Насосный агрегат
Изобретение относится к электронасосным агрегатам, в частности, с «мокрым» ротором, используемым обычно в качестве циркуляционных насосов бытовых отопительных систем. Насосный агрегат содержит лопастное колесо (12) с осью (R) ротора, корпус (11) насоса, приводной электродвигатель со статором (14) и ротором (51) для привода колеса (12), кожух (57) ротора (51) и корпус (13) статора (14). Кожух (57) ротора (51) содержит фланец, имеющий вставленную внутри периферийной стенки корпуса (11) насоса боковую поверхность. Боковая поверхность фланца кожуха (57) ротора (51) имеет по меньшей мере три радиальных выступа, упирающихся в периферийную стенку корпуса (11) насоса и центрирующих кожух (57) ротора (51) по отношению к этой периферийной стенке корпуса (11) насоса. Изобретение направлено на создание насосного агрегата с более компактной конструкцией. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[1] Настоящее описание относится, в общем, к насосным агрегатам, в частности - к насосам с "мокрым" ротором с управляемой скоростью вращения. Такие насосы в диапазоне мощности от 5 Вт до 3кВт обычно используются в качестве циркуляционных насосов бытовых отопительных систем.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] Насосы с мокрым ротором обычно содержат кожух ротора, разделяющий ротор из постоянного магнита и статор. Ротор приводит во вращение расположенное в корпусе насоса лопастное колесо. К корпусу насоса обычно прикреплен корпус электродвигателя, при этом кожух ротора и статор прикреплены к корпусу электродвигателя посредством крепежного элемента корпуса электродвигателя.
[3] Документ EP 2 072 828 A1 раскрывает циркуляционный насос с мокрым ротором как циркуляционный насос для бытовых систем отопления. Описанный в нем насос имеет компактную конструкцию, полученную посредством размещения электроники электродвигателя по меньшей мере частично радиально вокруг статора. Корпус электродвигателя этого насоса прикреплен к корпусу насоса через фланец кожуха ротора, так что корпус двигателя при этом может быть снят без отсоединения каких-либо "мокрых" частей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[4] В отличие от известных насосов, варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают насосный агрегат с более компактной конструкцией.
[5] В соответствии с первым объектом настоящего изобретения обеспечен насосный агрегат, содержащий
- лопастное колесо с осью ротора,
- корпус насоса, содержащий в себе лопастное колесо,
- приводной электродвигатель со статором и ротором для привода во вращение лопастного колеса,
- кожух ротора, содержащий в себе ротор,
- корпус статора, содержащий в себе статор,
в котором кожух ротора содержит фланец кожуха ротора, имеющий вставленную внутри периферийной стенки корпуса насоса боковую поверхность фланца кожуха ротора, при этом боковая поверхность фланца кожуха ротора имеет по меньшей мере три радиальных выступа, упирающихся в периферийную стенку корпуса насоса и центрирующих кожух ротора по отношению к этой периферийной стенке корпуса насоса.
[6] Как вариант, боковая поверхность фланца кожуха ротора может быть по меньшей мере частично сужена у одного или более из по меньшей мере трех радиальных выступов, при этом на конце, обращенном в сторону лопастного колеса, ее диаметр меньше, чем на конце, обращенном в сторону от лопастного колеса. Это облегчает ввод фланца кожуха ротора в отверстие, определенное периферийной стенкой корпуса насоса, во время сборки насоса.
[7] Как вариант, насосный агрегат, может дополнительно содержать опору подшипника, содержащую опорный фланец подшипника, имеющий боковую поверхность опорного фланца подшипника, входящую внутрь периферийной стенки корпуса насоса, при этом опорный фланец подшипника в осевом направлении размещен между кожухом ротора и осевой кольцевой поверхностью корпуса насоса. Аналогично фланцу кожуха ротора боковая поверхность опорного фланца подшипника имеет по меньшей мере три радиальных выступа, упирающихся в периферийную стенку корпуса насоса и центрирующих опору подшипника относительно периферийной стенки корпуса насоса. Это дополнительно облегчает компактную конструкцию насоса.
[8] Как вариант, боковая поверхность опорного фланца подшипника может быть по меньшей мере частично сужена у одного или более из по меньшей мере трех радиальных выступов, при этом на конце, обращенном в сторону лопастного колеса, ее диаметр меньше, чем на конце, обращенном в сторону от лопастного колеса. Аналогично фланцу кожуха ротора это облегчает ввод опорного фланца подшипника в отверстие, определенное периферийной стенкой корпуса насоса, во время сборки насоса.
[9] Как вариант, корпус насоса содержит окружной паз в осевой кольцевой поверхности корпуса насоса, смежной с периферийной стенкой корпуса насоса. Это благоприятно для накопления в нем материала, соскобленного во время вставки фланца кожуха ротора и (или) опорного фланца подшипника в отверстие, определенное посредством периферийной стенки корпуса насоса, во время сборки насоса.
