用于排量泵的电动泵驱动器，排量泵及其相关方法技术

本发明专利技术涉及一种用于容积式排量泵的电动泵驱动器，其具有以振荡方式移动的活塞。电动泵驱动器的特征在于所述电动泵驱动器包含旋转磁铁(3)，其具有至少一个电磁体(30；30a，30b)以及可以围绕轴旋转的电枢(32)，并且该电枢通过激励至少一个电磁体(30；30a，30b)在两个工作点之间交替枢转；其中电枢(32)被构造用于与以振荡方式移动的活塞(2)联接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于排量泵的电动泵驱动器，排量泵及其相关方法
本专利技术涉及一种用于排量泵的电动泵驱动器，其具有以振荡方式移动的活塞，具有所述活塞的排量泵以及用于以振荡方式移动排量泵的活塞的相应方法。
技术介绍
从现有技术中已知的是排量泵、压缩机和真空泵，与诸如叶片泵的回转泵相反，排量泵、压缩机和真空泵执行泵组件的不连续运动，特别是在其中的往复运动。这种排量泵驱动位移活塞在两个折返点之间振荡，从而执行工作周期，实现了泵室内进出的输送介质的负载变化。其中，已知所谓的双作用泵，其在活塞运动的两个方向上同时在泵室中产生两个相反的负载变化，即，在活塞的一侧上流入而在活塞的另一侧上流出。此外，这种排量泵以活塞运动振荡的不同幅度区分，特别是线性和弧形的幅度。根据迄今为止的现有技术，在排量泵中以振荡方式移动的零件仅仅由电动机的已知设计中的旋转电机或具有旋转驱动轴的其他机械驱动源驱动，例如，通过皮带或齿轮传动装置连接。此外，机械调整机构总是连接在泵机组和驱动轴之间，其通过连杆、曲柄销和长孔创造相对于驱动轴的偏心连杆的运动部分，具有凸轮的凸轮机构，控制凸轮等等。通常，这种机构的运动学在于将旋转驱动运动转换成在活塞的工作路径方向上的线性或往复运动。这导致了不平衡的动态，意味着死点必须被克服，以便将旋转连续力转换为交替加速的力。事实上，这种动态不平衡具有许多缺点。例如，当启动排量泵时，需要高驱动转矩来克服第一死点。在系统的冷启动情况下是尤为正确的，在其中一种具有温度敏感性粘度的介质，例如润滑油，被输送。为了确保可操作性，这具有经济上的缺点，即必须提供相对于其标称输出相当大的驱动器。此外，原则上还必须提供偏心调整机构，该偏心调整机构必须被设计成满足在耐磨性，空间和成本方面的需求，取决于泵的应用领域。基于此评估，因此，在各个方面都有改进的余地。
技术实现思路
本专利技术是基于为以振荡方式移动的排量泵创造一种可替代的泵驱动的目的。根据本专利技术，该目的通过如权利要求1所述的电动泵驱动器，如权利要求15所述的排量泵以及如权利要求17所述的方法的特征来实现。特别地，根据本专利技术的电动泵驱动器的特征在于，其包括旋转螺线管，该旋转螺线管具有至少一个电磁体和电枢，该电枢可围绕轴枢转并且可以通过激励至少一个电磁体在两个工作点之间交替枢转，其中电枢适合于与以振荡方式移动的活塞联接。因此，根据本专利技术所述的具有以振荡方式在两个折返点之间移动的活塞的排量泵的特征在于，尤其地，电动泵驱动器包括旋转螺线管，该旋转螺线管具有至少一个电磁体和可围绕轴枢转的电枢，通过激励至少一个电磁体，电枢可以在两个工作点之间交替枢转，其中，电枢与活塞联接，这样活塞振荡运动的折返点到达电枢的工作点。类似地，根据本专利技术所述的用于依靠旋转螺线管在两个折返点之间以振荡方式移动排量泵的活塞的方法的特征在于以下步骤：用电磁体产生磁场，该电磁体在电枢上沿枢转方向施加转矩，直到活塞达到折返点为止；并且通过电磁体中断磁场的产生和/或通过电磁体产生相反极性的磁场，该电磁体在电枢上沿相反的枢转方向施加转矩，直到活塞到达另一个折返点为止。因此，本专利技术首次建议使用旋转螺线管作为非旋转排量泵的泵驱动器的驱动源。在其最一般的形式中，本专利技术基于发现为排量泵的交替加速而优化的泵驱动器理想地已经以电动力学方式产生了一种具有振幅形式的强度的类似地相互地交替转矩。根据本专利技术，通过旋转螺线管提供在动力强度和运动对准方面均合适的这种按需求定向的转矩。这从根本上背离了驱动概念，即旋转驱动力的连续转矩和驱动运动的运动学转换。在本专利技术的上下文中，旋转螺线管在定义上与旋转电机不同，尤其在于，可以由旋转螺线管的电枢执行的运动只限于两个工作点之间的旋转角度，即它不能执行一个完整的转动。