IT201800000660A1

IT201800000660A1 - PUMP ASSEMBLY WITH PERFECTED HOUSING HOUSING OF THE ELECTRIC MOTOR

Info

Publication number: IT201800000660A1
Application number: IT201800000660A
Authority: IT
Inventors: Francesco Sinico; Enrico Trentin; Michele Cappocchin; Giovanni Giuseppe Di
Original assignee: Dab Pumps Spa
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2019-07-10
Also published as: CN110017287A; EP3511573B1; US20190211831A1; CN110017287B; ES2925178T3; EP3511573A1

Description

ASSEMBLATO DI POMPA CON CARCASSA PERFEZIONATA DI ALLOGGIAMENTO DEL MOTORE ELETTRICO PUMP ASSEMBLY WITH PERFECTED HOUSING HOUSING OF THE ELECTRIC MOTOR

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato ha per oggetto un assemblato di pompa centrifuga, con motore elettrico. The present invention relates to an assembly of a centrifugal pump, with an electric motor.

Normalmente nelle pompe di circolazione di acqua per impianti ad uso domestico il motore utilizzato è di tipo asincrono e la carcassa di alloggiamento del motore è realizzata in alluminio. Normally in water circulation pumps for domestic systems the motor used is of the asynchronous type and the motor housing casing is made of aluminum.

Una scheda elettrica, contenuta in una scatola, alimenta e governa il funzionamento del motore. An electrical board, contained in a box, powers and governs the operation of the motor.

La scelta dell'alluminio per la realizzazione della carcassa è dettata dalla sua adeguata capacità di dissipazione del calore prodotto dal motore asincrono. The choice of aluminum for the construction of the casing is dictated by its adequate dissipation capacity of the heat produced by the asynchronous motor.

Tale tecnica nota presenta però degli aspetti migliorabili. However, this known technique has some aspects that can be improved.

L'alluminio infatti possiede una buona capacità di dissipazione del calore, ma necessita di essere sottoposto a trattamenti per evitare ossidazione, corrosione ed usura, come, ad esempio, processi di cataforesi. In fact, aluminum has a good heat dissipation capacity, but needs to be subjected to treatments to avoid oxidation, corrosion and wear, such as, for example, cataphoresis processes.

L'insieme di operazioni atte a rendere l'alluminio della carcassa di alloggiamento del motore resistente ad ossidazione, corrosione ed usura comporta: cicli produttivi lunghi, complessità logistiche, legate sia all'organizzazione degli ambienti per la realizzazione delle varie fasi e sia agli spazi di stoccaggio tra le varie fasi del ciclo, e costi notevoli. The set of operations designed to make the aluminum of the motor housing casing resistant to oxidation, corrosion and wear involves: long production cycles, logistical complexity, linked both to the organization of the environments for the realization of the various phases and to the spaces of storage between the various phases of the cycle, and considerable costs.

Il compito del presente trovato è quello di realizzare un assemblato di pompa che sia in grado di migliorare la tecnica nota in uno o più degli aspetti sopra indicati. The object of the present invention is to provide a pump assembly which is capable of improving the known art in one or more of the aspects indicated above.

Nell'ambito di tale compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un assemblato di pompa con una carcassa di alloggiamento del motore che non necessiti di trattamenti successivi per evitare ossidazione, corrosione e usura. Within this aim, an object of the invention is to provide a pump assembly with a casing for housing the motor which does not require subsequent treatments to avoid oxidation, corrosion and wear.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un assemblato di pompa con una carcassa di alloggiamento del motore realizzata secondo cicli produttivi più semplici e riducendo complessità logistiche ad essi legate, rispetto agli assemblati di pompa di tipo noto. Another object of the invention is to provide a pump assembly with a motor housing casing made according to simpler production cycles and reducing the logistical complexity associated with them, with respect to known pump assemblies.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un assemblato di pompa con un motore che scaldi meno rispetto a quelli di tipo noto. A further object of the invention is to provide a pump assembly with a motor which heats less than those of the known type.

