ИНДИКАТОР НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ
ROTATION DIRECTION INDICATOR

Изобретение касается индикатора направления вращения для электродвигателя, электродвигателя и насосного агрегата.
Электродвигатели обычно эксплуатируются с определенным предпочтительным направлением вращения, при этом направление вращения зависит от цели применения устройств, валы которых приводятся в движение электродвигателем. Это, в частности, является важным у центробежных насосов, которые приводятся в движение трехфазными электродвигателями. Если насос эксплуатируется в неправильном направлении вращения, в результате значительно снижается эффективность насоса. Эксплуатация электродвигателя в неправильном направлении вращения может быть вызвана, например, ошибочной переменой местами двух фаз при подключении к питающему напряжению.
Поэтому необходимо при подключении электродвигателя контролировать, соответствует ли направление вращения электродвигателя предусмотренному направлению вращения. Сигнальное устройство, предназначенное для подачи сигнала о неправильном направлении вращения электродвигателя, известно, например, из документа DT 25 32 436 A1. В нем описывается сигнальное устройство, которое расположено на вентиляторе охлаждения внутри корпуса вентилятора. У этого сигнального устройства при неправильном направлении вращения электродвигателя подвижный язычок смещается воздушным потоком вентилятора охлаждения в крыльчатку вентилятора. Там язычок захватывается лопатками вентилятора и издает трещащий шум, который сигнализирует о неправильном направлении вращения.
Недостаток заключается в том, что язычок такого сигнального устройства подвержен сильному износу, когда он захватывается лопатками вентилятора. Кроме того, такое сигнальное устройство подает исключительно акустический сигнал. Например, в шумном месте контроль направления вращения с его помощью затруднителен. Кроме того, недостаток заключается в том, что у этого сигнального устройства правильное направление вращения является жестко заданным. Невозможно выбрать желаемое направление вращения в отдельном случае.
Поэтому задачей изобретения является создание индикатора направления вращения, посредством которого направление вращения электродвигателя может быть распознано снаружи. Кроме того, задачей изобретения является создание электродвигателя, а также насосного агрегата с электродвигателем, снабженного электродвигателем с индикацией направления вращения электродвигателя.
Эта задача решается с помощью индикатора направления вращения, электродвигателя и насосного агрегата с указанными в формуле признаками. Предпочтительные варианты осуществления изобретения указаны в соответствующих зависимых пунктах, последующем описании и на чертеже.
Предлагаемый изобретением индикатор направления вращения для электродвигателя с вентилятором охлаждения включает перемещающийся между двумя положениями обдуваемый элемент. Этот элемент может быть установлен на электродвигателе с вентилятором охлаждения таким образом, чтобы обдуваемый элемент располагался в воздушном потоке вентилятора охлаждения, направление которого зависит от направления вращения электродвигателя. При таком расположении обдуваемый элемент перемещается в одно из двух своих положений в зависимости от направления этого воздушного потока. Кроме того, индикатор направления вращения включает блок индикации, который служит для визуального отображения положения обдуваемого элемента. При этом индикация может располагаться с наружной стороны электродвигателя. Кроме того, предлагаемый изобретением индикатор направления вращения включает исполнительный элемент индикатора. Этот исполнительный элемент индикатора соединяет блок индикации и обдуваемый элемент друг с другом и передает положение обдуваемого элемента блоку индикации. При этом посредством исполнительного элемента индикатора блок индикации может устанавливаться в зависимости от положения обдуваемого элемента. Так как положение обдуваемого элемента зависит от направления воздушного потока в вентиляторе охлаждения и вместе с тем от направления вращения электродвигателя, то возможно отображение направления вращения электродвигателя блоком индикации. Предпочтительно таким образом могут отображаться оба направления вращения электродвигателя. Тем самым индикатор направления вращения предпочтительно позволяет осуществлять контроль направления вращения даже тогда, когда правильное направление вращения не является жестко заданным. То есть можно свободно выбирать правильное направление вращения, без необходимости модификаций индикатора направления вращения.