[10] Как вариант, кожух ротора может быть установлен в корпусе насоса посредством первого соединения, а корпус статора может быть установлен в корпусе насоса посредством второго соединения. Второе соединение может быть разъемным без разъема первого соединения. Как вариант, первое соединение может быть расположено ближе к оси ротора, чем второе соединение. Это дополнительно облегчает компактную конструкцию насоса.
[11] Как вариант, кожух ротора может иметь первый осевой конец, направленный в сторону лопастного колеса, и второй осевой конец, направленный в сторону от лопастного колеса, при этом первый осевой конец является открытым, а второй осевой конец является закрытым. Кожух ротора может быть выполнен по существу в форме горшка. Кожух ротора может быть сформирован прокаткой, вытяжкой, обработкой резанием, фрезерованием и (или) штамповкой одного цельного металлического куска. Альтернативно или дополнительно кожух ротора может быть составлен из двух или более кусков посредством сварки, обжима или другими способами соединения.
[12] Как вариант, кожух ротора может быть прикреплен к корпусу насоса посредством крепежного элемента, расположенного вокруг кожуха ротора и крепящего фланец кожуха ротора к корпусу насоса. Этот крепежный элемент может быть прижимной гайкой или скобой с отверстием, через которое может выступать кожух ротора. Предпочтительно, крепежный элемент крепит фланец кожуха ротора к корпусу насоса только в осевом направлении. В радиальном направлении боковая поверхность фланца кожуха ротора центрирована относительно периферийной стенки корпусу насоса посредством радиальных выступов.
[13] Как вариант, уплотнительное кольцо может быть прижато уплотнительным элементом и в осевом направлении - к верхней кольцевой поверхности фланца кожуха ротора, и в радиальном направлении - наружу к периферийной стенке корпуса насоса. Как вариант, крепежный элемент может иметь коническую кольцевую поверхность для прижима уплотнительного кольца и в осевом направлении - к фланцу кожуха ротора, и в радиальном направлении - наружу к периферийной стенке корпуса насоса. Эта периферийная стенка корпуса насоса может быть образована в виде радиальной внутренней стенки кольцевого выступа, выступающего в осевом направлении из корпуса насоса. Кольцевой выступ может содержать внешнюю окружную резьбу для сцепления с соответствующей внутренней резьбой крепежного элемента. Коническая кольцевая поверхность и внутренняя резьба крепежного элемента могут образовать кольцевой паз, в который, когда крепежный элемент навернут на корпус насоса, продолжается кольцевой выступ корпуса насоса. В этом варианте осуществления не требуется никаких дополнительных крепежных элементов. Альтернативно или дополнительно крепежный элемент может быть скобой, которая прикреплена к корпусу насоса другими элементами крепления. Ротор, предпочтительно, может быть соединен с корпусом насоса водонепроницаемо.
[14] Как вариант, второй осевой конец кожуха ротора может содержать поверхность осевого конца по меньшей мере частично выпуклой формы. Например, поверхность осевого конца может быть сферической, эллипсоидальной, параболоидной, конусообразной или плоской с закругленными окружными кромками или со скошенной поверхностью. Осевой конец кожуха ротора, направленный в сторону от лопастного колеса, предпочтительно, может быть бескромочным. Это имеет преимущество, заключающееся в более "гладком" токе текучей среды внутри кожуха ротора, чтобы уменьшить обусловленное турбулентностью механическое сопротивление. Кроме того, осевой конец кожуха ротора по меньшей мере частично выпуклой формы является механически более стойким по отношению к скачкам давления (так называемый "водяной молоток"), которые могут доходить до 16 бар.
[15] Как вариант, осевой конец кожуха ротора по меньшей мере частично выпуклой формы содержит в осевом направлении по меньшей мере частично круговую кривизну. Например, осевой конец кожуха ротора по меньшей мере частично выпуклой формы может содержать плоскую верхнюю поверхность и закругленную кромку, имеющую поперечное сечение в виде кругового квадранта, при этом упомянутая закругленная кромка соединяет плоскую верхнюю поверхность с боковой стенкой кожуха ротора.