Ancora uno scopo del trovato è quello di realizzare un assemblato di pompa che consenta un efficace metodo di collegamento tra la scatola elettronica e la carcassa del motore. Another object of the invention is to provide a pump assembly which allows an effective connection method between the electronic box and the motor casing.

Inoltre, la presente invenzione si prefigge lo scopo di superare gli inconvenienti della tecnica nota in modo alternativo ad eventuali soluzioni esistenti. Furthermore, the present invention aims to overcome the drawbacks of the known art in an alternative way to any existing solutions.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un assemblato di pompa che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi. Not least object of the invention is to provide a pump assembly which is highly reliable, relatively easy to manufacture and at competitive costs.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un assemblato di pompa centrifuga, con motore elettrico disposto in una carcassa di alloggiamento, l'assemblato comprendendo, ad un'estremità, una zona umida definita da una voluta e contenente una girante, e all'altra estremità, una scatola, contenente una scheda elettrica, a contatto con un'estremità di detta carcassa di alloggiamento, caratterizzato dal fatto che detto motore elettrico è di tipo brushless a magneti permanenti e che detta carcassa è in acciaio inox. This task, as well as these and other purposes which will become clearer hereinafter, are achieved by a centrifugal pump assembly, with an electric motor arranged in a housing casing, the assembly comprising, at one end, a wet zone defined by a volute. and containing an impeller, and at the other end, a box, containing an electrical board, in contact with one end of said housing casing, characterized in that said electric motor is of the brushless type with permanent magnets and that said casing is in stainless steel.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, dell'assemblato di pompa secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the pump assembly according to the invention, illustrated, by way of non-limiting example, in the accompanying drawings, in which:

- la figura 1 illustra una vista complessiva in esploso di un assemblato di pompa secondo il trovato; Figure 1 shows an overall exploded view of a pump assembly according to the invention;

- la figura 2 illustra una vista in sezione di un assemblato di pompa secondo il trovato; Figure 2 shows a sectional view of a pump assembly according to the invention;

- la figura 3 illustra una vista in sezione di un particolare dell'assemblato di pompa di figura 2; Figure 3 shows a sectional view of a detail of the pump assembly of Figure 2;

- le figure 4a e 4b illustrano in viste particolari due parti dell'assemblato di pompa di figura 1; - figures 4a and 4b show in particular views two parts of the pump assembly of figure 1;

- la figura 5 illustra una vista in sezione di un particolare dell'assemblato di pompa secondo il trovato. Figure 5 shows a sectional view of a detail of the pump assembly according to the invention.

Con riferimento alle figure citate, l'assemblato di pompa centrifuga, con motore elettrico secondo il trovato, è indicato globalmente con il numero di riferimento 10. With reference to the aforementioned figures, the centrifugal pump assembly, with electric motor according to the invention, is globally indicated with the reference number 10.

Detto assemblato di pompa centrifuga 10 comprende ad un'estremità una zona umida 51 presentante condotti di aspirazione 62 e mandata 63 e una voluta 64, e una girante 52, di tipo noto, immersa in detta zona umida. Said centrifugal pump assembly 10 comprises at one end a wet zone 51 having suction ducts 62 and delivery 63 and a volute 64, and an impeller 52, of a known type, immersed in said humid zone.

Detta girante 52 è calettata su di un albero 17 di un motore elettrico 11 composto di uno statore 12 e di un rotore 18. Said impeller 52 is keyed onto a shaft 17 of an electric motor 11 composed of a stator 12 and a rotor 18.

In particolare, detto motore elettrico 11 è di tipo brushless, a magneti permanenti. In particular, said electric motor 11 is of the brushless type, with permanent magnets.

Detto assemblato di pompa 10 comprende un manicotto di traferro 53. Said pump assembly 10 comprises an air gap sleeve 53.