与具有用于产生旋转磁场的多个励磁线圈的电动机的定子相反，旋转螺线管根据其设计仅配备有一个或两个电磁体。在用于特定的高转矩设计的特殊形式中，旋转螺线管可以具有4个或6个电磁体的对称布置，其结果是，可以实现的旋转角度在几何上减小到该系数的一小部分。旋转螺线管，也称为旋转磁铁，在工厂工程和建设领域是一种已知的致动器，例如，用于操作输送部分中的开关或所谓的活板(shutter)，例如在分拣部分中位于分叉或节点的两个位置之间的偏转板。通常，在比例旋转螺线管或具有复位弹簧的旋转磁铁与具有一个带交替反极性的电磁体或两个交替激励电磁体的双稳态旋转螺线管之间具有区别。类似于电动机的设计，电力传输可以通过电枢的永磁体与固定的电磁体之间的极性，或固定电磁体的磁路的电枢磁极与磁靴之间的磁阻原理来建立，例如，诸如通过磁极环。已知的旋转螺线管也不同于其设计，例如通过在电枢和电磁体之间径向或轴向布置，其结果是产生旋转相对运动的转矩，或者具有楔形凹槽或表面的轴向布置以及在电枢和电磁体之间的滚动元件，其结果是将轴向产生的转矩转换为螺旋形的相对运动。旋转磁体或旋转螺线管的这些不同类型和设计，以及它们的其他已知的类型和设计应在本公开的上下文中以旋转螺线管的总称来理解，并且适合于实施本专利技术以及为此可选地被提供。鉴于相对于现有技术以及在其他方面中提到的缺点，为了改进用于排量泵的电动泵驱动器，本专利技术提供了许多优点，将在下文阐述。使用旋转螺线管时，可以通过暂时过度激励电磁体来增加磁力，从而获得非常高的转矩。通过适当的控制，特别是在电枢从一个工作点到另一个工作点的枢转运动开始时有一个高转矩，当它接近另一个工作点时会减小，其结果是有可能覆盖振荡加速的转矩需求。此外，旋转螺线管提供了快速的反应时间，并在没有通电的情况下保持在工作点的结束位置。因此，减少了能量损耗和热损失。与电动机相比，具有相同尺寸的旋转螺线管实现了更大的励磁线圈绕组，并因此在线圈的作用范围内(即电枢的工作部分)达到了更高的能量损耗或更高的电动力，其满足了各种应用的冷启动需求。同时，线圈，导线，磁极和其他结构元件的数量更少，因此，实现了只具有几个零件以及更低的生产成本的一种更紧凑，高集成的构造。与需要相对复杂的电子控制单元和动力电子设备的无刷直流电动机相比，控制旋转螺线管的技术要求允许在电源供应的接线方面简化并节省成本。此外，根据泵组件的类型，所产生的成本和机构的空间需求以及其磨损的风险完全被消除或减少了。在从属权利要求中描述了本专利技术的有利实施例。根据本专利技术的一方面，旋转螺线管的电磁体能够为了电枢的交替枢转运动被交流电极性激励。在这种情况下，电磁体方向的变化完全是凭借控制技术实施的。因此，获得了一种仅具有很少的电子组件的旋转螺线管的构造简单，其结果是使得廉价的排量泵电动泵驱动器的提供成为一种可能。根据本专利技术的一方面，旋转螺线管可以进一步包含用于电枢的复位弹簧，并且电磁体能够为了电枢的枢转运动被激励，抵抗复位弹簧的回复力。在这种情况下，旋转螺线管方向的变化仅仅是通过打开和关闭电源供应实施的。因此，获得了控制线路的简单构造，其结果是使得对排量泵的电动泵驱动器的廉价控制的提供成为一种可能。根据本专利技术的一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于排量泵的电动泵驱动器，其具有以振荡方式移动的活塞/n其特征在于，/n所述电动泵驱动器包含旋转螺线管(3)，其具有至少一个电磁体(30；30a，30b)和电枢(32)，所述电枢可围绕轴线枢转，并且可以通过激励所述至少一个电磁体(30；30a，30b)在两个工作点之间交替枢转；其中/n所述电枢(32)适合于与以振荡方式移动的所述活塞(2)联接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 DE 102017122613.31.一种用于排量泵的电动泵驱动器，其具有以振荡方式移动的活塞
其特征在于，
所述电动泵驱动器包含旋转螺线管(3)，其具有至少一个电磁体(30；30a，30b)和电枢(32)，所述电枢可围绕轴线枢转，并且可以通过激励所述至少一个电磁体(30；30a，30b)在两个工作点之间交替枢转；其中
所述电枢(32)适合于与以振荡方式移动的所述活塞(2)联接。


