。轴杆23可以联接到外圈44。在一些实施例中,圆柱形突出部40和轴承42中的每一个的至少一部分可以与永久磁体阵列34的一部分并且在一些示例中与定子20的一部分轴向地重叠。在替代实施例中,第一壁30可以旋转地联接到轴杆23的外直径,使得转子22联接到外圈44,并且轴杆23联接到内圈43。
转子22可以经由轴承48在电输入端部26处旋转地联接到定子20。轴承48包括外圈49、内圈50和滚动元件51。转子22可以联接到外圈49,而轴杆23可以联接到内圈50。滚动元件51允许转子22相对于定子20旋转,使得转子22乘坐在轴承48的外部。在一些示例中,轴承48可以是其中滚动元件51是圆柱形构件或球的滚子或球轴承。第二壁32可以联接到外圈49的外直径表面,并且可以围绕外圈49的轴向外端面延伸。第二壁32可以包括环形凸缘38,环形凸缘38从转子22朝向轴线A径向地向内突出。环形凸缘38可以相对于外圈49的外直径表面径向地向内延伸。凸缘38可以径向地重叠并且邻接外圈49的轴向外端面。凸缘38可以延伸以径向地重叠并且邻接外圈49的完全周向轴向外端面。轴杆23可以在电输入端部26处延伸穿过转子22,并且可以在轴向方向AD2上从轴承48轴向地向外突出,以允许轴杆23例如经由支撑构件60与支撑框架18联接。轴承48的半径R2可以由输入端部26处轴杆23的尺寸确定,并且对运转期间所产生的泵负载反作用。
轴承52可以支撑动态马达负载和在泵送期间由流***移构件16的往复运动产生的泵反作用力两者。轴承48可以支撑动态马达负载和在泵送期间由流***移构件16的往复运动产生的泵反作用负载两者。
与由轴承52同时经受的泵反作用力相比,由轴承48承受的泵反作用力在大致相反的轴向方向(PAD1、PAD2)上。举例来说,轴承52经受由被驱动通过下行冲程的流***移构件16引起的向上的泵反作用力,而轴承48经受在下行冲程期间向下的泵反作用力。类似地,轴承52经受由被驱动通过上行冲程的流***移构件16引起的向下的泵反作用力,而轴承54经受在上行冲程期间向上的泵反作用力。泵反作用负载通过轴承52传递到支撑框架18。
在一些实施例中,可以从驱动***10省略轴承42和48中的一个或两个。在这样的实施例中,转子22可以在所有三个侧部上与定子20和轴杆23完全分离并且没有机械联接。输出端部24上的第一壁30可以延伸跨过轴线A,以完全覆盖输出端部24处的定子20和轴杆23的径向范围,同时维持与定子20和轴杆23的轴向和径向分离。轴杆23可以延伸穿过第二壁32,并且可以通过间隙与其径向地分离,以允许在不存在轴承48的情况下转子22相对于轴杆23旋转。在这样的配置中,转子22的旋转可以由转子22和泵框架58(在本文中进一步讨论)之间的轴承联接件单独地或者与轴承42和48中的一个组合地支撑。
转子22在输出端部24处经由轴承52机械地联接到支撑框架18。轴承52包括内圈54、外圈53和滚动元件55。轴承52可以是滚子或球轴承,其中,滚动元件55是圆柱形构件或球。转子22可以接纳在泵框架58中,使得转子22的一部分延伸到泵框架58中并且由泵框架58的一部分径向地围绕。轴承52可以设置在转子22和泵框架58之间,使得轴承52和泵框架58两者都在输出端部24处从转子22径向地向外定位。转子22可以联接到内圈54,并且泵框架58可以联接到外圈53,使得转子22乘坐在轴承52的内部。滚动元件55允许转子22相对于泵框架58的旋转运动。
轴承52接近驱动机构14定位,并且最直接地经受由流***移构件16的往复运动产生并且经由转子22并且更具体地经由驱动机构14联接到其的圆柱形突出部41传递的泵负载。如与其它马达支撑轴承(例如,轴承42、48)相比,轴承52可以具有相对大的半径R1,以适应由流***移构件16的往复运动产生的泵负载和由电动马达12产生的扭矩负载两者。轴承52可以支撑动态马达负载(包括由电动马达12产生的扭矩负载)和在泵送期间由流***移构件16的往复运动基本上沿着泵轴线PA产生的上下泵负载两者。这样的泵反作用负载可以由电动马达12承受,并且在直接驱动配置中特别明显,所述直接驱动配置不包括转子22和驱动机构14之间的中间齿轮。举例来说,图2到图4中所示出的驱动***10具有直接驱动配置。
转子22可以包括在轴向方向AD1上从转子22的壁30延伸的圆柱形突出部41。圆柱形突出部41可以在方向AD1上从电动马达12的输出端部24或前端部轴向地向外延伸,并且可以延伸到泵框架58中的开口中。圆柱形突出部41以旋转轴线A为中心,并且与转子22一起围绕旋转轴线A旋转。轴承52可以设置在圆柱形突出部41的外直径部分上,以通过圆柱形突出部41将转子22联接到泵框架58。圆柱形突出部41可以联接到内圈54,并且泵框架58可以联接到外圈53。内圈54可以设置在圆柱形突出部41的外直径表面上。滚动元件55允许转子22相对于泵框架58的旋转运动。圆柱形突出部41可以沿着轴线A至少部分地延伸到泵框架58中。在一些示例中,圆柱形突出部41不完全延伸穿过泵框架58,使得圆柱形突出部41在第一轴向方向AD1上不突出超过泵框架58的结构。在一些示例中,圆柱形突出部41确实完全延伸穿过泵框架58,使得圆柱形突出部41的一部分在轴向方向AD1上突出超过泵框架58的结构。
如本文所使用的,术语“轴向外部”指的是面向电动马达12外部的表面(即,沿着轴线A远离定子20),并且术语“轴向内部”指的是面向电动马达12的内部部分(即,沿着轴线A朝向定子20)的表面。壁30的轴向外端面的一部分可以与内圈54的轴向定向的端面(在所示出的示例中在轴向方向AD2上定向)径向地重叠并且邻接。壁30由此可以形成用于轴承52的支撑件。壁30的轴向外端面的部分可以从圆柱形突出部41径向地向外延伸,并且完全环形地围绕圆柱形突出部41,以径向地重叠并且邻接内圈54的完全周向的轴向内端面。举例来说,壁30可以包括环形轴向延伸突出部,所述环形轴向延伸突出部外接圆柱形突出部41并且延伸大概等于或小于内圈54的高度以与内圈54介接。突出部被配置成固定轴承52的轴向内部位置并且将旋转的壁30与静止的外圈53轴向地分离。
轴承42、48和52可以由泵框架58和支撑构件60预加载。泵框架58可以与轴承52的轴向端面径向地重叠。支撑构件60的框架构件72可以与轴承48的轴向端面径向地重叠。当支撑构件60被固定以将框架构件58、72连接在一起时,随着轴承52、42和48在泵框架58和框架构件72之间被压紧,轴向向内的力被施加到轴承52和48的轴向端面。在方向AD2上的轴向向内的力被施加到轴承52的径向地延伸的轴向端面,并且具体地,被施加到外圈53的外轴向端面。在方向AD1上的轴向向内的力被施加到轴承48的径向地延伸的轴向端面,并且具体地,被施加到内圈50的外轴向端面。轴向力预加载轴承42、48和52,以在驱动***10的运转期间从轴承42、48和52移除游隙。波形弹簧垫圈可以被用于降低轴承噪音。在一些实施例中,第一波形弹簧垫圈56可以在输出端部24处设置在泵框架58和轴承52的外圈53的轴向端面之间。第二波形弹簧垫圈57可以设置在轴杆23的一部分和轴承42的外圈44的轴向端面之间。可替选地或另外,波形弹簧垫圈可以设置在轴杆23的一部分和轴承48的内圈50的轴向端面之间。
驱动***10的轴承布置提供了显著的优点。轴承52和48对泵送期间产生的泵反作用负载反作用。轴承52、48促进驱动***10的直接驱动配置。轴承52和48使转子22稳定,以促进到流***移构件16的直接驱动连接。由轴承52、48在输出端部24和输入端部26处经受的泵反作用力被传递到支撑框架18的连接到支架(stand)或以其它方式将驱动***10支撑在支撑表面上的部分。在所示出的示例中,泵反作用力经由泵框架58、框架构件72和连接构件68传递到基板70,从而平衡跨越支撑框架18的力。基板70例如对连接到安装件(mount)71的支架反作用力,并且力由此被传递远离马达12。所有的泵力和马达力通过基板70反作用,基板70可以与泵框架58一体地形成或直接地连接到泵框架58,并且经由框架构件72机械地联接到马达轴杆23。该连接使马达12平衡,从而提供了更长的寿命、更少的磨损、更少的停机时间、更有效的运转和成本节省。轴承42进一步将转子22对准在泵轴线A上。轴承42使转子22的无支撑跨度最小化,从而将转子22对准并且防止转子22和定子20之间的不期望的接触。轴承42由此增加了马达12的运转寿命。
支撑框架18在输出端部24处机械地支撑电动马达12,并且至少部分地装纳流***移构件16。支撑框架18可以机械地联接到转子22和定子20两者。支撑框架18可以在输出端部24处机械地联接到转子22,并且在电输入端部26处机械地联接到轴杆23。这样,支撑框架18可以完全围绕马达12延伸,并且联接到马达12的轴向相反的端部以支撑马达12。轴杆23机械地联接到支撑框架18,以相对于支撑框架18固定定子20。轴杆23相对于支撑框架18固定,使得固定到轴杆23的定子20相对于支撑框架18或马达旋转轴线A不旋转。
支撑构件60可以围绕转子22的外部从泵框架58延伸到轴杆23,以将泵框架58连接到轴杆23,使得定子20经由支撑构件60相对于支撑框架18固定。支撑构件60可以可拆卸地紧固到轴杆23。支撑构件60将轴杆23固定到泵框架58,以防止定子20和支撑框架18之间的相对移动。无论是轴杆23还是定子20都没有在输出端部24处固定到支撑框架18。相反,转子22的一部分轴向地设置在轴杆23和定子20之间,并且使轴杆23和定子20与支撑框架18分离。这样,马达12在输出端部24处由支撑框架18动态地支撑,并且在输入端部26处由支撑框架18静态地支撑。
支撑构件60可以从转子22的圆筒形主体28的外部的径向向内的位置延伸到圆筒形主体28的径向向外的位置。支撑构件60可以在与转子22具有足够的径向间隔的情况下围绕转子22周向地延伸,以允许转子22在支撑构件60内部不受阻碍地旋转。在所示出的示例中,支撑框架18不完全包围转子22。应当理解,并且非所有的示例都是如此限定的。在所示出的示例中,在支撑框架18和转子22的外部之间不存在零件。因此,支撑框架18允许气流穿过其自身并且越过转子22。
支撑构件60包括一个或多个连接构件68、基板70和框架构件72。应当理解,每个连接构件68可以由单个部件或固定在一起的多个部件形成。每个连接构件68也可以被称为连接器。基板70也可以被称为连接器。连接构件68和基板70延伸跨越圆筒形主体28并且与其间隔开。框架构件72设置在电输入端部26处并且联接到轴杆23。框架构件72也可以被称为框架端部。框架构件72相对于马达轴线A径向地延伸,并且机械地联接到连接构件68和基板70。连接构件68和基板70可以在轴向方向AD2上从泵框架58轴向地向外延伸。连接构件68、70与圆筒形主体28径向地间隔开。支撑构件60的连接构件68可以平行于马达轴线A延伸或可以成角度,使得连接构件68的在输出端部24处的端部可以围绕轴线A从连接构件的在电输入端部26处的端部周向地偏移。
支撑构件60的框架构件72可以基本上平行于转子22的第二壁32延伸,并且可以与其轴向地间隔开。框架构件72可以基本上平行于泵框架58设置。框架构件72从轴杆23延伸到圆筒形主体28的径向外部的位置,在所述位置处,框架构件72与连接构件68和基板70结合。框架构件72固定到轴杆23。
支撑构件60在输出端部24处连接到泵框架58。支撑构件60可以在圆筒形主体28的径向外部的一个或多个位置处或在圆筒形主体28的径向向内的一个或多个位置处连接到泵框架58,并且然后径向地延伸到圆筒形主体28的径向向外的位置。支撑构件60固定定子20相对于转子22和泵轴线PA的轴向位置,并且沿着马达轴线A将电动马达12的部件轴向地固定在一起。支撑构件60可以是整体主体或者可以包括紧固在一起的多个部件,并且能够将定子20连接到泵框架58,以将定子20在轴线A上相对于转子22和泵框架58维持在固定轴向位置中。
在非限制性实施例中,连接构件68可以是可以围绕马达12的顶部部分周向地间隔开的拉杆。拉杆可以可拆卸地安装到泵框架58和框架构件72中的一个或两个。基板70可以是设置在马达12的底部部分下方的基本上实心的基板或托架。基板70可以具有基本上等于泵壳体部分62的宽度的宽度。在一些实施例中,基板70可以具有基本上等于或大于转子22的圆筒形主体28的直径的宽度。
框架构件72可以包括毂部74。框架构件72可以可拆卸地联接到轴杆23。举例来说,框架构件72可以与轴杆23滑动地接合。在一些示例中,框架构件72可以固定到轴杆23。举例来说,框架构件72的毂部74可以螺栓固定到轴杆23,或者用保持螺母(未示出)固定到轴杆23。连接构件68和基板70可以固定到框架构件72,并且可以将毂部74固定到轴杆23。
除了向马达12提供机械支撑之外,支撑构件60还可以在运转期间将热量远离马达12传导。轴杆23延伸穿过转子22并且在电输入端部26处从转子轴向地向外延伸,并且可以在轴向方向AD2上从轴承48向外突出。轴向地延伸超过轴承48的部分可以与支撑构件60连接,并且提供从定子20到支撑构件60并且远离电动马达12的传导性热传递的路线。更具体来说,框架构件72固定到轴杆,并且与其成直接热交换关系。如下文更详细讨论的,框架构件72被配置成传导来自马达12和控制面板13两者的热量,马达12和控制面板13是驱动***10的主要发热部件。
轴杆23和支撑构件60两者都可以由导热材料(例如,金属)形成。轴杆23可以被放置成与支撑构件60(例如,与框架构件72)直接接触,以提供直接导热路径,以将热量远离马达12引导。如图4中所图示,轴杆23沿着定子20的完全轴向长度与定子20轴向地重叠。轴杆23能够从定子20吸取热量,并且朝向电输入端部26并且从定子20轴向地向外传导热量。轴杆23经由在框架构件72与轴杆23接触的位置处的传导将热量传递到框架构件72。这样,用于从定子20传递热量的传导路径延伸穿过轴杆23到框架构件72。在一些实施例中,框架构件72可以与轴杆23的轴向地延伸的表面和轴杆23的径向地延伸的端面固定接触。举例来说,框架构件72的一部分(例如,从毂部74延伸的唇部)可以越过轴杆23的端部径向地延伸,以增加直接接触的表面积,并且将热量远离轴杆23并且远离电动马达12传递。可以选择框架构件72的形状和表面积,以促进远离电动马达12的热传递。
图5示出具有基板70的泵框架58的一个实施例的前等轴测视图。泵框架58和基板70可以例如通过举例来说铸造为整体部件而一体地形成,或者可以由机械地固定在一起的多个部件形成。举例来说,泵框架58和基板70可以例如通过螺栓或其它紧固件可拆卸地连接在一起。泵框架58可以包括驱动连杆壳体61、泵壳体部分62、内框架主体63a、外框架主体63b、中间框架主体63c、具有从电动马达12径向向外设置的远端端部的突出部64a、支撑肋65、手柄附接件66和毂部67。泵框架58为泵19提供机械支撑和壳体。
泵框架58为马达22提供机械支撑。泵框架58可以从轴承52径向地向外延伸。轴承52可以接纳在毂部67中。转子22可以被接纳通过内框架主体63a中的开口。外框架主体63b相对于马达轴线A从内框架主体径向向外地定位。中间框架主体63c定位在内框架主体63a和外框架主体63b之间。肋65可以在内框架主体63a和中间框架主体63c之间、在内框架主体63a和外框架主体63b之间以及在中间框架主体63c和外框架主体63b之间延伸。肋65可以被用于减轻泵框架58的重量,同时提供结构支撑。在一些实施例中,多个肋65可以在毂部67和外框架主体63b之间延伸(在图6中最佳示出)。肋65可以支撑来自轴承52的负载,并且可以减轻泵框架58的重量。肋65可以围绕毂部67的一部分基本上周向地间隔开。肋65在长度上可以取决于外部框架主体63b的形状或相对于轴承52、内框架主体63a或中间框架主体63c的定位而变化。如图5中所图示,外框架主体63b可以具有与是圆柱形的轴承52b不同的形状。这样,外框架主体63的周边与轴承52或毂部67的周边不均匀地间隔开,并且将毂部67连接到外框架主体63b的肋65在长度上相应地变化。可以选择外框架主体63b的尺寸和形状以及肋65的数量、厚度和定位,以支撑轴承52和电动马达12,同时减轻泵框架58的重量。突出部64a可以是从毂部67延伸的基本上实心的三角形突出部。突出部64a可以形成用于构件68的附接点,以将框架构件72固定到泵框架58。
驱动连杆壳体61可以定位在内框架主体63a中的开口中。如图5中的示例所图示,驱动连杆壳体62是定位在开口下方(在轴向方向PAD1(图4中所示出)上)并且在泵壳体部分62上方的圆筒形主体。驱动连杆壳体61的开口与穿过内框架主体62a的开口正交。驱动连杆壳体61将驱动连杆82的运动限制为沿着泵轴线PA的上下移动。
泵框架58的泵壳体部分62至少部分地装纳流***移构件16并且支撑容积泵19。泵19设置在泵轴线PA上的输出端部24处,泵轴线PA正交于马达轴线A并且沿着轴线A与驱动机构14轴向地对准。泵框架58的泵壳体部分62可以在轴向方向AD1上从驱动机构14向外延伸以装纳流***移构件16。如图5中的示例中所图示,泵壳体部分62由U形壁形成,所述U形壁以在轴向方向AD1上远离马达12并且在轴向方向PAD2上朝向泵19的方式向泵框架58的前端部敞开。在运转期间,泵19的一部分设置在泵壳体部分62的腔室中。
图6示出了包括组装在一起的泵框架58和支撑构件60的支撑框架18的一个实施例的后等轴测视图。为了清楚起见,电动马达12已经从所示视图中移除。图6示出了包括泵框架58和支撑构件60的支撑框架18。支撑构件60包括连接构件68、基板70和框架构件72。框架构件72包括毂部74,毂部74被配置成接纳轴杆23的一部分,使得轴杆23由框架构件72支撑并且框架构件72与轴杆23接触。框架构件72定位成与轴杆23的外表面接触。通过维持与轴杆23的接触,框架构件72可以经由热传导将热量从定子20吸取走。轴杆23和框架构件72两者都可以由能够将热量从定子20内部传导到输入端部26和框架构件72的导热材料(例如,铝)形成。如关于图4所讨论的,轴杆23沿着定子20的完全轴向长度与定子20轴向地重叠,并且能够从定子20吸取热量,并且朝向电输入端部26并且从定子20轴向地向外传导热量。轴杆23经由在框架构件72与轴杆23接触的位置处的传导将热量传递到框架构件72。这样,用于从定子20传递热量的传导路径延伸穿过轴杆23到框架构件72。
框架构件72的毂部74被配置成与轴杆23的轴向地延伸的表面固定接触。框架构件72从轴杆23径向地延伸,以将热量远离轴杆23并且远离电动马达12径向地传递。可以选择框架构件72的形状和表面积,以促进远离电动马达12的热传递。框架构件72上的突出部件64b可以从毂部74径向地向外延伸,以将热量从轴杆23径向地向外引导。突出部64b提供相对于板72增加的表面积,以进一步促进电动马达12的热传递和冷却。可以选择框架构件72上的突出部64b的数量、形状和位置布置,以提供经由轴杆23远离定子20和远离控制面板13的有效热传递。如图6中的示例中所图示,突出部64b可以是由多个肋75形成的基本上敞开的主体,多个肋75以会聚形状从毂部74延伸到远端端部或突出部64b。在所示出的示例中,多个肋75形成三角形突出部,随着突出部远离轴线A径向地延伸,所述三角形突出部变窄。突出部64b为支撑框架18提供结构刚性,并且为来自定子20的传导性热传递提供了表面区域,同时允许马达12和控制面板13之间的气流。突出部64b可以围绕毂部74以星状形状布置,其中在毂部74处的基部延伸到尖的远端端部。如图6中所图示,两个下部突出部64b连接到基板70并且各自由两个肋75形成,并且两个上部突出部64b连接到连接构件68并且各自由三个肋形成。
框架构件72可以另外包括围绕毂部74形成和连接突出部64b的多个同心支撑环76。支撑环76可以为框架构件72提供增加的刚性,同时允许马达12和控制面板13之间的气流。支撑环76还增加了框架构件72的表面积,从而提供热传递。形成穿过框架构件72的开口,所述开口进一步增加表面积并且允许气流穿过框架构件72以进一步促进热传递。在不脱离本发明的范围的情况下,预期并且可以使用用以增加框架构件72的表面积的替代设计。
框架构件72可以以任何所期望方式连接到轴杆23,所述方式防止框架构件72相对于轴杆23的轴向位移和旋转,并且固定定子20相对于转子22的轴向位置。在一些实施例中,框架构件72可以滑动配合到轴杆23的外表面上。泵框架58和框架构件72之间的压紧性连接可以固定轴杆23和定子20,以防止相对于泵轴线A的移动。框架构件72和泵框架58之间借助于构件68、70的连接防止框架构件72围绕轴线A的相对移动,并且可以夹持定子20和轴杆23。
在一些示例中,框架构件72可以用一个或多个紧固件紧固到轴杆23的外表面,使得轴杆23相对于框架构件72固定,框架构件72通过基板70和构件68固定到泵框架58。轴杆23由此相对于泵轴线A固定。框架构件72沿着轴杆23的外表面与轴杆23接触。框架构件72可以固定到轴杆23,使得在运转期间维持框架构件72和轴杆23之间的接触,以为从定子20到框架构件72的热传递提供传导路径。
可以选择在毂部74处框架构件72在轴向方向上的轴向长度,以增加框架构件72和轴杆23之间的接触表面积,并且由此增加热传递能力。框架构件72可以以任何所期望方式连接成与轴杆23介接。举例来说,如图4中所示,毂部74可以滑动配合到轴杆23的外直径表面上。穿过毂部74的开口可以被定尺寸成允许毂部74的内直径表面维持与轴杆23接触,以提供从轴杆23到框架构件72的热传导路径。
