縫管的製作方法

2023-09-15 23:07:05 2

專利名稱：縫管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種溼式運行電動機的縫管以及具有溼式運行電動機和這 種縫管的泵裝置。
背景技術：
已公開有不同類型的泵裝置，如暖氣循環泵和潛水泵，所述泵裝置設計 成溼式運行裝置，即其轉子能在液體中運行。對於所述溼式運行電動機，通 常在定子內部設置縫管，縫管將轉子室和定子密封起來，轉子在該轉子室中 轉動並且轉子室中充滿了液體。縫管通常由金屬特別是不鏽鋼製成。然而這 種縫管具有如下缺點，即定子和轉子間的磁場會因此受到影響，從而使電動 機的效率下降。另外，由塑料製成的縫管是公知的，此類縫管則不存在上述 問題。然而，這種塑料縫管具有下面的缺點，即少量的液體可透過所述縫管 滲進定子室。由於這個原因，此類縫管特別不能應用於潛水泵，因為對潛水 泵來說絲毫不能存在液體從定子室中導出的情況。至今，對於這種類型的泵 必須被迫應用由金屬製成的能導致泵效率下降的縫管，或者定子必須與能吸 收液體或保護繞組的填料一起被澆鑄。發明內容本發明的目的就是研製出改良的縫管以及帶有這種縫管的泵裝置，從而 一方面使泵裝置獲得較高的效率，另一方面防止液體進入定子室。所述目的通過具有在權利要求l中所述特徵的縫管、以及具有在權利要求10中所述特徵的泵裝置來實現。優選的實施形式在相應的從屬權利要求中給出。按照本發明所述的縫管由非金屬材料、即由對轉子和定子之間的磁場產 生儘可能小或不產生影響的材料製成。由於磁場不會受到縫管材料的影響， 從而避免了由於在定子和轉子之間設置縫管而產生的效率下降。按照發明，縫管的非金屬材料設置有至少一層附加的氣密性密封層。優選塗覆於縫管外 周面或內周面或內、外兩個周面上的附加層使得縫管可以使用自身不單獨具備足夠防擴散密封性(Diffbsionsdichtigkeit)的材料製成。這意味著，可以選擇一種能優先保證縫管足夠穩定性的材料。該防擴散密封性是指，位於縫管內部即轉子室中的液體不能通過縫管滲 進定子室中，本發明的防擴散密封性通過附加的優選塗覆在非金屬材料表面 上的塗層來實現。同樣，多個由不同材料製成的塗層可以聯合使用，以在縫 管內腔和縫管外圍區域之間獲得理想的氣密性密封效果。這樣，縫管壁可以 由非金屬材料構成的多層和由其它材料構成的一層或多層來保證防擴散密 封性。例如，能保證氣密性密封效果的防擴散密封層可由特殊塑料或漆構成。 另外，防擴散密封層可以例如形成為特別是用金屬製成的管、薄膜或薄膜坯(Folientopf)。所述的防擴散密封層可以在非金屬材料加工或成型之後塗覆 在非金屬材料上。另外，薄膜或管可以在非金屬材料的成型過程中嵌入到縫 管中，從而能在縫管的一側或兩側或周側覆蓋有管或薄膜而形成氣密性密封 層。所述的管或薄膜可設置在非金屬材料的內部。例如，還可以在非金屬材 料的壓力鑄造過程中完成。另外優選地，在非金屬材料的內周面和/或外周面上形成至少一層塗層。 在非金屬材料部件的加工或成型後，所述塗層可以在非金屬材料部件加工或 成型之後例如通過噴鍍或汽化滲鍍而塗覆在非金屬材料部件的表面。優選地，塗層可以是非金屬材料的金屬噴鍍塗層。這意味著，在縫管的 內周面和/或外周面上塗敷(例如汽化滲鍍)金屬塗層。所述的金屬塗層起到 氣密性密封的作用。非金屬材料的塗層可例如通過合適金屬的金屬噴鍍以合 適的方式形成，使得將縫管內部的轉子室和周圍的定子室分開的全部周面都 相應地被密封，從而在該區域內沒有液體，例如水能從縫管內部通過縫管壁 進入周圍的定子室中。