轉(zhuǎn)速可變的流體冷卻過(guò)濾裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種流體冷卻過(guò)濾裝置（100），具有由泵馬達(dá)（103）驅(qū)動(dòng)的流體泵（103），所述流體泵用于泵送流體穿過(guò)流體過(guò)濾器（106）和流體冷卻器（112），所述流體冷卻器用于冷卻所述流體，其中所述泵馬達(dá)（103）由泵整流器（103）進(jìn)行供給，所述泵整流器設(shè)置用于根據(jù)泵操作參量來(lái)控制所述泵馬達(dá)（103）的轉(zhuǎn)速。
【專利說(shuō)明】轉(zhuǎn)速可變的流體冷卻過(guò)濾裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流體冷卻過(guò)濾裝置、尤其油冷卻過(guò)濾裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]所述類型的流體冷卻過(guò)濾裝置具有帶有冷卻器和過(guò)濾器的流體循環(huán)并且用于冷卻和過(guò)濾作為機(jī)器中的運(yùn)行介質(zhì)的流體、尤其油。在此，所述油能夠是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)油、發(fā)動(dòng)機(jī)油、液壓油及其他油并且用作(傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者發(fā)動(dòng)機(jī)中的)潤(rùn)滑劑或者用作(液壓設(shè)備中的)液壓液。在此，在所述機(jī)器中將機(jī)械能和液壓能轉(zhuǎn)換成熱量。冷卻器的任務(wù)是輸出熱量，過(guò)濾器的任務(wù)是過(guò)濾掉雜質(zhì)、尤其機(jī)器磨損物。
[0003]為此，所述油能夠借助流體泵被輸送穿過(guò)過(guò)濾器，隨后再被輸入機(jī)器。所述冷卻器具有熱交換器，從而將熱量從油輸出到冷卻劑中。在簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案中，涉及一種油-空氣-熱交換器，該油-空氣-熱交換器能夠額外地裝備有通風(fēng)設(shè)備。所述冷卻器能夠構(gòu)造為全部油都被引導(dǎo)穿過(guò)該冷卻器的主流冷卻器，或者構(gòu)造為僅一部分油(尤其根據(jù)溫度)被引導(dǎo)穿過(guò)該冷卻器的旁流冷卻器。
[0004]根據(jù)這種流體冷卻過(guò)濾裝置的使用目的，現(xiàn)有技術(shù)中存在相當(dāng)大的尤其關(guān)于電接頭(直流電壓、交流電壓、頻率、電壓振幅)、環(huán)境條件(冷氣候、熱氣候、負(fù)載強(qiáng)度等)的變體數(shù)量。因此希望減小變體數(shù)量，從而簡(jiǎn)化物流、制造、運(yùn)行、倉(cāng)儲(chǔ)管理、維護(hù)等等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明提出一種具有權(quán)利要求1所述特征的流體冷卻過(guò)濾裝置。有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求以及以下說(shuō)明的主題。
[0006]本發(fā)明提出一種流體冷卻過(guò)濾裝置，其中流體泵并且優(yōu)選還有通風(fēng)設(shè)備分別由電動(dòng)機(jī)(下面稱作泵馬達(dá)或者通風(fēng)設(shè)備馬達(dá))驅(qū)動(dòng)，其中所述電動(dòng)機(jī)中的每個(gè)都由整流器進(jìn)行供給或者說(shuō)供電,從而能夠根據(jù)相應(yīng)的操作參量可變地控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0007]借助這種解決方案，一方面能夠不僅使過(guò)濾功率而且也使冷卻功率與瞬時(shí)需求相匹配，并且同時(shí)另一方面能夠僅僅通過(guò)更換整流器并且在保留流體冷卻過(guò)濾裝置的其余組件的情況下使得流體冷卻過(guò)濾裝置與不同的情況、尤其電流供給方面相匹配。所述整流器能夠構(gòu)造為用于在兩個(gè)交流電壓之間轉(zhuǎn)換的變流器或者構(gòu)造為用于將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓的逆整流器。通過(guò)轉(zhuǎn)速可變的操控提高了能量效率，因?yàn)榭偸莾H僅循環(huán)并且冷卻與瞬時(shí)所需的一樣多的流體。此外，由此也降低了運(yùn)行噪聲。