Обдуваемый элемент предпочтительно является плоским, так что обдув воздушным потоком может эффективно преобразовываться в перемещение обдуваемого элемента. При этом обдуваемый элемент предпочтительно расположен поперек, в частности, перпендикулярно, к воздушному потоку. Таким образом, воздушный поток может легко перемещать обдуваемый элемент, например, наклонять, сдвигать или упруго деформировать его, что в настоящем описании следует также включить в понятие перемещения. Исполнительный элемент индикатора соединяет обдуваемый элемент и блок индикации предпочтительно механически друг с другом и механически передает положение или, соответственно, отклонение или деформацию обдуваемого элемента блоку индикации. Альтернативно, соединение или, соответственно, передача может осуществляться также электрическим, пневматическим или гидравлическим образом.
Предпочтительно, у предлагаемого изобретением индикатора направления вращения обдуваемый элемент расположен с возможностью наклона. Кроме того, предпочтительно обтекаемый элемент обладает достаточно высокой по отношению к обдувающему воздушному потоку жесткостью. Таким образом, обдув воздушным потоком обдуваемого элемента эффективно способствует движению наклона обдуваемого элемента, а не только его деформации. При этом два положения, в которые может быть перемещен обдуваемый элемент, характеризуются двумя направлениями наклона, в которые обдуваемый элемент может быть отклонен воздушным потоком. Кроме того, предпочтительно обдуваемый элемент присоединен шарнирно вдоль ориентированной перпендикулярно к направлению воздушного потока кромки поверхности, то есть ось наклона проходит вдоль этой кромки поверхности.
Альтернативные варианты осуществления могут, например, включать в качестве обдуваемого элемента упругую пластинку, зафиксированную в одной области и имеющую, по меньшей мере, одну свободную область, которая посредством обдува воздушным потоком может упруго отклоняться. В таком варианте осуществления передача положения обдуваемого элемента блоку индикации чисто механическим способом может быть технически затратной. Например, при этом предпочтительно возможно также замыкание или размыкание электрических контактов при отклонении, или преобразование упругих изгибов в электрические сигналы, которые передаются блоку индикации.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения блок индикации включает наклоняемый элемент индикации, с помощью положения которого возможно отображение положения обдуваемого элемента. Посредством такого наклоняемого обдуваемого элемента может простым способом, например, с помощью указателя, осуществляться визуальное отображение положения обдуваемого элемента. В частности, при вариантах осуществления, при которых как обдуваемый элемент, так и элемент индикации блока индикации являются наклоняемыми, возможна реализация такого индикатора направления вращения простыми механическими средствами.
Предпочтительно, исполнительный элемент предлагаемого изобретением индикатора включает вал, который соединяет обдуваемый элемент и элемент индикации. В частности, обдуваемый элемент и элемент индикации соответственно соединены с валом без возможности вращения. При этом конструктивный узел, образованный из обдуваемого элемента, вала и элемента индикации, предпочтительно установлен на валу с возможностью вращения, то есть вал установлен в фиксирующих или опорных элементах с возможностью вращения. Вал образует, таким образом, ось наклона для обдуваемого элемента, а также для элемента индикации. Соответственно, в результате отклонения обдуваемого элемента непосредственно происходит движение наклона элемента индикации, так как элемент индикации и обдуваемый элемент соединены друг с другом без возможности вращения.
Кроме того, предпочтительно, если общий центр тяжести обдуваемого элемента, вала и элемента индикации лежит на оси вала. В таком варианте осуществления положение обдуваемого элемента не подвергается влиянию силы тяжести. В частности, в результате показания элемента индикации не искажаются силой тяжести. В этом случае такой индикатор направления вращения может вращаться произвольным образом вокруг соединяющего обдуваемый элемент и элемент индикации вала, без влияния этой ориентации на показания. Соответственно, такой индикатор направления вращения может свободно позиционироваться по периметру вентилятора охлаждения.
Предпочтительно, индикатор направления вращения предназначен для крепления на одном из ребер охлаждения электродвигателя и предпочтительно может устанавливаться посредством зажима на ребре охлаждения или зажиматься между двумя ребрами охлаждения. Кроме того, предпочтительно индикатор направления вращения может предназначаться для крепления на корпусе электродвигателя или, соответственно, вентилятора охлаждения и предпочтительно устанавливаться на корпусе посредством зажима или крепления в паз. Потому установка индикатора направления вращения на электродвигателе проста. Кроме того, простым является дооснащение электродвигателя индикацией направления вращения, так как на электродвигателе не нужно предусматривать никаких крепежных элементов.