Detto manicotto di traferro è costituito da una sezione a corpo tubolare 55, presentante una estremità flangiata 54 a cui è affacciata detta girante 52, ed una estremità tubolare 56, in cui la sezione si restringe rispetto alla sezione del corpo 55 ed il diametro risulta inferiore al diametro del corpo 55. Said air gap sleeve is constituted by a tubular body section 55, having a flanged end 54 to which said impeller 52 faces, and a tubular end 56, in which the section narrows with respect to the section of the body 55 and the diameter is smaller to body diameter 55.

Detto manicotto di traferro 53 presenta un asse di sviluppo X, coincidente con l'asse di sviluppo del corpo pompa, che coincide con l'asse di rotazione del rotore 18 e della girante 52. Said air gap sleeve 53 has a development axis X, coincident with the development axis of the pump body, which coincides with the rotation axis of the rotor 18 and of the impeller 52.

In taluni casi, l'asse di sviluppo del manicotto di traferro 53 può non coincidere con l'asse di sviluppo del corpo pompa. In some cases, the development axis of the air gap sleeve 53 may not coincide with the development axis of the pump body.

L'assemblato di pompa centrifuga 10 comprende, all'altra estremità, una scatola elettrica 13, contenente una scheda elettrica 14 atta a governare e alimentare il motore elettrico. The centrifugal pump assembly 10 comprises, at the other end, an electric box 13, containing an electric board 14 adapted to govern and power the electric motor.

Detto motore elettrico 11, ed in particolare il suo statore 12, è chiuso esternamente da una carcassa 61. Said electric motor 11, and in particular its stator 12, is closed externally by a casing 61.

In particolare, detta carcassa 61 presenta una forma a bicchiere, la cui base 67 risulta prossima all'estremo libero dell'estremità tubolare 56 del manicotto di traferro 53. In particular, said casing 61 has a cup shape, the base 67 of which is close to the free end of the tubular end 56 of the air gap sleeve 53.

L'asse di sviluppo della carcassa è coincidente con l'asse X di sviluppo del corpo pompa. The development axis of the casing coincides with the development axis X of the pump body.

La base 67 presenta un foro 66 per consentire l'accesso alla zona umida e, parzialmente, a detto statore 12. The base 67 has a hole 66 to allow access to the wet area and, partially, to said stator 12.

Inoltre, la base 67 presenta un'apertura 68 atta all'inserimento di terminali 25 del motore elettrico 11 collegati alla scheda elettrica 14. Furthermore, the base 67 has an opening 68 suitable for the insertion of terminals 25 of the electric motor 11 connected to the electric board 14.

Detta carcassa 61 presenta un'estremità a contatto con detta scatola elettrica 13. Said casing 61 has one end in contact with said electric box 13.

Detta carcassa 61 presenta all'estremità, opposta a quella di contatto con detta scatola elettrica 13, una appendice anulare perimetrale 31 presentante una pluralità di fori 32, passanti, atti all'inserimento di viti 34 di fissaggio di detta carcassa 61 al corpo di detta voluta 64. Said casing 61 has at the end, opposite to that of contact with said electrical box 13, an annular perimeter appendix 31 having a plurality of through holes 32, suitable for inserting screws 34 for fixing said casing 61 to the body of said casing. desired 64.

Una peculiarità del trovato risiede nel fatto che detta carcassa 61 è in acciaio inox. A peculiarity of the invention resides in the fact that said casing 61 is made of stainless steel.

L'acciaio inox ha una capacità di dissipare il calore inferiore rispetto all'alluminio, ma l'utilizzo di un motore 11 brushless a magneti permanenti determina uno sviluppo di calore inferiore rispetto a quello generato dai motori asincroni e, di conseguenza, una necessità inferiore di dissipazione del calore. Stainless steel has a lower heat dissipation capacity than aluminum, but the use of a brushless motor 11 with permanent magnets results in lower heat development than that generated by asynchronous motors and, consequently, a lower need of heat dissipation.

Tale inferiore necessità è soddisfatta adeguatamente dall'acciaio inox della carcassa 61. This lower need is adequately satisfied by the stainless steel of the casing 61.