[16] Как вариант, первое соединение содержит сопряжение для второго соединения. В частности, крепежный элемент может определять и радиальное, в большей степени внутреннее первое соединение, и второе, в большей степени внешнее соединение. Как вариант, первое соединение содержит элемент крепления, находящийся в резьбовом соединении с корпусом насоса. Это может являться альтернативой крепежному элементу в виде прижимной гайки. Например, крепежный элемент может быть скобой, которая прикреплена к корпусу насоса посредством элементов крепления с резьбовым соединением.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[17] Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны более подробно посредством примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 показывает вид в перспективе примера раскрытого здесь насосного агрегата;
фиг. 2 показывает вид сверху примера раскрытого здесь насосного агрегата;
фиг. 3 показывает вид сечения вдоль линии A-A по фиг. 2 на примере раскрытого здесь насосного агрегата;
фиг. 4 показывает покомпонентное изображение на примере раскрытого здесь насосного агрегата;
фиг. 5 показывает подробный вид сечения выделенного на фиг. 3 элемента В;
фиг. 6 показывает подробный вид сечения выделенного на фиг. 3 элемента С;
фиг. 7 показывает вид сверху корпуса насоса и кожуха ротора примера раскрытого здесь насосного агрегата;
фиг. 8 показывает подробный вид сверху выделенного на фиг. 7 элемента D; и
фиг. 9 показывает более подробный вид сверху выделенного на фиг. 8 элемента Е.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[18] Фиг. 1 показывает насосный агрегат 1 с центробежным насосным блоком 2, с впускным отверстием 3 и с выпускным отверстием 5, при этом впускное отверстие 3 и выпускное отверстие 5 расположены соосно на оси F трубы по противоположным сторонам насосного блока 2. Впускное отверстие 3 и выпускное отверстие 5 содержат соединительные фланцы 7, 9 для подсоединения к трубам (не показаны). Насосный блок 2 содержит ось R ротора, по существу перпендикулярную оси F трубы. Корпус 11 насоса насосного блока 2 расположен между впускным отверстием 3 и выпускным отверстием 5. Корпус 11 насоса содержит лопастное колесо 12 (см. фиг. 3 и 6) с вращением против часовой стрелки вокруг оси R ротора для перекачивания текучей среды из впускного отверстия 3 к выпускному отверстию 5. Лопастное колесо 12 приводится во вращение против часовой стрелки приводным трехфазным синхронным электродвигателем с постоянными магнитами, имеющим статор, расположенный в корпусе 13 статора, продолжающемся из корпуса 11 насоса вдоль оси R ротора в направлении корпуса 15 электроники. Корпус 15 электроники имеет по существу цилиндрическую форму, подобную корпусу 13 статора и имеет по существу такой же диаметр. Корпус 13 статора и корпус 15 электроники установлены один на другом по существу коаксиально вдоль оси R ротора. Корпус 13 статора прикреплен к корпусу насоса посредством крепежного элемента 16 в виде соединительной гайки, имеющей по существу такой же внешний диаметр, что и корпус 13 статора и корпус 15 электроники.
[19] Корпус 15 электроники содержит расположенную на печатной плате 14 электронику управления электродвигателем (см. фиг. 3 и 6) для управления электродвигателем. Электропитание на электродвигатель и электронику подается через низковольтный разъем 17 напряжения постоянного тока. Насосный агрегат 1 может содержать внешний модуль электропитания (не показан) для соединения с низковольтным разъемом 17 напряжения постоянного тока. Внешний модуль электропитания может преобразовывать линейное напряжение 110-240 В переменного тока в низкое напряжение 30-60 В постоянного тока. Этот внешний источник электропитания может содержать линейный защитный фильтр против электромагнитных помех, а также преобразователь напряжения, который, таким образом, не обязательно располагать на печатной плате 14 электроники электродвигателя. Поэтому печатная плата 14 электроники электродвигателя и корпус 15 электроники могут иметь более компактную конструкцию. Верхняя поверхность 19 корпуса 15 электроники может содержать пользовательский интерфейс, такой как кнопка 21, светоизлучающий диод (светодиод) и (или) дисплей (не показан). Кнопка 21 может быть, например, кнопкой включения/выключения. Один или более светодиодов и (или) дисплей могут сигнализировать рабочий параметр или статус, например, для индикации нормальной работы, неисправного режима, скорости вращения двигателя, удачного/неудачного беспроводного подключения, потребляемой мощности, потока текучей среды, напора и (или) давления.
[20] Вид сверху на фиг. 2 показывает, каким образом через насосный блок 2 проходит показанное на фиг. 3 сечение А-А. Вид сечения по фиг. 3 представляет очень компактную конструкцию насоса, достигнутую настоящим изобретением. Если фиг. 3 кажется слишком перегруженной для того, чтобы ясно видеть какую-либо особенность, можно обратиться к покомпонентному виду на фиг. 4. Впускной канал 3 скручивается, уходя от оси F трубы таким образом, чтобы эффективным механическим образом подводить текучую среду в лопастную камеру 23 корпуса 11 насоса снизу соосно с осью R ротора. Эта лопастная камера 23 имеет концентрический донный вход 25, который находится в сообщении по текучей среде с впускным отверстием 3, а тангенциальный выход 27 находится в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 5. В донном входе 25 лопастной камеры 23 концентрично с осью R ротора расположена отклоняющая пластина 29, для того чтобы предотвращать протечку текучей среды назад во впускное отверстие 3. Лопастное колесо 12 посажено концентрично на этой отклоняющей пластине 29. Это лопастное колесо 12 содержит внутренние спиральные лопасти 31, а со своей нижней стороны - пластину 33 лопастного колеса для формирования эффективных с гидравлико-механической точки зрения каналов лопастного колеса для ускорения при вращении лопастного колеса 12 текучей среды наружу в радиальном направлении, а также в тангенциальном направлении против часовой стрелки посредством центробежной силы. Такой радиальный наружу и тангенциальный ток создает центральное всасывание текучей среды из впускного отверстия 3.