Предпочтительно, у индикатора направления вращения обдуваемый элемент может располагаться в таком месте электродвигателя с радиальным вентилятором, чтобы он находился в тангенциальной компоненте воздушного потока радиального вентилятора. У такого радиального вентилятора тангенциальная компонента воздушного потока зависит от направления вращения электродвигателя. Поэтому соответствующее расположение индикатора направления вращения особенно подходит для определения и отображения направления вращения электродвигателя.
Предлагаемый изобретением электродвигатель с вентилятором охлаждения снабжен индикатором направления вращения, как описано выше. Предпочтительно, он представляет собой трехфазный электродвигатель, у которого легко может произойти неправильное подключение к питающему напряжению, так что важно распознавать правильное направление вращения.
Предпочтительно, вентилятор охлаждения представляет собой радиальный вентилятор. При этом он приводится в движение валом электродвигателя, так что направление вращения вентилятора соответствует направлению вращения двигателя. Индикатор направления вращения в этом предпочтительном варианте осуществления электродвигателя выполнен с исполнительным элементом индикатора, который включает вал, соединяющий обдуваемый элемент и элемент индикации. Обдуваемый элемент расположен в тангенциальной компоненте воздушного потока вентилятора охлаждения. Соединяющий обдуваемый элемент и элемент индикации вал проходит при этом предпочтительно параллельно оси вала двигателя. В частности, в вариантах осуществления индикатора направления вращения с лежащим на оси вала общим центром тяжести обдуваемого элемента, вала и элемента индикации, индикатор направления вращения может быть наклонен на любой угол без искажения результата. Поэтому индикатор направления вращения может также располагаться в любом положении по периметру электродвигателя.
Предлагаемый изобретением насосный агрегат снабжен таким описанным выше электродвигателем. Именно у насосных агрегатов направление вращения электродвигателя и вместе с тем насоса является особенно важным, так как эффективность насоса существенно зависит от направления вращения. Поэтому предлагаемый изобретением насосный агрегат обеспечивает надежную подготовку к эксплуатации при недорогом по стоимости контроле эффективности насоса.
Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью одного из примеров осуществления, изображенного на фигурах чертежей. На них показано:
Фиг.1a, b - предлагаемый изобретением индикатор направления вращения, установленный на электродвигателе с вентилятором охлаждения, на фрагменте вида в перспективе,
Фиг.2a, b - индикатор направления вращения, показанный на фиг 1, в перспективном изображении с пространственным разделением деталей,
Фиг.2c - индикатор направления вращения, показанный на фиг.1 и 2, в перспективном изображении,
Фиг.3a - индикатор направления вращения, показанный на фиг.1 - 3, установленный на электродвигателе с вентилятором охлаждения и с закрепленным на корпусе вентилятора блоком индикации, на фрагменте вида в перспективе,
Фиг.3b - индикатор направления вращения в компоновке, показанной на фиг.3a, на виде в перспективе и
Фиг.4a, b - индикатор направления вращения, показанный на фиг.1-3, в компоновке, показанной на фиг.3a, b, на фрагменте вида в перспективе.
Индикатор 5 направления вращения в этом примере осуществления, как изображено на фиг.1a, b, расположен на электродвигателе 10 с вентилятором 15 охлаждения. Для этого индикатор 5 направления вращения размещен между двумя ребрами 20 охлаждения электродвигателя 10.
Индикатор 5 направления вращения снабжен пластинкой 25 плоской конфигурации, в качестве обдуваемого элемента, соединенным с пластинкой 25 валом 30 в качестве исполнительного элемента индикатора и соединенным с валом 30 блоком 35 индикации. Индикатор 5 направления вращения для индикации направления вращения находится в тангенциальной компоненте воздушного потока вращающегося радиального вентилятора 15. Направление тангенциального воздушного потока зависит при этом непосредственно от направления вращения радиального вентилятора 15 и вместе с тем электродвигателя 10. В изображенной на фиг.1a, b конфигурации пластинка 25 вдается с возможностью наклона в тангенциальный воздушный поток радиального вентилятора 15. В зависимости от направления вращения радиального вентилятора 15 пластинка 25 с одной стороны обдувается тангенциальным воздушным потоком. Этот обдув отклоняет пластинку 25, так что она наклоняется вокруг продольной оси вала 30 в том направлении, в котором направлена тангенциальная компонента воздушного потока. Поэтому направление наклона пластинки 25 надежно указывает направление вращения радиального вентилятора 15. Для индикации направления вращения направление наклона пластинки 25 через вал 30, как исполнительный элемент индикатора, передается блоку 35 индикации. При этом возможно считывание направления наклона пластинки 25, а вместе с тем и направления вращения радиального вентилятора 15, на блоке индикации.
