专利名称：具有动力轴封的泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及泵，尤其是涉及具有非密封轴的泵。
背景技术：
泵被广泛应用于传输各种类型的材料上。例如，离心泵特别用于传输流体。这样的泵适于与带有旋转马达轴的马达结合使用，这样的泵通常包括一个限定一个泵室的壳体、一个流体入口、一个排出口以及一个轴开口。一个叶轮轴与所述马达轴相连，该叶轮轴穿过所述泵壳中的轴开口，并且所述叶轮轴有一个设置在泵室内部的端部。一个叶轮与所述叶轮轴相连，从而当所述叶轮旋转时流体通过所述流体入口被吸入并通过所述出口被排出。
这样的泵通常在所述泵壳中的所述轴开口处具有密封件以防止流体沿着所述叶轮轴渗漏。这样的密封件通常设置成垫圈的形式，例如O形密封圈，所述密封件与所述轴开口连接并与所述叶轮轴接合。然而常规的密封垫圈会带来许多问题。不仅所述密封垫圈自身会受到磨损，而且所述密封件也会导致所述叶轮轴的磨损。这样的密封件不允许轴在转动时出现摇摆或其他类型偏心运动，并且由于固定的密封件与旋转的叶轮轴之间产生摩擦会使所述密封件产生热量。另外，当所述泵在干转时(即，泵在泵室未充有流体时转动)，密封垫圈会迅速地磨损和失效。此外，所有的密封垫圈都会出现一定程度的渗漏，这与密封件的材料和密封度无关。
在一种应用中，离心泵被装入到真空清洁器中。箱式真空清洁器具有设置在箱中的空气叶轮，所述空气叶轮能够将诸如碎屑或灰尘的干态物质以及流体抽吸到所述箱中。当所述箱被充满时，所述泵将流体从所述箱的下部排出并通过软管将其排出到废物堆。如在共有的美国专利申请号为09/281,671的申请中所披露的，空气叶轮和泵轮最好与通过单个马达驱动旋转的公共轴相连。空气叶轮和泵轮以相互接近的方式被安装到所述箱的上部并且靠近所述马达。因此，阻止流体通过所述轴开口渗漏到所述空气叶轮和马达中是重要的。然而，还希望能够利用由所述空气叶轮产生的真空来起动泵。
在上述提及的真空清洁器中，在所述泵和空气叶轮之间放置了一个流体偏转装置以阻止流体流到所述空气叶轮和马达。此外，增大了所述泵和所述空气叶轮之间的距离，从而使轴变长。因此，虽然这些改进能够适当地阻止了流体流到所述空气叶轮和马达，但所述真空清洁器需要额外的部件，使得装配更加困难并且费用昂贵。此外，较长的叶轮轴增加了颤动和由此产生的噪音及对轴的支撑轴承进一步磨损的可能性。
为了利用由所述空气叶轮产生的真空来起动泵，所述叶轮轴形成有通向叶轮托板的孔，所述叶轮托板形成有分隔件，这样形成了一条从所述空气叶轮经过所述轴到所述泵室的通道。真空导向器连接在叶轮轴上以进一步确保所述真空与轴相通并最终与所述泵室相通。因此，在上述真空清洁器中所用的部件在装配方面是极度错综复杂的，而且由旋转叶轮轴所支撑的重量也过大。
发明概述依照本发明的一个方面，本发明提供一种用于传输流体的泵，所述泵适于与具有旋转马达轴的马达结合使用。所述泵包括一个泵壳，所述泵壳具有入口、出口和轴开口，所述壳体限定一个泵室。一个叶轮轴具有适于与所述马达轴相连的第一端部和设置在所述泵室内部的第二端部，并且所述叶轮轴穿过所述泵中的轴开口，而且所述叶轮轴的尺寸是这样设定的，即，使所述叶轮轴和所述轴开口之间限定一间隙。一个叶轮组件被设置在所述泵室内并与所述叶轮轴的第二端部相连。所述叶轮组件包括第一组叶轮片和第二组叶轮片，所述第一组叶轮片位于所述泵壳的入口和出口附近，所述第一组叶轮片能够通过所述入口吸入流体和通过所述出口排出流体，所述第二组叶轮片位于所述泵壳的轴开口附近，所述第二组叶轮片用于产生能够将流体推离所述轴开口的压力，从而可阻止流体通过所述间隙渗漏。