特別優選地，縫管由塑料並優選由纖維增強塑料製成。用塑料來製造縫 管可以節省製造成本，例如可以通過壓力鑄造法來製造縫管。另外，由於塑 料完全不具有磁性，因此其不會影響定子與轉子之間的磁場。另外，塑料可 以按照複合壓鑄(Koexdrudieren)方式設置合適的塗層，或設置其它外圍的 和內置的塑料層。同樣，可以毫無問題地進行塑料的金屬噴鍍。該纖維增強結構可以改善縫管的穩定性或抗壓性。優選地，縫管由管狀構件和底部元件(Bodendement)製成，底部元件 在第一軸端封閉該管裝構件。這使得縫管的加工得以簡化，例如可以通過壓 力鑄造法加工薄壁塑料縫管。在壓力鑄造縫管的過程中，適宜的是，用於在 縫管內部形成空腔的型芯保持在縫管的兩個軸端，以形成縫管的特別薄的 壁。這樣，開始先進行管狀構件的加工，接著將底部元件裝配到管狀構件中， 以封閉該管狀構件的一個軸向開口並形成一個縫管封頭(Spaltrohr-Topf)。 縫管的另一軸端是開口的，使得轉子軸可以通過這個軸端延伸進泵室。該底 部元件可以力、形狀和/或材料匹配的方式裝配進管狀構件中，從而實現管狀 構件和底部元件之間牢固穩定的並優選密封的連接。特別優選的是，底部元件和管狀構件澆鑄在一起。對此，在管狀構件加 工後，底部元件可在第二個加工步驟中通過壓力鑄造法噴射或澆注到管狀構 件上，或灌入到管狀構件中，以實現兩個元件間持續密封的連接。另外優選地，管狀構件和底部元件都由非金屬材料、特別是由塑料製成， 並在構成為一體之後共同設置附加層或塗層。以此方式，底部元件區域以及 特別是管狀構件和底部元件間的過渡區域能通過附加的塗層形成氣密性密 封。例如，管狀構件和底部元件可以整體地進行金屬噴鍍。或者，附加層也 可以單獨設置在底部元件上或整合到底部元件中。按照其它優選的實施形式，在縫管的一個軸端，優選地在與泵室和泵的 葉輪相面對的軸端的外周，設置沿徑向向外延伸的優選為金屬材料的金屬凸 緣(Kragen)。例如，所述金屬凸緣用於端面封閉內部設置有定子繞組的定 子殼體。特別地，定子殼體在潛水泵應用中優選地進行氣密性封裝，使得液 體不能滲進定子殼體的內部。這樣定子殼體內的線圈可以得到特別的防潮保 護。設置在縫管外周的金屬凸緣用於和定子殼體的外部部件相連接，並使得 縫管可以和定子殼體其它部件焊接在一起。凸緣優選地與非金屬材料以形狀和/或材料匹配的方式進行連接，並且凸 緣與非金屬材料共同設置有附加層或塗層。或者，只要足夠的強度和密封性 能夠得到保證的話，可以考慮以力匹配的方式進行連接。縫管的非金屬材料 和凸緣的整體塗層具有這樣的優點，即特別是非金屬材料與凸緣之間的過渡 區域可通過塗層氣密性密封。為了保證在所述區域中的持續密封，優選金屬凸緣和縫管的非金屬材料之間的連接特別牢固，以避免兩個元件之間可能導 致塗層破裂的運動。為了能在金屬凸緣和非金屬材料之間實現特別牢固的連接，金屬凸緣優 選地直接在縫管的製造過程中與非金屬材料進行連接。在壓力鑄造塑料縫管 的情況下，例如金屬凸緣可以在壓力鑄造前裝入到模具中，並在金屬凸緣上噴射塑料或在部分金屬凸緣上用塑料進行擠壓包封(umspritzen)，這樣， 可直接在壓力鑄造過程中實現兩個元件之間的形狀和材料匹配的連接。為了進一步改善凸緣和非金屬材料之間的連接，優選地在凸緣和縫管的 非金屬材料連接之前構造凸緣表面或使凸緣表面粗糙。