Принцип действия индикатора 5 направления вращения поясняется также на фиг.2a-c. Пластинка 25 для индикации направления вращения закреплена на осевом конце вала 30 и расположена так, чтобы она могла перпендикулярно обдуваться тангенциальной компонентой воздушного потока. При этом пластинка 25 проходит исключительно в радиальном направлении от оси вала 30. Таким образом, обдув пластинки 25 вызывает отклонение с вращением вала 30 вокруг его продольной оси. Это вращение вала 30 используется для регулировки индикации блока 35 индикации. Для этого вал выполнен цельным или, соответственно, неразъемным с элементом индикации, находящимся на направленном от пластинки 25 осевом конце вала 30, выполненным в виде рычага 40 указателя. Этот рычаг 40 указателя проходит также в радиальном направлении от оси вала 30, так что радиальные направления пластинки 25 и рычага 40 указателя образуют угол 180°. Эта конфигурация позволяет, с одной стороны, заставить пластинку 25 вдаваться в тангенциальный воздушный поток радиального вентилятора 15 и одновременно заставить рычаг 40 указателя блока 35 индикации указывать в направлении от электродвигателя 10. Соответственно, обеспечивается простая возможность расположения частей блока индикации снаружи на двигателе. В частности, обеспечивается простая возможность визуального распознавания направления вращения двигателя снаружи. С другой стороны, эта конструкция индикатора 5 направления вращения обеспечивает возможность особенно предпочтительной опоры, как поясняется ниже.
Свободный конец рычага 40 указателя заканчивается острием 45 указателя. На этом острие 45 указателя примыкают друг к другу две поверхности 50, 55 индикации разного цвета. При этом эти поверхности 50, 55 индикации ориентированы так, что две поверхности 50, 55 индикации соприкасаются друг с другом по кромке 60, параллельной продольной оси вала 30. Эта кромка 60 соприкосновения выступает подобно ребру в радиальном направлении наружу и служит одновременно упором 60. Поверхности 50, 55 образуют тупой угол, который открыт в направлении вала 30, и симметрично указывают в направлении от рычага 40 указателя. Расположенный со стороны индикации осевой конец вала 30, рычаг 40 указателя, острие 45 указателя и поверхности 50, 55 индикации помещены в корпус 65 указателя. Этот корпус 65 указателя состоит из вилки 70, служащей для установки с возможностью вращения вала 30, а также накладки 80.
Корпус 65 указателя предназначен при этом для монтажа без возможности вращения на электродвигателе 10 и допускает возможность вращательного движения вала 30, а также движения наклона рычага 40 указателя, острия 45 указателя и поверхностей 50, 55 индикации. Для этого пара 85 шипов вилки 70 охватывает вал 30 перпендикулярно к продольной оси вала 30. Для осевой блокировки вал 30 снабжен упором 88, который прилегает к обращенной к рычагу 40 указателя стороне пары 85 шипов. Этот упор 88 препятствует осевому смещению вала 30 в направлении от рычага 40 указателя. Вилка 70 снабжена соединительным ребром 90 плоской конфигурации, которое отогнуто под прямым углом от пары 85 шипов таким образом, что оно проходит параллельно валу 30 до того конца, на котором находится рычаг 40 указателя. На этом осевом конце вал 30 установлен с возможностью вращения во второй, имеющейся на вилке 70 паре 95 шипов. На этом осевом конце соединительного ребра 90 на вилке установлена накладка 80 таким образом, что она находится на достаточном расстоянии от соединительного ребра 90 вилки 70 в направлении, перпендикулярном к продольной оси вала 30. Это расстояние является необходимым для того, чтобы направлять блок индикации мимо корпуса вентилятора охлаждения, как описано ниже.
Накладка 80, продольная ось которой ориентирована параллельно продольной оси вала 30, имеет конфигурацию, сравнимую с сегментом круглого цилиндра. Ровная поверхность сегмента цилиндра при этом обращена к валу 30 и ориентирована перпендикулярно к рычагу 40 указателя. На отвернутой от оси поверхности корпуса накладки 80 находится смотровое окно, которое выполнено в виде выреза в накладке 80. При этом, в зависимости от направления наклона рычага 40 указателя, в смотровом окне накладки 80 видна соответственно одна из двух поверхностей 50, 55 индикации. Какая из поверхностей индикации видна в смотровом окне накладки 80, зависит, следовательно, от направления отклонения пластины 25 и вместе с тем от направления тангенциальной компоненты воздушного потока вентилятора 15 охлаждения.