框架构件72可以支撑控制面板13。如图2和图4中所图示,控制面板13可以安装到框架构件72的与马达12相反的后侧部。控制面板13可以经由螺栓或本领域已知的其它保持机构紧固到框架构件72的安装柱73。控制面板13上的传导材料可以经由安装柱73与框架构件72介接,以提供从控制面板13到框架构件72的热传导路径。这样,框架构件72可以从马达12和控制面板13两者吸取走热量并且将热量传递到环境。在所示出的示例中,控制面板13在安装柱73处安装到框架构件72。安装柱73沿着轴线A将控制面板13与框架构件72间隔开。冷却风室由此形成在框架构件72和控制面板13之间,以促进其之间的气流。安装柱73和控制面板13的一部分和/或将控制面板13连接到框架构件72的紧固件可以由导热材料形成。由此,在控制面板13和框架构件72之间形成直接的热路径。控制面板13被安装成使得控制面板13从由框架构件72形成的热沉以悬臂方式延伸。在其它实施例中,控制面板13可以安装在沿着轴线A轴向地设置在泵框架58和框架构件72之间的马达12的侧部上。
框架构件72轴向地设置在马达12和控制面板13之间,马达12和控制面板13是驱动***10的主要发热部件。框架构件72将热量远离设置在框架构件72的两个轴向侧部上的部件传导。框架构件72被配置成提供大的表面积并且远离轴线A径向地延伸以促进热传递。马达12和控制面板13两者都可以具有到框架构件72的直接热路径(例如,通过直接金属对金属接触)。由此,框架构件72在结构上支撑马达12和控制面板13两者,并且为马达12和控制面板13提供散热。
泵框架58和框架构件72可以各自分别包括至少两个突出部64a、64b。突出部64a、64b可以从轴线A径向地向外延伸,使得每个突出构件64a、64b的远端端部从转子22径向地向外设置。连接构件68可以紧固到突出部64a、64b的远端端部。基板70可以紧固到设置在框架构件72的底部侧部上的突出部64b的远端端部。连接构件68可以紧固到设置在马达12的顶部侧部上的突出部64a、64b的远端端部,以跨越转子22的顶部外表面将泵框架58与框架构件72连接。基板70可以紧固到下部突出部64b的远端端部,以跨过转子22的底部外表面将泵框架58与框架构件72连接。突出部64a和64b可以被成形成在运转期间为支撑框架18提供结构一体性,同时限制添加到驱动***10的重量的量。如图6中的示例所图示,突出部64a是具有肋65的基本上实心的三角形主体,肋65被设置成在减轻重量的同时增加刚性。
泵框架58和框架构件72中的每一个上的突出部64a、64b可以相对于彼此对称地或不对称地并且在相等或不相等的间隔的情况下来布置。如图2、图3和图5中所图示,泵框架58可以具有两个突出部64a,两个突出部64a与框架构件72上的突出部64b(图6中所示)轴向地对准。框架构件72可以具有四个突出部64b,四个突出部64b以围绕轴线A不相等地间隔开的X配置来布置。
连接构件68和基板70将泵框架58连接到框架构件72。连接构件68和基板70是刚性的,并且能够在驱动***10的运转期间维持泵框架58和框架构件72之间的固定关系。另外,连接构件68和基板70被配置成支撑由电动马达12产生并且通过泵框架58和框架构件72传递的扭矩负载,并且进一步支撑由流***移构件16的往复运动产生并且也通过泵框架58和框架构件72传递的泵反作用负载。连接构件68可以是除了其它选项之外可以通过螺栓或其它保持机构紧固到突出部64a和64b的拉杆。基板70可以是被设计成向支撑框架18提供额外的结构刚性的板或托架。
基板70可以被配置成安装到手推车或静止组件上,以便于操作和运输。基板70可以包括被配置成接纳紧固件以将驱动***10固定到手推车或静止组件的多个安装柱71或凸起部。在其它实施例中,泵框架58和/或基板70可以被配置成安装到手推车或静止组件,以便于操作和运输。在一些实施例中,泵框架58可以包括用于固定手柄以便于携载驱动***10的附接特征66。
如本文中进一步所描述的,支撑构件60不限于所图示的实施例,并且可以包括能够相对于泵框架58并且相对于泵轴线A固定定子20的任何单个部件或部件的组合。支撑构件60可以完全或部分地包围转子22,如图2中所图示,或者可以被设置成跨越转子22的单个侧部,所述单个侧部从输出端部24延伸到电输入端部26,如图12中所图示。在一些实施例中,支撑构件60可以包括第二框架构件。第二径向地延伸的构件可以设置在泵框架58和转子22的第一壁30之间。第二框架构件可以固定到泵框架58并且与第一壁30轴向地间隔开,以允许转子22不受阻碍地旋转。支撑构件60可以包括单个连接构件68和/或基板70或多个连接构件68和/或基板70或其任何所期望的组合,如下文进一步详细描述的。可以选择连接构件68和基板70的尺寸、形状、数量和位置,以减轻重量,同时为驱动***10提供结构一体性。同样地,可以选择框架构件72的尺寸、形状和数量以减轻重量,同时为驱动***10提供结构一体性。
转子22可以延伸穿过泵框架58并且在轴向方向AD1上从轴承52轴向地向外延伸。在所示出的示例中,驱动机构14在输出端部24处在轴向方向AD1上轴向地在轴承52的外侧的位置处直接地连接到转子22。驱动机构14被配置成接收来自转子22的旋转输出,并且将旋转输出转化成到流***移构件16的线性往复输入。在所示出的示例中,驱动***10不包括在马达12和驱动机构14之间的中间齿轮。然而,应当理解,驱动***10的一些示例包括马达12和驱动机构14之间的中间齿轮。在这样的示例中,偏心装置78的旋转轴线可以从转子22的旋转轴线径向地偏移。
驱动机构14包括偏心驱动器78、驱动构件80和驱动连杆82。偏心驱动器78设置在电动马达12的转子22上,并且与转子22一起旋转。偏心驱动器78从旋转轴线A径向地偏移。这样,转子22的旋转促使偏心驱动器78围绕旋转轴线A在圆形路径上移动。偏心驱动器78提供为驱动机构14提供动力并且可以被这样称为的偏心曲轴。驱动构件80机械地联接到偏心驱动器78,并且被配置成驱动流***移构件16的往复运动。偏心驱动器78在没有中间齿轮的情况下直接地联接到驱动构件80。转子22和流***移构件16之间的直接连接提供了转子旋转与泵循环的1∶1的比率。这样,对于转子22围绕轴线A的每一次旋转,流***移构件16进行一个完整的泵循环,所述一个完整的泵循环包括上行冲程和下行冲程。
偏心驱动器78从转子22的输出端部24轴向地向外突出,并且从旋转轴线A径向地偏移。更具体地,偏心驱动器78从转子22的圆柱形突出部41在轴向方向AD1上突出。在一些实施例中,偏心驱动器78可以与圆柱形突出部41一体地形成。在替代实施例中,偏心驱动器78可以由一个或多个部件形成并且与转子22一起组装。如图2到图4和图7中所图示,偏心驱动曲轴78可以是延伸到转子22的孔79中的圆筒形主体。在一些示例中,孔79可以延伸穿过圆柱形突出部41并且延伸到圆柱形突出部40中。在这样的示例中,孔79可以与轴承52和轴承42两者轴向地重叠。孔79从偏心驱动器78的旋转输入的旋转轴线(例如,所示的直接驱动布置中的轴线A)偏移,并且因此具有从圆柱形突出部41的中心偏移的中心。如图7中所图示,孔79可以邻近圆柱形突出部41的外直径定位。孔79可以基本上位于圆柱形突出部41的中心和圆柱形突出部41的外直径之间。孔79可以被配置成以滑动配合接纳偏心驱动器78的至少一部分。圆柱形突出部40和41可以被配置成在泵反作用力经由驱动构件80施加到偏心驱动器78时支撑偏心驱动器78。
圆柱形突出部41可以包括凸起部88。凸起部88可以限定孔79的开口,可以被用于定位偏心驱动器78,并且可以在往复载荷经由驱动构件80施加到偏心驱动器78时支撑偏心驱动器78。凸起部88在第一轴向方向AD1上从圆柱形突出部41朝向驱动构件80轴向地向外突出。凸起部88可以是从圆柱形突出部41延伸的圆柱形突出部。凸起部88通过减小从转子22以悬臂方式延伸的偏心驱动器78的长度来支撑偏心驱动器78。凸起部88可以具有比圆柱形突出部41更小的外直径。穿过凸起部88的中心线从轴线A径向地偏移。
在一些实施例中,圆柱形突出部41可以具有基本上中空的主体,所述基本上中空的主体具有由多个肋87限定的腔。肋87可以从偏心驱动器78径向地向外延伸到圆柱形突出部41的外圆柱形壁。更具体地,肋87可以从孔79和凸起部88径向地向外延伸。肋87可以被配置成支撑轴承52和偏心驱动器78的负载。另外,肋87的使用可以减小特别是在输出端部24处转子22的重量,转子22在输出端部24处联接到支撑框架18。肋87可以围绕偏心驱动器78周向地间隔开。肋87可以围绕偏心驱动器78的一部分延伸,所述一部分小于偏心驱动器78的整个圆周。取决于肋87的位置,肋87的在偏心驱动器78和圆柱形突出部41的壁之间的径向长度可以变化。从邻近圆柱形突出部41的中心的围绕偏心驱动器78的位置延伸的肋87可以比从更靠近圆柱形突出部41的外壁的围绕偏心驱动器78的位置延伸的肋87长。偏心驱动器78在轴向方向AD1上比圆柱形突出部41突出得更远。这样,偏心驱动器78可以表示转子22的最轴向向前部分。在一些示例中,曲轴78与支撑框架18至少部分地轴向地重叠。
偏心驱动器78可以包括套筒83和螺栓84(图4、图4A和图7中所示)。套筒83可以借助于压配合或过渡滑动配合接纳在孔79中。螺栓84可以滑动地接纳在套筒83中。螺栓84可以在孔79的轴向内端部处以螺纹方式紧固到孔79。孔79的轴向内端部可以定位在圆柱形突出部40中。孔79可以具有多个内直径。在所示出的示例中,孔79包括两个内直径D1、D2(在图4A中示出)以容纳较大直径的套筒83和较小直径的螺栓84。内直径D1可以大于内直径D2以容纳套筒83。内直径D2可以小于内直径D1以容纳螺栓84。具有内直径D1的孔79的一部分可以在轴向方向AD2上从凸起部88延伸第一轴向长度L1。具有内直径D2的孔79的一部分可以在轴向方向AD2上从L1的端部延伸到第二轴向长度L2。具有内直径D1的孔79的部分可以具有基本上平滑的表面以提供与套筒83的滑动配合。具有内直径D2的孔79的部分可以带螺纹以固定螺栓84。螺栓84可以将套筒83保持在转子22中。螺栓84可以延伸到圆柱形突出部40中,并且可以径向地定位在定子20内。螺栓84设置在转子22中,转子22保持永久磁体阵列34。螺栓84可以由有色金属材料形成,以防止与电动马达12干扰。
偏心驱动器78在轴向方向AD1上从转子22延伸并且从旋转轴线A偏移。驱动构件80可以可旋转地联接到曲轴78。驱动构件80可以是连接杆。驱动构件包括在第一端部处的从动件86,从动件86被配置成接纳偏心驱动器78的套筒83。从动件86可以包括轴承构件89,轴承构件89设置在从动件86和套筒83之间,以允许驱动构件80在偏心驱动器78与转子22一起移动时围绕偏心驱动器78以摇摆运动移动。驱动构件80可以经由驱动连杆82联接到流***移构件16。驱动连杆82可以是圆柱形轴,并且可以在第一端部处包括连接槽90,连接槽90被配置成接纳驱动构件80的与从动件86相反的第二端部。销92可以以允许驱动构件80在驱动连杆82内围绕销92枢转并且允许驱动构件80跟随偏心驱动器78的方式延伸穿过连接槽90和驱动构件80的第二端部中的孔。驱动构件80将曲轴78的旋转运动转化成驱动连杆82的往复运动,驱动连杆82以往复方式驱动流***移构件16。驱动构件80可以与凸起部88轴向地间隔开,使得凸起部88不与驱动构件80相对于偏心驱动器78的移动介接或干扰。
流***移构件16在输出端部24处机械地联接到驱动机构14。流***移构件16的连接器93可以在与销92延伸穿过的第一端部相反的第二端部处固定到驱动连杆82。流***移构件16可以以任何所期望方式(除了其它选项之外,例如通过类似于所示的槽形连接或者销形连接)连接到驱动连杆63。流***移构件16可以是活塞,在转子22经由驱动机构14向下驱动流***移构件16通过向下行冲程并且向上拉动流***移构件16通过向上行冲程时,所述活塞将流体移入和移出泵缸94。在一些示例中,流***移构件16可以是用于双容积泵的活塞,使得当转子22经由驱动机构14驱动流***移构件16向下通过下行冲程并且拉动流***移构件16向上通过上行冲程时,泵19都输出流体。流***移构件16可以是圆柱形的、沿着泵轴线PA是细长的并且与泵轴线PA同轴。流***移构件16可以是可以沿着泵轴线PA是细长的并且与泵轴线PA同轴的活塞。
泵19可以包括缸94和止回阀95、96。泵19经由缸94静态地连接到支撑框架18,并且通过流***移构件16和驱动机构14之间的连接件动态地连接到电动马达12。更具体地,泵19通过夹具25静态地连接到支撑框架。止回阀95是设置在缸94中的单向阀。止回阀96是设置在流***移构件16中以与流***移构件16一起往复的单向阀。泵19设置在泵轴线PA上,泵轴线PA正交于马达轴线A。泵19是双容积泵,使得泵19在流***移构件16在轴向方向PAD2上的上行冲程和流***移构件16在轴向方向PAD1上的下行冲程期间输出流体。泵19可以包括缸94和流***移构件16之间的双动态密封件。在所示出的示例中,第一动态密封件安装到流***移构件16并且与流***移构件16一起行进,而第二动态密封件相对于缸94和泵轴线PA保持静态。这样,第一动态密封件相对于缸94和泵轴线PA往复,而流***移构件16相对于第二动态密封件往复。在一些示例中,第一动态密封件可以安装到缸94,以在流***移构件16往复时保持静止。形成流***移构件16的活塞可以通过第二动态密封件延伸出缸94。
在驱动***10的运转期间,电力被供应到电动马达12,从而促使转子22围绕旋转轴线A旋转,并且促使偏心驱动器78与转子22一起移动。偏心驱动器78沿着从旋转轴线A径向地偏移的圆形路径移动。随着转子22的每次绕转,偏心驱动器78完成单个圆形路径。接纳偏心驱动器78的从动件86与偏心驱动器78一起移动。这样,随着转子22的每次绕转,从动件86也完成整个圆形路径。在从动件86沿着圆形路径移动时,从动件86改变相对于旋转轴线A的位置。随着转子22的每次绕转,偏心驱动器78经由从动件86在圆形路径中拉动驱动构件80。驱动构件80的与从动件86相反的端部经由销92固定到驱动连杆82。驱动连杆82固定在支撑框架18中。在偏心驱动器78从底部止点位置向上移动穿过向上的弧到顶部止点位置时,偏心驱动器78拉动驱动构件80远离驱动连杆82,使得驱动连杆82在线性向上方向上被朝向电动马达12的旋转轴线A拉动。在偏心驱动器78从顶部止点位置移动穿过向下的弧到底部止点位置时,偏心驱动器78朝向驱动连杆82推动驱动构件80,使得驱动连杆82被迫使在线性向下方向上远离旋转轴线A。随着转子22的每次绕转,驱动连杆82被迫使向上和向下都各一次。以这种方式,驱动机构14将转子22的每次绕转转化成流***移构件16的线性上下运动。驱动连杆82联接到流***移构件16,并且因此拉动流***移构件16通过向上行冲程并且推动流***移构件16通过向下行冲程。这样,对于转子22的每次绕转,泵19进行整个泵循环,包括上行冲程和下行冲程。
在运转期间,在泵送期间由流***移构件16产生的泵反作用力经由驱动机构14、转子22、轴承52、轴承48、轴杆23、泵框架58和支撑构件60传递到支撑框架18并且远离马达12。当移动通过上行冲程时,流***移构件16接收向下的反作用力,并且当移动通过下行冲程时,接收向上的反作用力。向上的反作用力和向下的反作用力两者都行进穿过驱动机构14、转子22,并且然后到达轴承52、48、42。轴承52、48、42将与转子22的旋转相关联的旋转力以及向上反作用力和向下的反作用力两者都传递到支撑框架18。随着每个冲程,产生泵反作用力,并且负载经由驱动机构14施加到转子22。泵反作用力通常是沿着泵轴线PA的轴向负载。
该轴向泵反作用负载横向于电动马达12的旋转轴线A,并且在电动马达12的输出端部24和输入端部26两者处都被经受。负载经由轴承52传递到泵框架58,并且经由轴承48传递到支撑构件60,使得在轴承42上的泵反作用力被最小化,从而维持正确的空气间隙。在输出端部24处,负载通过轴承52从转子22传递到泵框架58。在电输入端部26处,负载通过轴承48和轴杆23从转子22传递到框架构件72。力从泵框架58和框架构件72传递到基板70。力可以从基板70传递到联接到基板70的支架或其它结构。轴承52和48随着每个泵冲程经受相反的反作用力,以提供跨过转子22的力平衡,从而维持空气间隙并且防止转子22和定子20之间的不期望的接触。在其中泵框架58直接地连接到支架或其它支撑件的示例中,力经由支撑构件60传递到框架构件58,并且然后传递到支架或其它支撑件。力可以经由构件68和基板70从框架构件72传递到框架构件58。
如图4中所图示,驱动***10可以被用于将例如涂料的流体以及其它喷涂流体输送到喷涂设备。流体可以经由软管98和泵19从供应容器97吸取,并且经由软管4输送到喷涂设备5(例如手持式喷枪),以供应用。操作者可以抓握设备5的手柄并且通过致动设备5的触发器9来促使喷涂。
驱动***10的直接驱动配置可以消除电动马达12和流***移构件16之间的中间齿轮(例如,减速齿轮)。通过减少零件数量和移动零件数量,取消中间齿轮装置可以提供更紧凑、重量更轻、可靠和更简单的泵。由于转子旋转与泵循环的1∶1的比率,直接驱动配置可以提供更有效的泵送。另外,取消齿轮装置可以提供更安静的泵运转。
外旋转器驱动***10可以提供优于内旋转器马达的显著优点。转子22是至少部分地径向设置在定子20外部的外旋转器提供相对于内旋转器马达增加的惯性和扭矩。增加的扭矩促进转子22用容积泵19产生足够高的泵送压力,以在洒施机(例如,喷涂设备5)处产生雾化的喷剂。举例来说,可以利用驱动***10来将涂料或其它流体泵送到无空气的喷枪,由此流体压力产生雾化的喷剂。在一些示例中,转子22可以促使泵19产生约3.4到69兆帕(MPa)(约500到10000磅/平方英寸(psi))或甚至更高的泵送压力。在一些示例中,泵送压力在约20.7到34.5MPa(约3000-5000psi)的范围中。高流体泵送压力对于将流体雾化成用于将流体施加到表面的喷雾是有用的。
图8是驱动***110和容积泵19的等轴测前侧视图。图9是沿着图8的线9-9截取的驱动***110和容积泵19的等轴测横截面视图。图10A到图10C是用于图8的驱动***110和容积泵19的可替选支撑框架118a到118c的等轴测后侧视图。一起讨论图8、图9和图10A到图10C。驱动***110是例如驱动***10(在图2到图4中最佳可见)的外旋转器驱动***的可替选实施例。驱动***110基本上类似于驱动***10。
驱动***110被配置成与图2到图4的泵19和流***移构件16一起运转。图8和图9示出了驱动***110、电动马达112、驱动机构114、流***移构件16、支撑框架118a和容积泵19。图10A示出了具有支撑框架118a的驱动***110。图10B示出了具有支撑框架118b的驱动***110。图10C示出了具有支撑框架118c的驱动***110。
驱动机构114和电动马达112基本上类似于驱动***10的驱动机构14和电动马达12。电动马达112可以是可逆马达,因为定子120可以促使转子122围绕马达轴线A在两个旋转方向中的任一个上(例如,顺时针或逆时针)旋转。支撑框架118a到118c类似于支撑框架18,但不包括驱动***10的轴向地延伸的基板70。
如关于电动马达12所描述,电动马达112包括定子120、转子122和轴杆123。电动马达112设置在轴线A上并且从第一端部(输出端部)124延伸到相反的第二端部(电输入端部)126。转子122可以是具有圆筒形主体128、第一壁130和第二壁132的壳体。转子122包括设置在内周面135上的永久磁体阵列134。具有外圈149、内圈150和滚动元件151的轴承148在电动马达112的电输入端部126处将转子122以可旋转方式联接到定子120。包括内圈143、外圈144和滚动元件145的轴承142在轴杆端部146处将转子122以可旋转方式联接到定子120。包括外圈153、内圈154和滚动元件155的轴承152在输出端部124处将转子122以可旋转方式联接到支撑框架118A。轴承142、148和152可以由输出端部124和输入端部126之间的支撑框架118A预加载。波形弹簧垫圈156可以在输出端部124处设置在支撑框架118A和轴承152之间。波形弹簧垫圈157可以在输入端部126处设置在支撑框架118A和轴承148之间。驱动***110的轴承配置可以与关于驱动***10公开的那些基本上相同,包括作为替选物示出和公开的轴承配置。
转子122可以基本上类似于转子22,但可以具有如下文所描述的一些结构区别。这些结构区别是非限制性的。转子122可以由具有圆筒形主体128、第一壁130和第二壁132的壳体形成。圆筒形主体128和第二壁132可以与转子22的圆筒形主体28和壁32基本上相同。如图9中所图示,第一壁130可以设置成基本上垂直于马达轴线A,并且可以在壁130沿径向方向延伸时具有基本上均匀的轴向厚度。第一壁130由此缺少在转子22的对应的第一壁30中存在的增厚区域。转子122包括用以分别支撑轴承52和42的圆柱形突出部140和141。圆柱形突出部140和141基本上类似于转子22上的对应的圆柱形突出部40和41。