[0008]在簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案中能夠規(guī)定，用相同的整流器運(yùn)行通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)和泵馬達(dá)。這進(jìn)一步降低了變體數(shù)量。
[0009]尤其出于空間原因也有利的是，將兩個(gè)整流器布置在共同的殼體中，從這里將電氣連接導(dǎo)線引向泵馬達(dá)、通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)以及電源。為了節(jié)省空間也能夠替代地將整流器連同由其供給的電動(dòng)機(jī)布置在共同的殼體中。
[0010]如果將流體泵構(gòu)造為每個(gè)工作循環(huán)(例如轉(zhuǎn)、沖程)(例如擺動(dòng)盤結(jié)構(gòu))具有可變的輸送體積的調(diào)整泵，并且/或者將通風(fēng)設(shè)備構(gòu)造為具有可變的空氣通量的調(diào)整通風(fēng)設(shè)備，則由此得到用于控制過(guò)濾功率或者冷卻功率的第二自由度或者說(shuō)另一自由度。所述調(diào)整通風(fēng)設(shè)備例如能夠通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):實(shí)現(xiàn)通風(fēng)設(shè)備葉輪葉片的調(diào)整角的機(jī)電調(diào)整或者液壓調(diào)整或者通風(fēng)設(shè)備與冷卻體之間的間距可變。
[0011]這能夠與前面所闡述的、僅具有一個(gè)共同的整流器的實(shí)施方式組合起來(lái)用于，即使通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)和泵馬達(dá)由相同的整流器進(jìn)行供給，仍然相互獨(dú)立地預(yù)先給定流體輸送量和空氣輸送量。
[0012]優(yōu)選根據(jù)機(jī)器的負(fù)載狀態(tài)(例如全負(fù)載、部分負(fù)載、停止、停置、過(guò)載等)預(yù)先給定流體輸送量。所述負(fù)載狀態(tài)能夠從外部、例如由機(jī)器控制器傳送。作為替代方案或者補(bǔ)充方案，所述負(fù)載狀態(tài)能夠通過(guò)測(cè)量流體在熱交換器之前(熱交換器入口)和在熱交換器之后(熱交換器出口)、在過(guò)濾器之前(過(guò)濾器入口)和在過(guò)濾器之后(過(guò)濾器出口)的壓力和/或溫度和/或體積流量并且通過(guò)分析所述測(cè)量值來(lái)確定。
[0013]通過(guò)測(cè)量熱交換器之前和之后的溫度并且隨后形成差，能夠通過(guò)與材料值(密度、單位熱容量)相乘來(lái)計(jì)算當(dāng)前輸出的損耗功率。在與關(guān)于運(yùn)行狀態(tài)(例如機(jī)械功率)的信息的關(guān)聯(lián)中，能夠確定或者說(shuō)計(jì)算傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前效率。這實(shí)現(xiàn)了一種條件監(jiān)控。如果所述值顯著偏離“良好”狀態(tài)，那這就是損壞的標(biāo)志。
[0014]通過(guò)測(cè)量過(guò)濾器之前和之后的壓力以及隨后形成差，能夠確定跨越過(guò)濾器的壓差。該壓差隨著時(shí)間的變化給出關(guān)于過(guò)濾器的污染程度或者說(shuō)污染率的推論。如果污染程度超過(guò)了閾值，那么這說(shuō)明需要維護(hù)。如果污染率顯著偏離正常值，那么這暗示了變化的外部條件(環(huán)境影響)或者由機(jī)械摩擦引起的增加的顆粒累積。這種認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)了例如通過(guò)提前進(jìn)行維護(hù)來(lái)防止傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的漸進(jìn)的損壞。