[21] Корпус 11 насоса имеет верхнее круговое отверстие 35, через которое при изготовлении насосного блока 2 лопастное колесо 12 может быть установлено в лопастную камеру 23. Для того чтобы достичь наиболее компактной конструкции насоса, круговое отверстие 35 может иметь чуть больший диаметр, чем лопастное колесо 12. Ободок кругового отверстия 35 может быть оформлен в виде внутреннего радиального выступа 37 (лучше видного на более подробных видах по фиг. 4 и 5). Этот внутренний радиальный выступ 37 образует осевую кольцевую поверхность 39, на которой находится опора 41 подшипника с опорным фланцем 43 подшипника. Ось 45 ротора продолжается вдоль оси R ротора через опору 41 подшипника и участком нижнего конца закреплена в лопастном колесе 12 с возможностью вращения. Опора 41 подшипника центрирует первое радиальное кольцо 47 подшипника, имеющее скользящий контакт с осью 45 ротора. Ось 45 ротора и первое радиальное кольцо 47 подшипника могут содержать углерод, обуславливающий радиальные контактные поверхности с низким коэффициентом трения. Когда ось 45 ротора вращается относительно неподвижного первого радиального кольца 47 подшипника, между осью 45 ротора и первым радиальным кольцом 47 подшипника может образоваться очень тонкая, порядка микрон, смазывающая пленка из перекачиваемой текучей среды. Сверху на первом радиальном кольце 47 подшипника помещена осевая пластина 49 подшипника, предназначенная для обеспечения верхней кольцевой поверхности с низким трением. Эта верхняя кольцевая поверхность с низким трением осевой пластины 49 подшипника может быть волнистой или может содержать радиальные каналы для тока текучей среды (что лучше видно на фиг. 4) с целью создания тонкой смазывающей пленки перекачиваемой текучей среды и уменьшения трения. Ротор 51 с постоянным магнитом охватывает ось 45 ротора и прикреплен к ней с возможностью вращения. Нижняя кольцевая поверхность ротора 51 с постоянным магнитом во время вращения скользит по неподвижной верхней кольцевой поверхности осевой пластины 49 подшипника с низким коэффициентом трения. Второе радиальное кольцо 53 подшипника находится в контакте скольжения при низком коэффициенте трения с верхним концом оси 45 ротора. Второе радиальное кольцо 47 подшипника центрировано посредством втулки 55 подшипника с радиальными выступами и с осевыми каналами для обеспечения осевого тока текучей среды (что лучше видно на фиг. 4). Когда во время вращения лопастное колесо 12 вместе с осью 45 ротора и с ротором 51 с постоянным магнитом "всасывается" вниз, необходима только одна осевая пластина 49 подшипника.
[22] Отклоняющая пластина 29, лопастное колесо 12, ось 45 ротора, первое радиальное кольцо 47 подшипника, осевая пластина 49 подшипника, ротор 51 с постоянным магнитом, второе радиальное кольцо 53 подшипника и втулка 55 подшипника - все это так называемые "мокрые части", которые погружены в перекачиваемую текучую среду. Вращающиеся части из этих мокрых частей, т. е. лопастное колесо 12, ось 45 ротора и ротор 51 с постоянным магнитом являются так называемыми "мокрыми работающими частями" с использованием предназначенной для перекачки текучей среды для обеспечения смазывающих пленок для уменьшения трения на двух радиальных поверхностях и одной осевой контактной поверхности. Перекачиваемой текучей средой, предпочтительно, является вода.
[23] Мокрые части охвачены кожухом 57 ротора, имеющим форму горшка, причем, таким образом, что текучая среда может протекать между лопастной камерой 23 и внутренним объемом кожуха 57 ротора. Этот кожух 57 ротора содержит нижний первый осевой конец 59, то есть, осевой конец, направленный в сторону лопастного колеса 12, и верхний второй осевой конец 61, то есть, осевой конец, направленный в сторону от лопастного колеса 12 (см. фиг. 4). Первый осевой конец 59 является открытым и определяет фланец 63 кожуха ротора. Второй осевой конец 61 закрыт. Крепежный элемент 16 содержит центральное отверстие 64, через которое кожух 57 ротора выступает таким образом, что при этом крепежный элемент 16 охватывает кожух 57 ротора и крепит фланец 63 кожуха ротора в направлении осевой кольцевой поверхности 39 внутреннего радиального выступа 37 на ободке верхнего кругового отверстия 35 корпуса 11 насоса. Между фланцем 63 кожуха ротора и осевой кольцевой поверхностью 39 внутреннего радиального выступа 37 корпуса 11 насоса помещен опорный фланец 43 подшипника. Таким образом, посредством первого соединения крепежный элемент 16 крепит и кожух 57 ротора, и опору 41 подшипника. Это первое соединение является водонепроницаемым, поскольку уплотнительное кольцо 65 прижато крепежным элементом 16 к верхней кольцевой поверхности фланца 63 кожуха ротора.
