BE1026790A1

BE1026790A1 - Variable speed drive for a fluid pump and fluid pump equipped with it

Info

Publication number: BE1026790A1
Application number: BE20185806A
Authority: BE
Inventors: Peter Jozef Heirman; Hove Linus Van; Minnebruggen Egwin Marc M Van; Stijn Johan E Broucke
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-06-12
Also published as: BE1026790B1

Abstract

Aandrijving voor een fluïdumpomp, daardoor gekenmerkt dat de aandrijving voorzien is van: - twee motoren, waarvan een motor met een vast toerental, waarbij de voornoemde motoren voorzien zijn van een aandrijfas; - een aangedreven as; - een planeetwielmechanisme met een planeetwieldrager met planeetwielen, een satellietwiel en een zonnewiel; waarbij een eerste van de aandrijfassen of aangedreven as gekoppeld is met de planeetwieldrager, waarbij een tweede van de aandrijfassen of aangedreven as gekoppeld is met het satellietwiel en waarbij een derde van de aandrijfassen of aangedreven as gekoppeld is met het zonnewiel, waarbij een koppeling tussen de planeetwieldrager, het satellietwiel en het zonnewiel met één van de aandrijfassen of aangedreven as onrechtstreeks gebeurt, waarbij één of meerdere tussenliggende overbrengingen zijn voorzien en waarbij het satellietwiel onrechtstreeks gekoppeld is met de tweede aandrijfas of aangedreven as via een tussenliggend tandwiel, waarbij het satellietwiel geïntegreerd is in dit tussenliggend tandwiel.Drive for a fluid pump, characterized in that the drive is provided with: - two motors, one of which is a fixed-speed motor, the aforementioned motors being provided with a drive shaft; - a driven axle; - a planetary gear mechanism with a planetary gear carrier with planetary gears, a satellite wheel and a sun gear; wherein a first of the drive shafts or driving axle is coupled to the planetary gear carrier, a second of the driving shafts or driving axle is coupled to the satellite wheel and a third of the drive shafts or driving axle is coupled to the sun gear, whereby a coupling between the planetary gear carrier, the satellite wheel and the sun gear with one of the drive shafts or driving shaft is done indirectly, one or more intermediate transmissions being provided and the satellite wheel being indirectly coupled to the second drive shaft or driving shaft via an intermediate gear, the satellite wheel being integrated in this intermediate gear.

Description

Aandrijving met een variabel toerental voor een fluïdumpomp en fluïdumpomp daarmee uitgerust.Variable speed drive for a fluid pump and fluid pump equipped with it.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een aandrijving met een variabel toerental voor een fluïdumpomp bijvoorbeeld, een compressor-, vacuümpomp- of pompinrichting.The present invention relates to a variable speed drive for a fluid pump, for example, a compressor, vacuum pump or pumping device.

Traditioneel worden dergelijke inrichtingen aangedreven door ofwel een aandrijving met een vast of met een variabel toerental.Traditionally, such devices have been driven by either a fixed or variable speed drive.

Een aandrijving met een vast toerental is goedkoper en eenvoudiger te implementeren dan een aandrijving met een variabel toerental.A fixed speed drive is cheaper and easier to implement than a variable speed drive.

Een aandrijving met een variabel toerental heeft echter een aantal specifieke voordelen.However, a variable speed drive has a number of specific advantages.

In het bijzonder zal dergelijke aandrijving met variabel toerental de energieconsumptie van de fluïdumpomp kunnen verminderen aangezien zij het mogelijk maakt om het toerental aan te passen aan de variërende fluïdumvraag. Op deze manier kan een vermindering in het verbruik gerealiseerd worden van wel 35% en zelfs nog hoger, afhankelijk van het type fluïdumpomp.In particular, such a variable speed drive will be able to reduce the energy consumption of the fluid pump since it makes it possible to adapt the speed to the varying fluid demand. In this way, a reduction in consumption can be achieved of up to 35% and even higher, depending on the type of fluid pump.

Alhoewel een aandrijving met een variabel toerental belangrijke voordelen heeft, brengen alle zogenaamdeAlthough a variable speed drive has important advantages, all so-called

BE2018/5806 vermogenselektronica, welke nodig zijn om dit te kunnen realiseren, extra kosten met zich mee.BE2018 / 5806 power electronics, which are necessary to realize this, entail additional costs.

Bovendien is de installatie en implementatie complexer dan bij een aandrijving met vast toerental, wat ook nog een extra kost met zich meebrengt.In addition, installation and implementation is more complex than with a fixed speed drive, which also entails an additional cost.

In de gekende aandrijvingen met variabel toerental, waarbij het volledige vermogen elektronisch wordt omgezet, is een ander nadeel dat dergelijke aandrijvingen gepaard gaan met vermogensverliezen omwille van de vermogensomzetting in de vermogenselektronica.In the known variable speed drives, where the full power is converted electronically, another drawback is that such drives are associated with power losses due to the power conversion in the power electronics.

Daarom wordt er toch vaak gekozen voor een aandrijving met een vast toerental.That is why a drive with a fixed speed is often chosen.

Teneinde aan het variërende gevraagde debiet te kunnen voldoen, wordt er in sommige gevallen voor gekozen om de inlaat van de fluïdumpomp, zoals een compressorinrichting, te smoren. Dit kan energetisch ongunstig zijn, bijvoorbeeld in het geval voor olie-vrije toepassingen, aangezien het afblazen van de werkdruk vereist is om de drukverhouding over het compressorelement te beperken.In order to meet the varying demanded flow rate, it is in some cases chosen to throttle the inlet of the fluid pump, such as a compressor device. This can be energetically unfavorable, for example in the case of oil-free applications, since venting of the working pressure is required to limit the pressure ratio across the compressor element.