構造凸緣表面或使凸 緣表面粗糙例如可以通過雷射照射來實現，其中凸緣表面可以藉助雷射束形 成凹槽和/或弧形隆起(krater仿rmigeErh6hung)，非金屬材料如塑料在澆鑄 時可以在淺槽和/或弧形隆起處流動，以此方式， 一方面能通過較大面積而另 一方面能通過形狀匹配的方式使非金屬材料和凸緣固定連接。另外，按照本發明所述的泵裝置設置有溼式運行電動機，所述電動機具 有前述縫管。電動機優選是永磁電動機，即轉子配備有永久磁鐵。優選使用如釹磁鐵 之類的磁性特別強的材料來獲得高效率。永久磁鐵和非金屬縫管的組合具有 這樣的優點，即，因為縫管對磁場僅有微弱的影響或完全沒有影響，因此借 助永磁轉子可使電動機獲得高效率。特別優選地，泵裝置設計成潛水泵裝置。對於潛水泵裝置，按照本發明 所述的氣密性密封的縫管具有特別的優勢。對潛水泵裝置來說，恰恰非常重 要的是，要避免轉子室的液體特別是潮氣滲入定子室，因為定子室向外是氣 密性密封的，因此定子室中的潮氣不會由於電動機的廢熱而蒸發。另外優選地，泵裝置的葉輪可通過電動機以超過20000轉/分鐘的最大轉 速驅動，並且葉輪被軸向密封在吸入口區域內。該轉速也可大於25000或 30000轉/分鐘。高轉速可使具有小直徑葉輪的泵具有高輸出率。葉輪的小直 徑可減小泵裝置的摩擦和由此產生的損耗。吸入口的軸向密封具有以下優 點，即葉輪的軸面同時也可以用作密封面，從而減少所需密封件的數量，並 能在吸入口區域中形成簡單的密封。這種設計進一步減小了泵裝置內的摩擦 和由此產生的損耗。特別優選地，葉輪的至少 一 個軸向端面構成軸向支承面(Axiallagerflache)。以此方式可以減少用於支承轉子所需的構件數量，因 為葉輪自身可以作為軸向支承件的組成部分。這樣一方面可使整個泵裝置的 結構簡單又緊湊，另一方面也可使功率損耗進一步減小，並由此提高效率。 特別優選地，該支承面同時可作為軸向密封面。這種設計還具有其它優點， 即不再需要附加的壓緊元件來保持裝置中的密封作用。在構成滑動支承件的 軸向支承件中能自動形成足夠小的間隙，該足夠小的間隙可起到可靠密封的 作用，並且同時能在支承面上保證足夠用的潤滑膜。所述間隙的大小優選地 在幾個微米的範圍內。這種設計能保證吸入口處特別好的密封作用，另外還 有助於提高泵裝置的效率。另外優選的是，葉輪在其設置有葉輪葉片的軸向側面是開放式的，並且 葉輪葉片的軸向端面構成葉輪的軸向支承面。這意味著，葉輪葉片的軸向自 由端面用於軸向支承葉輪並由此軸向支承轉子軸，同時還用於密封葉輪的開 放的端面。因為葉輪葉片可以藉助所產生的應該由軸向支承件來承受的軸向 力而壓向位於對面的軸向支承面，例如對流盤(Gegenlaufscheibe)，所以以 此方式可以獲得十分簡單同時效果特別良好的密封。藉助在葉片軸向端面和 對流盤之間形成的非常小的間隙，還可以同時保證良好的密封效果並在軸向 滑動支承件中形成足夠用的潤滑膜。葉輪在轉子軸上以適當的方式沿軸向固定，使得葉輪可以承擔整個轉子 的軸向支承功能。也就是說，在葉輪上優選地在滑動支承件中實現整個轉子 的軸向支承，其軸向支承面由葉輪的軸向端面、優選由葉輪葉片的軸向端面 構成。按照另一優選的實施形式，葉輪的、朝向電動機的軸向端面形成為密封 電動機轉子室的密封面。S卩，這裡優選也設置有軸向密封面，固定的密封元 件如密封環緊靠在該軸向密封面上。該密封環可以通過彈簧預應力或彈性內 應力壓向該密封面。轉子室的密封作用優選地應能夠防止由輸送液體尤其是 水的泵裝置帶來的雜質進入轉子室，從而能防止雜質在轉子室中產生不良摩 擦或可能導致轉子損壞的後果。轉子室在工作側(Werksseitig)充滿液體。 