[24] Крепежный элемент 16 в данном варианте исполнения представляет собой прижимную гайку с внутренней резьбой 66, навернутую на внешнюю резьбу 65 кольцевого выступа 67 корпуса 11 насоса. Кольцевой выступ 67 выдается в осевом направлении из корпуса 11 насоса с бóльшим диаметром, чем круговое отверстие 35 и внутренний радиальный выступ 37. Этот кольцевой выступ 67 определяет внешнюю резьбу 65 на своей внешней боковой стороне и периферийную стенку 69 на своей внутренней стороне. Периферийная стенка 69 и осевая кольцевая поверхность 39 внутреннего радиального выступа 37 могут образовать внутреннюю круговую кромку 71.
[25] Крепежный элемент 16, далее, содержит коническую кольцевую поверхность 73, образующую кольцевой зазор 75 между этой конической кольцевой поверхностью 73 и внутренней резьбой 66. Когда крепежный элемент 16 завинчен в кольцевой выступ 67 корпуса 11 насоса этот кольцевой выступ 67 корпуса 11 насоса заходит в кольцевой зазор 75. Коническая кольцевая поверхность 73 прижимает уплотнительное кольцо 65 как в осевом направлении - вниз к верхней кольцевой поверхности фланца 63 кожуха ротора, так и в радиальном направлении - наружу к периферийной стенке 69 корпуса 11 насоса. Тем самым мокрые части посредством одного уплотнительного кольца 65 водонепроницаемо загерметизированы. Это первое водонепроницаемое соединение кожуха 57 ротора с корпусом 11 насоса посредством крепежного элемента 16 является независимым от установки корпуса 13 статора, или корпуса 13 электроники. Корпус 13 статора и (или) корпус 13 электроники могут быть демонтированы без открывания первого водонепроницаемого соединения между кожухом 57 ротора и корпусом 11 насоса. В другом варианте осуществления (не показан) вместо внутренней резьбы 66 крепежного элемента 16 как прижимной гайки крепежным элементом 16 может быть скоба, скрепленная осевыми крепежными элементами посредством резьбового соединения с корпусом 11 насоса.
[26] Крепежный элемент 16, кроме того, продолжается радиально наружу, определяя стенку 77 боковой стороны, имеющую по существу тот же диаметр, что и корпус 13 статора и корпус 15 электроники. Стенка 77 боковой стороны содержит второе соединение между крепежным элементом 16 и корпусом 13 статора, причем, это второе соединение в радиальном направлении расположено в большей степени снаружи, чем первое соединение крепежного элемента 16 с кожухом 57 ротора. Другими словами, крепежный элемент 16 в радиальном направлении обеспечивает расположенное в большей степени внутри первое соединение кожуха 57 ротора с корпусом 11 насоса, а в радиальном направлении - в большей степени снаружи второе соединение корпуса 13 статора с корпусом 11 насоса. Крепежный элемент 16 таким образом может обеспечить сопряжение между первым и вторым соединениями. Второе соединение может быть резьбовым соединением или байонетным соединением между стенкой 77 боковой стороны и корпусом 13 статора. Для того чтобы закрепить корпус 13 статора, исключив его разворот, предпочтительно, чтобы второе соединение закрывалась по часовой стрелке, поскольку привод ротора в направлении против часовой стрелки создает на статоре 79 момент противовращения, который, предпочтительно, должен закрывать второе соединение, а не открывать его.
[27] Корпус 13 статора вмещает в себя статор 79 с шестью катушками обмоток из медного провода (не показаны) вокруг ферромагнитного сердечника 81 с конфигурацией типа "звезда" трехфазного синхронного электродвигателя переменного тока с управляемой скоростью. Статор 79 выставлен по оси с ротором 51 из постоянного магнита для обеспечения наиболее эффективного магнитного потока для возбуждения ротора 51 из постоянного магнита. Сверху корпус 13 статора может быть закрыт крышкой 83 корпуса статора, через которую пропущены электронные контакты статора 79. Корпус 15 электроники может быть насажен в осевом направлении на корпус 13 статора 13 и зафиксирован защелкивающим соединением. Печатная плата 14 с электроникой электродвигателя может продолжаться перпендикулярно оси R ротора параллельно его верхней стороне 19 и в непосредственной близости к ней, обуславливая компактность конструкции. Печатная плата 14 соединена с электронными контактами статора 79, подаваемыми через крышку корпуса статора 83. Близость печатной платы 14 к верхней стороне 19 корпуса 15 электроники позволяет выполнить простую конструкцию пользовательских интерфейсов, таких как кнопка 21, светодиоды и (или) дисплей. Пользовательские интерфейсы могут быть расположены на печатной плате 14, при этом в верхней стороне 19 корпуса просто обеспечены окошки, отверстия или механические кнопочные элементы.