Inoltre l'utilizzo dell'acciaio inox elimina la necessità di effettuare trattamenti aggiuntivi contro corrosione, ossidazione e usura. Furthermore, the use of stainless steel eliminates the need for additional treatments against corrosion, oxidation and wear.

Questo determina tempi di produzione inferiori, rispetto ad un'analoga carcassa in alluminio, e minori difficoltà logistiche. This results in shorter production times, compared to a similar aluminum casing, and less logistical difficulties.

Tra detta carcassa 61 e detta scatola elettrica 13 è presente un elemento di tenuta 69, ad esempio in gomma, costampato alla scatola elettrica 13. Between said casing 61 and said electric box 13 there is a sealing element 69, for example made of rubber, co-molded to the electric box 13.

La peculiarità della carcassa 61, di essere in acciaio inox, determina un'adeguata tenuta con l'elemento 69. The peculiarity of the casing 61, being in stainless steel, determines an adequate seal with the element 69.

È da notare che, se la carcassa 61 fosse in alluminio, sarebbe necessario lavorare la zona di interfaccia con l'elemento di tenuta per rimuovere localmente il trattamento di cataforesi e conferire un'adeguata rugosità. It should be noted that, if the casing 61 were made of aluminum, it would be necessary to work the interface zone with the sealing element to locally remove the cataphoresis treatment and to confer an adequate roughness.

Detta carcassa 61 e detta scatola elettrica 13 sono collegate e rese solidali dalla presenza di un elemento intermedio 16. Said casing 61 and said electric box 13 are connected and made integral by the presence of an intermediate element 16.

Detto elemento intermedio 16 è un elemento di collegamento e/o copertura e ha una forma tubolare. Said intermediate element 16 is a connecting and / or covering element and has a tubular shape.

Detta scatola elettrica 13 e detta carcassa 61 di alloggiamento di statore 12 presentano le superfici di contatto mutuamente complementari. Said electric box 13 and said casing 61 for housing the stator 12 have mutually complementary contact surfaces.

Detto elemento intermedio 16 presenta dei componenti atti ad essere complementari, da un lato, a componenti di detta scatola elettrica 13 e, dall'altro lato, a componenti di detta carcassa 61 di alloggiamento di statore 12, generando accoppiamenti per incastro con interferenza. Said intermediate element 16 has components adapted to be complementary, on the one hand, to components of said electrical box 13 and, on the other hand, to components of said casing 61 for housing the stator 12, generating couplings by interlocking with interference.

Vantaggiosamente detto elemento intermedio 16 può fissare detta scatola 13 a detta carcassa 61 di alloggiamento di statore anche in maniera diversa. Advantageously, said intermediate element 16 can fix said box 13 to said stator housing casing 61 also in a different way.

Detto elemento intermedio 16 presenta delle sedi e/o fori 20 atti all'inserimento di sporgenze 21, opportunamente sagomate sulla superficie laterale e parallela all'asse X, di rotazione della girante, della scatola elettrica 13, generando un incastro. Said intermediate element 16 has seats and / or holes 20 suitable for inserting projections 21, suitably shaped on the lateral surface and parallel to the axis X, of rotation of the impeller, of the electrical box 13, generating an interlocking.

Analogamente, con riferimento alla figura 3, su detto elemento intermedio 16 sono presenti degli elementi come, ad esempio, dei dentini 22, sulla superficie tubolare interna, atti a generare un'interferenza con degli elementi come, ad esempio, delle protuberanze 23, opportunamente sagomate sulla superficie della carcassa 61, laterale esterna e parallela all'asse X, di rotazione della girante. Similarly, with reference to Figure 3, on said intermediate element 16 there are elements such as, for example, teeth 22, on the internal tubular surface, capable of generating interference with elements such as, for example, protuberances 23, suitably shaped on the surface of the casing 61, external lateral and parallel to the axis X, of rotation of the impeller.