或者，液體在泵裝置初次運行時進入轉子室也是可以的。這可以藉助下面的 設計得以保證沒有問題，即葉輪和轉子室間的密封設計成不是全液體密封的，而僅設計成沒有雜質或僅有少量液體進入轉子室。這樣，葉輪在其內轉 動的泵室與轉子室之間的液體交換在縫管內部會減小或受到抑制。藉助在葉 輪上直接形成的密封面，能確保具有最少構件數量的極為簡單的密封。另外， 由於確保了足夠的密封，不會出現由雜質產生的摩擦損失，由此就能確保泵 裝置持續地具有較高效率。特別優選地，葉輪具有至少一個硬質合金或陶瓷表面，並且優選完全由 硬質合金或陶瓷加工而成。這種設計可以減少或避免由於液體中的雜質如砂 粒引起的葉輪葉片的磨損。另外，葉輪表面特別硬和耐磨的設計可使葉輪表 面用作滑動支承面或軸向支承面，從而可以省略附加的軸承套或支承元件。 另外，葉輪的耐磨設計還可使葉輪的轉數在不發生過量磨損情況下進一步提 高。這種措施可在不必設置其它級數的情況下，提高泵裝置的效率。同時葉 輪可以設置得很小。較小的葉輪直徑將會減小摩擦損耗，由此能夠進一步提 高泵裝置的效率。除了用硬質合金或陶瓷製成葉輪，或在葉輪表面形成硬質 合金或陶瓷表面塗層外，葉輪表面的硬化也可應用其它方法或其它層來實 現，以使葉輪表面獲得足夠的耐磨性。優選地，葉輪表面的硬度例如大於 1000HV。用硬質合金或陶瓷製成葉輪可以例如用燒結法來實現，其中優選 地，葉片燒結生成後緊接著進行研磨，使得葉輪葉片的端面形成為所限定的 軸向支承面和密封面。如果葉輪葉片的相對的端面同樣也要形成密封面，優 選地同樣對這個端面進行研磨，以形成所限定的支承面。特別優選地，按照本發明所述的泵裝置僅具有一級。通過單級泵裝置的 設置可以明顯減少所需組件的數量。另外，減少了在整個泵裝置中出現的摩 擦，由此能提高效率。此外，正如上面所說明的，葉輪在轉子軸上沿徑向進 行固定也是可行的，並且是毫無問題的，而葉輪的這種固定可以使葉輪在吸 入口沿軸向得以密封，並且優選地葉輪同時在與電動機相背離的端面上沿軸 向形成用於滑動支承整個轉子的軸向支承面。通過葉輪的這種軸向設置，葉 輪還可獲得特別好的密封效果，由此提高效率。優選地，總體減小的摩擦尤其能使整個泵裝置以例如大於20000轉/分鐘的較高轉速運轉，由此僅使用一 級葉輪就能獲得高輸出率。同時如前所述，葉輪的直徑也優選設計得很小， 由此進一步減小功率損耗，同時有利於泵裝置在較高轉速下的運行。特別優 選地，通過特強的永久磁鐵以及電動機的高效率，使得轉子的直徑也設計得很小，由此能夠減少電動機中的摩擦損耗，並且有利於高轉速運行。特別優選地，轉子直徑小於25mm，更優選地小於20mm。轉子的直徑越小，所產 生的摩擦就越小。為了使具有小直徑轉子的電動機能獲得足夠的效率，直徑減小的電動機 可以沿軸向設計得較長。為此，電動機優選地設置有剛性較好的轉子軸。這 種轉子軸的較好剛性可以由此得到，即，包括其上裝配有葉輪的軸端在內的 轉子軸是一體的，理想的是和整個轉子構成為一體。另外優選的是，設置朝向葉輪的對流盤，該對流盤緊靠在葉輪的軸向側 面，優選緊靠在葉輪的、與電動機背離的軸向側面，這樣對流盤就形成軸向 支承面。這樣可以在葉輪或葉輪葉片的軸向端面與對流盤之間形成滑動支承 件，其也可用作為葉輪和整個轉子的軸向支承件。同樣優選地，對流盤具有至少一個硬質合金或陶瓷材料的表面，使得在 高轉速下也能確保滑動支承面和密封面所需的磨損性能。對流盤可以完全由 硬質合金或陶瓷材料製成。特別優選地，僅對流盤的、朝向葉輪的部分由其 中一種材料製成。