电动马达112可以从支撑框架118a到118c以悬臂方式延伸,使得与输出端部124相反设置的电输入端部126是以悬臂方式延伸的电动马达112的自由端部。支撑框架118a到118c从输出端部124处的轴承152延伸到电输入端部126处的轴杆123。支撑框架118a到118c围绕转子122的外表面延伸并且与其间隔开,以允许转子122在支撑框架118a到118c内部不受阻碍地旋转。支撑框架118a到118c不完全包围转子122,并且在支撑框架118a到118c和转子122的外部之间不存在零件。因此,支撑框架118a到118c允许气流穿过其自身并且越过转子122。支撑框架118a到118c连接到轴杆123,以将定子120相对于转子122固定在轴向位置中。支撑框架118a到118c可以可拆卸地紧固到轴杆123。支撑框架118a到118c固定轴杆123以防止定子120和支撑框架118a到118c之间的相对运动。无论是轴杆123还是定子120都没有在输出端部124处固定到支撑框架118a到118c。相反,转子122的一部分在输出端部124处轴向地设置在轴杆123和定子120之间,并且使轴杆123和定子120从支撑框架118a到118c分离。
如关于驱动***10的支撑框架18所描述的,支撑框架118a到118c通过轴承接口动态地连接到转子122并且静态地连接到定子120。支撑框架118a到118c静态地连接到泵19。电动马达112经由转子122动态地连接到支撑框架118a到118c,并且经由定子120静态地连接到支撑框架118a到118c。电动马达112经由流***移构件16动态地连接到泵19。泵19静态地连接到支撑框架118a到118c并且动态地连接到电动马达112。
支撑框架118a到118c中的每个包括泵框架158。支撑框架118a包括支撑构件160a。支撑框架118b包括支撑构件160b。支撑框架118c包括支撑构件160c。支撑构件160a到160c中的每个包括多个连接构件168。支撑构件160a包括框架构件172a。支撑构件160b包括框架构件172b。支撑构件160c包括框架构件172c。
如关于驱动***10所公开的,泵框架158可以在输出端部124处设置在法向于马达轴线A的第一平面中。框架构件172a到172c可以在输入端部126处设置在法向于马达轴线A的第二平面中。第一和第二平面沿着轴线A间隔开并且不相交。泵框架158通过定子120与框架构件172a到172c分离,使得泵框架158设置在定子120的一个端部上,并且框架构件172a到172c设置在定子120的轴向相反的端部上。转子122的一部分设置在泵框架158和框架构件172a到172c之间。转子122的一部分在轴向方向AD1上延伸穿过泵框架158。多个连接构件168可以延伸跨过转子122的外表面并且与其径向地间隔开,以将泵框架158连接到框架构件172a到172c。连接构件168与转子122的外表面径向地间隔开,以允许转子122在支撑框架118a到118c内旋转。应当理解,支撑框架118a到118c可以包括在第一泵框架158和框架构件172a到172c之间的任何所期望数量的连接构件168(例如根据需要两个、三个、四个或更多个连接构件168)以支撑马达112和泵19,并且不限于图10A到图10C中所图示的实施例。
泵框架158基本上类似于驱动***10的泵框架58,具有泵壳体部分162、外框架主体163、突出部164a、支撑肋165和毂部167。轴承152接纳在泵框架158的毂部167中,并且泵框架158从轴承152径向地向外延伸。多个肋165可以在轴承152和外框架主体163之间延伸,以支撑来自轴承152的负载,同时减小泵框架158的重量。肋165可以围绕毂部167周向地间隔开,并且在长度上可以取决于外框架主体163的形状而变化。泵框架158与转子122的壁130轴向地间隔开,并且通过轴承152与转子122的延伸穿过泵框架158的部分径向地分离。
框架构件172a到172c基本上类似于驱动***10的框架构件72。每个框架构件172a到172c包括毂部174、突出部164b和肋175。穿过毂部174的开口可以接纳轴杆123的一部分,使得框架构件172a到172c与轴杆123直接接触。框架构件172a到172c设置在马达112的以悬臂方式延伸的自由电输入端部126处。框架构件172a到172c设置成与轴杆123的外表面接触。通过维持与轴杆123的接触,框架构件172a到172c可以经由热传导将热量从定子120吸取走。轴杆123和支撑框架118a到118c两者都可以由能够将热量从定子120内部传导到电输入端部126和框架构件172a到172c的导热材料(例如,铝)形成。轴杆123沿着定子120的整个轴向长度与定子120轴向地重叠。轴杆123能够从定子120吸取热量,并且朝向电输入端部126和从定子120轴向地向外传导热量。轴杆123经由在框架构件172a到172c与轴杆123接触的位置处的传导将热量传递到框架构件172a到172c。这样,用于从定子120传递热量的传导路径延伸穿过轴杆123到框架构件172a到172c。框架构件172a到172c可以与轴杆123的轴向地延伸的表面和轴杆123的径向地延伸的端面固定接触。框架构件172a到172c可以从轴杆123径向地延伸,以将热量远离轴杆123并且远离电动马达112径向地传递。由于框架构件172a到172c相对于轴线A径向地向外延伸,所以导热路径可以从定子20径向地向外延伸,并且在一些示例中从马达12径向地向外延伸。可以选择框架构件172a到172c的形状和表面积以促进远离电动马达112的热传递。
框架构件172a到172c可以以任何所期望方式紧固到轴杆123,所述方式防止框架构件172a到172c相对于轴杆123的轴向位移和旋转,并且固定定子120相对于转子122的轴向位置。在一些实施例中,框架构件172a到172c可以滑动配合到轴杆123的外表面上,并且用一个或多个紧固件177紧固到轴杆123的外表面,使得框架构件172a到172c相对于轴杆123固定并且沿着轴杆123的外表面与轴杆123接触。框架构件172a到172c可以固定到轴杆123,使得在运转期间维持框架构件172a到172c和轴杆123之间的接触,以为从定子120到框架构件172a到172c的热传递提供传导路径。可以增加框架构件172a到172c的在毂部174处在沿着轴线A的轴向方向上的厚度,以增加框架构件172a到172c和轴杆123之间的接触表面积,并且由此增加热传递能力。紧固件177可以是螺栓、铆钉、螺钉或本领域已知的其它紧固机构。紧固件177可以将框架构件172a到172c固定到轴杆123的与端部146相反的轴向端部。紧固件177可以轴向地延伸,并且可以设置成在轴向方向AD1上穿过框架构件172a到172c的端面到轴杆123中。紧固件177可以将框架构件172a到172c固定到设置在轴杆123的径向内表面上的保持构件。在一些示例中,紧固件177可以由导热材料形成,以促进从轴杆123到框架构件172a到172c的热传递。
在一些实施例中,框架构件172a到172c可以具有从毂部174径向地向内延伸的唇部构件176。唇部构件176可以邻接并且维持与轴杆123的端面的接触。唇部构件176可以设定并且维持框架构件172a到172c相对于轴承148的轴向位置。紧固件177可以延伸穿过唇部构件176。唇部构件176进一步增加轴杆123和框架构件172a到172c之间的接触面积,以进一步促进热传递。
泵框架158和框架构件172a到172c分别具有突出部164a和164b。突出部164a、164b可以从马达轴线A径向地向外延伸,使得每个突出构件164a、164b的远端端部从转子122径向地向外设置。突出部164a、164b可以被成形成为支撑框架118a到118c提供结构一体性,同时限制添加到驱动***110的重量的量。框架构件172a到172c上的可以被称为臂的突出构件164b可以将热量从轴杆123径向地向外引导。突出部164b提供相对于板增加的表面积,以进一步促进马达112的热传递和冷却。突出部164a、164b是刚性的。突出部164a、164b可以是实心的,或者可以具有允许气流穿过其的开口,并且用于进一步增加用于热传递的表面积。如图10A到图10C中所图示,突出部164a、164b可以是带肋的或者具有脊和凹槽,这可以增加用于热传递的表面积并且可以减轻重量,同时提供结构一体性。毂部174可以类似地被成形有周向地间隔开的脊和凹槽,以增加用于热传递的表面积。可以选择框架构件172a到172c上的突出部164b的数量、形状和位置布置,以提供经由轴杆123远离定子120以及远离电动马达112的有效热传递。在图10A到图10C中图示了用于突出部164a的预期布置中的一些。
泵框架158和框架构件172a到172c中的每一个上的突出部164a、164b可以相对于彼此并且围绕轴线A对称地或不对称地并且在相等或不相等的间隔的情况下来布置。如图10A中所图示,泵框架158和框架构件172a可以具有以Y配置布置的三个轴向地对准的突出部164a、164b。突出部164a、164b的其它配置也可以提供足够的结构支撑和热传递能力。如图10B中所图示,泵框架158和框架构件172b可以具有三个轴向地对准的突出部164b、164a,三个轴向地对准的突出部164b、164a围绕马达轴线A以T形配置不对称地布置,并且在所示出的示例中,主要定位在电动马达112的下部部分上。如图10C中所图示,泵框架158和框架构件172c可以具有以X形配置布置的四个轴向地对准的突出部164b、164a,这提供增大的表面积以提供远离马达112的有效热传递。在可替选实施例中,泵框架158上的突出部164b可以从框架构件172a到172c上的突出部164a偏移,使得连接构件168相对于泵框架158和框架构件172a到172c之间的轴线A成角度。
在一些实施例中,如图10A到图10C中所图示,额外的突出部164a可以设置在泵框架158上,以容纳可替选框架构件172a到172c和连接构件,并且以促进将其它部件(例如,手柄或控制面板)连接到其。
连接构件168将泵框架158固定到框架构件172a到172c。连接构件168是刚性的,并且能够在驱动***110的运转期间维持泵框架158到框架构件172a到172c之间的固定关系。另外,连接构件168被配置成支撑由电动马达112产生并且通过泵框架158传递到框架构件172a到172c的扭矩负载,并且进一步支撑由流***移构件16的往复运动产生并且通过马达12传递并且还通过泵框架158传递的泵反作用负载。
连接构件168可以是可以接纳在突出部164a、164b的远端端部处的拉杆。连接构件168可以用带螺纹的紧固件(例如,螺钉或螺栓)紧固到远端端部。可以使用本领域已知的可替选紧固机构来将连接构件168固定到泵框架158、到框架构件172a到172c中的每一个。在一些实施例中,至少一个连接构件168可以被配置为手柄,以便于携载驱动***110。
在一些实施例中,单个连接构件可以将泵框架158上的多个突出部164a与框架构件172a到172c的多个突出部164b连接,如在驱动***10中由基板70所设置的。在一些实施例中,突出部164a、164b可以支撑控制面板13(未示出)。如驱动***10中所设置的,控制面板13可以安装到框架构件172a到172c。在其它实施例中,控制面板13可以例如在控制面板13与马达12轴向地重叠的位置处安装在突出部164a、164b之间。
在泵19的运转期间,在泵送期间由流***移构件16产生的泵反作用力经由驱动机构114、转子122、轴承152、轴承148、轴杆123和支撑构件160传递到泵框架158。当移动通过上行冲程时,流***移构件16接收向下的反作用力,并且当移动通过下行冲程时,接收向上的反作用力。向上的反作用力和向下的反作用力两者都行进穿过驱动机构114、转子122,并且然后到达轴承152、148、142。轴承152、148、142将与转子122的旋转相关联的旋转力以及向上的反作用力和向下的反作用力两者都传递到泵框架158。在每个冲程的情况下,由于转子122经由驱动机构114直接地驱动流***移构件16,所以产生泵反作用力并且负载被施加到转子122。泵反作用力通常是沿着泵轴线PA的轴向负载。通过驱动机构114传递到转子122的泵反作用力在上行冲程期间通常向下并且在下行冲程期间通常向上。
该轴向泵反作用负载横向于电动马达112的旋转轴线A,并且在电动马达112的输出端部124和输入端部126两者处都被经受。负载经由轴承152和148以及支撑构件160传递到泵框架158,使得轴承142上的泵反作用力被最小化,从而维持正确的空气间隙。在输出端部124处,负载通过轴承152从转子122传递到泵框架158。在电输入端部126处,负载通过轴承148和支撑构件160从转子122传递到泵框架158。轴承152和148在每个泵冲程的情况下经受相反的反作用力,以在泵框架158处提供力平衡。
泵反作用力由此从流***移构件16传递到转子122。轴承152和148使跨越转子122的负载平衡,并且将负载传递到泵框架158。轴承152直接地连接到泵框架158。轴承148经由支撑构件160连接到泵框架158,支撑构件160将负载从轴承148传递到泵框架158。支撑构件160由此将泵负载从转子122传递到泵框架158。泵框架158可以安装到支架或其它支撑表面,并且可以将反作用力传递到支架或其它支撑表面。
图11是具有图2的流体容积泵19的驱动***210的等轴测横截面视图。图12是驱动***210的等轴测前视和侧视图。驱动***210是外旋转器驱动***的可替选实施例。驱动***210的运转基本上类似于驱动***10和110。驱动***210利用不同的偏心驱动器、轴承结构和泵框架配置,如本文中所描述的。驱动***210的偏心驱动器与外转子一体地形成,并且被配置成提供转子旋转与泵循环的1∶1的比率。驱动***210被配置成与图2到图4的泵19和流***移构件16一起运转。驱动***110可以包括驱动***10的流***移构件16和流体容积泵19。
示出了电动马达212、驱动机构214、流***移构件16、支撑框架218和容积泵19。
电动马达212包括定子220、转子222和轴杆223。电动马达212设置在轴线A上并且从第一端部(输出端部)224延伸到相反的第二端部(电输入端部)226。电动马达212可以是可逆马达,因为定子220可以促使转子222围绕马达轴线A在两个旋转方向中的任一个上(例如,顺时针或逆时针)旋转。转子222可以由壳体形成,所述壳体具有设置在第一壁230和第二壁232之间的圆筒形主体229。转子222包括设置在内周面235上的永久磁体阵列234。具有内圈243、外圈244和滚动元件245的轴承242在轴杆端部246处将转子222联接到定子220。具有外圈249、内圈250和滚动元件251的轴承248在电输入端部226处将转子222联接到定子220。
支撑框架218包括泵框架258和支撑构件260。支撑构件260从输出端部224处的泵框架258延伸到电输入端部226处的轴杆223。支撑构件260可以包括连接构件268和框架构件272。泵框架258在输出端部224处经由轴承252联接到转子222,轴承252具有外圈253、内圈254和滚动元件255。泵框架258和框架构件272设置在与马达轴线A相切的平面中并且在马达212的相反端部处。连接构件268跨越马达212连接泵框架258和框架构件272。
轴承242、248和252围绕旋转轴线A设置,使得轴承242、248和252的旋转构件在旋转轴线A上旋转。轴承242、248和252可以在尺寸上基本上类似或可以在尺寸上变化以支撑不同的负载并且适应空间约束。如图11中所图示,轴承242和248在尺寸上可以基本上类似,而输出端部224处的轴承252可以更小。轴承242、248和252在尺寸上可以变化,并且轴承242、248和252的滚动元件在距轴线A的径向位置上可以变化。轴承252的滚动元件255可以设置在距电动马达112的旋转轴线A的第一半径R4处,轴承242的滚动元件245可以设置在距旋转轴线A的第二半径R5处,并且轴承248的滚动元件251可以设置在距旋转轴线A的第三半径R6处。如图11中所图示,第一半径R4可以小于第二半径R5和第三半径R6两者。
驱动机构214包括圆柱形突出部278、驱动构件280、驱动连杆282、从动件286、轴承表面289、槽290和销292。流***移构件16包括连接器93。泵19包括缸94和止回阀95、96。
如下文进一步详细讨论的,支撑框架218通过轴承接口动态地连接到转子222并且静态地连接到定子220。支撑框架218静态地连接到泵19。电动马达212经由转子222动态地连接到支撑框架218,并且经由定子220静态地连接到支撑框架218。电动马达212经由流***移构件16动态地连接到泵19。泵19静态地连接到支撑框架218,并且动态地连接到电动马达212。
电动马达212包括内定子220和外转子222。马达212可以被配置成由任何所期望的电力类型(例如,直流(DC)、交流(AC)和/或直流和交流的组合)来供电。定子220包括电枢绕组(未示出),并且转子222包括永久磁体。转子222被配置成响应于穿过定子220的直流信号或交流信号而围绕马达旋转轴线A旋转。转子222在输出端部224处经由驱动机构214连接到流***移构件116。驱动机构214接收直接来自转子222的旋转输出,并且向流***移构件16提供线性往复输入(在图11中最佳可见)。泵框架258在输出端部224处机械地支撑电动马达212并且机械地支撑流体容积泵19。泵框架258至少部分地装纳流体容积泵19的流***移构件16。
定子220限定了电动马达212的轴线A。定子220围绕轴杆223设置并且由轴杆223支撑。定子220固定到轴杆223。电流可以通过电动马达212的电输入端部226提供给电枢绕组。轴杆223可以是向输入端部226敞开以用于接纳电线的中空轴。在可替选实施例中,轴杆223可以是实心的、可以具有键、可以是D形或其它类似设计的。在一些实施例中,轴杆223可以由垂直于轴线A截取的多个圆柱形横截面限定,所述多个圆柱形横截面具有变化的直径,以适应在电输入端部226处与支撑框架218的机械联接以及在轴杆223的轴向相反的端部处与转子222的联接。
转子222围绕定子220同轴地设置,并且被配置成围绕轴线A旋转。转子222可以由具有在第一壁230和第二壁232之间延伸的圆筒形主体229的壳体形成,并且被定位成使得转子222围绕定子220的三个侧部(例如,第一轴向端部、第二轴向端部和径向侧部)延伸。转子222包括永久磁体阵列234。永久磁体阵列234可以设置在圆筒形主体229的内周面235上。空气间隙将永久磁体阵列234与定子220分离,以允许转子222相对于定子220旋转。在电动马达212的输出端部224处,转子222可以在定子220和轴杆223的整个径向范围上与定子220和轴杆223重叠。转子222可以在电动马达212的输出端部224处完全地包围定子220和轴杆223。在一些示例中,在电动马达212的电输入端部226处,转子222可以在定子220的整个径向范围上与定子220重叠。第二壁232可以从圆筒形主体229朝向轴杆223径向地向内延伸。轴杆223可以延伸穿过在第二壁232中的与轴杆223同心的开口,并且可以在轴向方向AD2上从第二壁232轴向地向外延伸。第一壁230和/或第二壁232可以与圆筒形主体229一体地形成,或者可以机械地紧固到圆筒形主体229。
转子222的第一壁230可以在轴杆端部246处经由轴承242以可旋转方式联接到轴杆223的外直径。轴承242包括内圈243、外圈244和滚动元件245。在一些示例中,轴承242可以是其中滚动元件245由圆柱形构件或球形成的滚子或球轴承。转子222可以联接到外圈244。轴杆223可以联接到内圈243。滚动元件245允许转子222相对于定子220旋转。轴承242支撑负载,并且维持永久磁体阵列234和定子220之间的空气间隙。
转子222的第二壁232可以在输入端部226处经由轴承248以可旋转方式联接到轴杆223。轴承248包括外圈249、内圈250和滚动元件251。转子222可以联接到外圈249,并且轴杆223可以联接到内圈250。滚动元件251允许转子222相对于定子220旋转。在一些示例中,轴承248可以是其中滚动元件251是圆柱形构件或球的滚子或球轴承。轴杆223可以在电输入端部226处延伸穿过转子222,并且可以在轴向方向AD2上从轴承248轴向地向外突出,以允许轴杆223与支撑框架218联接。可以设置轴承248以维持永久磁体阵列234和定子220之间的空气间隙。
与驱动***10和110相反,转子222乘坐在轴承242和248两者的外部。如图11中所图示,转子222在轴杆的端部246处没有部分延伸到轴杆223中。
转子222可以包括从壁230在轴向方向AD1上延伸的圆柱形壳体277。圆柱形壳体277可以联接到轴承242的外圈244,从而允许转子222乘坐在轴承242的外部。圆柱形壳体277可以围绕外圈244的端面延伸,以轴向保持轴承242。第二壁232可以在内直径开口处具有径向地延伸的环形凸缘238。环形凸缘238可以例如通过轴承248以可旋转方式联接到轴杆223。环形凸缘238可以至少部分地限定接纳肩部,以用于接纳轴承248的外圈249和预加载轴承248。
转子222可以包括在输出端部224处从轴杆223沿轴向方向AD1向外延伸的第一圆柱形突出部278。圆柱形突出部278具有从旋转轴线A偏移的中心,并且形成驱动机构214的偏心驱动器。