[0015]同樣有利的是，根據(jù)外部溫度預(yù)先給定空氣輸送量。如果外部溫度低(冷氣候)，那么要么完全斷開通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)，要么以低轉(zhuǎn)速運(yùn)行通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)。也就是說(shuō)，絕對(duì)的冷卻功率取決于外部溫度與流體溫度之間的溫度差。如果外部溫度非常高(熱氣候)，那么通風(fēng)設(shè)備轉(zhuǎn)速就有利地最大化。
[0016]同樣有利的是，在預(yù)先給定空氣輸送量時(shí)也考慮同樣影響冷卻功率的大小(H0he)(NN)0
[0017]對(duì)空氣溫度和負(fù)載狀態(tài)的認(rèn)識(shí)也能夠優(yōu)選用于運(yùn)行的可信度測(cè)試。通過(guò)監(jiān)控負(fù)載狀態(tài)與流體溫度之間的、例如根據(jù)經(jīng)驗(yàn)求得的關(guān)系，能夠及時(shí)識(shí)別機(jī)械引起的錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致有偏差的流體溫度。這種關(guān)系有利地保存在特性曲線中。
[0018]通過(guò)由整流器預(yù)先給定泵轉(zhuǎn)速或者通風(fēng)設(shè)備轉(zhuǎn)速，尤其能夠在接通時(shí)使得轉(zhuǎn)速斜線在零處開始逐漸上升到額定轉(zhuǎn)速，由此尤其相對(duì)于接通運(yùn)行和斷開運(yùn)行降低了接通電流和機(jī)械負(fù)載。
[0019]此外，通過(guò)存在于整流器中的中間電路電容器能夠在一定時(shí)間段內(nèi)克服由電網(wǎng)引起的停轉(zhuǎn)。同樣適用于電網(wǎng)引起的電壓升高，所述電壓升高通過(guò)整流器弄平。由此，所述流體冷卻過(guò)濾裝置具有過(guò)渡能力或者說(shuō)故障克服能力(Uberbriickungsfjihig)(低電壓穿越(LVRT)、高電壓穿越(HVRT)或者說(shuō)故障穿越(FRT))。
[0020]為了改善以較高油粘度進(jìn)行的冷起動(dòng)(在此預(yù)計(jì)存在泵馬達(dá)的大電流消耗)，能夠?yàn)榱藢?duì)泵馬達(dá)的電流供給進(jìn)行卸載而借助切換設(shè)備連接到之前加載的蓄能器上。在此，所述泵馬達(dá)在冷啟動(dòng)階段中由蓄能器進(jìn)行供給并且所述泵輸送在此期間冷的或者說(shuō)高粘度的流體。在此，泵馬達(dá)的高扭矩或者說(shuō)大電流不使電流供給設(shè)備(例如電網(wǎng))負(fù)載。在冷起動(dòng)之后，能夠再通過(guò)切換設(shè)備將馬達(dá)連接到正常的電流供給設(shè)備上。
[0021]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案從說(shuō)明書以及附圖中獲得。
[0022]要理解的是，前面所述的以及下面還要闡述的特征不僅能夠用在相應(yīng)給出的組合中而且還能夠用在其他組合中或者單獨(dú)使用，而不離開本發(fā)明的保護(hù)范圍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]本發(fā)明根據(jù)附圖中的實(shí)施例被示意性地示出并且在下面參照附圖得以詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]圖1作為框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的流體冷卻過(guò)濾裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式。

【具體實(shí)施方式】
[0025]在圖1中作為框圖示出了在此構(gòu)造為油冷卻過(guò)濾裝置的流體冷卻過(guò)濾裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式并且總體上用100表示。所述油冷卻過(guò)濾裝置用于在此將潤(rùn)滑油作為運(yùn)行介質(zhì)通過(guò)這里構(gòu)造為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10的機(jī)器進(jìn)行泵送并且在此進(jìn)行過(guò)濾并且必要時(shí)進(jìn)行冷卻。為此，油從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)凹坑中獲取并且通過(guò)油輸入管路101輸入流體泵102中。