對流盤的、與葉輪相背離的部分由其中另外一種材料或金 屬製成，並且這部分和朝向葉輪的部分例如是粘合在一起的。或者，也可使 用其它的方法或設計來確保對流盤表面具有足夠的硬度或耐磨性。對流盤的、與葉輪相背離的軸向側面優選是球形的，並優選是半球形的。 這種設計使得對流盤可以支承在相應球形或半球形的容置部中，這樣可以實 現平行於葉輪或葉輪的軸向端面的對流盤的自對中或自對準。這樣， 一方面 簡化了裝配，另一方面保證了泵裝置在高轉速下無磨損和安全的運行。優選地，葉輪被包圍在蝸殼或導向裝置中，沿徑向從葉輪流出的輸送液 體可以藉助蝸殼或導向裝置轉向，優選沿軸向繼續輸送，最後能從泵裝置流 到接管中。特別優選地，葉輪被包圍在蝸殼中，所述的蝸殼呈螺旋狀地延伸，使得 蝸殼的出口沿軸向與葉輪對齊，即和葉輪的轉軸平行。這使得從葉輪處沿切 向/徑向流出的液體，儘可能無磨損地從蝸殼轉向泵裝置的軸向對準的出口。


下面結合附圖對本發明進行示例說明。其中圖1為按照本發明所述的泵裝置的剖視圖； 圖2為電動機縫管的剖視圖； 圖3為圖2的局部斷面放大圖； 圖4為電動機的剖視圖； 圖5為帶葉輪葉片的葉輪的外觀圖；和 圖6為葉輪的、與葉片相背離的端面的外觀圖。
具體實施方式
圖1示出的是潛水泵上端部的剖視圖。其中設置有泵控制和調節裝置的潛水泵下端部在該圖中沒有示出。在泵裝置上端部具有接管2，在該接管中 裝配有止回閥4。在泵裝置的內部、接管2的迎水口處設置有將葉輪8包圍 在其中的蝸殼6。葉輪8設置在電動機11的一體式轉子軸10或其永磁轉子 12的軸端。葉輪8牢固裝配在轉子軸10上，特別地在軸向X上牢固連接。 永磁轉子12在縫管14中運轉，定子16環狀包圍縫管14的外周。定子16 以公開的方式以疊片鐵心和線圈繞組構成。定子16整體氣密性封裝在定子 殼體18中。轉子軸10沿徑向支承在兩個徑向支承件20中。徑向支承件20 優選地設計成能自動對中，以確保安裝容易，同時確保泵裝置在高轉速下能 安全運行。如在圖2和圖3中詳細示出的一樣，縫管14在示例中用塑料製成。縫 管由使用纖維增強塑料藉助壓力鑄造法(噴射鑄造法，Spritzgussverfahren) 製成的管狀構件22形成。為了能加工出壁特別薄並具有所需精度的管狀構 件22，管狀構件22初始時構造成具有開口的兩個軸端24和26。可以藉助 這兩個軸端將型芯固定在模具中，該型芯用於形成將在之後構成轉子室的縫 管14的內室28。在管狀構件22壓力鑄造成型後，管狀構件的軸端通過底部 元件30封閉，從而形成縫管封頭。優選地，底部元件30可同樣由塑料製成， 並可在先前噴鑄成的管狀構件22中澆鑄。或者，底部元件30可以單獨進行 加工，爐後將其嵌入到管狀構件22中。如圖所示，管狀構件22向內彎曲的 軸向邊稜卡合到底部元件的環槽32中，以在底部元件30與管狀構件22之 間形成形狀匹配的連接。管狀構件22的、朝向葉輪的另一軸端26的外周設置有凸緣34。凸緣34由金屬優選地由不鏽鋼製成並呈環狀，其中該凸緣的內徑尺寸是由管狀構件22在軸端26處的外徑尺寸來確定的。凸緣34的環狀體具有U形截面， 其中U形截面的橫向彎部(Querschenkel)朝向軸端26。凸緣34的內壁36 和管狀構件22的周壁平行緊靠並連接在一起。凸緣34的內壁36與管狀構件22之間的連接在加工過程中、即在管狀 構件22的澆鑄過程中就可形成，通過將凸緣34預先放置到模具中，管狀構 件22即可以直接澆鑄到凸緣34的內壁36上。這樣在管狀構件22的塑料和 凸緣34的內壁36之間可以形成牢固的形狀和/或材料匹配的連接。