TWM591733U - 緊密型供應單元 - Google Patents

Abstract

一種緊密型供應單元，至少由一被容納於一單元殼體(45)之殼體部(7、55)內之電動機、一空氣熱交器設備及一風扇(19)構成，該電動機至少驅動一液壓泵並發出熱量，該風扇可被驅動產生氣流，其特徵在，在單元殼體(45)內存在一導流設備(47、55)，其由氣流至少形成一環流通過電動機之第一分流及一流向熱交設備之第二分流，或者，氣流依序先流入電動機然後流入熱交換設備，或者，至少部分在相反方向上藉由氣流實施各入流。

Description

緊密型供應單元

本新型係關於一種緊密型供應單元，至少由一被容納於一單元殼體之殼體部內之電動機、一空氣熱交換設備及一風扇構成，該電動機至少驅動一液壓泵並發出熱量，該風扇可被驅動產生氣流。

此類緊密型供應單元係屬習知技術。特別是當需要將具有壓力之液壓液體供應至工作液壓系統所在之位置、而在該位置上空間有限時，使用此類供應單元做液壓循環之壓力供應。當必須在狹窄位置持續操作供應單元且因而必須採取馬達冷卻措施以及液壓液體冷卻措施時，將全部組件連同液壓泵與熱交設備置入一小尺寸之殼體內倍加困難。此情況例如在封閉工廠建物內對生產機器，例如車床，之液壓系統提供所需之壓力流體時發生。

有見於此問題，本新型之目的在於提出一種緊密型供應單元，其特徵在於一種特別節省空間之構造方式，且在於所有確保操作功能之基礎組件皆被整合在一共同之殼體內。

在本新型中此目的經由一種在其整體上具有請求項1特徵之緊密型供應單元而達成。

據此，本新型一主要特徵在於，在供應單元殼體內設一導流設備，其由風扇產生之氣流中形成分流，分流之一流過電動機，使之冷卻，另一分流流向熱交換設備，或在於，以前後排列順序氣流首先流入電動機然後流入熱交換設備，其中本新型尚包括，在本新型之緊密型供應單元解決方案中氣流方向亦迴轉，使得入流在相反方向如前所述進行。在供應單元殼體內部形成分流一方面具有優勢之原因在於，需要冷卻之組件在供應單元殼體內能夠對產生氣流之風扇以任意位置關係設置，亦即能設於在供應單元殼體內任何可優化利用之位置，且對主要需冷卻之組件，如電動機，達到一種特別有效之氣流循環。由於有各種可能之空氣流動，緊密型供應單元所有基礎組件如電動機、空氣熱交換設備以及風扇能夠整合在在一共同之殼體內。此設計亦使緊密型供應單元達到一種功能妥善之持續操作。

在所示之氣流導引基礎上亦可適當程度在裝置殼體內部產生一過壓，使得所有在殼體內之敏感部件可獲無塵密閉以及受到防護，及防止可能之濺水。由於在操作中存在之過壓情況，可無需額外措施即達到較高之IP保護等級以及IP保護程度，此處為IP 54。

為達到一種有效率之電動機之循環，可有利設置成，電動機在氣流中位於風扇與熱交換設備之間。

在一特別有利之實施例中導流設備由氣流分出一額外分流，作為變頻器之冷卻氣流，該變頻器係用於控制電動機。藉由一變頻器依需要控制電動機產生特別節能之操作，而變頻器被自氣流引出之分流冷卻確保即使在持續運轉中供應單元亦有高操作可靠性。

在一特別有利之實施例中，其設置情形為，氣流之導流設備給定一第一流動路徑，該路徑在供應單元殼體前側及其對面之後側之間延伸，且在路徑中設置風扇、電動機及一變頻器之冷卻體，以及給定一由路徑分歧出之另一流動路徑，該路徑對供應單元殼體之一側以成直角岔出為佳，而在該路徑中設置熱交換設備。經由此，熱交換設備能以適當大之穿通面積沿一殼體安裝在電動機旁，充分利用殼體底面積。所述之第一流動路徑以及所述之另一第二流動路徑能成列前後設置，使得首先流入電動機接著流入熱交換器。

在一特別有利之實施例中電動機共同驅動一第一液壓泵及一第二液壓泵，液壓泵以其抽吸側與一儲存液壓液體之儲存槽連接，其中第一液壓泵產生一流體流動，經由熱交換設備至儲存槽，而第二液壓泵用於對一工作液壓系統做壓力供應。在儲存槽與液壓泵抽吸側之間以各設一過濾器設備為佳。所述之泵之功能亦可交換；必要時僅單一泵就已足夠保障流體輸送功能。此外可想而知者是，若為雙泵，其中一泵亦可由另一泵驅動，亦由一外部驅動器驅動。