Чтобы облегчить визуальный контроль направления вращения, две поверхности 50, 55 индикации окрашены в разные цвета. При желательном направлении вращения электродвигателя 10 или, соответственно, вентилятора 15 охлаждения, например, видна зеленая поверхность 50 индикации. Если электродвигатель 10 и вместе с тем и вентилятор 15 охлаждения работают в неправильном направлении вращения, то пластинка 25 и рычаг 40 указателя отклоняются в соответственно противоположном направлении, так что в смотровом окне накладки 80 видна другая поверхность 55 индикации. При этом в описанном здесь примере осуществления речь идет о красной поверхности 55 индикации (фиг.2-4). Поэтому этот индикатор направления вращения предназначен для того случая, когда желаемое направление вращения уже задано. Альтернативно, возможно также указание направлений вращения на поверхностях 50, 55 индикации.
Расположенный между двумя поверхностями 50, 55 индикации упор 60 ограничивает отклонение обдуваемого элемента 25. Для этого упор 60, в отличие от поверхностей 50, 55 индикации, выполнен выступающим из смотрового окна накладки 80. Поэтому упор 60 при достаточно сильном отклонении обдуваемого элемента 25 ударяется о накладку 80 и ограничивает дальнейшее вращение не допускающей возможности вращения системы, состоящей из обдуваемого элемента 25, вала 30 и элемента 35 индикации.
Индикатор 5 направления вращения с вращающимся в вилке 70 валом 30 расположен между двумя ребрами 20 охлаждения.
Индикатор 5 направления вращения расположен между двумя ребрами 20 охлаждения таким образом, чтобы накладка 80 своей ровной поверхностью прилегала к наружной стороне корпуса 105, закрывающего радиальный вентилятор 15. Монтаж индикатора 5 направления вращения осуществляется при этом через зазор 100, который образован расстоянием между накладкой 80 и соединительным ребром 90. Для этого индикатор 4 направления вращения ориентирован так, что зазор 100 между вилкой 70 и накладкой 80 открыт на том осевом конце, который обращен в направлении вала 30 пластинки 25. Таким образом, можно вдвинуть корпус 105 его открытой стороной в осевом направлении в зазор 100 так, чтобы внутренняя сторона корпуса 105 прилегала к наружной стороне вилки 70. Корпус 105 охватывает при этом по периметру радиальный вентилятор 15 и осевой конец электродвигателя 10 и на отвернутом от электродвигателя осевом конце имеет снабженную отверстиями торцевую поверхность. Другой осевой конец корпуса 105 при этом открыт, так что рычаг 40 указателя в радиальном направлении проходит мимо корпуса 105 и накладка 80 фиксируется, прилегая к наружной стороне корпуса 105.
Для позиционирования между двумя ребрами 20 охлаждения индикатор 5 направления вращения посредством своего соединительного ребра 90 может соединяться с геометрическим замыканием с корпусом 105. Для этого соединительное ребро 90 на той стороне, которая соприкасается с корпусом 105, снабжено ориентированной перпендикулярно продольной оси соединительного ребра 90 стопорной канавкой 110. Эта стопорная канавка 110 выполнена для соединения с геометрическим замыканием со (не изображенным) стопорным выступом с внутренней стороны корпуса 105, при этом стопорный выступ фиксируется, входя в стопорную канавку 110.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ
5 Индикатор направления вращения
10 Электродвигатель с вентилятором охлаждения
15 Радиальный вентилятор, применяемый в качестве вентилятора охлаждения
20 Ребро охлаждения
25 Пластинка, применяемая в качестве обдуваемого элемента
30 Вал, выполняющий функцию исполнительного элемента индикатора
35 Блок индикации
40 Рычаг указателя
45 Острие указателя
50 Зеленая поверхность индикации
55 Красная поверхность индикации
60 Упор
65 Корпус указателя
70 Вилка
80 Накладка
85 Пара шипов
88 Упор
90 Соединительное ребро
95 Пара шипов
100 Зазор
105 Корпус
110 Стопорная канавка