為了改善 這種連接，可以使內壁36的內周邊預先構造或形成一定結構。這可以優選 通過雷射加工來實現，藉助雷射加工可以使凸緣34的金屬或板材的表面形 成小凹槽，隨後在壓力鑄造過程中管狀構件22的塑料就可在小凹槽中流動。 所述的凹槽最好還具有側凹(Hinterschneidung)，由此同樣可以在兩個元件 之間形成牢固的連接。在管狀構件22壓力鑄造後，在此過程中凸緣34和管狀構件22形成固 定連接，接著裝配底部元件30，隨後就可對製成的縫管14進行金屬噴塗。 如此，在縫管14的外表面即塗覆上如圖3所示的薄金屬層38。金屬層38覆 蓋整個管狀構件22和底部元件30以及凸緣34的外表面。由此特別地，凸 緣34與管狀構件22之間以及底部元件30與管狀構件22之間的過渡區域也 被金屬層38覆蓋。金屬層38起到對縫管14特別是對管狀構件22的周壁氣 密性密封的作用。所述氣密性密封作用是通過金屬層38來實現的，處於轉 子室28中的液體不會通過縫管14滲透到裝有定子16的定子殼體18的內部。 由此，金屬噴鍍塗層或者說塗層38使得自身不具備足夠防擴散密封性的塑 料也能夠用於管狀構件22和底部元件30。在此，對塑料的選擇純粹是根據 對縫管14穩定性的需要以及加工的考慮來進行的。先前己經描述了縫管14，在其外側設置有金屬層38。或者，也可以既 在外側又在內室28的內表面通過金屬噴塗縫管14來形成金屬層。或者，還 可以僅在內室28的內壁上對縫管進行金屬噴塗。金屬凸緣34起著將縫管14和定子殼體18的其它部分進行連接的作用。 這種連接可以特別地通過位於金屬凸緣34外周的焊縫39實現。如圖4所示， 凸緣34由此可與構成定子殼體18的其它金屬構件形成連接。由塑料即沒有磁性的非金屬材料製成的縫管14具有這樣的優點，即縫 管14對定子16和永磁轉子12之間的磁場僅有微弱的影響或完全沒有影響， 由此提高電動機ll的效率。對於按照發明所述的泵裝置來說，永磁轉子12和葉輪8保持小的直徑，以儘量減小系統中的摩擦並由此減小功率損耗。因此，為了確保電動機11具有高效率，永磁轉子12配置有磁性特強的磁鐵，例如釹磁鐵。在示例中轉子直徑為19mm。示出的電動機11設計成適用於轉速大於 20000轉/分鐘，尤其是轉速在25000到30000轉/分鐘的特別高轉速的情況。 這樣，泵裝置僅藉助一個葉輪8以及相對較小的直徑就能獲得足夠高的泵輸出率。為了確保高耐磨強度，在圖5和圖6中作為單件示出的葉輪8由硬質合 金製成。在組裝狀態中與電動機11相背離的軸向側面40上設置有葉輪葉片 42。葉輪8設計成開放式，即葉輪葉片在葉輪8的軸向側面40上伸出，並 且在其端面44處不用防塵蓋進行封閉。葉輪葉片42的端面邊稜或端面44經過打磨，並由此形成葉輪8的軸向 支承面和密封面。端面44在裝配狀態下緊貼對流盤46，對流盤46環狀包圍 泵吸入口48。通過葉輪8和轉子軸10之間的牢固連接，整個轉子12通過葉 輪8沿軸向支承在對流盤46處。即，對流盤46的、朝向葉輪8的端面和葉 輪葉片42的端面44形成軸向滑動支承件。葉輪葉片42的端面44由於葉輪 8的軸向作用而壓抵對流盤46，使得葉輪葉片42與對流盤46之間能獲得特 別好的密封效果。由此，減小在泵中發生的損耗，並且能在上述的高電動機 轉速的情況下繼續提高泵裝置的輸出率。以此方式，可以在泵裝置設計成單 級的情況下，通過所述特別小的葉輪也能獲得高輸出率。此外，葉輪8承擔 著在吸入口 48處相對於對流盤46軸向側面密封的作用，同時也承擔著軸向 支承的功能，使得泵裝置構件的數量和產生的摩擦得以減小。