若儲存槽構成在供應單元殼體內之一底部，則可實現一種特別緊密之構造方式，在該底部，在由前側往後側之軸線方向，風扇、電動機及第一與第二液壓泵設於儲存槽之一蓋板上，且熱交換設備設於電動機側邊，而變頻器設於液壓泵側邊。

在一種如此之構造中，在一成為供應單元一體底部之儲存槽上，能以特別有利之方式提供儲存槽之承載板，以及一包圍風扇與電動機之殼體罩，作為導流設備之組成件。經由此，導流設備同時構成一種封裝，用以隔音。在大批量製造中此殼體元件以塑膠射出成形件為佳，或以鋁壓鑄件為佳，有利於製造，而經由各該殼體材料同時可達到一種優良之隔音。

如圖1所示，一液壓泵1及一第二液壓泵2可共同被一電動機3驅動，該電動機轉速可藉由在圖2及3中可見之一變頻器5調變。液壓泵1及2兩者在抽吸側與一儲存液壓流體之儲存槽7連接，而在對泵1及2抽吸側之連接中各設有一過濾器元件9及11。液壓泵1是對熱交換設備14之輸送泵，熱交換設備具有一連接在泵1之壓力側12之供給管線13、一油氣熱交換器15及一通向儲存槽7之回流管線17。一產生氣流之、以19代表之風扇可被一風扇驅動器驅動，在所示之例中其形式為一電力風扇馬達21。若有需要，可在回流管線17中設一回流過濾器23，如在圖1之線路圖中所示，而回流過濾器23可被一旁通繞過，該旁通具有一旁通閥25，其開啟壓力設定為例如3巴(bar)。

第二液壓泵2之壓力側27經由一止逆閥29與一壓力管線31連接，該管線通往供應單元之一壓力接頭P，可經由該壓力接頭供應配屬之液壓循環，其中回流量經由一儲存槽接頭T與一儲存槽管線33回流至儲存槽7。壓力管線31被一通往儲存槽7之限壓閥35保護，而該限壓閥35設定例如為45巴。電動機3在功率例如1.5kW下藉由變頻器5可調至一操作轉速範圍例如600至2000 1/min，而最大轉速為例如3200 1/min。除壓力接頭P及至少一儲存槽接頭T外，壓力計41及壓力感測器43之量測接頭37及39皆接在壓力管線31上。所述之泵1及2亦可互換功能，且不用一連軸驅動而用各別驅動，必要時亦可由一外部之、位於緊密型供應單元之外之驅動源驅動。此外使用之各液壓泵之構造大小或功率可彼此不同，特別是可保持可調變。

圖2至4顯示供應單元之機械構造。如圖示，整體以45代表之供應單元殼體大體上具有直角外型，而儲存槽7構成殼體45之底部，且儲存槽7近似涵蓋全部底面積並近似延伸至殼體45高度一半處。儲存槽7在其頂部被一平坦之承載板47封閉，主要組件即構建在承載板上。在圖2中可見一安裝在儲存槽7側邊之液面指示器49，以及在承載板47頂側之填充接頭51，以及可選用之回流過濾器23(圖1)之端蓋53。在圖2及3中可見一箱狀殼體罩55，與圖4比較可知，其包圍位於殼體前側57之風扇19與電動機3，該電動機由殼體前側57向殼體後側59方向接著於風扇19上。在電動機3與在圖4中位於下方之殼體側60之間，在承載板47上設置熱交換器15，該熱交換器接著於殼體罩55之出流口61，其在蓋板47上之輪廓線或連接線在圖4中以雙線63標示。在承載板47上及∕或在裝置殼體45內部亦可如前所述容納其他控制塊，例如具有其他液壓功能之閥群組。

虛線之流動箭頭65標示由風扇19產生之氣流，該氣流在所示之結構中以一白色箭頭67標示之分流形式，該分流循環電動機3，及以一第二、由黑色箭頭69標示之分流形式，以直接序列前後被導引，後者作為橫流穿過熱交換器15。另一第三分流，其在殼體後側59方向且仍然以序列方式接續第一分流67，在通過氣流通道73後，由該處流出，如同樣為黑色之箭頭71所示，該氣流通道構成一散熱片組合，用於冷卻接著於熱交換器15之變頻器5。在圖2中，在變頻器5之變頻器殼體75上可見一顯示操作數據之顯示器77，以及一關閉帽79，用以遮蔽電力接頭設備。變頻器5之電路板被整合在殼體45內，且係以無塵及防水之構造方式。特別在緊密型供應單元操作時，在對外基本密封之殼體45內部成為一種過壓狀態，來自外部之異物粒子無法侵入殼體45內部，使得無需進一步措施即對緊密型供應單元達到一較高防護等級，此處為IP 54。