依照本发明的另一个方面，本发明提供一种适合于与旋转马达轴相连的真空清洁器。所述真空清洁器包括一个箱，所述箱具有用于接受流体物质的入口并且限定一个内部。一个叶轮轴适于与所述旋转马达轴相连，一个泵壳限定了泵的内部，所述泵壳有入口、出口以及轴开口，所述轴开口的尺寸适于接收所述叶轮轴。在所述轴开口和所述叶轮轴之间限定一间隙。一个泵轮被设置在泵的内部并与所述叶轮轴相连。所述泵轮包括第一组叶轮片和第二组叶轮片，所述第一组叶轮片位于所述泵壳的入口和出口附近，所述第二组叶轮片位于所述泵壳的轴开口附近。一个泵入口设置在所述箱的内部并与所述泵壳的入口以流体连通的方式相通，其中通过所述泵入口使泵的内部与所述箱的内部以流体连通的方式相通。以气流连通的形式与所述箱的内部相通的方式设置一个空气叶轮组件。所述空气叶轮组件包括一个壳体和设置在所述壳体内的从动空气叶轮，所述壳体限定一个开口，所述开口以气流连通的形式与所述箱的内部相通。所述从动叶轮在所述箱的所述内部中产生一个压力较低的压力区。一个起动装置以流体相通的方式与所述泵的内部相通，提供在横穿起动装置内的流体的方向上产生压差的装置，从而能够起动泵。
依照本发明的另一个方面，本发明提供一种适于与旋转马达轴相连的真空清洁器。所述真空清洁器包括一个箱，所述箱具有用于接受流体物质的入口并且限定一个内部。一个叶轮轴适于与所述旋转马达轴相连，一个泵壳限定了泵的内部，所述泵壳有入口、出口以及轴开口，所述轴开口的尺寸适于接收所述叶轮轴。在所述轴开口和所述叶轮轴之间限定一间隙。一个泵轮被设置在泵的内部并与所述叶轮轴相连。所述泵轮包括第一组叶轮片和第二组叶轮片，所述第一组叶轮片位于所述泵壳的入口和出口附近，所述第二组叶轮片位于所述泵壳的轴开口附近。一个泵入口设置在所述箱的内部并与所述泵壳的入口以流体连通的方式相通。通过所述泵入口使泵的内部与所述箱的内部以流体连通的方式相通。以气流连通的形式与所述箱的内部相通的方式设置一个空气叶轮组件，并且所述空气叶轮组件包括一个壳体和设置在所述壳体内的从动空气叶轮。所述壳体限定一个开口，所述开口以气流连通的形式与所述箱的内部相通，并且所述空气叶轮限定一个内腔。所述从动叶轮在所述箱的所述内部中以及在由空气叶轮所限定的内腔中产生一个压力较低的压力区。一个起动装置设置在所述空气叶轮和所述泵之间，其中通过所述起动装置使泵的内部以气流流体的方式与产生在由空气叶轮所限定的内腔中的低压力区相通。当由所述箱接收的流体物质通过所述泵入口被抽入到泵的内部中时，所述泵被起动。
其他特征和优点是所请求保护的或披露的真空清洁器固有的，或者本领域普通技术人员可从下面结合附图的详细说明中明显地看出。
图1是本发明的真空清洁器的一个侧视图；图2是本发明的真空清洁器的一个顶部平面图；图3是沿图2中的3-3线所剖得的一个局部侧视截面图；图4是表示起动装置的上部的一个局部截面图；图5是本发明的空气叶轮的一个透视图；图6A是本发明的泵轮的一个顶视图；图6B是泵轮的一个侧视截面图；图6C是泵轮的一个仰视图；图7是表示本发明的流体排出组件的上部的一个局部截面图；图8是以局部分离和部分虚线的方式表示所述流体排出部件的球阀的一个仰视图；图9A是以局部分离的方式表示所述流体排出部件的球阀处于关闭(OFF)位置的一个顶视图；图9B是与图9A相似的一个顶视图，其中所示的球阀处于打开(ON)位置；图10是与图3相似的一个视图，其中本发明的真空清洁器已安装有泵接合组件并与一个排出软管相连；以及图11是图10中所示的泵的一个放大视图。
