DK144229B - Aksialspalte-induktionsmotor til sammenbygning med en vaeskepumpe - Google Patents

Description

λ 144229 o

Opfindelsen angår en aksialspalte-induktionsmotor af den i krav l's indledning angivne art.

En sådan motor kendes fra en af ansøgerne fremstillet pumpe ("Controller Pump"), der er beregnet til at anvendes 5 som cirkulationspumpe i varmtvandsanlæg, centralvarmeanlæg og lignende.

Under normal drift af en motor af denne art vil pumperotorens hydraulisk betingede aksiale påvirkning overvinde den magnetiske tiltrækning mellem motorens rotor og stator, 10 og sikrer derved, at en af polytetrafluoroethylen (PTFE) bestående lejebøsning ligger aksialt an imod en af stål udformet ringflange i retning bort fra motorens stator. Ud for lejebøsningens modsatte ende er der anbragt en lejeskive, som kun er bestemt til at optage midlertidige aksiale belast-15 ninger under pumpens igangsætning. Dersom pumpen løber for langsomt på grund af forkert dimensionering af pumpekredsløbet, eller dersom den hydraulisk betingede aksialkraft formindskes på grund af luft i anlægget, så vil pumpen være tilbøjelig til at løbe med rotoren og dermed PTFE-lejebØsningen 20 liggende an imod den nævnte lejeskive, og dette kan føre til kraftig støj, slitage og i sidste ende lejesvigt. Lejesvigt indtræder i øvrigt også, dersom pumpen løber tør på grund af tab af vand, og i så fald skal hele lejeaggregatet udskiftes.

Den nævnte lejeskive, der ligger ud for den bort fra ringflan-25 gen vendende ende af lejebøsningen af PTFE, udgør således ikke egentlig en del af selve lejeaggregatet, men er kun et hjælpeorgan .

Den således kendte motors lejeaggregat er derfor kun driftssikkert, dersom pumpekredsløbet er korrekt dimensio- 30 neret og til stadighed holdes fyldt med vand, idet lejebøsningen består af PTFE, hvis tilladte temperaturområde er begrænset.

Det er på baggrund heraf opfindelsens formål at anvise udformningen af en motor af den indledningsvis nævnte art, 35 hvis driftssikkerhed er væsentligt forbedret i forhold til den ovennævnte, kendte motor, og dette formål opnås ved en o 2 144229 motor, som ifølge opfindelsen tillige er udformet som angi- -vet i krav l's kendetegnende del.

Herved opnås, at lejeaggregatet kan tåle vedblivende og kraftig aksial belastning i begge retninger, selv om 5 pumpen skulle løbe tør og forblive tør gennem længere tid.

Skulle det alligevel efter længere tids kørsel ske, at pumpen kører fast på grund af tør-overhedning, vil den i de aller fleste tilfælde kunne startes igen efter en passende afkøling, idet det keramiske lejemateriale tåler væsentligt højere j_q temperaturer end det tidligere anvendte PTFE-materiale.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, der viser et tværsnit gennem pumpehuset for en pumpe med en motor ifølge opfindelsen.

Den i fig. 1 viste pumpe har et hus 10 med et indløb 15 12 og et udløb 14 for vand, som skal pumpes. Indvendigt er indløbs- og udløbsområderne adskilt af en skillevæg 16 med en cirkulær åbning 18. Ved afgangssiden af skillevæggen findes der en centrifugalrotor 20 med radiale skovle 22, der strækker sig ud fra en bøsningsformet, aksial midterdel 23, som er an-2o bragt i åbningen 18 og er indrettet til at modtage vand fra husets udløbsside. Rotoren er fast forbundet med den ene ende af en spindel 24, der strækker sig igennem midten af en cirkulær konsol 26, som ved prespasning er monteret i en åben side 28 af pumpehuset 10. Den anden ende af spindelen 24 er 25 fastgjort til en rotorskive 30 for pumpens drivmotor. Spindelen 24 har form af en bolt med et hoved 32 ved sin ene ende, hvilken bolt ved sin anden ende har gevind til optagelse af en holdemøtrik 34. Et rørformet, keramisk lejeelement 36 er fastspændt mellem rotorskiven og pumperotoren, og ved pum-2q peenden er det forsynet med en radial flange 38 til tilvejebringelse af en aksial lejeflade. En keramisk trykunderlagsskive 40 omgiver lejeelementet 36 ved den anden ende og er fastgjort til rotorskiven 30. Der er således dannet en sammensat lejeflade, der er drejelig sammen med motorrotoren og 25 pumperotoren, og som omfatter en cylindrisk, aksialt forløbende flade og to mod hinanden vendende tryklejeflader.

Denne sammensatte lejeflade drejer inde i en stationær 3 144229 o lejeflade, der er dannet af to keramiske elementer 42 og 44, som er monteret på konsollen 26 og danner en aksialt forløbende, cylindrisk lejeflade og to bort fra hinanden vendende tryklejeflader. Det ses, at elementerne 42 og 44 er monteret ved hjælp af hinanden og har skuldre 43 og 45, mellem hvilke en ringformet del 47 af konsollen 26 er optaget. Herved opnås en positiv placering af lejeaggregatet i aksial retning. Kombinationen af pumperotoren og motorrotoren er således lejret på konsollen 26 med lejeflader, der er indrettet til at optage aksialt tryk i begge retninger .