[28] Важно заметить, что второй осевой конец 61 кожуха 57 ротора механически не центрирован, не подвешен и не поддерживается корпусом 13 статора. Кожух 57 ротора всего лишь зафиксирован первым осевым концом 59 во фланце 63 кожуха ротора. Таким образом, кожух 57 ротора, предпочтительно, имеет устойчивую и жесткую конструкцию, способную во время работы насосного блока 2 противостоять осевым и радиальным силам. Одним из конструктивных признаков, повышающих устойчивость кожуха 57 ротора, является его второй осевой конец 61 по меньшей мере частично выпуклой формы. В показанном на фиг. 3 варианте осуществления кромка между плоской верхней поверхностью и боковой стенкой кожуха 57 ротора является скругленной в форме четверти круга. В других вариантах осуществления (не показаны) этот второй осевой конец 61 может быть сферическим, эллиптическим, эллипсоидальным или же может иметь иную, конусообразную форму. Это имеет дополнительное преимущество, заключающееся в более "гладком" токе текучей среды внутри кожуха 57 ротора, уменьшающем обусловленное турбулентностями механическое сопротивление.
[29] Показанная на фиг. 5 деталь B дает лучшее представление о первом соединении между кожухом 57 ротора и корпусом 11 насоса. В этом варианте осуществления крепежный элемент 16 является прижимной гайкой с внутренней резьбой 66, навернутой на внешнюю резьбу 65 кольцевого выступа 67 корпуса 11 насоса. Этот кольцевой выступ 67 определяет внешнюю резьбу 65 на своей внешней боковой стороне и периферийную стенку 69 на своей внутренней стороне. Периферийная стенка 69 и осевая кольцевая поверхность 39 внутреннего радиального выступа 37 встречаются на внутренней круговой кромке 71, где в осевой кольцевой поверхности 39, смежной с периферийной стенкой 69, проходит небольшой окружной паз 85. Крепежный элемент 16 между конической кольцевой поверхностью 73 и внутренней резьбой 66 образует кольцевой зазор 75. Когда крепежный элемент 16 завинчен в кольцевой выступ 67 корпуса 11 насоса (как показано на чертеже), этот кольцевой выступ 67 корпуса 11 насоса заходит в кольцевой зазор 75. Коническая кольцевая поверхность 73 прижимает уплотнительное кольцо 65 как в осевом направлении - вниз к верхней кольцевой поверхности фланца 63 кожуха ротора, так и в радиальном направлении - наружу к периферийной стенке 69 корпуса 11 насоса. Между фланцем 63 кожуха ротора и осевой кольцевой поверхностью 39 внутреннего радиального выступа 37, образуя конфигурацию сэндвича, установлен опорный фланец 43 подшипника. Уплотнительное кольцо 65 герметизирует как пространство между крепежным элементом 16 и кожухом 57 ротора, предотвращая протечки в корпус 13 статора, так и пространство между крепежным элементом 16 и корпусом 11 насоса, предотвращая протечки из насосного блока 2. Таким образом, для того чтобы поджимать уплотнительное кольцо 65 как можно сильнее вниз к фланцу 63 кожуха ротора, а также в радиальном направлении к периферийной стенке 69, коническая кольцевая поверхность 73 может иметь по существу 45°-й наклон.
[30] Фланец 63 кожуха ротора имеет боковую поверхность 87 фланца кожуха ротора, а опорный фланец 43 подшипника имеет боковую поверхность 89 опорного фланца подшипника. И боковая поверхность 87 фланца кожуха ротора, и боковая поверхность 89 опорного фланца подшипника могут плотно прилегать к периферийной стенке 69 корпуса 11 насоса. И кожух 57 ротора, и опора 41 подшипника центрированы по меньшей мере посредством трех боковых контактных точек относительно периферийной стенки 69. Фигура 4 показывает одну из этих контактных точек. И боковая поверхность 87 фланца кожуха ротора, и боковая поверхность 89 опорного фланца подшипника на своем нижнем конце сужены, имея при этом на нижнем конце чуть меньший диаметр по сравнению с диаметром верхнего конца. Это облегчает ввод опорного фланца 43 подшипника, а также фланца 63 кожуха ротора в круговое отверстие, определенное периферийной стенкой 69. Небольшой окружной паз 85, расположенный на осевой кольцевой поверхности 39, смежной с периферийной стенкой 69, является благоприятным для накопления в нем материала, соскобленного во время вставки опорного фланца 43 подшипника, а также фланца 63 кожуха ротора в круговое отверстие, определенное посредством периферийной стенки 69.