Alternatief kan de aandrijving aan- en afgeschakeld worden. Dit geeft aanleiding tot overgangsverliezen. In het voorbeeld van een compressorinrichting kunnen deze beperkt worden door een grotere ketel voor het gecomprimeerd gas te voorzien, maar dit brengt extra kosten met zich mee en maakt de inrichting omvangrijker.Alternatively, the drive can be switched on and off. This gives rise to transition losses. In the example of a compressor device, these can be limited by providing a larger boiler for the compressed gas, but this entails additional costs and makes the device more bulky.

BE2018/5806BE2018 / 5806

Men kent ook motoren die op twee of meer snelheden kunnen draaien. Deze laten toe om verschillende discrete snelheden te bekomen waardoor de voornoemde overgangsverliezen beperkt kunnen worden. Een nadeel van dergelijke motoren, ook dual 5 speed motoren genoemd, is dat ze tot stilstand gebracht moeten worden voor omschakeling tussen de snelheden. Bovendien zijn ze groter en kostelijker dan de standaard motoren.Motors are also known that can run at two or more speeds. These allow different discrete speeds to be obtained, so that the aforementioned transition losses can be limited. A disadvantage of such motors, also called dual 5 speed motors, is that they have to be stopped before switching between speeds. In addition, they are larger and more expensive than standard engines.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden doordat zij voorziet in een aandrijving die toelaat de kostprijs voor de vermogenselektronica en de vermogensverliezen drastisch te verminderen.The present invention aims to remedy at least one of the aforementioned and / or other drawbacks by providing a drive which allows to drastically reduce the cost of the power electronics and the power losses.

Hiertoe betreft de uitvinding een aandrijving voor een fluïdumpomp, met als kenmerk dat de aandrijving minstens voorzien is van:To this end, the invention relates to a drive for a fluid pump, characterized in that the drive is at least provided with:

- twee motoren, waarvan minstens één motor met een vast 20 toerental, waarbij elk van deze motoren voorzien is van een aandrijfas;- two motors, at least one of which is a fixed speed motor, each of these motors being provided with a drive shaft;

- een aangedreven as;- a driven axle;

- een planeetwielmechanisme met een planeetwieldrager met planeetwielen, een satellietwiel en een 25 zonnewiel;a planetary gear mechanism with a planetary gear carrier with planetary gears, a satellite wheel and a sun gear;

waarbij een eerste van de voornoemde aandrijfassen of aangedreven as gekoppeld is met de planeetwieldrager, waarbij een tweede van de voornoemde aandrijfassen of aangedreven as gekoppeld is met het satellietwiel en waarbij 30 een derde van de voornoemde aandrijfassen of aangedreven aswherein a first of the aforementioned drive shafts or driving axle is coupled to the planetary gear carrier, a second of the aforementioned driving shafts or driving axle is coupled to the satellite wheel and wherein a third of the aforementioned drive shafts or driving axle

BE2018/5806 gekoppeld is met het zonnewiel, waarbij minstens één van de koppelingen tussen de planeetwieldrager, het satellietwiel en het zonnewiel met één van de voornoemde aandrijfassen of aangedreven as onrechtstreeks gebeurt, waarbij één of meerdere tussenliggende overbrengingen zijn voorzien en waarbij het satellietwiel onrechtstreeks gekoppeld is met de voornoemde tweede aandrijfas of aangedreven as, via een tussenliggend tandwiel, waarbij het satellietwiel geïntegreerd is in dit tussenliggend tandwiel.BE2018 / 5806 is coupled to the sun wheel, at least one of the couplings between the planetary gear carrier, the satellite wheel and the sun wheel being indirectly effected with one of the aforementioned drive shafts or driving shaft, one or more intermediate gears being provided and the satellite wheel being indirectly coupled is with the aforementioned second drive shaft or driven shaft, via an intermediate gear, the satellite wheel being integrated into this intermediate gear.

Tevens betreft de uitvinding een aandrijving voor een fluïdumpomp, met als kenmerk dat de aandrijving minstens voorzien is van:The invention also relates to a drive for a fluid pump, characterized in that the drive is provided with at least:

- twee motoren, waarvan minstens één motor met een vast 15 toerental, waarbij elk van deze motoren is voorzien van een aandrijfas;- two motors, at least one of which is a fixed speed motor, each of these motors being provided with a drive shaft;

- een aangedreven as;- a driven axle;

- een planeetwielmechanisme met een planeetwieldrager met planeetwielen, een satellietwiel en een 20 zonnewiel;a planetary gear mechanism with a planetary gear carrier with planetary gears, a satellite wheel and a sun gear;

waarbij een eerste van de voornoemde aandrijfassen of aangedreven as gekoppeld is met de planeetwieldrager, waarbij een tweede van de voornoemde aandrijfassen of aangedreven as gekoppeld is met het satellietwiel en waarbij 25 een derde van de voornoemde aandrijfassen of aangedreven as gekoppeld is met het zonnewiel, waarbij minstens één koppeling tussen de planeetwieldrager, het satellietwiel en het zonnewiel met één van de aandrijfassen of aangedreven as onrechtstreeks gebeurt, waarbij één of meerdere 30 tussenliggende overbrengingen zijn voorzien en waarbij erwherein a first of the aforementioned drive shafts or driving axle is coupled to the planetary gear carrier, a second of the aforementioned driving shafts or driving axle is coupled to the satellite wheel and wherein a third of the aforementioned drive shafts or driving axle is coupled to the sun wheel, wherein at least one coupling between the planetary gear carrier, the satellite wheel and the sun gear with one of the drive shafts or driven axle is done indirectly, whereby one or more intermediate transmissions are provided and whereby

BE2018/5806 een tweede aangedreven as is voorzien, en waarbij beide aangedreven assen gekoppeld zijn met ofwel de planeetwieldrager, ofwel het satellietwiel, ofwel het zonnewiel.BE2018 / 5806 a second driven axle is provided, and both driven axles are coupled to either the planetary gear carrier, or the satellite wheel, or the sun gear.

Waar in een parallelle tandwieloverbrenging de verhouding van de toerentallen vastligt, ligt in een planeetwielmechanisme de verhouding van de krachtmomenten vast, waardoor het mogelijk is om beide motoren te combineren zonder dat de verhouding van de toerentallen vastligt.Where in a parallel gear transmission the ratio of the speeds is fixed, in a planetary gear mechanism the ratio of the torques is fixed, making it possible to combine both motors without the ratio of the speeds being fixed.

Hierbij is het belangrijk om op te merken dat geen van de drie onderdelen van het planeetwielmechanisme, zijnde de planeetwieldrager, het satellietwiel en het zonnewiel, vast wordt gehouden maar dat zij alle drie vrij zijn en kunnen roteren.It is important to note that none of the three parts of the planetary gear mechanism, the planetary gear carrier, the satellite wheel and the sun gear, are held, but all three are free and can rotate.

Een voordeel is dat de uitvinding het mogelijk maakt om een aandrijving met een variabel toerental te realiseren, met motoren met vast toerental of met minstens één motor met variabel toerental die minder vermogen moet kunnen leveren dan het volledige vermogen.An advantage is that the invention makes it possible to realize a variable speed drive, with fixed speed motors or with at least one variable speed motor which must be able to supply less power than full power.

Dit wil zeggen, daar waar een traditionele aandrijving met variabel toerental het totale vermogen moet kunnen regelen vanaf nul tot het maximale toerental of van 0% tot 100%, zal een aandrijving volgens de uitvinding een regelbaar toerental bezitten over het volledige regelbereik van nul tot het maximale toerental, waarbij de motor met variabel toerental bijvoorbeeld slechts 50% van het totale vermogen moet kunnen leveren.That is, where a traditional variable speed drive must be able to control the total power from zero to the maximum speed or from 0% to 100%, a drive according to the invention will have an adjustable speed over the full control range from zero to maximum speed, for example, the variable speed motor should be able to deliver only 50% of the total power.

BE2018/5806BE2018 / 5806

In het geval van de uitvinding kan bijvoorbeeld een motor met vast toerental, welke 50% van het totale vermogen kan leveren, worden gecombineerd met een motor met variabel toerental welke tevens 50% van het totale vermogen kan leveren. In dit geval zal de vermogenselektronica een variatie van 50% mogelijk moeten maken, wat een halvering inhoudt ten opzichte van de 100% voor de traditionele aandrijvingen met variabel toerental.For example, in the case of the invention, a fixed speed motor which can provide 50% of the total power can be combined with a variable speed motor which can also supply 50% of the total power. In this case, the power electronics will have to allow for a 50% variation, which is a cut in half from the 100% for the traditional variable speed drives.

Dit kan worden gerealiseerd door bijvoorbeeld de combinatie van een motor met vast toerental, welke 50% van het totale vermogen van de aandrijving kan leveren, in combinatie met een motor met variabel toerental welke over een bereik van 50% van het totale vermogen van de aandrijving regelbaar is, zowel positief als negatief, dit wil zeggen: meegaand met de motor met vast toerental of tegen de motor met het vast toerental, zodat de resulterende som van beide motoren leidt tot een bereik van 0% (=50%—50%) tot 100% (=50%+50%) waarbinnen het toerental regelbaar is.This can be achieved, for example, by the combination of a fixed speed motor, which can provide 50% of the total power of the drive, in combination with a variable speed motor, which covers a range of 50% of the total power of the drive. controllable, both positive and negative, ie, either with the fixed speed motor or against the fixed speed motor, so that the resulting sum of both motors results in a range of 0% (= 50% —50%) up to 100% (= 50% + 50%) within which the speed is adjustable.

Door het vermogen van de motor met variabel toerental te verkleinen naar dit kleinere bereik, kan de kostprijs van de vermogenselektronica sterk gereduceerd worden.By reducing the power of the variable speed motor to this smaller range, the cost of the power electronics can be greatly reduced.

Immers, de vermogenselektronica zal in zulk geval slechts een variatie van 50% mogelijk moeten maken, in plaats van over het volledige bereik van 100%. Dit heeft ook tot gevolg dat de vermogensverliezen veel kleiner zullen zijn.After all, in such a case the power electronics should only allow a variation of 50%, instead of over the full range of 100%. This also means that the capital losses will be much smaller.

BE2018/5806BE2018 / 5806

Het zal ook mogelijk zijn om twee motoren met vast toerental te combineren. Door bijvoorbeeld één motor groot te dimensioneren op 3/4 van het totale vermogen en één motor klein te dimensioneren op 1/4 van het totale vermogen zal de 5 aandrijving 1/4 van het vermogen kunnen leveren door de grote ! motor stil te houden, 1/2 van het totale vermogen door deIt will also be possible to combine two fixed speed motors. For example, by dimensioning one motor large at 3/4 of the total power and dimensioning one motor small at 1/4 of the total power, the 5 drive can supply 1/4 of the power through the large one! keep the engine stationary, 1/2 of the total power through the

I kleine motor in tegengestelde richting aan te drijven, 3/4 van het totale vermogen door de kleine motor stil te houden en 4/4 van het totale vermogen door beide motoren in dezelfde 10 richting aan te drijven.I drive the small motor in the opposite direction, 3/4 of the total power by keeping the small motor stationary and 4/4 of the total power by driving both motors in the same direction.

De uitvinding maakt het ook mogelijk om een beperkt regelbereik te realiseren, waarbij het toerental kan variëren van bijvoorbeeld 30% tot 100% van het maximale 15 toerental.The invention also makes it possible to realize a limited control range, wherein the speed can vary from, for example, 30% to 100% of the maximum speed.

Dit wil zeggen, daar waar een traditionele aandrijving met variabel toerental steeds regelbaar is vanaf nul tot het maximale toerental, zal in deze uitvoeringsvorm de 20 aandrijving volgens de uitvinding een regelbaar toerental bezitten vanaf een bepaald minimum toerental tot aan een maximum toerental, waarbij het minimum toerental groter is dan nul, zodat bijvoorbeeld een bereik, waarbinnen het toerental regelbaar is, mogelijk is van 30% tot 100%.That is to say, where a traditional variable speed drive is always adjustable from zero to the maximum speed, in this embodiment the drive according to the invention will have an adjustable speed from a certain minimum speed up to a maximum speed, the minimum speed is greater than zero, so that, for example, a range within which the speed is adjustable is possible from 30% to 100%.

Hiervoor wordt een motor met vast toerental, welke bijvoorbeeld 65% van het maximale vermogen kan leveren, gecombineerd met een motor met variabel toerental welke 35% van het maximale vermogen kan leveren. In dit geval zal deFor this purpose, a fixed speed motor, which can, for example, deliver 65% of the maximum power, is combined with a variable speed motor, which can supply 35% of the maximum power. In this case, the

BE2018/5806 vermogenselektronica een variatie van slechts 35% mogelijk moeten maken.BE2018 / 5806 power electronics should allow a variation of only 35%.

Dit beperktere bereik heeft geen nadelen ten opzichte van een regelbereik tussen 0% en 100%.This narrower range has no disadvantages compared to a control range between 0% and 100%.

Immers, vaak vereisen verbruikers geen variabel toerental over het hele operationele bereik.After all, consumers often do not require variable speed over the entire operating range.

Zo zal bijvoorbeeld onder een bepaald minimum toerental, de levensduur van een compressor met een aandrijving met variabel toerental drastisch verminderen en daarom beter als een load/unload gecontroleerde compressor opereren. Hierbij zal de compressor in werking zijn tussen twee druk instelpunten.For example, below a certain minimum speed, the life of a compressor with a variable speed drive will decrease drastically and therefore operate better as a load / unload controlled compressor. The compressor will operate between two pressure set points.

Als gevolg hiervan is er geen nood aan een regelbaar toerental lager dan dit minimum toerental en is een regelbaar toerental bijvoorbeeld in het bereik tussen 30% en 100% in de praktijk voldoende.As a result, there is no need for an adjustable speed lower than this minimum speed and an adjustable speed for instance in the range between 30% and 100% is sufficient in practice.

Een bijkomend voordeel is dat men het toerental van de motor met vast toerental kan kiezen gelijk aan het toerental waarop de fluïdumpomp voornamelijk zal werken.An additional advantage is that the speed of the fixed speed motor can be selected equal to the speed at which the fluid pump will mainly operate.

Dit houdt in dat voor deze werkingsconditie de motor met variabel toerental niet dient te werken, i.e. dat de vermogenselektronica ook niet gebruikt moet worden. In deze werkingsconditie worden er dan ook nauwelijks vermogensverliezen gecreëerd door de vermogenselektronica.This means that for this operating condition, the variable speed motor should not operate, i.e. the power electronics should not be used either. Therefore, in this operating condition, hardly any power losses are created by the power electronics.

BE2018/5806BE2018 / 5806

Een ander bijkomend aspect is dat men ook de mogelijkheid heeft om de motor met vast toerental niet te laten werken, i.e. dat enkel de motor met variabel toerental in werking is.Another additional aspect is that one also has the option of not operating the fixed speed motor, i.e. that only the variable speed motor is operating.

Dergelijke aanpak is vooral voordelig bij de opstart van de compressorinrichting.Such an approach is especially advantageous at the start-up of the compressor device.

Ook kan men de motor met vast toerental tegen de motor met het variabel toerental laten werken.The fixed speed motor can also be operated against the variable speed motor.

Dit zal ervoor zorgen dat het regelbereik van de aandrijving als het ware kan fijngeregeld worden al naargelang de situatie.This will ensure that the control range of the drive can be fine-tuned, as it were, depending on the situation.

De uitvinding betreft ook een fluïdumpomp met een pompelement, met als kenmerk dat zij voorzien is van een aandrijving volgens de uitvinding om het pompelement aan te drijven.The invention also relates to a fluid pump with a pumping element, characterized in that it is provided with a drive according to the invention for driving the pumping element.

Het is duidelijk dat de voordelen van dergelijke fluïdumpomp analoog zijn aan de voordelen van de aandrijving volgens de uitvinding.It is clear that the advantages of such a fluid pump are analogous to the advantages of the drive according to the invention.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een aandrijving met een variabel toerental volgens de uitvinding en een fluïdumpomp daarmee uitgerust, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:With the insight to better demonstrate the features of the invention, hereinafter, by way of example, without any limitation, some preferred embodiments of a variable speed drive according to the invention and a fluid pump equipped therewith are described, with reference to the accompanying drawings, in which:

BE2018/5806 figuur 1 schematisch een compressorinrichting volgens de uitvinding weergeeft;BE2018 / 5806 figure 1 schematically represents a compressor device according to the invention;

figuur 2 schematisch en in perspectief de aandrijving volgens de uitvinding uit figuur 1 weergeeft;figure 2 shows schematically and in perspective the drive according to the invention from figure 1;

de figuren 3 tot 5 schematisch en in perspectief alternatieve uitvoeringsvormen weergeven van de aandrijving uit figuur 2 voor de aandrijving van twee pompelementen.figures 3 to 5 schematically and in perspective show alternative embodiments of the drive of figure 2 for driving two pump elements.

De in figuur 1 schematisch weergegeven compressorinrichting 1 omvat hoofdzakelijk een compressorelement 2 dat wordt aangedreven door een aandrijving 3 volgens de uitvinding.The compressor device 1 schematically shown in figure 1 mainly comprises a compressor element 2 which is driven by a drive 3 according to the invention.

Dit compressorelement 2 is in dit geval een 15 schroef compressorelement, doch dit is niet noodzakelijk voor de uitvinding. Het kan bijvoorbeeld ook een zuigercompressor of scroll-compressor of andere fluïdumpomp betreffen.In this case, this compressor element 2 is a screw compressor element, but this is not necessary for the invention. For example, it can also be a piston compressor or scroll compressor or other fluid pump.

Het compressorelement 2 is voorzien van een behuizing 4 met 20 een inlaat 5 om gas aan te zuigen en een uitlaat 6 voor samengeperst gas.The compressor element 2 is provided with a housing 4 with an inlet 5 for drawing in gas and an outlet 6 for compressed gas.

In de behuizing 4 zijn in dit voorbeeld twee schroefrotoren roteerbaar aangebracht, waarbij, in dit voorbeeld, elke 25 schroefrotor 7 een as 8 omvat en waarbij de assen 8 gelagerd zijn in de behuizing 4.In this example, two screw rotors are rotatably arranged in the housing 4, wherein, in this example, each screw rotor 7 comprises a shaft 8 and the shafts 8 are mounted in the housing 4.

In dit voorbeeld reikt één van de assen 8 door de behuizing 4 naar de aandrijving 3. Deze as 8 is in dit geval een eerste 30 aangedreven as 9 van het compressorelement 2.In this example, one of the shafts 8 extends through the housing 4 to the drive 3. This shaft 8 is in this case a first driven shaft 9 of the compressor element 2.

BE2018/5806BE2018 / 5806

De aandrijving 3 zelf omvat hoofdzakelijk een motor 10 met vast toerental met een eerste aandrijfas 11, een motor 12 met een tweede aandrijfas 13 en een planeetwielmechanisme 14 .The drive 3 itself mainly comprises a fixed speed motor 10 with a first drive shaft 11, a motor 12 with a second drive shaft 13 and a planetary gear mechanism 14.

In dit geval, maar niet noodzakelijk, is de motor 12 een motor met variabel toerental.In this case, but not necessarily, the motor 12 is a variable speed motor.

De aandrijving 3 omvat ook een tweede aangedreven as 9, welke 10 wordt aangedreven door de twee voornoemde motoren 10 en 12 via het planeetwielmechanisme 14.The drive 3 also includes a second driven shaft 9, which 10 is driven by the two aforementioned motors 10 and 12 via the planetary gear mechanism 14.

In dit geval is deze tweede aangedreven as 9 tevens de eerste aangedreven as 9 van het compressorelement 2. In het 15 voorbeeld van figuur 1 vallen beide aangedreven assen 9 dus samen, maar het is ook mogelijk dat de tweede aangedreven as 9 van de aandrijving 3 gekoppeld is met de eerste aangedreven as 9 van het compressorelement 2.In this case, this second driven shaft 9 is also the first driven shaft 9 of the compressor element 2. In the example of figure 1, therefore, both driven shafts 9 coincide, but it is also possible that the second driven shaft 9 of the drive 3 is coupled to the first driven shaft 9 of the compressor element 2.

In figuur 2 is in meer detail de aandrijving 3 weergegeven en in het bijzonder het planeetwielmechanisme 14 en de koppeling van de verschillende aangedreven assen 9 en aandrijfassen 11 en 13 met dit planeetwielmechanisme 14.In figure 2 the drive 3 is shown in more detail and in particular the planetary gear mechanism 14 and the coupling of the different driven shafts 9 and drive shafts 11 and 13 with this planetary gear mechanism 14.

Zoals te zien is in deze figuur omvat het planeetwielmechanisme 14 een centraal zonnewiel 15 met daaromheen drie planeetwielen 16, welke bevestigd zijn op een planeetwieldrager 17 en daaromheen een satellietwiel 18.As can be seen in this figure, the planetary gear mechanism 14 comprises a central sun gear 15 surrounded by three planet gears 16, which are mounted on a planet gear carrier 17 and around which a satellite wheel 18.

BE2018/5806BE2018 / 5806

De eerste aandrijfas 11 van de motor 10 met vast toerental is gekoppeld met het satellietwiel 18 en de tweede aandrijfas 13 van de motor 12 met variabel toerental is gekoppeld met het zonnewiel 15.The first drive shaft 11 of the fixed speed motor 10 is coupled to the satellite wheel 18 and the second drive shaft 13 of the variable speed motor 12 is coupled to the sun gear 15.

Het is niet uitgesloten dat de koppeling andersom is, waarbij de eerste aandrijfas 11 gekoppeld is met het zonnewiel 15 en de tweede aandrijfas 13 gekoppeld is met het satellietwiel 18 .It is not excluded that the coupling is the other way round, the first drive shaft 11 being coupled to the sun wheel 15 and the second driving shaft 13 being coupled to the satellite wheel 18.

In dit geval is de koppeling tussen de tweede aandrijfas 13 met het zonnewiel 15 rechtstreeks, dit wil zeggen zonder één of meer tussenliggende tandwielen. Volgens de uitvinding is de koppeling met het satellietwiel 18 onrechtstreeks, met in dit geval twee tussenliggende tandwielen 22, 23. Het tussenliggende tandwiel 23 is in deze uitvoeringsvorm geïntegreerd met het satellietwiel 18. Het tandwiel 22 is aangebracht op de eerste aandrijfas 11 en kan inwerken op het tussenliggende tandwiel 23.In this case, the coupling between the second drive shaft 13 to the sun gear 15 is direct, i.e. without one or more intermediate gears. According to the invention, the coupling to the satellite wheel 18 is indirect, with in this case two intermediate gears 22, 23. The intermediate gear 23 in this embodiment is integrated with the satellite wheel 18. The gear 22 is mounted on the first drive shaft 11 and can act on the intermediate sprocket 23.

De aangedreven as 9 is gekoppeld met de planeetwieldrager 17 en loopt, zoals hoger reeds vermeld, door naar het compressorelement 2.The driven shaft 9 is coupled to the planetary gear carrier 17 and, as mentioned above, continues to the compressor element 2.

Naast het compressorelement 2 en de aandrijving 3 kan de compressorinrichting 1 ook voorzien zijn van een oliecircuit voor het injecteren van olie of een andere vloeistof in het compressorelement of de aandrijving voor de koeling en/of smering.In addition to the compressor element 2 and the drive 3, the compressor device 1 can also be provided with an oil circuit for injecting oil or another liquid into the compressor element or the drive for cooling and / or lubrication.

BE2018/5806BE2018 / 5806

Ook kan de compressorinrichting 1 voorzien zijn van een vloeistofafschelder, een drukvat, druk- of temperatuursensoren en/of andere randapparatuur.The compressor device 1 can also be provided with a liquid separator, a pressure vessel, pressure or temperature sensors and / or other peripheral equipment.

In dit geval is de compressorinrichting 1 voorzien van een drukvat 19 waarop de uitlaat 6 uitkomt en een druksensor 20 welke de druk p meet in het drukvat 19.In this case, the compressor device 1 is provided with a pressure vessel 19 on which the outlet 6 opens and a pressure sensor 20 which measures the pressure p in the pressure vessel 19.

De druksensor 20 is in dit geval verbonden met een regelaar 10 21 welke op zijn beurt is verbonden met de voornoemde aandrijving 3, één en ander zodanig dat het signaal van de druksensor 20 naar de regelaar 21 gaat, die op basis daarvan de motoren 10 en 12 kan aansturen.The pressure sensor 20 in this case is connected to a controller 10 which in turn is connected to the aforementioned drive 3, all this in such a way that the signal from the pressure sensor 20 goes to the controller 21, which on the basis thereof drives the motors 10 and 12 can control.

Deze regelaar 21 is bij voorkeur, doch niet noodzakelijk, een PID-regelaar.This controller 21 is preferably, but not necessarily, a PID controller.

De werking van de compressorinrichting 1 en in het bijzonder de aandrijving is zeer eenvoudig en als volgt.The operation of the compressor device 1 and in particular the drive is very simple and as follows.

Tijdens de werking van de compressorinrichting 1 zal de aandrijving 3 het compressorelement 2 aandrijven, waarbij de schroefrotoren 7 zullen roteren en op de gekende wijze gas, aangezogen via de inlaat 5, zullen samenpersen. Het 25 samengeperste gas zal het compressorelement 2 verlaten via de uitlaat 6.During the operation of the compressor device 1, the drive 3 will drive the compressor element 2, whereby the screw rotors 7 will rotate and in the known manner will compress gas drawn in via the inlet 5. The compressed gas will leave the compressor element 2 via the outlet 6.

De regelaar 21 zal de motoren 10 en 12 aansturen en controleren aan welk toerental beide motoren 10 en 12 30 draaien.The controller 21 will control the motors 10 and 12 and check the speed at which both motors 10 and 12 are running.

BE2018/5806BE2018 / 5806

Via het planeetwielmechanisme 14 wordt de rotatie van beide assen gecombineerd doorgegeven aan de aandrijfas 9 welke het compressorelement 1 zal aandrijven.The planetary gear mechanism 14 transmits the rotation of both shafts in combination to the drive shaft 9 which will drive the compressor element 1.

De regelaar 21 zal beide motoren 10 en 12 aansturen op basis van de metingen van de druksensor 20 of dus op basis van de druk in het drukvat 19.The controller 21 will control both motors 10 and 12 based on the measurements of the pressure sensor 20 or thus on the basis of the pressure in the pressure vessel 19.

De regelaar 21 zal de motor 10 met vast toerental ofwel 10 aanschakelen in positieve zin, ofwel aanschakelen in negatieve zin, ofwel uitschakelen.The controller 21 will either turn on the fixed speed motor 10 or turn it on in a positive sense, or turn it on in a negative sense, or turn it off.

De regelaar 21 zal tevens het toerental van de motor 12 met variabel toerental regelen, waarbij het toerental zowel in 15 positieve zin als in negatieve zin geregeld kan worden of waarbij het toerental ook nul kan zijn, i.e. de motor 12 is dan uitgeschakeld.The controller 21 will also regulate the speed of the motor 12 with variable speed, whereby the speed can be controlled in both a positive and negative sense, or in which the speed can also be zero, i.e. the motor 12 is then switched off.

Doch, bij voorkeur wordt de motor 10 met vast toerental ofwel 20 enkel aangeschakeld in positieve zin ofwel enkel uitgeschakeld, terwijl het toerental van de motor 12 met variabel toerental zowel positief als negatief geregeld kan worden.Preferably, however, the fixed speed motor 10 is either switched on only in the positive sense or only switched off, while the speed of the variable speed motor 12 can be controlled both positively and negatively.

Hierbij wordt er bij voorkeur voor gezorgd dat het toerental van de motor 10 met vast toerental overeenkomt met de meest voorkomende werkingsconditie van de compressorinrichting 1, zodat de motor 12 met variabel toerental slechts uitzonderlijk aangeschakeld moet worden. Hierdoor kunnen de 30 verliezen in de vermogenselektronica beperkt worden.It is hereby preferably ensured that the speed of the fixed speed motor 10 corresponds to the most common operating condition of the compressor device 1, so that the variable speed motor 12 must only be switched on exceptionally. As a result, the 30 losses in the power electronics can be limited.

BE2018/5806BE2018 / 5806

In figuur 3 is een variante weergegeven van figuur 2, waarbij in dit geval de koppeling tussen de eerste aandrijfas 11 en de satellietring 18 gebeurt via één bijkomend tandwiel 22 dat ingrijpt op het satellietwiel 18.Figure 3 shows a variant of figure 2, in which case the coupling between the first drive shaft 11 and the satellite ring 18 takes place via one additional gear 22 which engages the satellite wheel 18.

Ook zal de koppeling tussen de planeetwieldrager 17 en de aangedreven as 9 gebeuren via een bijkomend tandwiel 23, met daarop ingrijpend een kleiner tandwiel 24 dat op de aangedreven as 9 is aangebracht.The coupling between the planetary gear carrier 17 and the driven shaft 9 will also be effected via an additional gear wheel 23, with a smaller gear wheel 24 which is arranged on the driven shaft 9.

In dit geval zijn er twee van deze kleinere tandwielen 24, aangezien de aandrijving 3 voorzien is van twee aangedreven assen 9.In this case, there are two of these smaller gears 24, since the drive 3 is provided with two driven shafts 9.