Motor-rotoren er af sammensat opbygning og omfatter en kraftigt ledende bestanddel, f.eks. af kobber eller aluminium, og en ferromagnetisk bestanddel, f.eks. af støbt eller sintret jern. Den ledende bestanddel består af en navdel 46 og en fælgdel 48, der er indbyrdes forbundet ved hjælp af en tynd ribbe 50. Navet og fælgen har en væsentlig tykkelse i aksial retning hen mod pumperotoren 22 og har desuden en betydelig radial størrelse. Den således 2Q dannede, ringformede fordybning i bagsiden af den ledende bestanddel er udfyldt med den magnetiserbare bestanddel 52.

Statoren kan være af konventionel opbygning til brug i en motor med aksial luftspalte, og den kan være anbragt i et særskilt hus 54, der er udløseligt monteret på den åbne side 28 af pumpehuset. Statoren er tætnet i forhold til vandet i pumpen ved hjælp af en tynd membran 56, der strækker sig hen over åbningen 28. Statoren ligger direkte ud for og har samme radiale udstrækning som den magnetiserbare bestanddel 52 af motor-rotoren, så at den magnetiserbare bestanddel virker som en kerne til optagelse af den magnetiske flux og til dannelse af en returbane for den magnetiske flux aksialt hen over luftspalten til rotorens tynde, ledende ribbe 50. Mængden af magnetiserbart materiale i rotoren er så stor, at den virker som modtager og returbane for i hovedsagen hele den magnetiske flux, der passerer gennem ribben 50. Der må naturligvis optræde en vis mængde magnetisk spredningsflux uden for denne kerne, o 4 144229 men kernens effektivitet i denne forbindelse er så stor, at f.eks. konsollen 26, hvis denne blev fremstillet af magnetiserbart materiale, praktisk talt ikke ville medvirke til dannelsen af fluxbanen og derfor ikke ville indvirke på motorens drifsegenskaber. Konsollen kan således fremstilles af et vilkårligt andet materiale, f.eks. af støbt plast.

Tykkelsen af ribben 50 må nødvendigvis udgøre et kompromis mellem behovet for at holde spalten fra jern til jern for den magnetiske fluxbane så lille som muligt, samtidig med at ledningsevnen for den ikke-magnetiserbare bestanddel af rotoren gøres så stor som muligt. Rotorens ledningsevne forøges ved tilvejebringelse af væsentlige mængder af ledende materiale i nav- og omkredsområderne 46 ^ og 48. Da disse ligger radialt henholdsvis inden for og uden for statorkernen, bidrager de ikke i væsentlig grad til motorens drejningsmoment, men virker som kortslutningselementer for de radialt inducerede strømme i den ledende ribbe.

20

Konsollen 26 er forsynet med åbninger 27 for at muliggøre en fri strømning af vand rundt om motor-rotoren.

Konsollen holdes på plads af statorhuset 54 således, at konsollen sammen med den hertil fastgjorte pumperotor og motor-rotor kan fjernes ved blot at fjerne statorhuset.

25

Herved opnås særdeles let adgang med henblik på vedligeholdelse og reparation.

Claims (2)

1. Aksialspalte-induktionsmotor til sammenbygning med en væskepumpe med aksial dynamisk belastning og omfattende et hus, en i huset anbragt aktiv stator med plan overflade, en rotor, der bæres pa en aksel, som er lejret på en understøtning i huset således, at rotoroverfladen ved en lille aksial spalte er adskilt fra statoroverfladen, samt en overfor den aktive stator beliggende passiv férro-magnetisk bestanddel, som danner returvej for den magneti- 10 ske flux fra statoren, hvilken rotor omfatter en kraftigt ledende bestanddel i form af en tynd, ringformet skive (50) i et plan, der vender mod statoren, hvilken skive er forbundet med i aksial retning tykkere nav- (46) og fælgdele (48) således, at der rundt langs den ledende bestanddel 15 dannes en ringformet kanal, idet den passive ferromagnetiske del (52) er fastgjort til rotoren og udfylder den ringformede kanal, og at rotorakslen (24) er lejret på sin understøtning ved hjælp af et lejeaggregat, der er dannet af en første del (36, 38, 40), som drejer sammen med 20 akslen (24), og en anden del (42,44), der er fastgjort til understøtningen (26), idet den første del omfatter mindst én tryklejeflade og en mellemliggende, ydre, cylindrisk lejeflade, mens den anden del omfatter mindst én tryklejeflade, der passer sammen med tryklejefladen eller -fladerne på 25 den første del, og en indre, cylindrisk lejeflade, der passer sammen med den ydre, cylindriske lejeflade på den første del, kendetegnet ved, at lejeaggregatets første del og anden del begge består af keramisk materiale, og at hver af de to dele omfatter to i indbyrdes modsatte retnin-30 ger vendende tryklejeflader.

2. Motor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første lejedel omfatter to elementer, af hvilke det ene element har form af en bøsning (36) til optagelse af rotorakslen (24) og til dannelse af den ydre, cylindri- 35 ske flade samt en ud i ét hermed tildannet, udadrettet flange (38) ved den ene ende heraf til dannelse af den ene