流體泵102轉(zhuǎn)速可變地由電動(dòng)機(jī)或者說(shuō)泵馬達(dá)103驅(qū)動(dòng)，所述電動(dòng)機(jī)或者說(shuō)泵馬達(dá)由構(gòu)造為變流器或者說(shuō)變頻器104的整流器進(jìn)行供給。變流器104又由電流供給設(shè)備105、尤其電網(wǎng)進(jìn)行供給。在變流器104和電流供給設(shè)備105之間布置有切換設(shè)備，該切換設(shè)備設(shè)置用于在電網(wǎng)105和其他電流供給設(shè)備105a、優(yōu)選電流存儲(chǔ)器例如蓄電池之間對(duì)變流器104進(jìn)行切換。這例如用于在冷起動(dòng)時(shí)不從電網(wǎng)105中獲得大電流而從電流存儲(chǔ)器105a中獲得該大電流。
[0026]由流體泵102將潤(rùn)滑油泵送穿過(guò)油過(guò)濾器106，其中在過(guò)濾器入口側(cè)107和過(guò)濾器出口側(cè)108布置有測(cè)量點(diǎn)，在所述測(cè)量點(diǎn)處檢測(cè)潤(rùn)滑油的溫度和/或壓力和/或體積流量。所述測(cè)量值被輸入計(jì)算單元200。
[0027]在油過(guò)濾器106之后，所述潤(rùn)滑油被泵送穿過(guò)由溫度控制的旁通閥109，在這里根據(jù)油溫將所述潤(rùn)滑油按比例直接通過(guò)回流管路110輸入傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10或者通過(guò)冷卻管路111輸入冷卻體112。也是在冷卻體112的入口側(cè)113和出口側(cè)114處檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的壓力和/或溫度和/或體積流量并且所述測(cè)量值被輸入計(jì)算單元200。冷卻體112是油/空氣-熱交換器的組成部分并且由通風(fēng)設(shè)備葉輪115供給作為冷卻劑的冷卻空氣，所述通風(fēng)設(shè)備葉輪由構(gòu)造為電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)116驅(qū)動(dòng)。通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)116由這里同樣構(gòu)造為變頻器117的整流器進(jìn)行供給，所述整流器又通過(guò)電流供給設(shè)備105進(jìn)行供給。
[0028]通過(guò)箭頭表明，所述整流器104和整流器117由計(jì)算單元200操控，從而調(diào)整泵馬達(dá)103或者通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)116的轉(zhuǎn)速。這種轉(zhuǎn)速調(diào)整優(yōu)選對(duì)于通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)116來(lái)說(shuō)根據(jù)外部溫度T實(shí)現(xiàn)并且對(duì)于泵馬達(dá)103來(lái)說(shuō)根據(jù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10的負(fù)載狀態(tài)L實(shí)現(xiàn)，所述外部溫度能夠通過(guò)相應(yīng)的溫度傳感器檢測(cè)，而所述負(fù)載狀態(tài)例如被從機(jī)器控制器傳送到計(jì)算單元200上或者基于在所述點(diǎn)107、108、113和114處測(cè)得的測(cè)量值在計(jì)算單元200內(nèi)部被計(jì)算出。
[0029]所描述的油冷卻過(guò)濾裝置100尤其適合于過(guò)濾并且冷卻產(chǎn)能設(shè)備、尤其風(fēng)能設(shè)備中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)油，所述產(chǎn)能設(shè)備大多會(huì)自給自足地工作并且僅在需要時(shí)要進(jìn)行維護(hù)。優(yōu)選的油冷卻過(guò)濾裝置能夠?qū)⒐β氏慕档偷剿枰某潭壬?，該所需要的程度由所需要的過(guò)濾功率和冷卻功率導(dǎo)出。通過(guò)轉(zhuǎn)速可變的運(yùn)行，一方面降低了功率消耗并且另一方面減少了組件的使用，這尤其在自給自足(例如近海)工作的風(fēng)能設(shè)備中是特別有利的，因?yàn)樵诖司S修費(fèi)用或者說(shuō)維護(hù)費(fèi)用是相當(dāng)大的。