葉輪8的、與葉輪葉片42相背離的背面50具有另一個環狀密封面52， 該環狀密封面環狀包圍用於接納轉子軸的開口 54。密封面52緊靠密封件56， 密封件56將轉子軸IO緊密包圍，並密封在縫管14內的轉子室28和內部設 置葉輪的泵室。密封件56通過彈簧作用保持在密封面52上。密封件56確 保了，由葉輪8輸送的液體中的雜質不會進入縫管14中的轉子室28中，並避免雜質在此處導致不良摩擦和損壞。對流盤46優選地同樣用硬質合金或陶瓷構成。與葉輪8相背離的一側面58設計為球形(在圖1中沒有示出)，並支承在泵殼體的球形容置部中， 使得對流盤46能自動與葉輪8平行對齊。對流盤的形成背面58的部分可由 與硬質合金或陶瓷不同的其它材料構成，並且對流盤46的、朝向葉輪8的 部分例如能通過粘接而連接在一起。蝸殼6環繞包圍葉輪8。蝸殼6從葉輪8的外圍區域開始呈螺旋狀地延 伸到接管2，使得流體沿軸向進行換向。即從葉輪8的外緣處沿徑向/切向流 出的流體，初始時通過蝸殼6沿葉輪8的純正切方向或切向進行轉向，隨後 由於蝸殼6的螺旋狀流道(Windung)而沿軸向儘可能無損耗地換向，這樣 流體能在接管2處沿軸向流出泵裝置。蝸殼6優選地同樣為由塑料製成的噴 鑄件。蝸殼6在朝向葉輪8的下端還包含有同樣用於接納對流盤6的球形容 置部，並在中間形成泵吸入口 48，液體藉助葉輪8的轉動通過該吸入口吸入。 泵裝置外殼壁的、在將蝸殼6設置於泵裝置內部的區域內設有入口62，液體 通過入口從外部流入後，順著蝸殼6從外部繞流，最後從吸入口48流進。泵裝置通過所有上述元件，即，帶有金屬噴鍍塗層的由塑料製成的縫管 14、轉子12的小壓力傳感器，其中該轉子帶有由硬質合金製成的同時承擔 密封和軸向支承作用的小直徑葉輪8，能獲得良好的效率並具有緊湊的結構， 在僅設置一級葉輪的情況下在高轉速運行時仍能獲得高輸出率。附圖標記一覽表2接管4止回閥6蝸殼8葉輪10轉子軸11電動機12永磁轉子14縫管16定子18定子殼體20徑向支承件22管狀部件24、 26軸端28內室，轉子室30底部元件32槽34凸緣36內壁38金屬層39焊縫40軸向側面42葉輪葉片44端面46對流盤48吸入口50葉輪的背面52密封面54開口56密封件58對流盤的背面60泵殼62入口X軸向，旋轉軸線
權利要求
1.溼式運行電動機(11)的縫管(14)，其由非金屬材料(22)製成，其特徵在於，該非金屬材料(22)上設有至少一層附加的氣密性密封層(38)。
2. 按照權利要求1所述的縫管，其特徵在於，在該非金屬材料(22) 的內周面和/或外周面上形成至少一層塗層(38)。
3. 按照權利要求2所述的縫管，其特徵在於，該塗層是該非金屬材料 (22)的金屬噴鍍塗層(38)。
4. 按照權利要求1至3之一所述的縫管，其特徵在於，該縫管(14) 由塑料並優選由纖維增強塑料製成。
5. 按照上述權利要求之一所述的縫管，其特徵在於，該縫管(14)由 管狀構件(22)和底部元件(30)製成，該底部元件(30)在第一軸端(24) 封閉該管狀構件(22)。
6. 按照權利要求5所述的縫管，其特徵在於，該底部元件(30)和該 管狀構件(22)澆鑄在一起。
7. 按照權利要求5或6所述的縫管，其特徵在於，該管狀構件(22) 和該底部元件(30)由非金屬材料、優選由塑料製成，並且在構成為一體之 後共同設置附加層或塗層(38)。