转子222可以进一步包括从圆柱形突出部278沿轴向方向AD1向外延伸的第二圆柱形突出部279。圆柱形突出部279可以经由轴承252以可旋转方式联接到泵框架258。圆柱形突出部279具有与旋转轴线A对准的中心,使得圆柱形突出部279在旋转轴线A上旋转。圆柱形突出部279可以接纳在泵框架258中,并且通过轴承252与泵框架258分离。轴承252可以具有适合于促进泵框架258和圆柱形突出部279之间的相对运动的任何所期望的配置。举例来说,轴承252可以是允许转子222相对于泵框架258的旋转运动的滚子或球轴承。如图11和图12中所图示,形成偏心驱动器的圆柱形突出部278设置在转子122的第一壁230和泵框架258的内侧部之间。
泵框架258在输出端部224处机械地支撑电动马达212,并且至少部分地装纳流***移构件16。泵框架258可以机械地联接到转子222和定子220两者。泵框架258可以在输出端部224处机械地联接到转子222,并且在电输入端部处机械地联接到轴杆223。轴杆223机械地联接到泵框架258,以相对于泵框架258固定定子220。轴杆223固定到泵框架258,使得固定到轴杆223的定子220相对于泵框架258或马达旋转轴线A不旋转。
电动马达212可以从泵框架258以悬臂方式延伸,使得与输出端部224相反设置的输入端部226是以悬臂方式延伸的电动马达212的自由端部。支撑构件260可以围绕转子222的外部从泵框架258延伸到轴杆223,以将泵框架258连接到轴杆223,使得定子220经由轴杆223相对于泵框架258固定。支撑构件260可以可拆卸地紧固到轴杆223。支撑构件260将轴杆223固定到泵框架258,以防止定子220和泵框架258之间的相对运动。无论是轴杆223还是定子220都没有在输出端部224处固定到泵框架258。相反,转子222的一部分被轴向地设置在轴杆223和定子220之间,并且使轴杆223和定子220与泵框架258分离。
支撑构件260可以从转子222的圆筒形主体229的外部的径向地向内的位置延伸到圆筒形主体229的径向地向外的位置。支撑构件260可以在与转子222具有足够的间隔的情况下围绕转子222延伸,以允许转子222在支撑构件260内部不受阻碍地旋转。支撑构件260包括延伸跨越圆筒形主体229的一个或多个连接构件268和设置在输入端部226上并且联接到轴杆223的至少一个框架构件272。连接构件268可以在轴向方向AD1上从第一壁230向外延伸,并且可以在轴向方向AD2上从第二壁232轴向地向外延伸。支撑构件260的连接构件268可以平行于轴线A延伸。
支撑构件260的框架构件272可以基本上平行于第二壁232延伸,并且可以与第二壁232轴向地间隔开。框架构件272从轴杆223延伸到圆筒形主体229的径向地向外的位置,在所述位置处,框架构件272与连接构件268结合。框架构件272与轴杆223介接,并且可以固定到轴杆223。支撑构件260在输出端部224处连接到泵框架258。支撑构件260相对于转子222固定定子220的轴向位置,并且将电动马达212保持在一起。支撑构件260可以是整体主体,或者可以包括紧固在一起的多个部件,并且能够经由轴杆223将定子220维持在相对于转子222和泵框架258的固定轴向位置中。
泵框架258在输出端部224处经由轴承252机械地联接到转子222。轴承252包括外圈253、内圈254和滚动元件255。轴承252可以是滚子或球轴承,其中,滚动元件255是圆柱形构件或球。转子222可以接纳在泵框架258中,使得转子222的一部分延伸到泵框架258中并且由泵框架258的一部分径向地围绕。这样,转子222联接到内圈254,并且泵框架联接到外圈253。滚动元件255允许转子222相对于泵框架258的旋转运动。泵框架258经由轴承258和支撑构件260机械地支撑电动马达212。
另外,泵框架258被配置成装纳泵19的一部分并且将泵19相对于电动马达212固定在固定位置中。泵框架258可以被配置成安装到手推车或静止组件,以便于操作和运输。
驱动机构214包括形成偏心驱动器的圆柱形突出部278、驱动构件280和驱动连杆282。圆柱形突出部278设置在电动马达212的转子222上并且与转子222一起旋转。在所示出的示例中,圆柱形突出部278与转子222的第一壁230一体地形成。因为圆柱形突出部278从旋转轴线A偏移,所以转子222的旋转促使圆柱形突出部278围绕旋转轴线A旋转。驱动构件280机械地联接到圆柱形突出部278并且被配置成驱动流***移构件16的往复运动。圆柱形突出部278在没有中间齿轮装置的情况下直接地联接到驱动构件280,以提供转子旋转与泵循环的1∶1的比率。
在一些实施例中,圆柱形突出部278可以具有基本上中空的主体,所述基本上中空的主体具有由多个肋284限定的腔。肋284可以从圆柱形突出部278径向地向外延伸到圆柱形突出部278的外圆柱形壁。肋284支撑驱动构件280,并且可以减少圆柱形突出部278的重量。肋284可以围绕圆柱形突出部278周向地间隔开。肋284可以围绕圆柱形突出部278的一部分延伸,所述一部分小于圆柱形突出部278的整个圆周。取决于肋284的位置,肋284在圆柱形突出部278和圆柱形突出部278的外壁之间的径向长度上可以变化。如图11和图12中所图示,圆柱形突出部279还可以具有基本上中空的主体,所述基本上中空的主体具有由多个肋限定的腔。
驱动构件280可以是在一个端部处具有从动件286的连接杆,从动件286被配置成接纳圆柱形突出部278。从动件286可以包括轴承构件289,以允许驱动构件280在圆柱形突出部278与转子222一起旋转时围绕圆柱形突出部278以摇摆运动移动。驱动构件280可以以与针对驱动***10所公开的方式一致的方式经由驱动连杆282联接到流***移构件16。驱动构件280将圆柱形突出部278的旋转运动转化成往复运动,并且经由驱动连杆282以往复方式驱动流***移构件16。驱动机构214和泵19的运转与针对驱动***10所公开的运转一致。随着转子222的每次绕转,驱动连杆282被迫向上和向下。以这种方式,驱动机构214将转子222的每次绕转转化成线性上下运动。驱动连杆282联接到流***移构件16,并且因此拉动流***移构件16经过向上行冲程并且推动流***移构件16经过向下行冲程。这样,对于转子222的每次绕转,泵进行整个泵循环,包括上行冲程和下行冲程。增加的扭矩促进转子222用容积泵19产生足够高的泵送压力,以在喷涂设备5处产生雾化的喷剂(图4)。在一些示例中,转子22可以促使泵19产生约3.4到69兆帕(MPa)(约500到10000磅/平方英寸(psi))或甚至更高的泵送压力。在一些示例中,泵送压力在约20.7到34.5MPa(约3000-5000psi)的范围中。高流体泵送压力对于将流体雾化成用于将流体施加到表面的喷雾是有用的。
在泵19的运转期间,在泵送期间由流***移构件16产生的泵反作用力经由驱动机构214、转子222、轴承252、轴承248、轴杆223和支撑构件260传递到泵框架258。向上的反作用力和向下的反作用力两者都行进穿过驱动机构214、转子222,并且然后到达轴承252、242和248。轴承252、242和248将与转子222的旋转相关联的旋转力以及向上的反作用力和向下的反作用力两者都传递到泵框架258。
该轴向泵反作用负载横向于电动马达212的旋转轴线A,并且在电动马达212的输出端部224和电输入端部226两者处都被经受。负载经由轴承252、248和支撑构件260传递到泵框架258,使得轴承242上的泵反作用力被最小化,从而维持正确的空气间隙。在输出端部224处,负载通过轴承252和242从转子222传递到泵框架258。在电输入端部246处,负载通过轴承248和支撑构件260从转子传递到泵框架258。在每个泵冲程的情况下,轴承252经受轴承248的相反的反作用力,以在泵框架258处提供力平衡。应当理解,在其中构件268安装到物体或表面以支撑驱动***210的示例中,负载可以反作用于支撑构件260,例如构件268。
泵反作用力由此在泵送期间从流***移构件16传递到转子222。轴承242和248使跨越转子222的负载平衡,并且将负载传递到静态框架构件。
***210的轴承布置提供了显著的优点。轴承242、248和252对在泵送期间产生的泵反作用负载反作用。轴承242、248和252使转子222稳定,以促进到流***移构件16的直接驱动连接。在输出端部224和电输入端部226处经受的泵反作用力被传递到泵框架258和连接构件260,从而使跨越泵框架258的力平衡。连接使马达212平衡,从而提供更长的寿命、更少的磨损、更少的停机时间、更有效的运转和成本节省。轴承242进一步将转子222对准在泵轴线A上。轴承242使转子222的无支撑跨度最小化,从而将转子222对准并且防止转子222和定子220之间的不期望的接触。轴承242由此增加了马达212的运转寿命。
驱动***210的直接驱动配置取消了电动马达212和流***移构件16之间的中间齿轮装置(例如,减速齿轮)。通过减少零件数量和移动零件数量,取消中间齿轮装置可以提供更有效、紧凑、重量更轻、可靠和更简单的泵。另外,取消齿轮装置提供更安静的泵运转。
图13和图14分别是组装有图2的泵19的驱动***310和410的等轴测横截面视图。一起讨论图13和图14。驱动***310和410基本上类似于驱动***10,其中修改被配置成包括具有同轴地设置的流体容积泵19和马达12的直接驱动联接。驱动***310和410各自包括驱动***10的电动马达12,电动马达12包括内定子20、外转子22和轴杆23。电动马达12和泵19围绕马达/泵轴线A同轴地设置。在图13和图14中所图示的实施例中,电动马达312可以是可逆马达,因为定子20可以促使转子22在围绕马达/泵轴线A的两个旋转方向中的任一个上(例如,顺时针或逆时针)旋转。驱动***310和410各自包括转子轴380和修改的驱动机构314以及流***移构件316。驱动***310和410另外具有分别包括彼此不同的泵框架358和458以及支撑构件360和460的修改的支撑框架318、418。本文中仅讨论修改。在对驱动***10的描述中提供了电动马达12的所有其它方面。
泵框架358、458通过轴承接口动态地连接到转子22,并且静态地连接到定子20。泵框架358、458静态地连接到泵19。电动马达12经由转子22动态地连接到泵框架358、458,并且经由定子20静态地连接到泵框架358、458。电动马达12经由流***移构件216动态地连接到泵19。泵19静态地连接到泵框架358、458,并且动态地连接到电动马达12。
泵框架358、458在输出端部324处机械地支撑电动马达12并且机械地支撑流体容积泵19。泵框架358、458至少部分地装纳泵19的流***移构件316。泵框架358、458机械地联接到转子22和定子20上。泵框架358、458在输出端部224处经由轴承42机械地联接到转子22,如关于驱动***10所描述并且在图2中所图示。泵框架358、458在输入端部326处分别经由支撑构件360、460和轴杆23机械地固定到定子20。轴杆23机械地联接到泵框架358、458,使得固定到轴杆23的定子20相对于泵框架358、458或马达旋转轴线A不旋转。泵框架358、458与电动马达12和泵19同轴地设置,从而从电动马达12沿轴向方向AD1向外延伸。如图13和图14中所图示,泵框架358、458可以由组装在一起以装纳和支撑转子轴380和驱动机构214的多个部件形成。泵框架358、458可以通过轴承381动态地联接到转子轴380,以支撑并且允许转子轴380在泵框架358、458内旋转。
如图13中所图示,支撑构件360可以包括可以形成围绕转子22的壳体的圆筒形主体362。圆筒形主体262可以在输出端部24处从泵框架358轴向地向外延伸到输入端部26。圆筒形主体362可以包括在输出端部24处径向地延伸的凸缘363,径向地延伸的凸缘363可以用螺栓或其它紧固机构紧固到泵框架358。圆筒形主体362可以在输入端部处与转子22的第二壁32径向地重叠,以在输入端部26处基本上包围转子22。支撑构件360可以包括框架构件372,框架构件372可以将支撑构件360固定到轴杆23。框架构件372可以与驱动***10的框架构件72基本上相同,并且可以以相同的方式固定到轴杆23。框架构件372可以通过螺栓365或类似的紧固机构紧固到圆筒形主体362。螺栓365可以延伸穿过径向地延伸的部分364的突出部(例如,如图6和图10A到图10C中所图示的突出部64a)的一个或多个径向外端部。
如图14中所图示,支撑构件460可以与驱动***110的支撑构件160基本上相同。支撑构件460可以包括一个或多个连接构件468和框架构件472。连接构件可以基本上类似于连接构件68和168,并且框架构件472可以基本上类似于关于驱动***110描述的框架构件72、172a、172b和172c。连接构件68可以通过螺栓或其它紧固机构机械地固定到泵框架458。
驱动机构314包括驱动螺母382、螺杆384和滚动元件386。驱动机构314连接到转子轴380。驱动机构314经由转子轴380接收来自转子22的旋转输出。更具体地,驱动机构314的驱动螺母382连接到转子轴380,以与转子轴380一起围绕马达/泵轴线A旋转。除了其它选项之外,驱动螺母382可以经由紧固件(例如,螺钉或螺栓)、粘合剂或压配合附接到转子轴380。螺杆384径向地设置在驱动螺母382内。滚动元件386设置在螺杆384和驱动螺母382之间,并且相对于驱动螺母382支撑螺杆384。滚动元件386支撑螺杆384和驱动螺母382,使得间隙径向地设置在螺杆384和驱动螺母382之间。滚动元件386维持间隙并且防止螺杆384和驱动螺母382彼此直接接触。
螺杆384被配置成在运转期间沿着马达/泵轴线A往复运动。这样,螺杆384提供来自驱动机构314的线性输出。螺杆384可以经由连接器388联接到流***移构件316,以随着螺杆384的往复运动而提供流***移构件316的线性往复运动。定子20促使转子22围绕马达/泵轴线A在第一旋转方向上(例如,顺时针或逆时针)旋转,以促使驱动螺母382在第一旋转方向上旋转,从而促使滚动元件386在轴向方向AD1上向螺杆384施加轴向驱动力,并且驱动螺杆384,并且由此在下行冲程中沿着马达/泵轴线A在轴向方向AD1上线性地驱动流***移构件316。定子20促使转子22围绕马达/泵轴线A在第二旋转方向上(例如,顺时针或逆时针方向中的另一个)旋转,以促使驱动螺母382围绕马达/泵轴线A在第二旋转方向上旋转,从而促使滚动元件386在轴向方向AD2上对螺杆384施加轴向驱动力,并且驱动螺杆384,并且由此在上行冲程中沿着马达/泵轴线A在轴向方向AD2上线性地驱动流***移构件316。
外旋转器驱动***310和410提供了显著的优点。是至少部分地径向设置在定子20外部的外旋转器的转子22相对于内旋转器马达提供增加的惯性和扭矩。增加的扭矩促进转子22用容积泵19产生足够高的泵送压力,以在洒施机(例如,喷枪)处产生雾化的喷剂。举例来说,可以利用***10来将涂料或其它流体泵送到无空气的喷枪,由此流体压力产生雾化的喷剂。在一些示例中,转子22可以促使泵19产生约3.4到69兆帕(MPa)(约500到10000磅/平方英寸(psi))或甚至更高的泵送压力。在一些示例中,泵送压力在约20.7到34.5MPa(约3000-5000psi)的范围中。高流体泵送压力对于将流体雾化成用于将流体施加到表面的喷雾是有用的。
图15和图16图示了驱动***510。图15是驱动***510的等轴测前视图。图16是沿着图15的线16-16截取的驱动***510的等轴测横截面视图。一起讨论图15和图16。驱动***510被配置成与驱动***10的驱动机构14、流***移构件16和流体容积泵19一起使用。示出了电动马达512、驱动机构14、流***移构件16、泵框架518和泵19。
电动马达512包括定子520和转子522。电动马达512设置在轴线A上,并且从第一端部524延伸到第二端部526。转子522由轴承542和548支撑。轴承242具有内圈243、外圈244和滚动元件245。轴承248具有外圈249、内圈250和滚动元件251。转子522包括孔523和永久磁体阵列534。
马达512是具有外定子520和内转子522的电动马达。定子520包括在定子壳体521中的电枢绕组(未示出)。转子522包括永久磁体阵列534。转子522被配置成响应于穿过定子520的电流信号而围绕泵轴线A旋转。转子522在第一端部524处经由驱动机构14连接到流***移构件16。驱动机构14接收来自转子522的旋转输出,并且向流***移构件16提供线性往复输入。泵框架518被配置成机械地支撑电动马达512和流体容积泵19(图4中所示)。电动马达512可以从泵框架518以悬臂方式延伸,使得与第一端部524相反设置的第二端部526是以悬臂方式延伸的电动马达512的自由端部。
转子522限定了旋转轴线A。定子520围绕转子522同轴地设置,并且包括定子壳体521。转子522包括在外直径表面上的永久磁体阵列534。空气间隙将永久磁体阵列534与定子520分离,以允许转子522相对于定子520旋转。转子522可以分别在第一端部524、第二端部526处通过轴承542和548以可旋转方式联接到定子520。轴承542和548允许转子522相对于定子520旋转。
轴承542和548可以是滚子或球轴承。轴承542可以设置在第一端部524处,并且可以包括内圈543、外圈544和滚动元件545。转子522可以联接到内圈543,使得转子522乘坐在轴承542的内部。定子520可以联接到外圈544。轴承548可以设置在第二端部546处,并且可以包括外圈549、内圈550和滚动元件551。转子522可以联接到内圈550,使得转子522乘坐在轴承548的内部。定子520可以联接到外圈549。
轴承542和548围绕旋转轴线A设置。轴承542和548在尺寸上可以变化,并且轴承542和548的滚动元件545和551分别可以使距轴线A的径向位置变化。轴承542的滚动元件545可以设置在距电动马达12的旋转轴线A的半径R7处。轴承548的滚动元件551可以设置在距旋转轴线A的半径R8处。轴承542的半径R7可以大于轴承548的半径R8以容纳驱动机构14。
轴承542在尺寸上可以大于轴承548,以支撑在泵送期间由流***移构件16的往复运动产生并且由于直接驱动配置而由电动马达512经受的泵负载。
泵框架518在第一端部524处机械地支撑电动马达512,并且至少部分地装纳流***移构件16。泵框架518可以在第一端部524处经由多个安装元件537机械地联接到定子520。
偏心驱动器78从旋转轴线A轴向地偏移,使得转子522的旋转促使偏心驱动器78从旋转轴线A沿着圆形路径径向地移动。螺栓84可以以螺纹方式紧固到孔523的内端部,以将套筒83固定到转子522。螺栓84可以轴向地延伸到转子522中,使得螺栓84与转子522的永久磁体阵列534和定子520的电枢绕组一起设置在一个轴向平面中。螺栓84可以由有色金属材料形成,以防止与电动马达512的运转干扰。
如关于驱动***10所描述的以及如图4中所图示的,驱动构件80可以被配置成以允许驱动构件80随着偏心驱动器78与转子522一起移动而相对于偏心驱动器78旋转的方式接纳偏心驱动器78。驱动构件80可以经由驱动连杆82和销92联接到流***移构件16。驱动构件80将偏心驱动器78的旋转运动转化成往复运动,并且经由驱动连杆82以往复方式驱动流***移构件16。
如关于驱动***10所描述的,随着转子522的每次绕转,驱动连杆82被迫向上和向下。以这种方式,驱动机构14将转子522的每次绕转转化成线性上下运动。驱动连杆82联接到流***移构件16,并且因此拉动流***移构件16经过向上行冲程并且推动流***移构件16经过向下行冲程。这样,对于转子522的每次绕转,泵进行整个泵循环,包括上行冲程和下行冲程。增加的扭矩促进转子522用容积泵19产生足够高的泵送压力,以在喷涂设备5处产生雾化的喷剂。在一些示例中,转子522可以促使泵19产生约3.4到69兆帕(MPa)(约500到10000磅/平方英寸(psi))或甚至更高的泵送压力。在一些示例中,泵送压力在约20.7到34.5MPa(约3000-5000psi)的范围中。高流体泵送压力对于将流体雾化成用于将流体施加到表面的喷雾是有用的。
在泵19的运转期间,在泵送期间由流***移构件16产生的泵反作用力经由驱动机构14、转子522、轴承542、轴承548和定子壳体521传递到泵框架518。向上的反作用力和向下的反作用力两者都经过驱动机构14、转子522,并且然后到达轴承542和548。轴承542和548将与转子522的旋转相关联的旋转力以及向上的反作用力和向下的反作用力两者传递到泵框架518。在每个冲程的情况下,由于转子522经由驱动机构14直接地驱动流***移构件16,所以产生泵反作用力并且将负载施加到转子522。
该轴向泵反作用负载横向于电动马达512的旋转轴线A,并且在电动马达512的输出端部524和输入端部526两者处都被经受。负载经由轴承542、548和定子壳体521传递到泵框架518,使得电动马达512不经受泵反作用力。在第一端部524处,负载从转子522通过轴承542和定子壳体521传递到泵框架518。在电输入端部548处,负载从转子522通过轴承548和定子壳体521传递到泵框架518。轴承542、548在每个泵冲程的情况下经受相反的反作用力,以在泵框架518处提供力平衡。