实施例的详细描述图3中示出了在一种优选的使用环境中，即安装在真空清洁器30内的根据本发明构制的泵128。尽管为了便于清楚地说明，这里所示的泵128设置在一种特定类型的真空清洁器30中，但是本领域普通技术人员应该容易地认识到，本发明的教导决不仅仅限于与真空清洁器30结合使用或用于其他任何具体的使用环境中。相反，在不脱离本发明的保护范围基础上，本发明所涉及的泵可以用于任何类型的物质传输应用中，这受益于它所提供的优点。
先参照图1和图2，真空清洁器30具有一个箱32和一个上部真空组件，所述上部真空组件一般用34表示。所述箱32由轮脚36支撑并且包括一对手柄38。手柄38可用于帮助使用者提起和移动真空清洁器30。箱32还限定一个真空入口40和多个销槽42。可以为所述真空入口40配备一个真空软管43以便能够在所需要的区域进行抽吸。
箱32支撑上部真空组件34。上部真空组件34包括一个盖板44、一个马达壳体46、一个盖罩48和一个手柄50。上部真空组件34可采用常规结构。除了下面将描述的以外，上部真空组件34及其相关部件可与由Pennsylvania的Shop Vac Corporation of Williamsport所生产的Shop Vac Model QT20TS真空清洁器相似。板盖44构成上部真空组件34的底部并且带有一个或多个销52。马达壳体46与板盖44的顶部相连。盖罩48又与马达壳体46的顶部相连，并且最终，手柄50安装于盖罩48的顶上。当使用者希望将上部真空组件34连接到箱32上时，使用者将上部真空组件34提到箱32之上，使销52与销槽42对准，降下上部真空组件34直到板盖44抵靠在箱32的顶部上，然后将销52固定到箱32上。
马达壳体46限定了一对风机排气槽54。如图1中的箭头BA所示，由入口40被吸入到真空清洁器30内的空气通过风机排气槽54排出。马达壳体46还具有一个真空清洁器排出口56和一个从其延伸出来的双位球阀58。上部真空组件34的盖罩48为一个开关致动组件60(图3)提供一个壳体，开关致动组件60包括一个用户可控致动器62(图2)。从盖罩48处向外伸出的是一条电线64(图1)，电线64穿过形成于盖罩48中的一个凸起65。马达壳体46与盖罩48可以采用由两个分离的可拆卸的部分构成的分体结构，或者是采用相互形成一个整体的一体结构。如图1中的箭头CA所示，对于任一种结构，马达壳体46与盖罩48都限定了一个允许空气进入所述盖罩48和从所述盖罩48中排出的空气通道66。
现在参照图3，盖板栅栏106与上部真空组件34的板盖44整体地形成在一起并从板盖44处向下伸入箱32的内部中。具有马达轴76的一个马达93设置于由盖板栅栏106与上部真空组件34的所构成的组件内。马达轴76与一个空气叶轮组件68的一个空气叶轮74以可接合的方式接触，并且马达轴76的端部设置在一个起动装置350内。起动装置350具有一个设置在泵室129内的泵轮352，泵室129是由表示为120的上部泵组件限定的。如下所述，上部泵组件120构成泵128的上部(图11)。
