带有具预设旋转方向的永磁式马达的液压泵 本发明涉及一种带有具预设旋转方向的永磁式转子的液压泵。
已可从市场上买到的传统的液压泵具有双极永磁式马达。此类马达具有可使叶轮沿特定的预设旋转方向转动的电子或机械控制装置。
如图1所示,已有技术已采用了具有弧形叶片的叶轮,在不设置其它零件的情况下,该叶轮可沿着两个方向旋转。
倘若由标号1所表示的叶轮沿着使叶片2后掠的方向转动,则事实上,由初始加速瞬态(transient)获得较大的流速,该瞬态中的载荷是由叶轮转子的惯性载荷加上由于能量传递给液体所引起的动力载荷所组成的。
在泵的蜗壳3的形状呈阿基米德螺线形的这种安排中,如果不采取其它措施的话,则马达可能会沿着使叶片前掠的相反方向启动,这样图1所示的泵就可能以大大减小的流速运作,即它将传递极小地流速;然而,在这种安排中,负转矩在任何情况下都非常得小,因此,马达能够同等地支持两个方向中的旋转。
本发明的目标在于通过提供一种带有具预设旋转方向的永磁式马达的液压泵来解决上述问题,该液压泵允许获得单向旋转,而无须提供特别复杂且昂贵的电子控制装置、或者会引起破裂、磨损和噪声的典型缺点的机械抗反转突起。
在该目标的范围中,本发明一个目的在于提供一种液压泵,在该液压泵中可用等效马达带动更大的叶轮,从而获得更佳的结果,尤其在水头(head)方面。
本发明另一个目的在于提供一种液压泵,由于其特殊的结构特征,因而能在使用中最大限度地确保可靠性和安全性。
本发明还有一个目的在于提供一种带有具预设旋转方向的永磁式马达的液压泵,该液压泵易于由通常可从市场上买到的零件和材料所制成,而且单从经济观点,该液压泵还具有很强的竞争力。
通过本发明的一种带有具预设旋转方向的永磁式马达的液压泵可实现该目标和这些目的以及其它在下文中将更加一目了然的目的,该液压泵包括连接在可旋转地容纳在蜗壳内的、且具有弧形叶片的叶轮上的永磁式马达,其特点在于,该蜗壳相对于指向入口、且通过叶轮的旋转轴线的一条线优势(predominantly)对称。
通过下文中结合附图、以非限制性的举例方式对带有具预设旋转方向的永磁式马达的液压泵的一较佳、但无限制性的实施例所进行的详细描述,本发明进一步的特征和优点将变得更加得一目了然,在这些附图中:
图1是已有技术中一种带有经典的阿基米德螺线形蜗壳的液压泵的示意图;
图2是本发明液压泵的示意图。
请参阅图2,总的由标号10来表示的、带有具预设旋转方向的永磁式马达M的液压泵包括可操作地连接在置于蜗壳12之中、且具有弧形叶片14的叶轮11上的双极永磁式转子。
本发明的特征在于,蜗壳12相对于一将输出口13与叶轮的旋转轴线15相连接的假想线几乎是对称的。
由于叶轮蜗壳的优势对称,倘若叶轮沿使其叶片前掠的方向旋转,液体、即要泵送的水将经受更高的加速度,并且大部分能量将以动能的形式传递给液体。
在使叶片前掠的旋转过程中,对于具有类似取向的蜗壳的相同的叶轮而言,负转矩大于当叶轮沿使其叶片后掠的方向转动时的负转矩,并且在任何情况下均大于可由马达传递的转矩。
与由叶轮转子的惯性载荷加上由于能量传递给液体所引起的运动载荷相对应的、要转动的总的载荷将极高,由此马达将无法启动;因此,在随后的循环旋转中,将发生使叶片后掠旋转的反向转动,从而获得单向性,而无须运用电子控制装置或者机械抗反转突起。
实验上已发现,后缘角α、即形成于叶片的假想延续方向与圈住该叶片的假想圆周的切线之间的角较佳地小于30°。
在旋转期间,使叶片后掠的较低的液压载荷可使其直径大于径向叶片结构的叶轮转动,从而获得更高的性能和更佳的效率。
对于具有小于30°的后缘角α的叶片而言,此类效果更为显著。
应当发现,倘若泵在空气中启动,则它可能沿任何方向转动,因无液体反衬,而当同一个泵浸没在液体中时,该泵的马达将无法传递使叶片前掠所需的转矩,并自动反向转动,恢复设计状态。
要注意的是,蜗壳的特殊形状是极其重要的,这是因为倘若采用上述图1所示的经典的阿基米德螺线形蜗壳,则该泵仍然会恢复反转,从而明显地降低其流速,但却具有等效于以较高的流速沿相反方向旋转的负转矩。
从以上内容可明显地看到,本发明实现了既定目标及目的,并且所采用的特殊的改进、即弧形叶片存在于具有一种优势对称形状的蜗壳之中,可获得除提供单向性之外相当高的液压效率。
如此构思的本发明还可有多种变型和变化,所有的变化形式均落在本发明原理的范围之中。
所有的细节均可由其它的技术等效件来替代。
在实施过程中,所采用的材料、以及尺寸和可能的形状均可按需而定。