由于转子522和流***移构件16之间的直接驱动连接,泵反作用力由此从流***移构件16传递到转子522。轴承542、548使跨越转子522的负载平衡并且将负载传递到泵框架518。轴承542靠近于泵框架518,并且经由定子壳体521联接到泵框架518。轴承548远离泵框架518,但也经由定子壳体521联接到泵框架518,定子壳体521将负载从轴承548传递到泵框架518。定子壳体521由此将泵负载从转子522传递到泵框架518。
***510的轴承布置提供了显著的优点。由于直接驱动布置,轴承542、548对在泵送期间产生的泵反作用负载反作用。轴承542、548使转子522稳定,以促进到流***移构件16的直接驱动连接。在第一端部524和电输入端部528处经受的泵反作用力被传递到泵框架518,从而使跨越泵框架518的力平衡。连接使马达512平衡,从而提供更长的寿命、更少的磨损、更少的停机时间、更有效的运转和成本节省。
驱动***510的直接驱动配置取消了电动马达512和流***移构件16之间的中间齿轮装置(例如,减速齿轮),所述中间齿轮装置被用在传统的马达驱动的泵中。通过减少零件数量和移动零件数量,取消中间齿轮装置可以提供更有效、紧凑、重量更轻、可靠和更简单的泵。另外,取消齿轮装置提供更安静的泵运转。
图17是图1A到图16的驱动***中的任何一个的控制***的框图。示出了控制***700、控制面板13、控制器15、用户接口17、流体传感器101、马达传感器102、温度传感器103和额外传感器104(例如,电流传感器)。可以在本文中公开的驱动***中的任何一个中包括并且根据以下公开内容使用控制器15。控制器15可以是一个或多个逻辑电路,例如,芯片或微处理器。控制器15中可以包括供逻辑电路执行的代码,以执行本文中引用的功能。控制器15可以从传感器或换能器或者本文中所引用的其它部件中的任何一个接收包括呈模拟信号的形式的数据。
流体传感器101、马达传感器102、温度传感器103和额外传感器104中的每一个向控制器15提供电子信号。举例来说,控制器15可以从流体传感器101(在图4和图9中示出)接收信号。可以在公开的驱动***中的任何一个中包括流体传感器101。流体传感器101可以是测量由泵19输出的流体压力的压力换能器。流体传感器101可以是举例来说弹簧量规传感器。
控制器15还可以从马达传感器102(在图4和图9中示出)接收信号。可以在公开的驱动***中的任何一个中包括马达传感器102。马达传感器102直接地或间接地测量转子22的运转状态的参数。举例来说,马达传感器102可以对转子22的绕转进行登记和计数。马达传感器102可以确定转子22的定向,使得转子22的旋转位置总是已知的,这对于反转转子22可以是有用的。举例来说,电动马达传感器102可以是沿不同定向在转子22上具有多个磁体并且在定子20上具有磁场传感器的多轴线磁性传感器,所述磁场传感器测量磁场的改变以确定转子22的瞬时旋转位置。在一些情况下,可以不直接地测量而是可以推断转子22的位置。举例来说,循环传感器可以例如通过测量流***移构件16的位移感测转子22和/或泵19的循环,由此可以推断转子22的循环位置。
控制器15被配置成控制马达12的运转。控制器15控制供给定子20的电力,以控制转子22围绕马达轴线的旋转。控制器15可以被配置成促使泵19根据目标压力输出喷涂流体。控制器15向马达12提供电流以实现所期望的压力。提供给马达12的电流与由泵19输出的压力成比例。这样,控制器15可以被配置成基于所期望的压力来控制到马达12的电流。
泵19可以在整个运转中维持恒定的喷涂流体压力。在一些示例中,泵19被配置成以约500到7500磅/平方英寸(psi)输出喷涂流体,尽管通常在1500-3300psi的范围中。泵19可以在泵送状态中和失速状态中运转。在泵送状态中,转子22向驱动机构14施加扭矩,从而促使流***移构件16对喷涂流体施加力。在失速状态中,转子22向驱动机构14施加扭矩但不旋转,使得流***移构件16对喷涂流体施加力但不轴向地移位。举例来说,当泵19由于下游阀的关闭而空转(deadhead)时,例如当触发器9(在图4中示出)没有被致动以用于喷涂时,可能发生失速。当泵19由于转子22的恒定推动而失速时,泵19继续向喷涂流体施加压力。当转子22失速时,转子22被向前推动,使得压力继续通过转子22和驱动机构14施加到流***移构件16。这样,当触发器9被致动时,喷涂压力已经存在并且立即被提供,从而使在喷涂开始时可能发生的任何压力下降以及对喷涂流体的喷涂风机的喷涂质量的不利影响最小化。随着转子22的恒定推动,喷涂风机可以与触发器拉动(致动)到触发器释放(失速状态)一致。
在泵送状态和失速状态两者期间,控制器15可以被配置成向定子20供应电流,使得转子22向驱动机构14施加扭矩,从而促使流***移构件16继续对喷涂流体施加力,即使当转子22由于泵19下游的喷涂流体的背压而失速时,也推动转子22旋转。举例来说由下游阀的关闭引起的背压防止流***移构件16的轴向位移,并且由此防止转子22的旋转。在失速状态中,控制器15促使电流持续流向马达12,从而促使转子22向驱动机构14施加恒定的扭矩。驱动机构14将扭矩转换成线性驱动力,使得驱动机构14向流***移构件16施加恒定的力。在失速期间,转子22不旋转。当泵19处于失速状态中时,转子22在零旋转速度的情况下施加扭矩。泵19完全被机械地驱动,因为在失速状态期间,转子22机械地促使流***移构件16向喷涂流体施加压力。
可以基于压力设定而确定输送到马达12的电流量。用户可以设定泵19输出喷涂流体的压力。控制器15可以基于所期望的压力而计算马达速度(例如,经由使转子速度与设定压力相关联的指数),并且然后可以计算实现马达速度或压力所需的扭矩量。扭矩与电流成正比,并且控制器15可以基于所期望的扭矩而确定所需的电流。扭矩与电流成正比,并且电流与压力成正比。这样,驱动***10的压力设定可以与供应到马达12的电流量(或其它电力测量结果)对应,使得较高的压力设定与较大的电流对应,并且较低的压力设定与较小的电流对应。控制器15可以调整提供给马达12的电压以改变转子22的速度。
控制器15命令与推动模式中的设定压力对应的电流。控制器15可以不在推动模式中命令马达速度。提供给马达12的电流促使泵产生输出压力,并且马达的实际速度将是保持恒定压力所需的任何速度。举例来说,如果在下游流中没有限制,则马达速度处于最大值,使得实际压力不能建立到目标压力。如果马达过载(例如,由于失速状况),则马达的实际速度是零,但压力被维持在所期望的压力。当下游压力下降时(例如,当触发器9被致动时),马达速度将增加到保持设定压力所需的速度,所述速度与电流成正比。
所公开的驱动***具有偏移的曲柄泵负载,这导致每次马达绕转出现两次电流尖峰。控制器15可以被配置成基于在一段时间内取得的压力读数而确定实际压力。在时间尺度上的多个压力读数提供更平滑的压力输出信号,从而促进更准确的控制和更平滑的泵送。用户可以经由用户接口17设置所期望的压力。控制器15控制马达12的运转,以促使泵19基于所期望的压力而输出流体。基于压力设定点而确定电流和马达速度。控制器15确定目标速度和扭矩以产生目标压力,并且基于该信息而命令到马达12的电流。在马达速度改变时,电流、压力和扭矩可以在泵送状态期间和在失速状态期间保持相同。
在运转期间,基于由压力换能器101产生的信息而确定实际压力。如果压力低于目标或设定压力,则可以增加电流。如果马达速度不能够满足目标压力并且电流处于最大运行电流,则可以增加电压以增加马达12的速度。输送到马达12以将恒定压力维持在设定压力的电流量取决于喷涂流体的材料成分。举例来说,产生3000psi所需的电流将取决于泵送材料的黏度以及其它因素而在***之间变化。控制器15可以被配置成基于由压力换能器101提供的压力信息而确定所需的电流。
尽管在一些实施例中,当转子22正在旋转时更多的电流可以被输送到马达12,并且当转子22失速但正推动时更少的电流可以被输送到马达12,但是无论转子22是正在旋转还是失速,输送到马达12的电流量都可以是大约相同的。由控制器15调节的连续电流促使泵19经由流***移构件16向喷涂流体施加恒定压力。与当马达12失速时相比,在马达12正在旋转的情况下,控制器15可以向马达12提供更多的电力。在失速中和在旋转时,电流都可以保持恒定,但电压会由于速度改变而改变。电压增加以增加马达12的速度,从而导致旋转期间的额外电力。这样,当处于零速度时并且在压力处于所期望水平的情况下,电压处于最小值,因为不需要额外的速度来达到压力。在电动马达12换向时,根据正弦波形施加电力。举例来说,电动马达12可以接收AC电力。举例来说,可以根据电偏移正弦波形向电动马达12的相提供电力。在马达12失速的情况下,信号维持在失速点,使得在马达12处于失速状态中的情况下提供恒定信号。这样,马达12的至少一个相可以被认为在马达12处于失速状态中的情况下接收DC信号。马达12由此可以在运转期间接收两种类型的电信号,第一种在旋转期间,并且第二种在失速期间。第一种可以是正弦的,并且第二种可以是恒定的。第一种可以是AC,并且第二种可以被认为是DC。第一电力信号可以大于第二电力信号。
在一些示例中,可以在整个失速中向马达12提供设定电流。举例来说,可以在整个失速中向马达12提供最大电流。最大电流可以是马达12的最大运行电流、由用户设定的最大电流或其它形式的最大电流。在一些示例中,控制器15可以使提供给马达12的电流变化。举例来说,电流可以是脉冲的,使得电流恒定地供应给定子20,但处于不同的水平。这样,在马达12处于失速状态中的情况下,泵19可以向喷涂流体施加连续并且可变的力。在一些示例中,电流可以在最大电流和小于最大电流的一个或多个电流之间脉冲。当喷涂流体的背压充分下降时,泵19返回到泵送状态,使得提供给马达12的电流可以例如当用户恢复喷涂时引起转子22的旋转和流***移构件16的轴向位移。当对喷涂流体施加的力克服喷涂流体的背压时,泵19由此返回到泵送状态。控制器15可以被配置成基于压力下降而根据泵送状态恢复电流,使得马达12可以旋转。
当流***移构件16处于上行冲程中时,当在转子上的驱动力等于来自流***移构件16中的一个的下游流体的反作用力和泵19上游的流体的吸力时,发生失速。当下游压力降低时,泵19退出失速,使得力不再处于平衡,并且转子22克服作用在流***移构件16上的力。在失速期间向马达12持续供应电流提供了对转子22的恒定推动。在一些示例中,可以促使转子22由于恒定电流克服下游压力而不是响应于来自压力换能器101的指示压力下降的任何压力信号而退出失速状态。对转子22的持续推动确保了转子22持续地平衡,以就在流体再次开始流动的时刻恢复旋转并使流***移构件16恢复移动,从而允许流***移构件16再次移动。
当压力传感器指示已经达到设定压力时,其它喷涂***可以中止向马达输送驱动电力。在控制器恢复向马达供应电流之前,压力必须下降得足以使压力传感器登记下降。这个过程会导致正当用户恢复喷涂时喷涂压力下降,这被称为死区。这种喷涂压力的下降通常是不想要的,因为它可能导致在喷涂开始时喷涂风机的减小和喷涂风机的变化。举例来说,喷涂风机从触发器被致动的时间到已经达到压力设定点的时间进行变化。相比之下,在转子22的恒定推动的情况下,压力设定点在触发器的致动时立即或几乎立即实现。一旦下游流路打开,马达12就开始旋转,并且泵19开始泵送,从而使得任何潜在的死区最小化,并且在起始喷涂时提供所期望的喷涂压力。
使泵19响应于喷涂流体背压而失速提供了显著的优点。用户可以在不损坏泵19的内部部件的情况下使泵19空转。控制器15调节到最大电流,从而促使泵19输出恒定压力。泵19持续地向喷涂流体施加压力,从而当下游压力被释放时允许泵19快速地恢复运转并且输出恒定压力。在失速期间对电流进行脉动减小了由定子20产生的热量并且使用了更少的能量。
马达12可以保持失速,同时仍推动流***移构件16达不确定的时间段。然而,如果用户在延长的时间段不使用泵19,例如当用户去吃午餐时,则如果控制器15停止到马达12的电力输送,则可以节省电力并且可以积累更少的热量。举例来说使用马达传感器102来检测转子22的中止的旋转和/或基于当下游流路最初关闭时由电流传感器104经受和感测到的电流尖峰的量,控制器15可以感测失速状况。在一些示例中,控制器15可以基于马达12进入失速状态而启动计时器。如果感测到转子22的旋转,则计时器可以停止并且在一些示例中重置。但在转子22没有旋转的预定时间量(例如,30秒、5分钟、10分钟或任何其它所期望的时间阈值)之后,控制器15可以中止向马达12输送运转电力(电能)。当控制器15已经中止向马达12输送运转电力时,控制器15可以继续经由流体传感器101监测流体参数,例如压力。如果流体传感器101感测到流体参数的改变,例如压力下降或流体的流动,则基于操作者已经恢复喷涂操作的假设,控制器15可以恢复向马达12输送能量以使转子22旋转并且如先前所描述地运转。
当供应电流以提供对转子22的恒定推动时,马达12在失速状况中继续产生热量。随着时间的推移,发热与电流供应成比例。在一些示例中,温度传感器可以被用于测量马达温度或邻近马达12的大气温度。如果在转子22的旋转已经恢复之前和/或在出现没有旋转发生的预定时间量之前达到阈值温度,则控制器15可以中止向马达12输送运转电力。在这种情况下,与预定时间段相反,基于温度,持续推动的预定时间段是动态的。基于温度而控制在失速期间向马达12的运转电力的输送可以归因于驱动***10在其中运转的环境中的变化。分别基于温度和时间的失速马达的动态超时和静态超时都可以防止驱动***10过热和对驱动***10的损坏。一旦流体传感器101感测到流体参数的指示喷涂操作已经恢复的改变,则控制器15可以恢复向马达12输送能量。
控制器15可以基于向马达12的电能输送而使转子22的旋转方向反转。举例来说,控制器15可以促使转子22顺时针旋转多个完整绕转,并且然后逆时针旋转多个完整绕转。无论转子22是顺时针旋转还是逆时针旋转,驱动机构14都仍将以相同的方式使流***移构件16往复运动。举例来说,转子22可以顺时针旋转,从而进行多次完整绕转以驱动活塞经过第一多个泵送冲程,并且然后可以逆时针旋转,从而进行多次完整绕转以驱动活塞经过第二多个泵送冲程。通过提供零件(例如,轴承)的更均匀的磨损,在转子22的顺时针旋转和逆时针旋转之间的切换可以增加部件的磨损寿命,并且可以最小化流***移构件16的侧向加载。使旋转方向反转也可以被用于排除问题,例如锁定的转子状况。反转旋转方向可以立刻释放流***移构件16上的压力,以帮助松开流***移构件16。举例来说,可能难以逆着压力启动马达12。改变旋转方向提供了90度内的转换,从而允许流***移构件当在相反的方向上移动时遇到负载,并且在一些动量的情况下在另一泵冲程上以舂杆(ramrod)方式进入到负载中。应当理解,控制器15可以被配置成基于各种运转状况而使转子22的旋转方向反转。
控制器15可以例如基于进度表而使转子22的方向周期性地反转。举例来说,在沿第一方向旋转预定时间量之后,控制器15可以促使转子22沿与第一方向相反的第二方向旋转相同或不同的预定时间量或给定时间量。在该时间量到期时,控制器15可以等待直到失速时刻,以使转子22的方向反转,以便在泵送期间不会使转子22反转。可替选地,控制器15可以基于流***移构件16的转换的方向的反转(例如,流***移构件16处于其冲程的顶部或底部,并且无论如何都反转方向)来对转子22的旋转的反转进行计时。
控制器15可以基于泵循环的数量而使转子22的方向反转。举例来说,在切换到另一方向以用于旋转预定数量或另一预定数量之前以及在再次切换回之前,可以基于转子22在一个方向上的完整绕转的预定数量(例如,1000次绕转)而使转子22反转。举例来说,可以通过由马达传感器102产生的信息来确定马达绕转。在一些示例中,传感器可以与流***移构件16相关联,以感测位移并且对泵循环计数。可以使用预定数量的泵冲程(其中两个泵冲程形成完整的泵循环)来代替马达绕转。在一些示例中,可以利用由压力换能器101经受的压力尖峰来计数泵循环或冲程。这样,转子22的周期性反转可以基于来自马达传感器102、压力换能器101或***的另一传感器的信息。
控制器15可以基于例如通过致动电力开关已经关断喷涂机的电力而使转子22的方向反转。举例来说,当用户打开喷涂机时,控制器15可以根据需要促使转子22在第一方向上旋转,直到喷涂机关断为止。当用户再次接通喷涂机时,控制器15促使转子22根据需要在第二方向上旋转,直到喷涂机再次关断为止。这可以继续,从而基于喷涂机的接通和关断而切换转子22的旋转方向。在一些示例中,控制器15可以基于备用电源被关断(例如,当喷涂机不插电时)而使旋转方向反转。因此,每一次喷涂机插回并且被激活时,转子22可以在新的旋转方向上启动。
控制器15可以用流体传感器101监测流体参数,和/或可以监测到马达12的电流,并且可以基于所监测到的参数而切换转子22的旋转方向。举例来说,如果马达12的电流汲取超过阈值(其可指示增加的阻力),则控制器15可以促使转子22反转方向。在一些实施例中,如果转子22失速而设定压力尚未达到,从而指示无法达到压力,则控制器15可以促使转子22反转方向。在一些实施例中,如果转子22正在第一方向上旋转并且在预定量的时间之后仍然不能够达到设定压力,从而指示低效错误,则控制器15可以促使转子22反转以在第二方向上旋转。
如果转子22未能如举例来说由马达传感器102指示的进行完整的绕转,则控制器15可以促使转子22切换旋转方向。举例来说,如果转子22在第一方向上完成部分绕转但不能够完成整个绕转,并且实际压力小于目标压力,则这可以指示锁定的转子状况或堵塞或其它阻塞。基于这样的状况,控制器15可以促使转子22在第二方向的旋转方向上旋转。如果转子22不能够在第二方向上完成整个绕转,则控制器15可以再次促使转子22反转方向。这可以重复进行,直到转子22能够或者针对预定的时间段或者针对预定数量的切换以及其它选项进行整个绕转为止。控制器15可以被配置成基于当不处于压力时转子22未能旋转而产生错误代码,并且可以例如经由用户接口17向用户提供该错误信息。在一些示例中,控制器15可以促使转子22继续在旋转方向之间切换,这可以取决于由泵19提供的位移而引起一些泵送,从而允许***以部分容量运转。
在其中转子22不能完成360度旋转的锁定状况期间,控制器15可以促使转子22旋转,直到在第一旋转方向上停止(由于阻塞/锁定)为止,并且然后在相反的第二旋转方向上旋转,直到停止(由于阻塞/锁定)为止。控制器15可以继续使旋转反转,直到达到预定的切换阈值(例如,方向反转的数量)为止,直到锁定状况被打破为止。控制器15可以被配置成基于当不处于压力时转子22未能旋转而产生错误代码,并且可以例如经由用户接口17向用户提供该错误信息。如果转子22能够完成360度的旋转,则控制器15继续驱动转子22的旋转以将实际压力建立为目标压力。如果锁定/阻塞被克服,则控制器15由此恢复在泵送模式中运转转子22。在一些示例中,控制器15可以促使转子22继续在旋转方向之间切换,这可以取决于由泵19提供的位移而引起一些泵送,从而允许***以部分容量运转。
控制器15可以基于以时间为基础的或以事件为基础的时间表(例如,基于日历、使用时间、每次喷涂机被关断或不插电、绕转数量等)而使转子22周期性地反转方向。控制器15还可以响应于马达运转中的阻塞或低效而促使转子22反转方向。举例来说,如果转子22不能够完成整个绕转或者如果转子22正在旋转但不能够满足设定压力,则控制器15可以促使转子22反转方向。
在运转期间,控制电路13可以举例来说基于压力传感器101或马达传感器102而确定马达12是否正在旋转。如果马达12正在旋转,则旋转可以在当前的旋转方向上继续。如果马达12没有正在旋转,则控制器15可以确定马达12的运转电力是否已经被中止(例如,喷涂机已经被关断或未插电)。如果马达12的运转电力已经被中止,则控制器15可以促使转子22在下一次运转马达12时改变旋转方向。
在运转期间,控制电路15可以基于时间阈值和/或事件阈值而确定转子22的反转。举例来说,如果已经达到自上次反转以来的预定时间阈值(例如,运转15分钟、运转1小时、运转5小时或其它时间),则控制电路15可以引起反转。预定时间阈值可以基于向马达12供应电力的时间或转子22实际旋转的时间以及其它选项。在另一示例中,如果已经达到自上次反转以来的预定绕转阈值(例如,500次绕转、1000次绕转、10000次绕转或其它绕转计数),则控制电路16可以引起反转。如果时间和/或事件阈值,例如在每分钟的绕转低于阈值的情况下或基于流***移构件16处于冲程末端,则控制电路15可以促使转子22在下一次转子22停止并且随后开始旋转时或在转子22的旋转期间反转方向。
在一些示例中,控制电路15可以基于预定的推动时间阈值(例如,5秒、1分钟、5分钟或其它不使用时间)而停止向马达供应电力。举例来说,即使当马达12失速时,控制电路15也将继续供应电流,以提供对流体的推动,以维持压力并且当喷涂恢复时进行快速响应。如果尚未达到预定的推动时间,则控制电路15可以确定是否已经达到预定最大温度(例如,马达的温度或环境空气的温度)。如果已经达到预定最大温度,则控制电路15可以中止向马达12输送运转电力。如果尚未达到预定温度,则控制电路15可以继续向马达12供应电力,以继续推动,直到达到预定推动时间或预定温度为止。
控制电路15可以例如基于来自压力传感器101的数据而确定是否已经达到目标压力。控制电路15可以基于来自马达传感器102的数据而确定转子22何时正在旋转。如果转子22能够旋转但尚未达到目标压力,则控制电路15可以促使转子22反转旋转方向。如果压力低于目标压力但转子停止或具有低的每分钟绕转(例如,低于最小阈值),则控制器15可以促使转子22反转旋转方向。控制器15可以基于低目标压力和转子22的运转状态(例如,速度)而使转子22继续反转方向,以试图克服低效、锁定的转子或其它阻塞。在一些示例中,控制器15可以例如基于转子22反转了设定的次数并且没有打破锁定/阻塞而通过用户接口17向用户提供错误代码。