2.如权利要求1所述的电动泵驱动器，其中所述旋转螺线管(3)的所述电磁体(30；30a，30b)能够被交流电极性激励，以使所述电枢(32)交替枢转运动。


3.如权利要求1所述的电动泵驱动器，其中所述旋转螺线管(3)进一步具有用于所述电枢(32)的回复弹簧(36)，并且所述电磁体(30)能够被激励，以使所述电枢(32)抵抗所述复位弹簧(36)的回复力而枢转运动。


4.如权利要求1所述的电动泵驱动器，其中所述旋转螺线管(3)具有至少两个电磁体(30a，30b)，并且所述至少两个电磁体(30a，30b)能够被交替激励，以使所述电枢(32)交替枢转运动。


5.如权利要求2所述的电动泵驱动器，其中所述电枢(32)包含至少一个永磁体(34m)。


6.如权利要求3或4所述的电动泵驱动器，其中所述电枢(32)包含具有突出的电枢磁极(34)的铁磁电枢体(32a，32b)，并且所述电枢磁极(34)被分配到固定设置在所述电枢的工作点处的极靴(35)。


7.如权利要求3或4所述的电动泵驱动器，其中所述电枢(32)包含具有所述铁磁电枢磁极(34)的电枢体(32a，32b)，其具有比所述电枢体(32a，32b)的其他部分更大的磁导率，并且所述电枢磁极(34)被分配到固定在工作位置处的所述极靴(35)。


8.如权利要求6或7所述的电动泵驱动器，其中所述电磁体(30，30a，30b)以及所述电枢(32)被定位成使得所述电枢磁极(34)和所述极靴(35)之间的气隙相对于所述电枢(32)的轴线径向移动。


9.如权利要求6或7所述的电动泵驱动器，其中所述电磁体(30，30a，30b)以及所述电枢(32)被布置成，使得所述电枢磁极(34)和所述极靴(35)之间的气隙相对于所述电枢(32)的轴线轴向移动。


10.如权利要求9所述的电动泵驱动器，其中所述极靴(35)形成在所述电磁体(30，30a，30b)的轭上，所述轭可以被构造成磁极环(31,31a,31b)，其同心地围绕所述电枢(32)被布置。


11.如权利要求1-10任一项所述的电动泵驱动器，其中所述旋转螺线管(3)具有限制装置(37)，其限制所述电枢(32)在两个工作点处的枢转运动。


1...

【专利技术属性】
技术研发人员：康拉德·尼克尔，弗朗茨·帕维勒克，
申请(专利权)人：尼得科GPM有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE