CN103036339A

CN103036339A - 线圈管

Info

Publication number: CN103036339A
Application number: CN2012103766314A
Authority: CN
Inventors: 汤玛斯·霍尔姆高
Original assignee: Grundfos Holdings AS
Current assignee: Grundfos Holdings AS
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2013-04-10
Also published as: US20130088107A1; RU2012140177A; EP2579432A1; EP2579432B1

Abstract

本发明涉及一种线圈管，尤其涉及一种抑制线圈（C），其具有由磁性材料制成的环形的线圈芯体（10）和至少一个围绕所述线圈芯体（10）缠绕的绕组（20）。所述线圈芯体（10）在此被设置在环形的固有稳定的壳套（30）的内部中。本发明还涉及具有这样的抑制线圈的泵机组。

Description

线圈管

技术领域

发明涉及抑制线圈以及具有这样的抑制线圈的泵机组。

背景技术

铁磁体的几何尺寸在磁场的影响下会发生变化。铁磁材料的结构的压缩是造成所谓磁致伸缩效应的原因。

这些材料可以被看作是类似于永久磁铁那样起作用的由细小材料部分构成的整体。如果其材料未被磁化，则这些细小的部分会在空间中随机分布。反之，如果其材料被磁化，则所有的部分都会使它们的轴线在同一个方向上对齐。

在机械力的影响下可能会出现物体的磁性的变化，这被称为维拉利效应（Villari-Effect）。当励磁线圈（Magnetspule）承受机械负荷时，也可以在该励磁线圈上观察到这种效应。由于其磁性发生变化，具有该线圈的电气组件或装置的功能可能会完全消除或至少受损。这尤其针对于抑制线圈的如下情形：该抑制线圈连接到马达的电源引入线中，具有用于电源频率（工频）的小无功阻抗，但具有用于高频干扰的大无功阻抗，通过该大无功阻抗来防止这种干扰进入电源中。

发明内容

本发明的目的在于解决如上所述的问题并提供一种抑制线圈，该抑制线圈可以可靠地排除维拉利效应，亦即，在外部机械负荷的作用下其电磁特性仍保持不变。此外，这种抑制线圈还可以以简单的方式被构造，其易于制造，并且价格低廉。

根据本发明，此目的是通过如下所述的技术方案来实现的。具体地，本发明提供一种抑制线圈，具有由磁性材料制成的环形的线圈芯体和围绕所述线圈芯体缠绕的至少一个绕组，所述线圈芯体被设置在一个环形的固有稳定的壳套的内部中。本发明的有益的进一步实施方式将由随后的描述和附图给出。

根据本发明的抑制线圈包括线圈芯体和围绕所述线圈芯体缠绕的绕组，其中所述线圈芯体被设置在环形的固有稳定的（eigenstabilen）壳套的内部中。该看似简单并且非常有效的芯体的包层能保护其抵御由壳套接收的外部负荷。壳套和芯体之间的相应的气隙在此还可以提供额外的安全性。然而在任何情况下，根据本发明的抑制线圈都可自由地被安置于组件或装置中，而且独立于所期望的安装位置处的各机械负荷。因此，根据本发明的抑制线圈的简单且具有惊人的高效的结构使得其同时具有特别灵活的应用。

在根据本发明的抑制线圈的优选实施例中，线圈的至少一个绕组围绕所述壳套的外部被缠绕。由此，不仅可以实现对其芯体的特别高效的保护，而且还可以从外部确保绕组的冷却。

壳套优选用电绝缘材料制成，最好用塑料（Kunstroff，合成材料）制成。这样可以省略绕组相对于芯体的必要的隔离。同时，这种壳套可以特别容易地制造，例如采用注塑法。

如果壳套形成为封闭的，则能形成特别简单的线圈芯体的包层，为此，芯体例如在制造工序中被挤压包封（umspritzt）。此外，封闭的壳套具有的优点在于，外来物质不可能进入到所述壳套的内部中。

壳套的优选的替代结构为，该壳套由两个彼此相互连接的壳体组合而成，所述壳体的结构和尺寸被设计为，使得所述壳体环绕出一个空腔，环形的线圈芯体被设置在该空腔中。这样的结构除了能够允许壳套以简单的方式组装之外，还特别地允许空腔的尺寸被设定成在芯体与壳套之间留有气隙，用以接纳壳套在机械负荷下的可能的变形。两个壳体彼此之间的快速和简单的连接在此优选地通过插拔连接（插入连接）、尤其是锁定连接（Rastverbindung）来实现。

如果所述的壳体中的至少一个包括在线圈芯体的内周或外周处环绕线圈芯体的圆筒状侧壁，并且在侧壁的轴向端部包括横向于（quer zu）所述侧壁延伸的底部，则得到壳套的特别简单且稳定的结构。可选地或附加地，所述壳体中的至少一个也可以以环形的方式构造为具有两个圆筒状的沿径向彼此间隔开的侧壁以及在轴向端部连接两个侧壁的环形底部，其中所述空腔形成于所述侧壁之间，所述线圈芯体设置在所述空腔中。如果两个壳体中的每一个均包括至少一个圆筒形的侧壁并且两个侧壁在线圈芯体的侧部彼此叠置，则可以增强壳套的稳定性。通过使得两个壳体具有形成为彼此互补的多个突起和多个凹部（Eingriffe），用以将两个元件导引和/或对齐到预定的插拔位置，来辅助两个壳体的特别简单和可靠的组装。

进一步有利的是，在所述壳套的至少一个外表面上已经形成有在轴向方向上延伸并且从外表面径向伸出的分隔件，所述分隔件将两个绕组或一个绕组的两个部分彼此分隔开。通过将分隔件集成在壳套上，可省略通常必须要额外设置的隔离（Isolierung，隔离件）。在进一步的集成步骤中可以设计为，使得所述突起和凹部是分隔件的一部分。由此，其不仅承担了分隔件的功能，还同时实现了插拔连接的功能。总体上，所形成的壳体功能强大，同时结构简单，并且易于制造。

此外，优选地，所述壳套的外表面具有至少一个夹紧元件，用于固定绕组的导线。由此，绕组的设置被极为显著地简化了，这允许实现线圈的特别快速和简单的制造。在所述夹紧元件中，绕组导线被固定在壳套上。如果所述壳套优选地被嵌入到浇注材料（Vergussmasse）中，则可以实现用以抵御机械影响的强有力的保护以及特别好的冷却。

此外，本发明还涉及具有电驱动马达的泵机组，其中设置有至少一个上述的抑制线圈。特别地，该泵机组可以是潜水泵机组。在泵机组中已知的是，用注塑材料来铸造定子的壳套和/或电子器件的壳套，以防止湿气进入到这个区域中，其中在电子器件的壳套内设置用于控制马达的电子组件。在铸造此区域时，存在如下问题：抑制线圈的线圈芯体会遭受不期望有的压力。这由根据本发明设计的如上所述的壳套来予以防止。该壳套特别地以密闭的方式形成，以便防止浇注材料进入到壳套的内部中，从而保持在壳套内部中的线圈芯体免受由浇注材料的压力所产生的力的作用。

附图说明

在下文中将参照附图以具体实施例来更详细地阐释本发明。相同或起同等作用的部件用相同的附图标记表示。为了清楚起见，并非所有这些相同或起同等作用的部件都相应地以附图标记标识出。其中：

图1是从斜上方观察的具有根据本发明的抑制线圈的潜水泵的透视图；

图2是图1中的抑制线圈的壳套和线圈芯体的分解视图；

图3是从斜上方观察的图2中的壳套经拼装后的透视图；以及

图4是从斜上方观察的图3中的壳套带有固定在其上的绕组的透视图。

其中，附图标记说明如下：

10 线圈芯体

20 绕组

30 壳套

30.1 第一壳体

30.2 第二壳体

31 外表面

40 空腔

50 插拔连接

60.1、60.2 突起

60.3、60.4 凹部

70 分隔件

80 夹紧元件

C 抑制线圈（coil）

E 电子器件（electronic）

P 泵（pump）

具体实施方式

图1示出了从斜上方观察的具有根据本发明的抑制线圈C的潜水泵P的透视图。该抑制线圈C被设置在泵壳套G的内部中，位于连至驱动马达的电源引入线中的电子器件E的后面，并且处于泵P的下端。然而，应该理解的是，该抑制线圈C也可以被设置在泵壳套G内部中的其它位置。在泵壳套G的内部中，除了驱动马达之外还设置有一个由驱动马达驱动的泵级，且流体通过泵P的侧向开口被吸入并在泵P的上端5处被射出。该抑制线圈C在此由一个环形的线圈芯体10（不可见）组成，该线圈芯体10设有绕组20，该绕组20又环绕着壳套30延伸，线圈芯体10被容纳在该壳套30中。

图2示出了图1中的抑制线圈C的壳套30和线圈芯体10的分解视图。该芯体10由磁性材料例如铁素体构成。两个由塑料制成的壳体30.1和30.2以如下的方式构造和进行尺寸设计，即：使得它们在拼装在一起的状态下形成一个环形空腔40，芯体10容纳在该空腔中。在此，在芯体10与壳体30.1和30.2的内表面之间可保留有气隙，该气隙接纳壳体30.1和30.2的可能的变形。由此以简单的方法和方式来保护芯体10免受外部的机械负荷，因此排除了芯体的不期望的磁性改变，亦即排除了维拉利效应的发生。壳体30.1和30.2由非导电性材料制造，并且具有的厚度使得在绕组20与芯体10之间形成必要的电隔离以及确保所期望的固有稳定的特性。

为简单地连接壳体30.1和30.2，在其上形成可被插入到互补的开口或凹部60.3和60.4的突起60.1和60.2。由此实现在限定的插拔位置对壳体30.1和30.2抵御机械负荷下的变形的保护。在此，在已拼装的状态下，壳体30.1和30.2的彼此重叠的周面形成了壳套30的共同的特别坚固的外壁，该外壁可承受高机械负荷并且可靠地排除了维拉利效应。

图3和图4示出了从斜上方观察的图2中经拼装起来的壳套30的透视图，线圈芯体10被容纳在所述壳套中。三个分隔件70形成在壳套30的外表面31上，这些分隔件确保了单个绕组20之间的必要的距离和必要的蠕变伸长

以在单个绕组之间形成电绝缘。从该图中进一步可见的是，突起与凹部60.1和60.3、60.2和60.4同间隔件集成（整合）在一起，由此实现了节省空间同时易于制造的双重功能。突起和凹部60.1和60.3、60.2和60.4形成相应的插拔连接，其确保了壳体30.1和30.2在机械负荷下抵御变形。该连接50在此也可被设计成锁定连接，该锁定连接能可靠地排除以在轴向方向上承受机械载荷的方式形成的壳套30上的开口。

图4示出了从斜上方观察的图3中的壳套30的透视图，该套壳30具有固定于其上的总共有三相的绕组20，其中仅示出了一个绕组。为了紧固绕组20，在壳套30的外表面31上形成用于固定导线的夹紧元件80。由此，绕组20能特别容易且快速地被安置到壳套30。

总体而言，形成了这样一种抑制线圈C，其可承受高压力而不会丧失所期望的特性。这是特别重要的，因为泵壳套G的内部空间通过注塑材料铸造而成，电子器件E和线圈芯体10被设置于所述内部空间中。此浇注材料在壳套G的内部中会引起一定的压力，该压力借助于抑制线圈C的壳套30而远离线圈芯体10。虽然本发明以潜水泵为例进行了详细说明，但是本发明绝不仅局限于此，原则上其可以应用于各种领域，在这些领域中，线圈的特性在高机械负荷下应该保持不变，同时线圈应该可以以简单和廉价的方式予以制造。借此，本发明的这些优点也应予以关注。在每一种情况下线圈的必要适配，尤其是壳套的特定设计，属于本领域技术人员的知识和能力的范围之内。

Claims

1.一种抑制线圈（C），具有由磁性材料制成的环形的线圈芯体（10）和围绕所述线圈芯体（10）缠绕的至少一个绕组（20），其特征在于，所述线圈芯体（10）被设置在一个环形的固有稳定的壳套（30）的内部中。

2.根据权利要求1所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述至少一个绕组（20）围绕所述壳套（30）的外部缠绕。

3.根据权利要求1或2所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳套（30）由电绝缘材料、优选由塑料制成。

4.根据前述权利要求之一所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳套（30）被构造成是封闭的。

5.根据前述权利要求之一所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳套（30）由彼此相互连接的两个壳体（30.1、30.2）组装而成，所述壳体的结构和尺寸被设计为，使得所述壳体围绕出一个空腔（40），所述环形的线圈芯体（10）被设置在所述空腔（40）中。

6.根据权利要求5所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳体（30.1、30.2）通过插拔连接（50）、尤其通过锁定连接彼此相互连接。

7.根据权利要求5或6所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳体中的至少一个壳体（30.1）包括：圆筒状的侧壁，所述侧壁在所述线圈芯体（10）的内周或外周处环绕所述线圈芯体（10）；以及底部，所述底部位于所述侧壁的一个轴向端部处并且横向于所述侧壁延伸。

8.根据权利要求7所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳体中的至少一个壳体（30.2）呈环状，并且构造有圆筒状的沿径向彼此间隔开的两个侧壁以及在一轴向端部连接所述两个侧壁的环形的底部，在其中设置所述线圈芯体（10）的所述空腔（40）形成于所述侧壁之间。

9.根据权利要求7或8所述的抑制线圈（C），其特征在于，两个壳体（30.1、30.2）中的每一个均具有一个圆筒状的侧壁，并且两个侧壁在所述线圈芯体（10）的侧部彼此重叠。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳体（30.1、30.2）具有形成为彼此互补的突起（60.1、60.2）和凹部（60.3、60.4），用于将两个元件（30.1、30.2）导引和/或对齐到预定的插拔位置。

11.根据前述权利要求之一所述的抑制线圈（C），其特征在于，在所述壳套（30）的至少一个外表面（31）上形成沿轴向方向延伸并且从所述外表面（31）沿径向伸出的分隔件（70），所述分隔件将两个绕组（20）或一个绕组（20）的两个部分彼此分隔开。

12.根据权利要求10和权利要求11所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述突起（60.1、60.2）和凹部（60.3、60.4）是所述分隔件（70）的一部分。

13.根据前述权利要求之一所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳套（30）的外表面（31）具有至少一个夹紧元件（80），用于固定所述绕组（20）的导线。

14.根据前述权利要求之一所述的抑制线圈（C），其特征在于，所述壳套（30）被嵌入到浇注材料中。

15.一种泵机组（P），具有电驱动马达，其特征在于，所述电驱动马达包括至少一个根据前述权利要求之一所述的抑制线圈（C）。