所讨论的关于控制器15控制转子22的旋转和向马达12的电流供应的示例是非限制性示例。可以采取额外的、更少的和/或可替选的步骤。举例来说,驱动***10可以在具有或没有恒定的转子推动的情况下运转,并且马达旋转方向可以基于排定的(例如,以时间为基础的或以事件为基础的)状况或运转状况(例如,阻塞)中的任何一个或多个而反转。
虽然在喷涂***的上下文中讨论了本公开和权利要求书的泵送组件,但应当理解,泵送组件和控制件可以利用于各种流体处理上下文和***中,并且不限于所讨论的那些。所讨论的泵送组件中的任何一个或多个可以单独利用或与一个或多个额外的泵一起利用,以出于任何所期望目的(例如,位置传递、喷涂、计量、应用等)传递流体。
非排他性示例的讨论
下文是本发明的可能示例的非排他性描述。
一种用于往复流体容积泵的驱动***包括电动马达、驱动装置和流***移构件。所述马达包括限定轴线的定子和围绕所述定子同轴地设置的转子。所述驱动装置直接地连接到所述转子以从所述转子接收旋转输出。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置。所述驱动构件将所述旋转输出转换成到所述流***移构件的线性往复输入。
另外和/或可替选地,前述段落的所述驱动***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述流***移构件在所述电动马达的输出端部处机械地联接到所述驱动装置。
所述电动马达进一步包括被配置成接收电力的电输入端部,所述电输入端部在所述轴线上与所述输出端部相反地设置。
泵框架,所述泵框架机械地支撑所述电动马达。
所述电动马达从所述泵框架以悬臂方式延伸。
所述电动马达的所述输出端部联接到所述泵框架,使得所述电动马达的与所述输出端部相反设置的端部是所述以悬臂方式延伸的电动马达的自由端部。
所述泵框架机械地联接到所述转子和所述定子中的每一个。
联接构件将所述泵框架连接到所述定子的轴杆,使得所述定子相对于所述泵框架固定。
所述联接构件在所述电动马达的所述自由端部处连接到所述轴杆。
所述联接构件围绕所述转子的外部从所述泵框架延伸到所述轴杆。
所述联接构件包括:轴向地延伸的部分,所述轴向地延伸的部分从所述泵框架延伸跨越所述转子的所述外部,其中,所述轴向地延伸的部分与所述转子径向地分离;以及径向地延伸的部分,所述径向地延伸的部分从所述轴向地延伸的部分延伸到所述轴杆,其中,所述径向地延伸的部分与所述转子轴向地分离。
所述转子由壳体形成,并且包括在所述壳体的内周面上的永久磁体阵列。
所述壳体围绕所述定子的三个侧部延伸,并且其中,所述壳体在所述电动马达的联接到所述驱动装置的输出端部处以可旋转方式联接到泵框架。
所述壳体在所述输出端部处与所述定子径向地重叠,并且在所述电动马达的与所述输出端部相反设置的输入端部处与所述定子径向地重叠。
所述定子固定到轴杆,并且其中,所述轴杆在所述输入端部处从所述壳体轴向地向外延伸。
联接构件将所述泵框架连接到所述轴杆,使得所述定子相对于所述泵框架固定。
泵框架,所述泵框架支撑所述电动马达,其中,所述电动马达在所述电动马达的联接到所述驱动装置的输出端部处由所述泵框架支撑;以及第一轴承在所述输出端部处设置在所述泵框架和所述转子之间,以支撑所述转子,并且允许所述转子相对于所述泵框架的旋转运动。
所述转子延伸穿过所述泵框架,并且其中,所述转子联接到所述轴承的内圈,并且所述泵框架联接到所述轴承的外圈。
所述泵框架在与所述输出端部相反的输入端部处机械地联接到所述定子的轴杆,其中,所述输入端部被配置成接收电输入。
联接构件围绕所述转子的外部从所述泵框架延伸到所述轴杆,以相对于所述泵框架固定所述定子。
在另一示例中,一种驱动往复泵的方法包括:为电动马达提供电力以引起所述马达的转子的旋转,所述转子设置在所述马达的定子的外部和周围;在直接地连接到所述转子的驱动装置处接收来自所述转子的旋转输出;通过所述驱动装置将所述旋转输出直接转化成线性往复运动;以及通过所述驱动装置向连接到所述驱动装置的流***移构件提供线性往复输入,以促使所述泵杆通过往复运动来泵送流体。
另外和/或可替选地,前述段落的所述方法可以可选地包括以下特征、配置、额外部件和/或步骤中的任何一个或多个:
接收来自所述电动马达的第一端部的所述旋转输出,并且向所述电动马达的与所述第一端部相反的第二端部提供电输入。
用设置在所述第一端部处的泵框架机械地支撑所述电动马达。
在所述第一端部处将所述转子以可旋转方式联接到所述泵框架,并且在所述第二端部处将所述定子机械地固定到所述泵框架。
在又一示例中,一种流***移设备包括电动马达、驱动装置、泵和泵框架。所述马达包括限定轴线的定子和围绕所述定子设置的转子。所述驱动装置连接到所述转子,以从所述转子接收旋转输出,并且将所述旋转输出转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸,所述活塞从所述驱动装置接收所述线性往复运动以使所述活塞在所述缸内往复运动。所述缸和所述定子连接到所述泵框架,以使所述定子相对于所述转子稳定并且使所述缸相对于所述活塞稳定。
另外和/或可替选地,前述段落的所述流***移设备可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
一个或多个联接构件。所述定子包括第一端部和与所述第一端部相反的第二端部,所述第一端部附接到所述泵框架,而所述第二端部远离所述泵框架延伸,并且所述一个或多个联接构件附接到所述定子的所述第二端部并且沿着所述转子的所述外部延伸以连接到所述泵框架。
一根或多根电线,所述一根或多根电线延伸到所述定子的所述第二端部中,所述一根或多根电线提供电力以运转所述定子。
在又一示例中,一种用于往复流体容积泵的驱动***包括电动马达、驱动装置和流***移构件和支撑框架。所述电动马达包括设置在轴线上并且由轴杆支撑的定子和围绕所述定子同轴地设置的转子。所述驱动装置直接地连接到所述转子以从所述转子接收旋转输出。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置,其中,所述驱动装置被配置成将所述旋转输出转换成所述流***移构件的线性往复输入。所述支撑框架被配置成机械地支撑所述电动马达和所述流体容积泵,其中,所述支撑框架机械地联接到所述定子。
另外和/或可替选地,前述段落的所述驱动***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述支撑框架在所述电动马达的第一端部处通过第一轴承联接到所述转子,所述第一轴承允许所述转子在所述支撑框架内旋转。
所述支撑框架在与所述电动马达的第一端部轴向地相反的所述马达的第二端部处机械地联接到所述定子,其中,所述驱动装置在所述第一端部处连接到所述转子。
所述支撑框架包括在所述第一端部处的第一框架构件、在所述第二端部处联接到所述定子的第二框架构件以及连接所述第一框架构件和所述第二框架构件的至少一个连接构件。所述至少一个连接构件延伸跨越所述转子的外表面,并且与所述转子间隔开,以允许所述转子在所述支撑框架内旋转。
所述第二框架构件包括至少一个突出构件,其中,所述至少一个突出构件从所述轴线径向地向外延伸,使得所述至少一个突出构件的远端端部从所述转子径向地向外设置,并且其中,所述至少一个轴向地延伸的构件连接到所述至少一个突出构件。
所述电动马达从所述第一框架构件以悬臂方式延伸,使得所述第一端部连接到所述第一框架构件,并且所述第二端部以悬臂方式延伸。
所述第二框架构件包括多个突出构件,其中,所述多个突出构件中的突出构件围绕所述电动马达的轴线对称地布置。
所述第二框架构件包括多个突出构件,其中,所述多个突出构件中的突出构件围绕所述轴线不对称地布置。
所述多个突出构件包括三个突出构件和四个突出构件中的一个。
所述多个突出构件中的突出构件以X形配置来布置。
所述多个突出构件中的突出构件以Y形配置来布置。
所述第一框架构件包括从所述转子径向地向外延伸的至少一个突出构件,并且其中,所述至少一个连接构件连接到所述第一框架构件的所述至少一个突出构件。
所述第一框架构件包括第一多个突出构件,并且所述第二框架包括第二多个突出构件,并且其中,多个连接构件连接所述第一多个突出构件和所述第二多个突出构件。
所述第一多个突出构件中的突出构件与所述第二多个突出构件中的突出构件轴向地对准。
所述至少一个连接构件是拉杆。
所述第二框架构件与所述轴杆固定接触。
所述第二框架构件由所述轴杆支撑,并且与所述轴杆的外径向表面接触。
所述第二框架构件与所述轴杆的端面接触。
保持元件,所述保持元件与所述第二框架构件和所述轴杆的径向内表面固定接触。
所述轴杆由传导材料形成,以将热量从所述定子传递到所述第二框架构件。
所述第二框架构件邻近第二轴承机械地联接到所述轴杆,并且其中,所述第一框架构件和所述第二框架构件压紧在所述第一框架构件和所述第二框架构件之间的所述第一轴承和所述第二轴承,以预加载所述第一轴承和所述第二轴承。
波形弹簧垫圈,所述波形弹簧垫圈设置在所述第二轴承和所述第二框架构件之间。
保持元件,其中,所述保持元件将所述第二框架构件固定到所述轴杆。
所述保持元件通过介接螺纹连接到所述轴杆。
控制面板,所述控制面板机械地联接到所述第一框架构件和所述第二框架构件并且部分地围绕所述转子。
所述第一框架构件形成泵框架,所述泵框架被配置成部分地装纳所述流***移构件。
所述支撑框架包括多个连接构件,所述多个连接构件在所述马达的第一端部处的第一框架构件和所述马达的第二端部处的第二框架构件之间延伸跨越所述转子的外部,所述驱动构件在所述马达的第一端部处连接到所述转子,并且所述支撑框架被配置成支撑扭矩负载和泵反作用负载两者。
第一子组的所述连接构件被定位成支撑扭矩负载和泵反作用负载。
在又一示例中,一种用于往复流体容积泵驱动***的支撑框架包括第一框架构件、第二框架构件和至少一个连接构件,所述往复流体容积泵驱动***具有带有内定子和外转子的电动马达。所述第二框架构件设置在所述电动马达的与所述第一框架构件相反的端部处并且与所述第一框架构件分离。所述至少一个连接构件在所述第一框架构件和所述第二框架构件之间延伸并且连接所述第一框架构件和所述第二框架构件。所述第二框架构件和所述至少一个连接构件被配置成至少部分地装纳所述电动马达并且用所述外转子机械地支撑所述电动马达。
另外和/或可替选地,前述段落的所述支撑框架可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述第一框架构件和所述第二框架构件各自包括至少三个突出构件,并且其中,所述连接构件将所述第一框架构件的突出构件与所述第二框架构件的突出构件连接。
所述第一框架构件的所述突出构件与所述第二框架构件的所述突出构件轴向地对准。
所述第一框架构件和所述第二框架构件中的每一个的所述突出构件以Y形配置和X形配置中的一个布置。
所述连接构件是拉杆。
在又一示例中,一种流***移设备包括沿着轴线延伸以具有第一端部和第二端部的电动马达、驱动装置、泵、泵框架和马达框架。所述电动马达包括沿着所述轴线延伸的定子和围绕所述定子设置并且沿着所述轴线延伸的转子。所述驱动装置连接到所述转子,以从所述转子接收旋转输出,并且将所述旋转输出转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸,所述活塞从所述驱动装置接收所述线性往复运动以使所述活塞在所述缸内往复运动。所述缸和所述定子连接到所述泵框架以使所述缸相对于所述活塞稳定。所述马达框架使定子稳定。所述马达框架包括从所述马达的所述第一端部延伸到所述马达的所述第二端部的多个连接构件。所述多个连接构件围绕所述转子布置。
另外和/或可替选地,前述段落的所述流***移设备可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述马达框架相对于所述泵框架固定。
第一框架构件和第二框架构件。所述第一框架构件位于所述马达的所述第一端部上,并且所述第二框架构件位于所述马达的所述第二端部上。所述多个连接构件中的每一个从所述第一框架构件延伸到所述第二框架构件。
所述第一框架构件、所述第二框架构件和所述多个连接构件形成围绕所述马达的外骨骼,所述外骨骼在结构上支撑所述马达,同时允许气流穿过所述外骨骼并且围绕所述转子。
所述第一框架构件和所述第二框架构件中的任一个都是星形的。
在又一示例中,一种用于泵送流体的往复泵的驱动***包括电动马达和驱动构件。所述电动马达包括转子。所述转子包括从所述转子延伸的偏心驱动装置。所述驱动构件直接地联接到所述偏心驱动装置,并且被配置成驱动流***移构件的往复运动。
另外和/或可替选地,前述段落的所述驱动***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述偏心驱动装置直接地联接到所述驱动构件,以提供转子旋转与泵循环的1∶1的比率。
所述偏心驱动装置从所述转子的端部轴向地向外突出并且从所述转子的旋转轴线偏移。
所述驱动构件通过轴承元件联接到所述偏心驱动装置,所述轴承元件允许所述偏心驱动装置和所述驱动构件之间的相对运动。
所述偏心驱动装置与所述转子一体地形成。
所述偏心驱动装置延伸到所述转子的孔中,并且紧固到所述转子。
所述驱动装置包括套筒和螺栓,其中,所述套筒接纳在所述转子的所述孔中,并且所述螺栓接纳在所述套筒中并且以螺纹方式紧固到所述转子。
所述转子围绕所述定子同轴地设置。
所述转子由围绕所述定子延伸的壳体形成,其中,所述壳体包括在内周面上的永久磁体阵列。
所述壳体包括第一圆柱形突出部,所述第一圆柱形突出部包括所述偏心驱动装置。
所述第一圆柱形突出部从所述壳体的前端部沿第一轴向方向延伸,并且其中,所述壳体进一步包括第二圆柱形突出部,所述第二圆柱形突出部从所述壳体的所述前端部沿第二轴向方向延伸到所述定子的轴杆中。
所述偏心驱动装置包括延伸到所述第一圆柱形突出部和所述第二突出部中的每一个中的销。
所述偏心驱动装置由有色金属材料形成。
所述壳体进一步包括间隔构件,其中,所述间隔构件从所述第一圆柱形突出部轴向地向外延伸,并且支撑所述偏心驱动装置。
所述驱动***进一步包括泵框架,并且其中,所述第一圆柱形突出部通过第一轴承联接到所述泵框架,其中,所述第一轴承允许所述转子相对于所述泵框架的旋转运动。
所述第一圆柱形突出部联接到所述第一轴承。
所述壳体延伸穿过所述泵框架,并且其中,所述偏心驱动装置和驱动构件轴向地定位在所述第一轴承的外侧。
所述偏心驱动装置和驱动构件轴向地定位在所述第一轴承的内侧。
所述偏心驱动装置与所述转子一体地形成。
在所述转子和所述流***移构件之间没有设置齿轮。
所述泵是双容积泵。
在又一示例中,一种驱动往复泵的方法包括:为电动马达提供电力以引起转子在旋转轴线上的旋转;将电动马达的旋转输出直接提供给驱动构件;通过驱动构件将线性往复输入提供给所述泵的泵杆;以及将流体从所述流体容积泵喷涂到表面上。对于所述转子的一次绕转,所述流体容积泵进行一个泵循环。
另外和/或可替选地,前述段落的所述方法可以可选地包括以下特征、配置、额外部件和/或步骤中的任何一个或多个:
通过所述转子上的偏心驱动装置提供旋转输出,其中,所述偏心驱动装置的位置从所述旋转轴线偏移。
所述偏心驱动装置与所述转子一体地形成,或者延伸到所述转子中并且固定到所述转子。
在又一示例中,一种泵送***包括电动马达、驱动构件和往复泵。所述电动马达包括转子。所述转子包括从所述转子延伸的偏心驱动装置。所述驱动构件直接地联接到所述偏心驱动装置。所述往复泵包括联接到所述驱动构件的流***移构件和至少部分地装纳所述流***移构件的泵缸。所述驱动构件被配置成驱动所述流***移构件的往复运动。
另外和/或可替选地,前述段落的所述泵送***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述偏心驱动装置直接地联接到所述驱动构件,以提供转子旋转与泵循环的1∶1的比率。
所述偏心驱动装置从所述转子的端部轴向地向外突出并且从所述转子的旋转轴线偏移。
所述偏心驱动装置与所述转子一体地形成,或者延伸到所述转子中。
所述转子通过第一轴承以可旋转方式联接到泵框架,并且其中,所述偏心驱动装置和驱动构件轴向地定位在所述第一轴承的内侧。
所述转子通过第二轴承以可旋转方式联接到泵框架,并且其中,所述偏心驱动装置和驱动构件轴向地定位在所述第二轴承的外侧。
所述往复泵是双容积泵,使得所述往复泵被配置成在所述流***移构件的上行冲程和下行冲程中的每一个期间输出流体。
在又一示例中,一种用于流体容积泵的驱动***包括电动马达、驱动装置、流***移构件和泵框架。所述电动马达包括定子和转子。所述定子和所述转子设置在轴线上。所述驱动装置在所述电动马达的第一端部处联接到所述转子。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置,使得所述电动马达在泵送期间经受由所述流***移构件的往复运动产生的泵负载。所述泵框架机械地联接到所述电动马达并且被配置成支撑所述流体容积泵和所述电动马达。
另外和/或可替选地,前述段落的所述驱动***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述泵框架和所述定子中的一个在所述第一端部处通过第一轴承联接到所述转子,所述第一轴承允许所述转子相对于所述泵框架和所述定子中的一个的旋转运动并且支撑泵负载,其中,所述泵负载是沿着所述泵的往复运动的轴线的轴向负载。
所述泵框架在所述电动马达的与所述第一端部相反的后端部处机械地联接到所述定子。
所述转子围绕所述定子同轴地设置,并且其中,所述转子由壳体和在所述壳体的内周面上的多个磁体形成。
所述壳体联接到所述第一轴承的内圈,并且所述泵框架联接到所述第一轴承的外圈。
第二轴承,所述第二轴承邻近所述后端部设置在所述转子与所述定子之间,以允许所述转子相对于所述定子的旋转运动,所述第二轴承定位成经受泵负载。
所述转子联接到所述第二轴承的外圈,并且所述定子联接到所述第二轴承的内圈。
所述转子联接到所述第二轴承的内圈,并且所述定子联接到所述第二轴承的外圈。
所述转子在所述第一端部处延伸到所述定子的轴杆中。
第三轴承,所述第三轴承设置在所述转子和所述轴杆之间,以允许所述转子相对于所述定子的旋转运动,并且相对于所述定子支撑所述转子,使得在所述定子和设置在所述转子上的永久磁体阵列之间维持空气间隙。
所述转子联接到所述第三轴承的内圈,并且所述轴杆联接到所述第三轴承的外圈。
所述第一轴承位于距所述电动马达的旋转轴线的第一半径处,并且所述第二轴承位于距所述旋转轴线的第二半径处,其中,所述第一半径大于所述第二半径。
所述第三轴承构件定位在距所述旋转轴线的第三半径处,其中,所述第三半径大于所述第二半径并且小于所述第一半径。
所述定子在所述第一端部处通过所述第一轴承联接到所述转子,并且其中,所述定子在所述第一端部处机械地固定到所述泵框架,其中,在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由所述驱动装置、所述转子、所述第一轴承和所述定子传递到所述泵框架。
所述定子在与所述电动马达的所述第一端部相反的后端部处通过第二轴承联接到所述转子,所述第二轴承允许所述转子相对于所述定子的旋转运动,并且其中,在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由所述驱动装置、所述转子、所述第一轴承、所述第二轴承和所述定子传递到所述泵框架。
在又一示例中,一种用于往复流***移***的驱动***包括电动马达、驱动装置、流***移构件和泵框架。所述电动马达包括定子和转子。所述定子和所述转子设置在轴线上。所述驱动装置在所述电动马达的第一端部处联接到所述转子。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置,其中,所述驱动装置将来自所述转子的旋转输出转换成到所述流***移构件的线性往复输入。所述泵框架机械地联接到所述电动马达。在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由驱动装置和所述转子传递到所述泵框架。
另外和/或可替选地,前述段落的所述驱动***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
第一轴承,所述第一轴承在所述第一端部处设置在所述转子与所述定子和所述泵框架中的一个之间。所述第一轴承支撑泵负载。所述泵负载是沿着所述泵的往复运动轴线的轴向负载。
在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由所述驱动装置、所述转子和所述第一轴承传递到所述泵框架。
在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由驱动装置、所述转子、所述第一轴承和所述定子传递到所述泵框架。
第二轴承,所述第二轴承在所述电动马达的与所述第一端部相反的后端部处设置在所述转子和所述定子之间,所述第二轴承定位成经受泵负载。
所述泵框架在后端部处机械地固定到所述定子,并且在所述第一端部处与所述定子完全分离,并且其中,在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由所述驱动装置、所述转子、所述第二轴承和所述定子传递到所述泵框架。
第三轴承,所述第三轴承在所述第一端部处设置在所述转子与所述定子的轴杆之间,以提供所述转子相对于所述定子的旋转运动,并且维持所述定子、设置在所述转子上的多个永久磁体之间的间隙,其中,所述转子联接到所述第三轴承的内圈,并且所述轴杆联接到所述第三轴承的外圈。
所述第三轴承轴向地设置在所述第一轴承和所述第二轴承之间。
所述泵框架在所述第一端部处机械地固定到所述定子,并且其中,在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由所述驱动装置、所述转子、所述第二轴承和所述定子传递到所述泵框架。
所述第一轴承位于距所述电动马达的旋转轴线的第一半径处,并且所述第二轴承位于距所述旋转轴线的第二半径处,其中,所述第一半径大于所述第二半径。
在又一示例中,一种泵送设备包括框架、至少两个轴承、电动马达、驱动装置和泵。所述电动马达包括定子和转子,所述转子被配置成输出旋转运动。所述转子由所述至少两个轴承支撑,所述至少两个轴承支持所述转子的旋转。所述驱动装置被配置成接收所述旋转运动并且将所述旋转运动转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸。所述活塞被配置成接收所述线性往复运动以在所述缸内通过上行冲程和下行冲程往复。当移动通过所述上行冲程时,所述活塞接收向下的反作用力,并且当移动通过所述下行冲程时,所述活塞接收向上的反作用力。所述向上的反作用力和所述向下的反作用力两者都行进穿过所述驱动装置、所述转子并且然后到所述至少两个轴承。
另外和/或可替选地,前述段落的所述泵送设备可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述至少两个轴承将与所述转子的旋转相关联的旋转力以及向上的反作用力和向下的反作用力两者都传递到所述框架。
在又一示例中,一种用于为往复泵提供动力以用于泵送流体来产生流体喷雾的驱动***包括电动马达、偏心驱动构件和驱动装置。所述电动马达包括定子和转子。所述转子被配置成在旋转轴线上旋转。所述偏心驱动构件从所述转子延伸。所述驱动装置联接到所述偏心驱动器,并且被配置成驱动流***移构件的往复运动。
另外和/或可替选地,前述段落的所述驱动***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述偏心驱动构件直接地联接到所述转子,并且直接地联接到所述驱动装置,以提供转子旋转与所述流***移构件的泵循环的1∶1的比率。
所述偏心驱动构件从所述转子的端部轴向地向外突出并且从所述旋转轴线径向地偏移。
所述驱动装置通过轴承联接到所述偏心驱动构件,所述轴承允许所述偏心驱动构件和所述驱动装置之间的相对运动。
所述偏心驱动构件与所述转子一体地形成。
所述偏心驱动构件延伸到形成于所述转子的主体中的孔中,并且在所述孔内紧固到所述转子。
所述偏心驱动构件包括套筒和螺栓,其中,所述套筒接纳在所述转子的所述孔中,并且所述螺栓接纳在所述套筒中并且以螺纹方式紧固到所述转子。
所述转子由围绕所述定子延伸的壳体形成,其中,所述壳体包括在所述壳体的主体的在内周面上的永久磁体阵列。
所述壳体包括第一圆柱形突出部,所述第一圆柱形突出部沿着所述旋转轴线轴向地延伸并且包括所述偏心驱动构件。
所述第一圆柱形突出部从所述壳体的第一端部沿第一轴向延伸,并且其中,所述壳体进一步包括第二圆柱形突出部,所述第二圆柱形突出部从所述壳体的所述第一端部沿第二轴向方向延伸到所述定子的轴杆中,所述第二轴向方向与所述第一轴向方向相反。
所述偏心驱动构件包括延伸到所述第一圆柱形突出部和所述第二突出部中的每一个中的销。
所述偏心驱动构件由有色金属材料形成。
泵框架,并且其中,所述第一圆柱形突出部联接到所述泵框架。
所述第一圆柱形突出部通过第一轴承联接到所述泵框架,其中,所述第一轴承允许所述转子相对于所述泵框架的旋转运动。
所述壳体延伸穿过所述第一轴承,使得所述偏心驱动构件和所述驱动装置设置在所述第一轴承的与所述定子轴向地相反的侧部上。
没有联接所述转子和所述流***移构件的齿轮。
在又一示例中,一种驱动往复泵以用于产生用于喷涂到表面上的加压流体喷雾的方法包括:为电动马达提供电力以引起转子在旋转轴线上的旋转;将来自所述转子的旋转输出提供给驱动装置;以及通过所述驱动装置向所述泵的流***移构件提供线性往复输入以促使所述流***移构件沿着泵轴线的往复运动来泵送流体。所述转子通过所述驱动装置连接到所述流***移构件,使得对于所述转子的一次绕转,所述流体容积泵进行一个泵循环。
另外和/或可替选地,前述段落的所述方法可以可选地包括以下特征、配置、额外部件和/或步骤中的任何一个或多个:
通过联接到所述转子并且从所述转子延伸的偏心驱动构件将所述旋转输出提供给所述驱动装置,其中,所述偏心驱动器被配置成从所述旋转轴线径向地偏移并且围绕所述旋转轴线旋转。
在又一示例中,一种用于泵送流体以产生加压流体喷雾的泵送***包括电动马达、偏心驱动构件、驱动装置和往复泵。所述电动马达包括定子和转子。所述转子被配置成在旋转轴线上旋转。所述偏心驱动构件从所述转子延伸。所述驱动装置联接到所述偏心驱动构件以接收来自所述转子的旋转输出。所述往复泵包括联接到所述驱动装置的流***移构件和至少部分地装纳所述流***移构件的泵缸。所述驱动装置被配置成接收来自所述马达的所述旋转输出并且将所述旋转输出转换成线性往复运动以驱动所述流***移构件的往复运动。
另外和/或可替选地,前述段落的所述泵送***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述偏心驱动构件直接地联接到所述转子,并且直接地联接到所述驱动装置,以提供转子旋转与所述流***移构件的泵循环的1∶1的比率。
所述偏心驱动器从所述转子的端部轴向地向外并且远离所述定子突出,并且其中,所述偏心驱动构件从所述转子的所述旋转轴线径向地偏移。
所述偏心驱动构件与所述转子的主体一体地形成。
所述转子通过第一轴承以可旋转方式联接到泵框架,并且其中,所述偏心驱动器和驱动构件定位在所述第一轴承的与所述转子的永久磁体阵列的轴向地相反的侧部上。
在又一示例中,一种用于往复流体容积泵的驱动***包括电动马达、驱动装置和流***移构件,所述往复流体容积泵被配置成泵送流体以用于所述流体的喷涂。所述电动马达包括限定轴线的定子和围绕所述定子同轴地设置的转子。所述驱动装置连接到所述转子以从所述转子接收旋转输出。所述流***移构件机械地联接到所述驱动装置。所述驱动装置将所述旋转输出转换成到所述流***移构件的线性往复输入,以对所述流***移构件进行的泵送提供动力。
另外和/或可替选地,前述段落的所述驱动***可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述流***移构件在所述电动马达的第一轴向端部处机械地联接到所述驱动装置。
所述电动马达进一步包括第二轴向端部,所述电动马达被配置成通过所述第二轴向端部接收电力,其中,所述第二轴向端部沿着所述轴线与所述第一轴向端部相反地设置。
泵框架,所述泵框架机械地支撑所述电动马达和所述流***移构件。
所述电动马达从所述泵框架以悬臂方式延伸。
所述泵框架机械地联接到所述转子和所述定子中的每一个。
支撑构件在所述第二轴向端部处将所述泵框架连接到所述定子的轴杆,使得所述定子固定到所述泵框架,以防止所述定子和所述泵框架的相对运动。
所述支撑构件围绕所述转子的外部从所述泵框架延伸到所述轴杆。
所述转子包括壳体和设置在所述壳体的内周面上的永久磁体阵列。
所述壳体在所述电动马达的第一轴向端部处以可旋转方式联接到泵框架,其中,所述泵框架支撑所述流***移构件。
所述定子固定到轴杆,并且其中,所述壳体在所述第一轴向端部处与所述定子和所述轴杆完全地径向重叠,并且在所述轴线上在所述电动马达的与所述第一端部相反地设置的第二轴向端部处与所述定子至少部分地径向重叠。
所述壳体包括在所述第二轴向端部处的开口,使得所述壳体在所述第一轴向端部处封闭并且在所述第二轴向端部处敞开。
所述轴杆在所述第二轴向端部处轴向地向外延伸穿过所述开口并且超过所述壳体。
所述泵框架静态地连接到设置在所述壳体外部的所述轴杆的一部分,使得所述定子在所述第二轴向端部处固定到所述泵框架。
泵框架,所述泵框架支撑所述电动马达,以及第一轴承。所述电动马达在所述电动马达的联接到所述驱动装置的第一轴向端部处由所述泵框架动态地支撑。所述第一轴承在所述第一轴向端部处设置在所述泵框架和所述转子之间,以在所述泵框架上支撑所述转子并且允许所述转子相对于所述泵框架的旋转运动。
所述转子延伸穿过所述泵框架,并且其中,所述转子联接到所述轴承的内圈,并且所述泵框架联接到所述轴承的外圈。
所述泵框架在所述电动马达的与所述第一轴向端部相反的第二轴向端部处机械地联接到所述定子。
所述转子由具有在所述第一轴向转子端部处的第一端部壁和在与所述第一轴向转子端部相反的第二轴向转子端部处的第二端部壁的圆筒形主体形成,其中,所述第一壁被封闭以与所述定子完全地径向重叠,并且其中,所述第二壁包括延伸穿过所述第二壁并且在所述轴线上对准的开口。
在又一示例中,一种驱动往复泵以泵送流体来产生用于喷涂到表面上的流体喷雾的方法,包括:为电动马达供电以引起所述电动马达的转子的旋转,所述转子设置在所述电动马达的定子的外部和周围;在连接到所述转子的驱动装置处接收来自所述转子的旋转输出;由所述驱动装置将所述旋转输出转化成线性往复运动;以及通过所述驱动器装置向所述泵的流***移构件提供线性往复输入,所述流***移构件连接到所述驱动装置以促使所述流***移构件通过往复运动来泵送所述流体。
另外和/或可替选地,前述段落的所述方法可以可选地包括以下特征、配置、额外部件和/或步骤中的任何一个或多个:
接收来自所述电动马达的第一轴向端部的所述旋转输出,并且向所述电动马达提供电输入,以通过所述电动马达的与所述第一轴向端部相反地设置的第二轴向端部为所述电动马达提供电力。
用设置在所述第一轴向端部处的泵框架机械地支撑所述电动马达,并且用所述泵框架机械地支撑所述往复泵。
在所述第一轴向端部处将所述转子以可旋转方式联接到所述泵框架,并且在所述第二轴向端部处将所述定子机械地固定到所述泵框架。
在又一示例中,流***移设备包括电动马达、驱动装置、泵和泵框架。所述电动马达包括限定轴线的定子和围绕所述定子设置以围绕所述定子旋转的转子。所述驱动装置连接到所述转子,以从所述转子接收旋转输出,并且将所述旋转输出转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸。所述活塞从所述驱动装置接收所述线性往复运动以使所述活塞在所述缸内往复运动。所述缸和所述定子连接到所述泵框架,以使所述定子相对于所述转子稳定并且使所述缸相对于所述活塞稳定。
另外和/或可替选地,前述段落的所述流***移设备可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述泵框架在所述电动马达的第一轴向端部处动态地联接到所述转子,使得所述转子可以相对于所述泵框架移动,并且所述泵框架在所述电动马达的与所述第一轴向端部相反的第二轴向端部处静态地联接到所述定子的轴杆,使得所述定子相对于所述泵框架固定。
一根或多根电线,所述一根或多根电线在所述第二轴向端部处延伸到所述定子中,所述一根或多根电线提供电力以运转所述定子。
在又一示例中,一种泵送***包括电动马达、驱动装置、泵和泵框架。所述电动马达包括定子和转子。所述定子和所述转子设置在轴线上。所述驱动装置联接到所述转子以从所述转子接收旋转输出并且将所述旋转输出转换成线性往复运动。所述泵包括活塞和缸,所述活塞从所述驱动装置接收所述线性往复运动以使所述活塞在所述缸内往复运动。所述缸和所述定子连接到所述泵框架,以使所述定子相对于所述转子稳定并且使所述缸相对于所述活塞稳定。所述泵送***可以包括前述段落的泵送***或设备的特征中的任何一个、本文中引用的和/或在附图中的任何一个或多个中示出的任何特征中的一个或多个。
在又一示例中,一种喷涂机包括:电动马达,所述电动马达包括定子和转子,所述转子被配置成输出旋转运动;驱动装置,所述驱动装置将由所述电动马达输出的所述旋转运动转换成线性往复运动;泵,所述泵包括被配置成通过所述驱动装置线性地往复运动的活塞;以及控制器,所述控制器被配置成向所述电动马达输出电能以控制所述电动马达的运转。
另外和/或可替选地,前述段落的所述喷涂机可以可选地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或多个:
所述控制器促使所述电动马达在两种模式之间反转所述转子的旋转方向。在第一模式中,所述转子顺时针旋转,从而进行多个完整绕转,以驱动所述活塞经过第一多个泵送冲程。在第二模式中,所述转子逆时针旋转,从而进行多个完整绕转,以驱动所述活塞经过第二多个泵送冲程。
所述控制器促使所述转子在所述第一模式和所述第二模式之间周期性地切换。
所述控制器促使所述转子基于以时间为基础的进度表而在所述第一模式和所述第二模式之间周期性地切换。
所述控制器基于中止向所述电动马达供应电能而促使所述转子在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述控制器基于接通和关断所述喷涂机而促使所述电动转子在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述控制器促使所述转子基于所述转子的失速而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述第一模式和所述第二模式之间的所述切换基于达到锁定的转子状况。
所述控制器促使所述转子基于所述转子的旋转速度而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述控制器促使所述转子基于在所述泵的下游测量的喷涂流体的参数而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述控制器促使所述电动转子基于甚至在所述活塞通过所述转子往复运动时所述所测量的参数在预定时间段内不满足所述设定压力而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述参数是压力。
所述控制器促使所述转子基于所述所测量的参数不满足设定压力而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述控制器促使所述电动马达基于在所述活塞通过所述转子往复运动时所述所测量的参数在预定时间段内不满足所述设定压力而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述控制器被配置成当所述转子由于在压力水平下施加到所述活塞的喷涂流体的阻力而失速时将驱动电能输送到所述电动马达,并且所述控制器被配置成继续将驱动电能输送到所述电动马达,使得在所述转子失速时向前推动所述转子,并且使得压力继续通过所述转子和所述驱动装置施加到所述活塞,并且当喷涂流体压力降低时,所述转子恢复旋转。
所述压力水平由用户设定。
当喷涂流体压力降低到所述压力水平以下时,所述转子恢复旋转。
所述控制器被配置成基于所述转子失速预定时间段而中止向所述电动马达输送驱动电能。
所述预定时间段是至少五分钟。
流体传感器被配置成监测由所述泵输出的所述喷涂流体的参数。所述控制器被配置成在所述控制器已经中止向所述电动马达输送驱动电能时监测所述参数,并且基于所述参数的改变,恢复向所述电动马达输送电能,以使所述转子旋转来运转所述泵。
所述控制器被配置成基于所述电动马达或周围环境空气的所感测到的温度而中止向所述电动马达输送驱动电能。
温度传感器被配置成监测所述电动马达和/或周围环境空气的温度。
所述控制器促使所述电转子基于向所述马达输送的电能的参数超过阈值而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述参数是电流。
所述控制器促使所述电动转子基于甚至在所述活塞通过所述转子往复运动时所述所测量的参数在预定时间段内不满足所述设定压力而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
所述控制器被配置成基于来自穿过所述转子的喷涂流体的阻力而使所述转子失速。
所述控制器被配置成基于在压力水平下来自穿过所述转子的喷涂流体的阻力而使所述转子失速。
所述控制器被配置成继续向所述电动马达输送电能,使得在所述转子失速时所述转子被向前推动,使得在所述活塞失速时压力通过所述转子和所述驱动装置继续被施加到所述活塞。
所述控制器被配置成继续向所述电动马达输送电能,使得在所述转子失速时所述转子被向前推动,使得在所述活塞失速时压力通过所述转子和所述驱动装置继续被施加到所述活塞,并且当喷涂流体压力降低时,所述转子恢复旋转。
所述控制器被配置成继续向所述电动马达输送电能,使得在所述转子失速时所述转子被恒定地向前推动,使得在所述活塞失速时压力通过所述转子和所述驱动装置继续被施加到所述活塞,并且使得当所述喷涂流体压力由于对所述转子的恒定推动而降低到压力水平以下时,所述转子恢复旋转,从而促使所述活塞克服所述喷涂流体的较低压力。
虽然已经参考(多个)优选实施例描述了本发明,但是本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以做出各种改变,并且可以用等同物替换其元件。另外,在不脱离本发明的基本范围的情况下,可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此,预期本发明不限于(多个)所公开的特定实施例,而是本发明将包括归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (108)

1.一种流体容积泵组件,包括:
电动马达,包括:
定子;和
转子,所述定子和所述转子设置在轴线上;和
驱动装置,所述驱动装置在所述电动马达的第一端部处联接到所述转子;
泵,所述泵包括机械地联接到所述驱动装置的流***移构件,其中,所述驱动装置将旋转输出转换成到所述流***移构件的往复输入;
泵框架,所述泵框架机械地附接到所述电动马达。
2.根据权利要求1所述的泵组件,其中,所述转子围绕所述定子同轴地设置。
3.根据权利要求2所述的泵组件,其中,所述电动马达进一步包括被配置成接收电力的第二端部,其中,所述第二端部沿着所述轴线与所述第一端部相反地设置。
4.根据权利要求1所述的泵组件,其中,所述泵框架机械地连接到所述转子和所述定子中的每一个。
5.根据权利要求4所述的泵组件,其中,支撑构件将所述泵框架连接到所述定子的轴杆,使得所述定子相对于所述泵框架固定。
6.根据权利要求5所述的泵组件,其中,所述支撑构件沿着所述轴线在所述电动马达的与所述第一端部相反的第二端部处连接到所述轴杆。
7.根据权利要求5所述的泵组件,其中,所述支撑构件围绕所述转子的外部从所述泵框架延伸到所述轴杆。
8.根据权利要求5所述的泵组件,其中,所述支撑构件包括:
连接器,所述连接器从所述泵框架延伸跨越所述转子的外部,其中,所述连接器与所述转子径向地分离;和
框架端部,所述框架端部从所述连接器径向地延伸到所述轴杆,其中,所述框架端部与所述转子轴向地间隔开,并且其中,所述框架端部与所述轴杆固定接触。
9.根据权利要求8所述的泵组件,其中,所述框架端部包括至少一个突出部,其中,所述至少一个突出部从所述轴线径向地向外延伸,使得所述至少一个突出部的远端端部径向地设置在所述转子的外侧,并且其中,所述至少一个连接器联接到所述至少一个突出部。
10.根据权利要求8所述的泵组件,其中,所述框架端部包括多个突出部,其中,所述多个突出部围绕所述电动马达的所述轴线对称地布置。
11.根据权利要求8所述的泵组件,其中,所述框架端部包括多个突出部,其中,所述多个突出部围绕所述电动马达的所述轴线不对称地布置。
12.根据权利要求8所述的泵组件,其中,所述泵框架包括径向地延伸到所述转子之外的至少一个突出部,并且其中,所述至少一个连接器连接到所述泵框架的所述至少一个突出部。
13.根据权利要求8所述的泵组件,其中,所述泵框架包括多个第一突出部,并且所述框架端部包括多个第二突出部,并且其中,多个连接器连接所述多个第一突出部和所述多个第二突出部。
14.根据权利要求8所述的泵组件,其中,所述至少一个连接器是拉杆。
15.根据权利要求8所述的泵组件,其中,所述至少一个连接器是至少部分地围绕所述转子的圆周延伸的基板。
16.根据权利要求8所述的泵组件,其中,所述框架端部与所述轴杆的径向外表面和所述轴杆的端面中的至少一个固定接触。
17.根据权利要求5到16中任一项所述的泵组件,其中,所述轴杆由导热材料形成,以将热量从所述定子传递到所述框架端部。
18.根据权利要求5到16中任一项所述的泵组件,进一步包括:
第一轴承,所述第一轴承在所述第一端部处设置在所述泵框架和所述转子之间,以支撑所述转子并且允许所述转子相对于所述泵框架的旋转运动;和
第二轴承,所述第二轴承在所述第二端部处设置在所述轴杆和所述转子之间,以支撑所述转子并且允许所述转子相对于所述轴杆的旋转运动。
19.根据权利要求18所述的泵组件,其中,所述泵框架和所述框架端部将所述第一轴承和所述第二轴承压紧在所述泵框架和所述框架端部之间,以预加载所述第一轴承和所述第二轴承。
20.根据权利要求8到16中任一项所述的泵组件,进一步包括机械地联接到所述框架端部的控制面板,其中,所述框架端部轴向地设置在所述电动马达和所述控制面板之间。