Con riferimento alle figure 4a, 4b e 5, su detta base 67 sono, inoltre, presenti degli elementi 70 deformabili elasticamente, come ad esempio delle molle a balestra o molle di flessione, nell'esempio illustrato in numero di tre, di forma sostanzialmente rettangolare. With reference to figures 4a, 4b and 5, on said base 67 there are also elastically deformable elements 70, such as for example leaf springs or bending springs, in the example illustrated in number of three, of substantially rectangular shape .

Dette molle 70 sono, ad esempio, ricavate per tranciatura passante dalla base 67 stessa, e sono atte a generare una spinta su dei pioli 71 corrispondenti, presenti sulla superficie 72 della scatola 13, affacciata a detta base 67, visibili nelle figure 4b e 5. Said springs 70 are, for example, obtained by shearing through the base 67 itself, and are capable of generating a thrust on corresponding pegs 71, present on the surface 72 of the box 13, facing said base 67, visible in figures 4b and 5 .

Tale spinta, di detti elementi 70, su detti rispettivi pioli 71, garantisce un perfetto accoppiamento tra detta carcassa 61 e detta scatola 13 perché consente di mantenere, nel tempo, il contatto tra i dentini 22 presenti sulla superficie tubolare interna dell'elemento intermedio 16 e le protuberanze 23 di detta carcassa 61. This thrust, of said elements 70, on said respective pins 71, guarantees a perfect coupling between said casing 61 and said box 13 because it allows to maintain, over time, the contact between the teeth 22 present on the internal tubular surface of the intermediate element 16 and the protrusions 23 of said carcass 61.

La presenza di detti elementi 70 deformabili elasticamente integra la spinta dovuta all'elemento di tenuta 69, che essendo in materia plastica è soggetto ad invecchiamento e quindi irrigidisce. The presence of said elastically deformable elements 70 integrates the thrust due to the sealing element 69, which being made of plastic material is subject to aging and therefore stiffens.

Da detta scatola elettrica 13 si sviluppano una o più prime spine 28 assiali, atte ad essere inserite in corrispettivi fori passanti 29 presenti sulla superficie della carcassa 61 di detto statore 12 a contatto con detta scatola elettrica 13. From said electric box 13 one or more first axial pins 28 develop, adapted to be inserted in corresponding through holes 29 present on the surface of the casing 61 of said stator 12 in contact with said electric box 13.

Dette spine sono atte a collegare detta scatola 13 e detta carcassa 61 di statore 12 ed a facilitare l'assemblaggio della pompa 10. Said pins are adapted to connect said box 13 and said casing 61 of stator 12 and to facilitate assembly of pump 10.

Analogamente, detta scatola 13 presenta una o più seconde spine 30, sviluppantesi internamente alla scatola 13 ed in direzione di un coperchio 15 di chiusura di detta scatola 13. Similarly, said box 13 has one or more second pins 30, extending inside the box 13 and in the direction of a lid 15 for closing said box 13.

Le punte di dette seconde spine 30 sono atte all'inserimento in corrispettivi fori presenti sulla superficie del coperchio 15 rivolta verso l'interno della scatola 13. The tips of said second pins 30 are suitable for insertion into corresponding holes present on the surface of the lid 15 facing towards the inside of the box 13.

Dette spine sono atte a collegare scatola 13 e coperchio 15 ed a facilitare l'assemblaggio della pompa 10. Said plugs are suitable for connecting box 13 and cover 15 and for facilitating assembly of pump 10.

È da notare come la carcassa di alloggiamento dello statore realizzata in acciaio inox, che elimina la necessità di trattamenti contro corrosione, ossidazione e usura, consenta cicli produttivi più corti e organizzazioni logistiche più semplici. It should be noted that the stator housing casing made of stainless steel, which eliminates the need for treatments against corrosion, oxidation and wear, allows for shorter production cycles and simpler logistics organizations.

Inoltre è anche da notare come la carcassa di alloggiamento dello statore realizzata in acciaio inox, eliminando la necessità di trattamenti contro corrosione, ossidazione e usura, riduce i costi di produzione. It should also be noted that the stator housing casing made of stainless steel, eliminating the need for treatments against corrosion, oxidation and wear, reduces production costs.