Deze aangedreven assen 9 kunnen bijvoorbeeld de aangedreven assen 9 van een tweetrapscompressor zijn of ermee gekoppeld zijn.These driven shafts 9 can for instance be the driven shafts 9 of a two-stage compressor or be coupled to it.

Indien er twee aangedreven assen 9 zijn, zijn deze allebei bij voorkeur gekoppeld met ofwel de planeetwieldrager 17, ofwel het satellietwiel 18, ofwel het zonnewiel 15.If there are two driven shafts 9, they are both preferably coupled to either the planetary gear carrier 17 or the satellite wheel 18 or the sun gear 15.

Door het toepassen van deze bijkomende tandwielen 22, 23, 24 kan niet alleen de juiste snelheidsverhouding bekomen worden tussen de verschillende assen, ook zal er meer afstand tussen de assen 9, 11, 13 gecreëerd worden, aangezien de assen 9, 11, 13 verder uit elkaar komen te liggen, zodat er voldoende ruimte is om de implementatie te kunnen realiseren.By using these additional gears 22, 23, 24, not only can the correct speed ratio be obtained between the different shafts, more distance will be created between the shafts 9, 11, 13, since the shafts 9, 11, 13 further are separated, so that there is enough space to realize the implementation.

BE2018/5806BE2018 / 5806

Het spreekt voor zich dat dergelijk bijkomend tandwiel 22 ook of alternatief toegepast kan worden voor de koppeling tussen de tweede aandrijfas 13 en het zonnewiel 15.It goes without saying that such an additional gear 22 can also or alternatively be used for the coupling between the second drive shaft 13 and the sun wheel 15.

Ook zouden de bijkomende tandwielen 22, 23, 24 enkel toegepast kunnen worden bij de koppeling tussen de eerste aandrijfas 11 en de satellietring 18 of enkel bij de koppeling tussen de planeetwieldrager 17 en de aangedreven assen 9.Also, the additional gears 22, 23, 24 could only be used at the coupling between the first drive shaft 11 and the satellite ring 18 or only at the coupling between the planetary gear carrier 17 and the driven shafts 9.

Het is duidelijk dat ook in het geval van figuur 1 er twee aangedreven assen 9 voorzien kunnen zijn, net zoals in figuur 2. Beide aandrijfassen 9 kunnen gekoppeld zijn met ofwel de planeetwieldrager 17, het satellietwiel 18 of het zonnewiel 15.It is clear that also in the case of figure 1 two driven shafts 9 can be provided, just as in figure 2. Both drive shafts 9 can be coupled to either the planetary gear carrier 17, the satellite wheel 18 or the sun gear 15.

In figuur 4 is nog een andere uitvoeringsvorm weergegeven.Another embodiment is shown in Figure 4.

Ook in dit geval zijn er twee aangedreven assen 9, maar dit is niet noodzakelijk het geval.Also in this case there are two driven shafts 9, but this is not necessarily the case.

In dit geval is het zonnewiel 15 rechtstreeks gekoppeld met de eerste aandrijfas 11, is de planeetwieldrager 17 rechtstreeks gekoppeld met de tweede aandrijfas 13 en is het satellietwiel 18 gekoppeld met de twee aangedreven assen 9.In this case, the sun wheel 15 is directly coupled to the first drive shaft 11, the planetary gear carrier 17 is directly coupled to the second drive shaft 13, and the satellite wheel 18 is coupled to the two driven axles 9.

De koppeling tussen satellietwiel 18 en de aangedreven assen 9 is onrechtstreeks via een groot tussenliggend tandwiel 23, waarop twee kleinere tandwielen 24 ingrijpen, gelijkaardigThe coupling between satellite wheel 18 and the driven shafts 9 is, similarly via a large intermediate gear 23, on which two smaller gears 24 engage

BE2018/5806 aan de koppeling tussen planeetwieldrager 17 en aandrijfassen 9 in figuur 3.BE2018 / 5806 to the coupling between planetary gear carrier 17 and drive shafts 9 in figure 3.

Dergelijke opstelling kan gezien worden als de traditionele 5 'buil and pinion' opstelling, waarbij de motoren 10, 12 gekoppeld worden via het planeetwielmechanisme 14.Such an arrangement can be seen as the traditional 5 'buil and pinion' arrangement, in which the motors 10, 12 are coupled via the planetary gear mechanism 14.

Figuur 5 tot slot geeft een variant weer van figuur 4, waarbij in dit geval het satellietwiel 18 opnieuw 10 onrechtstreeks gekoppeld is met de aangedreven assen 9 via tussenliggende tandwielen 23, 24, doch waarbij het satellietwiel 18 geïntegreerd is in het tussenliggend tandwiel 23.Figure 5 finally shows a variant of figure 4, in which in this case the satellite wheel 18 is again indirectly coupled to the driven shafts 9 via intermediate gears 23, 24, but wherein the satellite wheel 18 is integrated in the intermediate gear 23.

Men zou ook kunnen stellen dat het satellietwiel 18 in het tussenliggend tandwiel 23 is aangebracht, waarbij de centerlijnen van beide tandwielen 18, 23 samenvallen.It could also be said that the satellite wheel 18 is arranged in the intermediate gear 23, the center lines of both gears 18, 23 coinciding.

Dergelijke integratie van het satellietwiel 18 en het 20 betreffende tussenliggende tandwiel 23 is ook mogelijk in figuur 3 voor de koppeling tussen het satellietwiel 18 en de eerste aandrijfas 11.Such integration of the satellite wheel 18 and the respective intermediate gear 23 is also possible in figure 3 for the coupling between the satellite wheel 18 and the first drive shaft 11.

Het is mogelijk dat in de voorbeelden van figuren 3 tot 5 de 25 motor 12 met variabel toerental en de motor 10 met vast toerental omgewisseld worden of dat twee motoren 10 met vast toerental toegepast worden.In the examples of Figures 3 to 5, it is possible to swap the variable speed motor 12 and the fixed speed motor 10 or use two fixed speed motors 10.