[31] Показанный на фиг. 6 элемент C представляет собой вид сечения, повернутый на 135° относительно элемента, показанного на фиг. 5. В показанном на фиг. 6 элементе C боковая поверхность 87 фланца кожуха ротора и боковая поверхность 89 опорного фланца подшипника не контактируют с периферийной стенкой 69. Это позволяет устанавливать соответствующие производственные допуски и таким образом, - облегчает плотный ввод опорного фланца 43 подшипника, а также фланца 63 кожуха ротора в круговое отверстие, определенное периферийной стенкой 69, в процессе промышленной станочной обработки.
[32] Из фиг. с 7 по 9 становится ясно, что боковая поверхность 87 фланца кожуха ротора имеет по меньшей мере три, в данном случае четыре, радиальных выступа 91, упирающихся в периферийную стенку 69 и центрирующих кожух 57 ротора. Эти четыре радиальных выступа 91 равномерно распределены по окружности с угловым соседним расстоянием в 90°. Аналогичным же образом боковая поверхность 89 опорного фланца подшипника имеет по меньшей мере три, в данном случае четыре, радиальных выступа 93, упирающихся в периферийную стенку 69 и центрирующих опору 41 подшипника. Таким образом, элемент В по фиг. 4 показывает сечение радиального выступа 91 боковой поверхности 87 фланца кожуха ротора и радиального выступа 93 боковой поверхности 89 опорного фланца подшипника, в то время как элемент С по фиг. 5 показывает сечение под углом, в котором нет упирающихся в периферийную стенку 69 радиальных выступов 91, 93.
[33] В том случае, когда в предшествующем описании упомянуты целые числа или элементы, которые имеют известные, очевидные и предсказуемые эквиваленты, тогда такие эквиваленты введены в настоящее описание, как если бы они были введены сами по себе. Для определения действительного объема настоящего изобретения необходимо обратиться к пунктам формулы изобретения, каковую следует истолковывать как охватывающую любые такие эквиваленты. Кроме того, читателю должно быть понятно, что числа или признаки данного изобретения, которые описаны как возможные, предпочтительные, преимущественные, более удобные и т.д., являются именно возможными в виде вариантов и не ограничивают объема независимых пунктов формулы изобретения.
[34] Вышеприведенные варианты осуществления следует понимать как иллюстративные примеры настоящего изобретения. Следует понимать, что любой признак, описанный в отношении какого-либо одного варианта осуществления, может использоваться по отдельности или в комбинации с другими описанными признаками, а, кроме того, может использоваться в сочетании с одним или более признаками любого другого варианта осуществления или в любой комбинации с любыми другими из этих вариантов осуществления. В то время как здесь был показан и описан по меньшей мере один приведенный в качестве примера, вариант осуществления, следует понимать, что человеку, обладающему обычными навыками в данной области, очевидны другие модификации, изменения и альтернативные варианты, и они могут быть введены, не выходя за рамки объема описанного здесь предмета изобретения, при этом имеется в виду, что настоящая патентная заявка охватывает любые модификации или изменения описанных здесь конкретных вариантов осуществления,
[35] В дополнение, - слово "содержащий" не исключает других элементов или этапов, а признак единственного числа не исключает множественного количества. Кроме того, характеристики или этапы, которые были описаны в связи с одним из вышеприведенных в качестве примеров вариантов исполнения, могут также использоваться в комбинации с другими характеристиками или этапами других вышеприведенных в качестве примеров вариантов исполнения. Этапы способа могут осуществляться в любом порядке или параллельно, или же могут составлять часть или более подробную версию другого этапа способа. Следует понимать, что в сферу действия патента должны быть включены все такие изменения, которые обоснованно и должным образом составляют объем изобретательского вклада в данную область. Такие изменения, замены и альтернативные варианты могут быть осуществлены, не выходя за рамки сущности и объема изобретения, что должно быть определено из приложенных пунктов формулы изобретения и их юридических эквивалентов.
1. Насосный агрегат (1), содержащий
- лопастное колесо (12) с осью (R) ротора,
- корпус (11) насоса, в котором расположено лопастное колесо (12),
- приводной электродвигатель со статором (14) и ротором (51) для привода лопастного колеса (12),
- кожух (57) ротора, в котором расположен ротор (51),
- корпус (13) статора, в котором расположен статор (14),
причем кожух (57) ротора содержит фланец (63) кожуха ротора, имеющий вставленную внутри периферийной стенки (69) корпуса (11) насоса боковую поверхность (87) фланца кожуха ротора, при этом боковая поверхность (87) фланца кожуха ротора имеет по меньшей мере три радиальных выступа (91), упирающихся в периферийную стенку (69) корпуса (11) насоса и центрирующих кожух (57) ротора по отношению к периферийной стенке (69) корпуса (11) насоса.