【權(quán)利要求】
1.流體冷卻過(guò)濾裝置，具有由泵馬達(dá)(103)驅(qū)動(dòng)的流體泵(103)，所述流體泵用于泵送流體穿過(guò)流體過(guò)濾器(106)和流體冷卻器(112)，所述流體冷卻器用于冷卻所述流體，其中所述泵馬達(dá)(103)由泵整流器(103)進(jìn)行供給，所述泵整流器設(shè)置用于根據(jù)泵操作參量來(lái)控制所述泵馬達(dá)(103)的轉(zhuǎn)速。
2.按權(quán)利要求1所述的流體冷卻過(guò)濾裝置，其中所述流體泵(103)是每個(gè)工作循環(huán)具有能夠從外部預(yù)先給定的輸送體積的調(diào)整泵。
3.按權(quán)利要求1或2所述的流體冷卻過(guò)濾裝置，具有用于將空氣輸入到所述流體冷卻器(112)中的通風(fēng)設(shè)備，其中所述通風(fēng)設(shè)備具有由通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)(116)驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)設(shè)備葉輪(115)，其中所述通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)(116)由通風(fēng)設(shè)備整流器(117)進(jìn)行供給，所述通風(fēng)設(shè)備整流器設(shè)置用于根據(jù)通風(fēng)設(shè)備操作參量來(lái)控制所述通風(fēng)設(shè)備馬達(dá)(116)的轉(zhuǎn)速。
4.按權(quán)利要求3所述的流體冷卻過(guò)濾裝置，其中所述通風(fēng)設(shè)備是具有能夠從外部預(yù)先給定的空氣通量的調(diào)整通風(fēng)設(shè)備。
5.按權(quán)利要求3或4所述的流體冷卻過(guò)濾裝置，其中所述泵整流器(103)是通風(fēng)設(shè)備整流器(117)。
6.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體冷卻過(guò)濾裝置，具有計(jì)算單元，所述計(jì)算單元設(shè)置用于，如此操控所述泵整流器(103)，使得所述泵馬達(dá)(103)的轉(zhuǎn)速根據(jù)借助流體運(yùn)行的機(jī)器(10)的負(fù)載狀態(tài)進(jìn)行控制。
7.按權(quán)利要求6所述的流體冷卻過(guò)濾裝置，其中所述計(jì)算單元設(shè)置用于在接通時(shí)逐漸提高所述泵馬達(dá)(103)的轉(zhuǎn)速。
8.按權(quán)利要求6或7所述的流體冷卻過(guò)濾裝置，具有傳感器設(shè)備，所述傳感器設(shè)備用于測(cè)量所述流體過(guò)濾器(106)的入口中和/或所述流體過(guò)濾器(106)的出口中和/或所述流體冷卻器(112)的入口中和/或所述流體冷卻器(112)的出口中的流體壓力和/或流體溫度和/或流體體積流量來(lái)作為至少一個(gè)測(cè)量值，其中所述計(jì)算單元設(shè)置用于由所述至少一個(gè)測(cè)量值確定負(fù)載狀態(tài)。
9.按權(quán)利要求6、7或8所述的、至少回引權(quán)利要求3的流體冷卻過(guò)濾裝置，其中所述計(jì)算單元設(shè)置用于，如此操控所述通風(fēng)設(shè)備整流器(117)，從而根據(jù)溫度控制所述通風(fēng)設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)(I 16)的轉(zhuǎn)速。
10.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體冷卻過(guò)濾裝置，具有切換設(shè)備，所述切換設(shè)備設(shè)置用于將所述泵整流器(103 )在第一電流供給設(shè)備(105 )和第二電流供給設(shè)備(105a)之間進(jìn)行切換。
【文檔編號(hào)】H05K7/20GK104421215SQ201410414664
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
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