由於風扇19之風扇葉片旋轉之故，冷卻氣流螺旋狀被導至電動機3外殼且均勻包覆其外周緣側之縱向散熱肋片。為達到一種冷卻氣流之強制導引，導流設備以同樣間隔設於電動機3之外周緣側及可配屬之、截面為圓柱形之殼體45之橫截面之間為佳。為使在電動機3遠離風扇19之後側不積累熱量，在該處設置一大尺寸流通室，由電動機後側與相鄰之容納電動機3之殼體45之前端壁構成。在此向後之區域冷卻氣流(箭頭67)對風扇19其他流動方向成直角岔出，且轉彎後流過油氣熱交換器15。所設置之儲存槽7，其在觀看圖2及3之視線中向上被承載板47遮蔽，可特別在構造高度上有所不同，且因而具有不同儲存槽容量。如此之儲存槽7以由塑膠或由壓鑄鋁製成為佳。

此外冷卻空氣亦被直線繼續導引且流過變頻器5之散熱片，其方式為，氣流在散熱片中分隔成平行導引。通過變頻器5的散熱片或氣流通道73後截面輪廓向周邊變寬，使得在穿過散熱片組合時不致產生流阻。一較大優點在於，風扇19如前所述不僅能做壓力操作，亦能經由反轉風扇葉片換向，以吸氣方式在負壓操作中將氣流在相反方向導引通過緊密型供應單元各該組件。該反轉操作之意義在於，例如一未詳細顯示之感測系統察覺變頻器5或熱交換設備14溫度高於正常操作溫度時，則將該組件在由流動方向觀之電動機3前冷卻。

由圖2及3同樣可看出，液壓泵1及2設於殼體罩55外，介於殼體罩與殼體後側59之間，且具有額外設備，例如限壓閥35、壓力感測器43及一污染指示器81。當使用塑膠作為緊密型供應單元殼體45之材料時，可依客戶喜好，由塑膠材料之顏色以簡單方式實現一適當之殼體色澤。亦可將儲存槽7製成透明，則無需液面指示器。由於在當作殼體底部之儲存槽7上之緊密構造，供應單元可簡單且順遂地應用在不同使用位置上。由於對電動機3強迫通氣，故可使用便宜之馬達類型，且因此實現適當之經濟性製造。由於殼體45、承載板47以及儲存槽7之模組化構造，產生一種積木式系統，使緊密型供應單元適應要求，將個別所述之組件在最大範圍內設置於現場，而此構造及組建上之彈性亦延伸至緊密型供應單元所使用之液壓組件上。

1:液壓泵 2:液壓泵 3:電動機 5:變頻器 7:儲存槽 9:過濾器元件 11:過濾器元件 12:壓力側 13:供給管線 14:熱交換設備 15:油氣熱交換器 17:回流管線 19:風扇 21:風扇馬達 23:回流過濾器 25:旁通閥 27:壓力側 29:止逆閥 31:壓力管線 33:儲存槽管線 35:限壓閥 37:量測接頭 39:量測接頭 41:壓力計 43:壓力感測器 45:單元殼體 47:承載板 49:液面指示器 51:填充接頭 53:端蓋 55:殼體罩 57:殼體前側 59:殼體後側 60:殼體側 61:殼體罩出流口 63:輪廓線 65:流動箭頭 67:白色箭頭 69:黑色箭頭 71:黑色箭頭 73:氣流通道 75:變頻器殼體 77:顯示器 79:關閉帽 81:污染指示器 P:壓力接頭 T:儲存槽接頭

以下將藉由圖式中所示之實施例詳細說明本新型，其為： 第1圖本新型之緊密型供應單元一實施例之液壓線路之示意圖； 第2圖一立體斜視圖，顯示一實施例之前側及一寬度側，以及位於其上之熱交換設備； 第3圖一立體斜視圖，顯示一實施例熱交換器對面之寬度側，以及供應單元之後側，以及 第4圖一相較於第2及3圖以較大比例顯示之實施例上視圖，具有去除殼體底部之殼體罩。

15:油氣熱交換器

19:風扇

35:限壓閥

43:壓力感測器

45:單元殼體

47:承載板

49:液面指示器

5:變頻器

51:填充接頭

53:端蓋

55:殼體罩

57:殼體前側

60:殼體側

7:儲存槽

75:變頻器殼體

77:顯示器

79:關閉帽

81:污染指示器

Claims (17)