2. Насосный агрегат (1) по п. 1, в котором боковая поверхность (87) фланца кожуха ротора по меньшей мере частично сужена у одного или более из по меньшей мере трех радиальных выступов (91), при этом на конце, обращенном в сторону лопастного колеса (12), диаметр меньше, чем на конце, обращенном в сторону от лопастного колеса (12).
3. Насосный агрегат (1) по п. 1 или 2, дополнительно содержащий опору (41) подшипника, содержащую опорный фланец (43) подшипника, имеющий боковую поверхность (89) опорного фланца подшипника, входящую внутрь периферийной стенки (69) корпуса (11) насоса, при этом опорный фланец (43) подшипника в осевом направлении размещен между кожухом (57) ротора и осевой кольцевой поверхностью (39) корпуса (11) насоса.
4. Насосный агрегат (1) по п. 3, в котором боковая поверхность (89) опорного фланца подшипника имеет по меньшей мере три радиальных выступа (93), упирающихся в периферийную стенку (69) корпуса (11) насоса и центрирующих опору (41) подшипника относительно периферийной стенки (69) корпуса (11) насоса.
5. Насосный агрегат (1) по п. 4, в котором боковая поверхность (89) опорного фланца подшипника по меньшей мере частично сужена у одного или более из по меньшей мере трех радиальных выступов (93), при этом на конце, обращенном в сторону лопастного колеса (12), диаметр меньше, чем на конце, обращенном в сторону от лопастного колеса (12).
6. Насосный агрегат (1) по любому из предшествующих пунктов, в котором корпус (11) насоса в осевой кольцевой поверхности (39) корпуса (11) насоса рядом с периферийной стенкой (69) корпуса (11) насоса содержит окружной паз (85).
7. Насосный агрегат (1) по любому из предшествующих пунктов, в котором кожух (57) ротора установлен на корпусе (11) насоса посредством первого соединения, а корпус (13) статора установлен на корпусе (11) насоса посредством второго соединения.
8. Насосный агрегат (1) по п. 7, в котором второе соединение является разъемным без разъема первого соединения.
9. Насосный агрегат (1) по п. 7 или 8, в котором первое соединение расположено ближе к оси (R) ротора, чем второе соединение.
10. Насосный агрегат (1) по любому из предшествующих пунктов, в котором кожух (57) ротора имеет первый осевой конец (59), направленный в сторону лопастного колеса (12), и второй осевой конец (61), направленный в сторону от лопастного колеса (12), при этом первый осевой конец (59) является открытым, а второй осевой конец (61) является закрытым.
11. Насосный агрегат (1) по любому из предшествующих пунктов, в котором кожух (57) ротора прикреплен к корпусу (11) насоса посредством крепежного элемента (16), расположенного вокруг кожуха (57) ротора и крепящего фланец (63) кожуха ротора к корпусу (11) насоса.
12. Насосный агрегат (1) по п. 11, в котором крепежный элемент (16) является прижимной гайкой или скобой с центральным отверстием (64), через которое выступает кожух (57) ротора.
13. Насосный агрегат (1) по п. 11 или 12, в котором уплотнительное кольцо (65) прижато уплотнительным элементом (16) как в осевом направлении к верхней кольцевой поверхности фланца 63 кожуха ротора, так и в радиальном направлении к периферийной стенке (69) корпуса (11) насоса.
14. Насосный агрегат (1) по п. 13, в котором крепежный элемент (16) имеет коническую кольцевую поверхность (73) для прижима уплотнительного кольца (65) как в осевом направлении к фланцу (63) кожуха ротора, так и в радиальном направлении к периферийной стенке (69) корпуса (11) насоса.
15. Насосный агрегат (1) по любому из предшествующих пунктов, в котором кожух (57) ротора соединен с корпусом (11) насоса водонепроницаемо.
16. Насосный агрегат (1) по любому из пп. 10-15, в котором второй осевой конец (61) кожуха (57) ротора содержит поверхность осевого конца по меньшей мере частично выпуклой формы.
17. Насосный агрегат (1) по п. 16, в котором поверхность осевого конца по меньшей мере частично выпуклой формы содержит в осевом направлении по меньшей мере частично круговую кривизну.
18. Насосный агрегат (1) по любому из пп. 7-17, в котором первое соединение содержит сопряжение для второго соединения.
19. Насосный агрегат (1) по любому из пп. 7-17, в котором первое соединение содержит крепежный элемент с резьбовым соединением с корпусом (11) насоса.