8. 按照上述權利要求之一所述的縫管，其特徵在於，在該縫管(14) 的一個軸端(26)的外周設有沿徑向向外延伸的、優選由金屬製成的凸緣(34)。
9. 按照權利要求8所述的縫管，其特徵在於，該凸緣(34)與該非金 屬材料以形狀匹配和/或材料匹配的方式連接在一起，並且共同設置附加層或 塗層(38)。
10. 按照權利要求8或9所述的縫管，其特徵在於，該凸緣(34)的表 面(36)在與該縫管(14)的非金屬材料連接之前優選藉助雷射照射形成一 定結構。
11. 具有溼式運行電動機的泵裝置，其特徵在於，該電動機(11)具有 如上述權利要求之一所述的縫管(14)。
12. 按照權利要求11所述的泵裝置，其特徵在於，該電動機(11)具有永磁轉子(12)。
13. 按照權利要求11或12所述的泵裝置，其特徵在於，該泵裝置為潛水泵裝置。
14. 按照權利要求11至13之一所述的泵裝置，其特徵在於，該泵裝置 的葉輪(8)可由該電動機(11)以超過20000轉/分鐘的最大轉速驅動，並 且該葉輪(8)被軸向密封在吸入口 (48)區域內。
15. 按照權利要求14所述的泵裝置，其特徵在於，該葉輪(8)的至少 一個軸向端面(44)形成軸向支承面，該軸向支承面優選地同時用作軸向密 封面。
16. 按照權利要求15所述的泵裝置，其特徵在於，該葉輪(8)的、用 於設置葉輪葉片(42)的軸向側面(40)設計成是開放式的，並且該葉輪葉 片(42)的軸向端面(44)形成該葉輪(8)的軸向支承面。
17. 按照上述權利要求14至16之一所述的泵裝置，其特徵在於，該葉 輪(8)沿軸向(X)固定到轉子軸(10)上。
18. 按照上述權利要求14至17之一所述的泵裝置，其特徵在於，該葉 輪(8)的、朝向該電動機(11)的軸向端面(50)形成為密封該電動機(11) 的轉子室(28)的密封面。
19. 按照上述權利要求14至18之一所述的泵裝置，其特徵在於，該葉 輪(8)具有至少一個硬質合金或陶瓷表面，該葉輪(8)優選全部由硬質合 金或陶瓷製成。
20. 按照上述權利要求14至19之一所述的泵裝置，其特徵在於，該泵裝置只有一級。
21. 按照上述權利要求14至20之一所述的泵裝置，其特徵在於，該泵 裝置設置有朝向該葉輪(8)的對流盤(46)，該對流盤緊靠在形成該葉輪(8)的軸向支承面(58)的軸向側面(44)。
22. 按照權利要求21所述的泵裝置，其特徵在於，該對流盤(46)具 有至少一個硬質合金或陶瓷材料的表面。
23. 按照權利要求21或22所述的泵裝置，其特徵在於，該對流盤(46) 的、與葉輪(8)相背離的軸向側面(58)設計成球形。
24. 按照上述權利要求14至23之一所述的泵裝置，其特徵在於，該葉輪(8)被包圍在該蝸殼(6)或導向裝置中。
25.按照權利要求24所述的泵裝置，其特徵在於，該葉輪(8)被包圍 在呈螺旋狀延伸的蝸殼(6)中，該蝸殼的出口沿軸向(X)與該葉輪(8) 對齊。
全文摘要
本發明涉及一種溼式運行電動機(11)的縫管(14)，該縫管由非金屬材料(22)製成，其中該非金屬材料(22)設置有至少一層附加的氣密性密封層(38)，另外本發明還涉及一種具有所述縫管的泵裝置。
文檔編號H02K5/128GK101273509SQ200680035049
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月20日 優先權日2005年9月24日
發明者卡斯滕·布洛克, 延斯·韋斯特高·博爾, 約恩·託夫特戈德·漢森, 採齊利·赫耶·勞爾森 申請人:格倫德福斯管理聯合股份公司