21.根据权利要求20所述的泵组件,其中,所述控制面板从所述框架端部以悬臂方式延伸。
22.根据权利要求20所述的泵组件,其中,联接到所述框架端部的所述控制面板的一部分由导热材料形成,以将热量从所述控制面板传递到所述框架端部。
23.根据权利要求1到4中任一项所述的泵组件,其中,所述转子包括壳体和在所述壳体的内周面上的永久磁体阵列,并且其中,所述壳体在所述电动马达的第一端部处以可旋转方式联接到所述泵框架,所述电动马达的所述第一端部联接到所述驱动装置。
24.根据权利要求23所述的泵组件,其中,所述定子固定到轴杆,并且其中,所述壳体在所述第一端部处与所述定子和所述轴杆完全地径向重叠,并且在所述电动马达的沿着所述轴线与所述第一端部相反设置的第二端部处与所述定子至少部分地径向重叠。
25.根据权利要求24所述的泵组件,其中,所述轴杆在所述第二端部处轴向地向外延伸超过所述壳体。
26.根据权利要求24所述的泵组件,其中,支撑构件将所述泵框架连接到所述轴杆,使得所述定子相对于所述泵框架固定。
27.根据权利要求1到4中任一项所述的泵组件,进一步包括第一轴承,所述第一轴承在所述第一端部处设置在所述泵框架和所述转子之间,以支撑所述转子并且允许所述转子相对于所述泵框架的旋转运动,并且支撑泵负载,其中,所述泵负载是沿着所述流***移构件的往复运动轴线的轴向负载。
28.根据权利要求27所述的泵组件,其中,所述转子延伸穿过所述泵框架,并且其中,所述转子联接到所述第一轴承的内圈,并且所述泵框架联接到所述第一轴承的外圈。
29.根据权利要求28所述的泵组件,进一步包括第二轴承,所述第二轴承与所述电动马达的在所述轴线上与所述第一端部相反的第二端部相邻地设置在所述转子和所述定子之间,以允许所述转子相对于所述定子的旋转运动。
30.根据权利要求29所述的泵组件,其中,所述转子联接到所述第二轴承的外圈,并且所述定子的轴杆联接到所述第二轴承的内圈。
31.根据权利要求29所述的泵组件,其中,所述转子联接到所述第二轴承的内圈,并且所述定子联接到所述第二轴承的外圈。
32.根据权利要求30所述的泵组件,其中,所述转子在所述第一端部处延伸到所述定子的所述轴杆中。
33.根据权利要求32所述的泵组件,进一步包括第三轴承,所述第三轴承设置在所述转子和所述轴杆之间,以允许所述转子相对于所述定子的旋转运动,并且相对于所述定子支撑所述转子,以便在所述定子和设置在所述转子上的永久磁体阵列之间维持空气间隙,其中,所述转子联接到所述第三轴承的内圈,并且所述轴杆联接到所述第三轴承的外圈。
34.根据权利要求33所述的泵组件,其中,所述第一轴承定位在距所述电动马达的所述轴线的第一径向距离处,并且所述第二轴承定位在距所述轴线的第二径向距离处,其中,所述第一径向距离大于所述第二径向距离。
35.根据权利要求28所述的泵组件,其中,所述定子在所述第一端部处通过所述第一轴承联接到所述转子,并且其中,所述定子在所述电动马达的所述轴线上在所述电动马达的与所述第一端部相反的第二端部处机械地固定到所述泵框架,其中,在泵送期间由所述流***移构件产生的泵反作用力经由所述驱动装置、所述转子、所述第一轴承和所述定子传递到所述泵框架。
36.根据权利要求28所述的泵组件,其中,所述泵框架在所述电动马达的沿着所述轴线与所述第一端部相反的第二端部处机械地联接到所述定子的轴杆,其中,所述第二端部被配置成接收电输入以向所述定子提供电力。
37.根据权利要求36所述的泵组件,其中,所述转子由具有在所述第一端部处的第一端部壁和在所述第二端部处的第二端部壁的圆筒形主体形成,其中,所述第一端部壁在所述第一端部处与所述定子和所述轴杆完全径向地重叠,并且其中,所述轴杆在所述第二端部处从所述第二端部壁轴向地向外延伸。
38.根据权利要求1所述的泵组件,进一步包括从所述转子延伸的偏心驱动器,其中,所述偏心驱动器联接到所述转子并联接到所述驱动装置,以提供所述转子旋转与泵循环的1∶1的比率。
39.根据权利要求38所述的泵组件,其中,所述偏心驱动器从所述转子的轴向端部轴向地向外突出,并且从所述转子的所述轴线径向地偏移。
40.根据权利要求38所述的泵组件,其中,所述驱动装置通过轴承元件联接到所述偏心驱动器,从而允许所述偏心驱动器和所述驱动装置之间的相对移动。
41.根据权利要求40所述的泵组件,其中,所述偏心驱动器与所述转子一体地形成。
42.根据权利要求40所述的泵组件,其中,所述偏心驱动器延伸到所述转子的孔中并且紧固到所述转子。
43.根据权利要求42所述的泵组件,其中,所述偏心驱动器包括套筒和螺栓,其中,所述套筒被接纳在所述转子的所述孔中,并且所述螺栓被接纳在所述套筒中并且以螺纹方式紧固到所述转子。
44.根据权利要求38到43中任一项所述的泵组件,其中,所述转子围绕所述定子同轴地设置。
45.根据权利要求44所述的泵组件,其中,所述转子由围绕所述定子延伸的壳体形成,其中,所述壳体在内周面上具有永久磁体阵列。
46.根据权利要求45所述的泵组件,其中,所述壳体包括第一圆柱形突出部,所述第一圆柱形突出部包括所述偏心驱动器。
47.根据权利要求46所述的泵组件,其中,所述第一圆柱形突出部从所述壳体的前端部沿第一轴向方向延伸,并且其中,所述壳体进一步包括第二圆柱形突出部,所述第二圆柱形突出部从所述壳体的所述前端部沿第二轴向方向延伸到所述定子的轴杆中。
48.根据权利要求47所述的泵组件,其中,所述偏心驱动器包括延伸到所述第一圆柱形突出部和所述第二突出部中的每一个中的销。
49.根据权利要求46所述的泵组件,其中,所述第一圆柱形突出部通过第一轴承联接到所述泵框架,其中,所述第一轴承允许所述转子相对于所述泵框架的旋转运动。
50.根据权利要求49所述的泵组件,其中,所述壳体延伸穿过所述泵框架,并且其中,所述偏心驱动器和驱动构件轴向地定位在所述第一轴承的外侧,使得所述第一轴承轴向地设置在所述偏心驱动器和所述定子之间。
51.根据权利要求50所述的泵组件,其中,所述偏心驱动器和所述驱动装置轴向地定位在所述第一轴承的内侧。
52.根据权利要求38所述的泵组件,其中,在所述转子和所述流***移构件之间没有设置齿轮。
53.一种喷涂机,包括任一前述权利要求所述的泵组件,并且进一步包括控制器,所述控制器被配置成向所述电动马达输出电能以控制所述电动马达的运转,其中,所述流***移构件包括被配置成通过所述驱动装置线性地往复运动的活塞。
54.根据权利要求53所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述电动马达在两种模式之间反转所述转子的旋转方向,其中:
在第一模式中,所述转子顺时针旋转,从而进行多个完整绕转,以驱动所述活塞经过多个第一泵送冲程,并且
在第二模式中,所述转子逆时针旋转,从而进行多个完整绕转,以驱动所述活塞经过多个第二泵送冲程。
55.根据权利要求54所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述转子在所述第一模式和所述第二模式之间周期性地切换。
56.根据权利要求55所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述转子基于以时间为基础的进度表而在所述第一模式和所述第二模式之间周期性地切换。
57.根据权利要求54所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述转子基于中止向所述控制器供应电能而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
58.根据权利要求54所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述转子基于从电源插座上拔下所述喷涂机而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
59.根据权利要求54所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述转子基于所述转子的失速而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
60.根据权利要求59所述的喷涂机,其中,在所述第一模式和所述第二模式之间的所述切换基于达到锁定的转子状况。
61.根据权利要求59所述的喷涂机,其中,在所述第一模式和所述第二模式之间的所述切换基于马达电流超过阈值。
62.根据权利要求54所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述转子基于所述转子的旋转速度而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
63.根据权利要求54所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述转子基于在所述泵的下游测量的喷涂流体的参数而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
64.根据权利要求63所述的喷涂机,其中,所述参数是压力,并且其中,所述控制器促使所述转子基于所测量的参数不满足设定压力而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
65.根据权利要求64所述的喷涂机,其中,所述控制器促使所述电动马达基于在所述活塞通过所述转子往复运动时所测量的参数在预定时间段内不满足所述设定压力而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
66.根据权利要求53所述的喷涂机,其中,所述控制器被配置成当所述转子由于在压力水平下施加到所述活塞的喷涂流体的阻力而失速时将驱动电能输送到所述电动马达,并且其中,所述控制器被配置成继续将驱动电能输送到所述电动马达,使得在所述转子保持失速时所述转子被向前推动,并且使得压力继续通过所述转子和所述驱动装置施加到所述活塞,并且然后当来自所述泵的下游的喷涂流体压力降低时,所述转子恢复旋转。
67.根据权利要求66所述的喷涂机,其中,所述转子由于来自喷枪的喷涂的中止而失速,并且当来自所述泵的下游的喷涂流体压力由于来自所述喷枪的喷涂的恢复而降低时,所述转子从失速状况恢复旋转。
68.根据权利要求66所述的喷涂机,其中,所述压力水平由用户设定。
69.根据权利要求68所述的喷涂机,其中,当喷涂流体压力降低到所述压力水平以下时,所述转子恢复旋转。
70.根据权利要求66所述的喷涂机,其中,所述控制器被配置成基于所述转子失速一时间段而中止向所述电动马达输送驱动电能。
71.根据权利要求70所述的喷涂机,其中,所述时间段是预定时间段。
72.根据权利要求71所述的喷涂机,其中,所述时间段大于十秒。
73.根据权利要求71所述的喷涂机,其中,所述时间段大于五分钟。
74.根据权利要求53到73中任一项所述的喷涂机,进一步包括流体传感器,所述流体传感器被配置成监测由所述泵输出的所述喷涂流体的参数,其中,所述控制器被配置成在所述控制器已经中止向所述电动马达输送驱动电能时监测所述参数,并且基于所述参数的改变,恢复向所述电动马达输送电能,以使所述转子旋转来使所述泵运转。
75.根据权利要求66所述的喷涂机,其中,所述控制器被配置成基于感测到的温度而中止向所述电动马达输送驱动电能。
76.根据权利要求75所述的喷涂机,其中,所述温度是所述电动马达的温度。
77.根据权利要求75所述的喷涂机,其中,所述温度是环境空气的温度。
78.根据权利要求66所述的喷涂机,其中,所述控制器被配置成在所述转子旋转时向所述马达的第一相提供第一电力信号,并且被配置成在所述转子失速时向所述马达的所述第一相提供第二电力信号。
79.根据权利要求78所述的喷涂机,其中,所述第一电力信号是正弦的,并且所述第二电力信号是恒定的。
80.根据权利要求78所述的喷涂机,其中,所述第一电力信号是交流信号,并且所述第二电力信号是直流信号。
81.根据权利要求78所述的喷涂机,其中,所述第一电力信号大于所述第二电力信号。
82.一种驱动往复泵的方法,所述方法包括:
为电动马达提供电力以引起所述马达的转子旋转;
在连接到所述转子的驱动装置处接收来自所述转子的旋转输出;
由所述驱动装置将所述旋转输出转化成线性往复运动;
由所述驱动装置向连接到所述驱动装置的流***移构件提供线性往复输入,以促使所述泵杆通过往复运动来泵送流体;和
通过泵框架机械地支撑所述往复泵和所述电动马达。
83.根据权利要求82所述的方法,进一步包括:
从所述电动马达的第一端部接收所述旋转输出;和
向所述电动马达的与所述第一端部相反的第二端部提供电输入。
84.根据权利要求83所述的方法,进一步包括:
在所述第一端部处将所述转子以可旋转方式联接到所述泵框架;和
在所述第二端部处将所述定子机械地固定到所述泵框架。
85.根据权利要求84所述的方法,进一步包括:
通过联接到所述转子的偏心驱动器提供所述旋转输出,其中,所述偏心驱动器的位置从所述旋转轴线偏移,并且其中,对于所述转子的一次绕转,所述流体容积泵进行一个泵循环。
86.一种泵送***,包括:
电动马达,包括:
定子;和
转子,所述定子和所述转子设置在轴线上;和
驱动装置,所述驱动装置联接到所述转子以从所述转子接收旋转输出并且将所述旋转输出转换成线性往复运动;和
泵,所述泵包括活塞和缸,所述活塞从所述驱动装置接收所述线性往复运动以使所述活塞在所述缸内往复运动;和
泵框架,所述缸和所述定子连接到所述泵框架,以使所述定子相对于所述转子稳定并且使所述缸相对于所述活塞稳定。
87.根据权利要求86所述的泵送***,其中,所述转子围绕所述定子设置,并且其中,所述转子由具有在所述第一端部处的第一端部壁和在所述电动马达的与所述第一端部相反的第二端部处的第二端部壁的圆筒形主体形成,其中,所述第一端部壁在所述第一端部处与所述定子和所述定子的轴杆完全地径向重叠,并且其中,所述轴杆在所述第二端部处从所述第二端部壁轴向地向外延伸。
88.根据权利要求87所述的泵送***,其中,所述泵框架在所述电动马达的第一端部处机械地联接到所述转子,并且在所述电动马达的在所述轴线上与所述第一端部相反的第二端部处机械地联接到所述定子的轴杆,并且其中,一根或多根电线延伸到所述定子的所述第二端部中,所述一根或多根电线提供电力以使所述定子运转。
89.根据权利要求88所述的泵送***,进一步包括围绕所述转子延伸以将所述泵框架连接到所述轴杆的支撑构件,其中,所述支撑构件包括:
连接器,所述连接器从所述泵框架延伸跨越所述转子的外部,其中,所述连接器与所述转子径向地分离;和
框架端部,所述框架端部从所述连接器延伸到所述轴杆,其中,所述径向延伸构件与所述转子轴向地分离。
90.根据权利要求89所述的泵送***,进一步包括具有控制器的控制面板,所述控制器被配置成向所述电动马达输出电能以控制所述电动马达的运转,其中,所述控制面板机械地联接到所述框架端部,所述框架端部设置在所述电动马达和所述控制面板之间,并且其中,联接到所述框架端部的所述控制面板的一部分由传导材料形成,以将热量从所述控制面板传递到所述框架端部。
91.根据权利要求86到90中任一项所述的泵送***,进一步包括从所述转子延伸的偏心驱动器,其中,所述偏心驱动器直接地联接到所述转子并且直接地联接到所述驱动装置,以提供所述转子旋转与泵循环的1∶1的比率。
92.根据权利要求91所述的泵送***,其中,所述偏心驱动器从所述转子的端部轴向地向外突出并且从所述转子的旋转轴线偏移。
93.根据权利要求91所述的泵送***,进一步包括设置在所述转子和所述泵框架之间的第一轴承,其中,所述转子通过所述第一轴承以可旋转方式联接到所述泵框架,并且其中,所述偏心驱动器和驱动构件轴向地定位在所述第一轴承外侧。
94.根据权利要求93所述的泵送***,进一步包括第二轴承,所述第二轴承在所述电动马达的在所述轴线上与所述第一端部相反的第二端部处设置在所述转子和所述定子之间。
95.根据权利要求94所述的泵送***,进一步包括第三轴承,所述第三轴承在所述第一端部处设置在所述转子与所述定子的轴杆之间,以提供所述转子相对于所述定子的旋转运动,并且维持所述定子与设置在所述转子上的多个永久磁体之间的间隙,其中,所述转子联接到所述第三轴承的内圈,并且所述轴杆联接到所述第三轴承的外圈。
96.一种流体容积泵,包括:
电动马达,所述电动马达具有第一端部和第二端部,所述电动马达包括:
定子;和
转子,所述转子围绕轴线旋转,所述定子径向地位于所述转子内,使得所述转子围绕所述定子旋转,所述转子包括具有位于所述电动马达的所述第二端部上的开口的壳体,所述壳体含有与所述壳体一起旋转的多个磁体;
定子支撑件,所述定子支撑件延伸穿过所述开口以在所述壳体围绕所述定子旋转时使所述定子保持静止;和
驱动装置,所述驱动装置在所述电动马达的所述第一端部处连接到所述转子,所述驱动装置被配置成将来自所述转子的旋转输出转换成往复运动;
泵,所述泵包括流***移构件,所述流***移构件连结到所述驱动装置以通过所述驱动装置往复运动,所述流***移构件定位成与至所述电动马达的所述第二端部的距离相比更靠近所述电动马达的所述第一端部。
97.根据权利要求96所述的流体容积泵,其中,所述驱动装置包括偏心装置和包括螺杆和螺母的组件中的一个。
98.根据权利要求97所述的流体容积泵,其中,所述驱动装置包括所述螺杆和所述螺母,所述螺母和所述螺杆中的一个与所述轴线同轴地旋转,并且所述流***移构件与所述轴线同轴地往复运动。
99.根据权利要求97所述的流体容积泵,其中,所述驱动装置包括从所述轴线偏移的所述偏心装置,所述偏心装置集成到所述转子的所述壳体中,使得所述偏心装置围绕所述轴线旋转。
100.根据权利要求96到101中任一项所述的流体容积泵,进一步包括:
框架,所述电动马达和所述泵两者都安装在所述框架上,所述框架定位成与至所述电动马达的所述第二端部的距离相比更靠近所述电动马达的所述第一端部;和
多个连接器,所述多个连接器沿着所述转子延伸以将所述定子支撑件支撑到所述框架。
101.一种流体喷涂机,包括:
电动马达,所述电动马达包括定子和转子;
驱动装置,所述驱动装置连接到所述转子,所述驱动装置被配置成将来自所述转子的旋转输出转换成往复运动;
泵,所述泵包括流***移构件,所述流***移构件连结到所述驱动装置以通过所述驱动装置往复运动;
流体出口,所述流体出口喷涂由所述泵输出的流体;
流体传感器,所述流体传感器输出指示由所述泵输出的所述流体的压力的信号;和
控制器,所述控制器从所述流体传感器接收所述信号并且向所述定子输出运转电力,所述运转电力促使所述转子相对于所述定子旋转,所述控制器被配置成:
当所述信号指示由所述泵输出的所述流体的所述压力低于压力设定值时,将第一水平的运转电力输送到所述定子,所述第一水平的运转电力促使所述转子经由所述驱动装置使所述流***移构件往复运动,
当所述信号指示当在所述流体出口关闭时所述转子和所述流***移构件保持失速时由所述泵输出的所述流体的所述压力是处于所述压力设定值或高于所述压力设定值中的一个时,将第二水平的运转电力输送到所述定子,所述第二水平的运转电力促使所述转子推压所述驱动器装置,以促使在所述流体出口关闭并且所述转子和所述流***移构件保持失速时所述流***移构件向所述流体施加压力。
102.根据权利要求101所述的流体喷涂机,其中,所述第一水平的运转电力大于所述第二水平的运转电力。
103.根据权利要求101或102中任一项所述的流体喷涂机,其中,所述控制器被配置成:如果在阈值时间量内,所述转子保持失速和/或所述信号指示由所述泵输出的所述流体的所述压力保持处于所述压力设定值或高于所述压力设定值,则中止向所述转子输送运转电力。
104.根据权利要求103所述的流体喷涂机,进一步包括马达传感器,所述马达传感器向所述控制器输出指示转子运动的参数。
105.一种流体喷涂机,包括:
电动马达,所述电动马达包括定子和转子;
驱动装置,所述驱动装置连接到所述转子,所述驱动装置被配置成将来自所述转子的旋转输出转换成往复运动;
泵,所述泵包括流***移构件,所述流***移构件连结到所述驱动装置以通过所述驱动装置往复运动;
流体出口,所述流体出口喷涂由所述泵输出的流体;和
控制器,所述控制器向所述定子输出运转电力,所述运转电力促使所述转子相对于所述定子旋转,所述控制器被配置成促使所述转子在两种模式之间反转旋转方向,其中:
在第一模式中,所述转子顺时针旋转,从而进行多个连续的完整绕转,以驱动所述活塞经过多个连续的第一泵送冲程,每个泵送冲程包括流体吸入阶段和流体输出阶段,在吸入阶段中所述流***移构件在第一方向上移动,在流体输出阶段中所述流***移构件在与所述第一方向相反的第二方向上移动,并且
在第二模式中,所述转子逆时针旋转,从而进行多个连续的完整绕转,以驱动所述活塞经过多个连续的第二泵送冲程,每个泵送冲程包括所述流体吸入阶段和所述流体输出阶段。
106.根据权利要求105所述的流体喷涂机,其中,所述控制器被配置成基于对状况的识别而在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
107.根据权利要求106所述的流体喷涂机,其中,所述状况是所述流体喷涂机的断电。
108.根据权利要求106所述的流体喷涂机,其中,所述状况是错误事件,所述错误事件表示以下各项中的一个:所述电动马达不能以预期速度旋转、输送到所述马达的电力超过阈值、或不能达到预期泵输出压力。
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