Ancora, è da notare come la carcassa di alloggiamento dello statore realizzata in acciaio, a contatto con il manicotto di traferro anch'esso in acciaio, consenta una migliore messa a terra per effetto del contatto di acciaio su acciaio, senza la necessità di rimuovere localmente il trattamento di cataforesi, nella zona di interfaccia col manicotto di traferro, come invece avviene nel caso di carcassa in alluminio. Again, it should be noted that the stator housing casing made of steel, in contact with the air gap sleeve, also made of steel, allows better grounding due to the steel-to-steel contact, without the need to locally remove the cataphoresis treatment, in the interface area with the air gap sleeve, as instead occurs in the case of aluminum casing.

Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti realizzando un assemblato di pompa centrifuga, con motore elettrico disposto in una carcassa di alloggiamento, l'assemblato comprendendo, ad un'estremità, una zona umida definita da una voluta e contenente una girante, e all'altra estremità, una scatola, contenente una scheda elettrica, a contatto con un'estremità di detta carcassa di alloggiamento, caratterizzato dal fatto che detto motore elettrico è di tipo brushless a magneti permanenti e che detta carcassa è in acciaio inox. In practice it has been found that the invention achieves the intended aim and objects by producing an assembly of a centrifugal pump, with an electric motor arranged in a housing casing, the assembly comprising, at one end, a wet area defined by a volute and containing an impeller, and at the other end, a box, containing an electric board, in contact with one end of said housing casing, characterized in that said electric motor is of the brushless type with permanent magnets and that said casing is in stainless steel.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica. In practice, the materials employed, so long as they are compatible with the specific use, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to requirements and to the state of the art.

Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento. Where the features and techniques mentioned in any claim are followed by reference marks, these marks have been affixed for the sole purpose of increasing the intelligibility of the claims and consequently such reference marks have no limiting effect on the interpretation of each element. identified by way of example by these reference signs.

Claims

CLAIMS 1. Centrifugal pump assembly (10), with electric motor (11) arranged in a housing casing (61), the assembly (10) comprising, at one end, a wet area (51), defined by a volute (64) and containing an impeller (52), and at the other end, a box (13), containing an electrical board (14), in contact with one end of said housing (61), characterized in that said electric motor (11) is of the brushless type with permanent magnets and said casing (61) is made of stainless steel.

2. Centrifugal pump assembly (10), as in claim 1, characterized in that said casing (61) has a cup shape with a base (67) comprising one or more elastically deformable elements (70), suitable for generating a thrust on one or more corresponding pegs (71) located on the surface (72) of said box (13) facing said base (67).

3. Centrifugal pump assembly (10), according to one or more of the preceding claims, characterized in that said casing (61) has a perimeter annular appendix (31) presenting a plurality of through holes (32) suitable for insertion of screws (34) for fixing said casing (61) to the body of said volute (64).

4. Centrifugal pump assembly (10), according to one or more of the preceding claims, characterized in that said base (67) has an opening (68) suitable for the insertion of terminals (25) of said electric motor (11) connected to the electrical board (14).

5. Centrifugal pump assembly (10), according to one or more of the preceding claims, characterized in that said base (67) has a hole (66) for accessing said wet area (51) and, partially, to the stator (12) of said electric motor (11).

6. Centrifugal pump assembly (10), according to one or more of the preceding claims, characterized in that said base (67) of said casing (61) for housing said electric motor (11) is close to the free end of the tubular end (56) of said air gap sleeve (53).

Centrifugal pump assembly (10), according to one or more of the preceding claims, characterized in that said electrical box (13) and said housing casing (61) have mutually complementary contact surfaces.

8. Centrifugal pump assembly (10), according to one or more of the preceding claims, characterized in that between said casing (61) and said electric box (13) there is a sealing element (69) co-molded to said electric box ( 14).