Alhoewel in de hierboven weergegeven en beschreven 30 voorbeelden en uitvoeringsvormen steeds sprake is van eenAlthough the examples and embodiments shown and described above always refer to one

BE2018/5806 compressorinrichting 1, is het niet uitgesloten dat het een vacuümpompinrichting of pompinrichting betreft.BE2018 / 5806 compressor device 1, it is not excluded that it concerns a vacuum pump device or pump device.

De aandrijving 3 volgens de uitvinding is immers geschikt om 5 ook toegepast te worden in dergelijke vacuümpompinrichtingen of pompinrichtingen.After all, the drive 3 according to the invention is suitable for use in such vacuum pump devices or pump devices.

In alle voornoemde voorbeelden waarbij er gebruik gemaakt wordt van één of meerdere tussenliggende tandwielen 22, 23, 10 24 om een koppeling te realiseren, zou ook gebruikt gemaakt kunnen worden van een andere vorm van een overbrenging, bijvoorbeeld met riemen of dergelijke.In all the aforementioned examples, in which use is made of one or more intermediate gears 22, 23, 10 24 to realize a coupling, use could also be made of another form of transmission, for instance with belts or the like.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als 15 voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een aandrijving met een variabel toerental volgens de uitvinding en een fluïdumpomp daarmee uitgerust kunnen in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te 20 treden.The present invention is by no means limited to the embodiments described as examples and shown in the figures, but a variable speed drive according to the invention and a fluid pump equipped therewith can be realized in all kinds of shapes and sizes without being outside the scope of the invention. 20 steps.

Claims

1.- Drive for a fluid pump, characterized in that the drive (3) is at least provided with:

- two motors (10 and 12), of which at least one motor (10) has a fixed speed, each of the aforementioned motors (10 and 12) being provided with a drive shaft (11, 13);

10 - a driven shaft (9);

- a planetary gear (14) with a planetary gear carrier (17) with planetary gears (16), a satellite wheel (18) and a sun gear (15);

wherein a first of said drive shafts (11, 13) or driven shaft (9) is coupled to the planetary gear carrier (17), a second of said drive shafts (11, 13) or driven shaft (9) is coupled to the satellite wheel (18) and in which a third of the aforementioned drive shafts (11, 13) or drive shaft (9) is coupled to the sun wheel (15), with at least one coupling between the planetary gear carrier (17), the satellite wheel (18) and the sun gear (15) is done indirectly with one of the aforementioned drive shafts (11, 13) or driven shaft (9), with one or more intermediate transmissions (22, 23, 24)

25 and wherein the satellite wheel (18) is indirectly coupled to the aforementioned second drive shaft or driving shaft (9, 11, 13) via an intermediate gear (23), the satellite wheel (18) being integrated in this intermediate gear (23 ).

BE2018 / 5806

Drive according to claim 1, characterized in that there are two driven axles (9), both of which are coupled to either the planet wheel carrier (17), or the satellite wheel (18) or the sun wheel (15).

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the drive is provided with a controller (21) which can control both motors (10 and 12), the controller (21) either controlling the motors (10 and 12) , 10 can either be switched off or on in the reverse direction.

Drive according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one motor (12) of the aforementioned at least two motors (10 and 12) is a variable speed motor (12).

Drive according to claim 4, characterized in that the controller (21) can control the variable speed motor (12) either on or off, or that the controller (21) controls the variable speed motor (12) either on, either off or on in reverse direction or that the controller (21) can variably control the variable speed motor (12) in one direction of rotation or the controller (21) 25 the variable speed motor (12) in both directions of rotation variable control.

6 .- Drive for a fluid pump, characterized in that the drive (3) is equipped with at least:

BE2018 / 5806

- two motors (10, 12), of which at least one motor (10) has a fixed speed, each of these motors (10, 12) being provided with a drive shaft (11, 13);

- a driven shaft (9);

wherein a first of said drive shafts (11, 13) or driven shaft (9) is coupled to the planetary gear carrier (17), a second of said drive shafts (11, 13) or driven shaft (9) is coupled to the satellite wheel (18) and in which a third of the aforementioned drive shafts (11, 13) or drive shaft (9) is coupled to the sun gear (15), with at least one coupling between the planetary gear carrier (17), the satellite wheel (18) and the sun gear (15) with one of the aforementioned drive shafts (11, 13) or driven shaft (9) being done indirectly, one or more intermediate transmissions (22, 23, 24) being provided and a second driving shaft being provided and both driven axles (9) are coupled to either the planetary gear carrier (17) or the satellite wheel (18) or the sun gear (15).

Drive according to claim 6, characterized in that the satellite wheel (18) is indirectly coupled to the relevant shaft (9, 11, 13) via an intermediate gear (23), the satellite wheel (18) being integrated in this intermediate gear (23).

BE2018 / 5806

Drive according to claim 6 or 7, characterized in that the drive is provided with a controller (21) which can control both motors (10, 12), the controller (21) either controlling the motors (10, 12), can control either off or on in reverse direction.

Drive according to any one of the preceding claims 6 to 8, characterized in that at least one motor (12) of the aforementioned at least two motors (10, 12) is a variable speed motor (12).

Drive according to claim 9, characterized in that the controller (21) can control the variable speed motor (12) either on or off or that the controller (21) can control the variable speed motor (12) or on, either off or on in reverse direction, or that the controller (21) can control the variable speed motor (12) in one direction of rotation, or the controller (21) can control the variable speed motor (12) in both directions of rotation 20 variable control.

Compressor device with at least one compressor element (2), characterized in that it is provided with a drive (3) according to any one of the preceding claims for driving the compressor element (2).

12. Vacuum pump device with a vacuum pump element, characterized in that it is provided with a drive (3) according to any one of the preceding claims 1 to 10 for driving the vacuum pump element.

BE2018 / 5806

Pump device with a pump element, characterized in that it is provided with a drive (3) according to any one of the preceding claims 1 to 10 for driving the pump element.