1. 一種緊密型供應單元，包括： 單元殼體，具有多個殼體部，該等殼體部一起形成該單元殼體； 電動機，被收容在該等殼體部中且在其運轉期間發出熱量； 第一液壓泵，在該單元殼體上且藉由該電動機驅動； 空氣熱交換器，在該單元殼體中； 風扇，在該單元殼體中，該風扇係可驅動以產生氣流，且該風扇係位在該電動機及該空氣熱交換器的上游； 導流設備，在該單元殼體中且將該風扇的氣流導引成環流該電動機流動的第一氣流及流向該空氣熱交換器的第二分流氣流，該導流設備將該第一氣流及該第二分流氣流依序先流向該電動機，然後再流向該空氣熱交換器。
2. 如請求項1之緊密型供應單元，其中該導流設備將該第一氣流導引成第三分流氣流且將該第三分流氣流輸送至變頻器作為冷卻氣流，該變頻器係連接至該電動機且控制該電動機。
3. 如請求項2之緊密型供應單元，其中該導流設備界定用於在該單元殼體的前側及相對的後側之間延伸的氣流的第一流動路徑且界定自該第一流動路徑分歧朝向該單元殼體之一側的第二流動路徑，該風扇、該電動機及該變頻器之冷卻體係在該第一流動路徑，該空氣熱交換器係在該第二流動路徑。
4. 如請求項3之緊密型供應單元，其中該第二流動路徑係自該第一流動路徑以直角分歧。
5. 如請求項2之緊密型供應單元，其中該變頻器係與該空氣熱交換器連接。
6. 如請求項1之緊密型供應單元，其中第二液壓泵係在該單元殼體上，該第一液壓泵及該第二液壓泵係在其第一及第二抽吸側連接至該單元殼體中將液壓流體供應至該等液壓泵的儲存槽，該第一液壓泵係連接至該儲存槽且產生通過該空氣熱交換器而至該儲存槽的流體流，該第二液壓泵提供流體壓力至工作液壓系統，該第一氣流及該第二局部氣流係自該流體流分離。
7. 如請求項6之緊密型供應單元，其中第一過濾器及第二過濾器係分別設置在該儲存槽與該等液壓泵的該第一及第二抽吸側之間。
8. 如請求項6之緊密型供應單元，其中該儲存槽形成該單元殼體的底部，該儲存槽具有蓋板，該風扇、該電動機以及該第一及第二液壓泵係排列在該風扇的軸線方向上且配置在該蓋板上，該空氣熱交換器係在該電動機的旁邊配置在該蓋板上；以及 連接至該電動機且控制該電動機的變頻器係配置在該等液壓泵的旁邊。
9. 如請求項8之緊密型供應單元，其中該儲存槽的蓋板及該單元殼體的殼體罩環繞該風扇及該電動機且作為該導流設備的組件。
10. 如請求項1之緊密型供應單元，其中該單元殼體係至少局部地由塑膠或壓鑄鋁製成。
11. 一種緊密型供應單元，包括： 單元殼體，具有多個殼體部，該等殼體部一起形成該單元殼體； 電動機，收容在該等殼體部且在其運轉時發出熱量； 第一液壓泵，在該單元殼體上且藉由該電動機驅動； 空氣熱交換器，在該單元殼體中； 風扇，在該單元殼體中且可驅動以產生依序先流向該電動機然後流向該空氣熱交換器的氣流，該風扇係在該第一液壓泵及該空氣熱交換器相對於該氣流的上游。
12. 如請求項11之緊密型供應單元，其中該氣流包括流向變頻器的冷卻氣流，該變頻器係連接至該電動機且控制該電動機。
13. 如請求項11之緊密型供應單元，其中第二液壓泵係在該單元殼體上，該第一液壓泵及該第二液壓泵係在其第一及第二抽吸側連接至在該單元殼體中將液壓流體供應至該等液壓泵的儲存槽，該第一液壓泵係連接至該儲存槽且產生通過該空氣熱交換器而至該儲存槽的流體流，該第二液壓泵提供流體壓力至工作液壓系統，該氣流係分離自該流體流。
14. 如請求項13之緊密型供應單元，其中第一過濾器及第二過濾器係設置在該儲存槽與該等液壓泵的抽吸側之每一者之間。
15. 如請求項13之緊密型供應單元，其中該儲存槽形成該單元殼體的底部，該儲存槽具有蓋板，該風扇、該電動機以及該第一及第二液壓泵係排列在該風扇的軸線方向且配置在該蓋板上，該電動機及該第一及第二液壓泵自該蓋板的前側至後側，該空氣熱交換器係配置在該蓋板上而與該電動機相鄰；以及 連接至該電動機且控制該電動機的變頻器係配置在該等液壓泵的旁邊。
16. 如請求項15之緊密型供應單元，其中該儲存槽的蓋板及該單元殼體的殼體罩圍繞該風扇及該電動機。
17. 如請求項11之緊密型供應單元，其中該單元殼體係至少局部由塑膠或壓鑄鋁構成。

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