参见图11，空气叶轮组件68包括一个空气叶轮壳70，并且空气叶轮74在马达轴76与起动装置350的相互作用下被悬挂于壳体70内。(如果需要的话，在真空清洁器30内可使用多个空气叶轮。)如在图4和图11中以最佳的方式示出的，马达轴76从马达93延伸，经过一个隔离套80、一个上部垫圈82A、一形成于所述空气叶轮74的上部板84中的开口90、一个下部衬垫82B，并且马达轴76具有插口355，起动装置350的轴延伸部分356被螺纹拧入到插口355中以将轴延伸部分356固定到马达轴76上。隔离套80与上部衬垫82A设置在上部板84和一个电机轴承102(图11)之间，并且下部衬垫82B设置在上部板84和轴延伸部分356之间。利用多个铆钉358使所述衬垫82A、82B被固定就位，所述一系列铆钉358被压入到上部衬垫82A、上部板84和下部衬垫82B中。所述衬垫82A、82B在操作过程中起到使空气叶轮74稳定的作用。在上部板84的开口90周围，上部衬垫82A、上部板84和下部衬垫82B被开槽口以接收一对铁模360，所述铁模360与马达轴76整体形成并从马达轴76向外伸出。在操作时，铁模360与空气叶轮74的上部板84接合以使空气叶轮74随着马达轴76旋转。
上部泵组件120包括一个上部叶轮壳124，上部叶轮壳124具有一个从其中伸出的轴环125。依照图示的实施例，起动装置350的一个真空导向器354与轴环125相连(例如压配合，超声波焊接等)并从轴环125和空气叶轮74的上部板84处延伸。在另一个实施例中，真空导向器354与轴环125和上部叶轮壳124整体形成。真空导向器354在内部空间392和间隙378之间限定了一个气流通道，所述内部空间392由空气叶轮74限定(图11)，所述间隙378(图4)限定在轴延伸部分356和轴环125的内部之间。如图4中所示，真空导向器354是这样被定位的，即，使一个顶边与空气叶轮74的上部板84隔开，从而使空气叶轮的内部空间392以流体连通的方式与真空导向器354的内部相通。真空导向器354的内部也通过间隙378以流体连通的方式与泵室129相通，从而从空气叶轮的内部空间392到泵室129形成了一个连续的且不间断的流动通道。由于真空导向器与静止上部叶轮壳124相连，因此真空导向器不会随着马达轴76旋转。如图5中所示，空气叶轮74还包含多个设置在上部板84和一个下部板86之间的叶片88。
参见图11，轴延伸部分356以可被螺纹拧入的方式与马达轴76相连，轴延伸部分356从平衬垫82B延伸，穿过形成于空气叶轮74的下部板86中的一个开口92，穿过形成于空气叶轮壳70中的一个开口72，最后被螺纹拧入到设置在上部泵组件120的泵室129内的泵轮352中。
参见图6A-6C，其中详细地示出了泵轮352。最好用尼龙6制造的泵轮352包括一个基板386，所述基板386具有一个被紧固到轴延伸部分356一端的螺纹孔387以使泵轮352被固定于泵室129内。由四个叶轮片388构成的第一组叶片与基板386整体形成并从基板386处向下延伸。由四个叶轮片390构成的第二组叶片与基板386整体形成并从基板386处向上延伸。第一组和第二组中的叶轮片388、390的具体数量和形状不是重要的。然而在优选实施例中，每个叶片388、390都相对于轴延伸部分356轴对准。因此，第一组叶轮片的外侧边形成了一个外直径370，而第二组叶轮片的外侧边也形成了一个外直径372。在一个最佳实施例中，如下面以更详细的方式进行描述的，第二组的外直径372大于第一组的外直径370。所述第一组和第二组中的叶轮片388、390同时随着轴延伸部分356旋转。
再参见图3，盖板栅栏106具有几个支撑一个底板110的支柱108。底板110限定了一个椭圆形开口112。一个可去除的泡沫过滤器116包围盖板栅栏106的周边，并且如图3中所示，在真空清洁器30的干态使用期间，为了阻止尘土进入开口112和干扰所述盖板栅栏组件，一个布滤器118可以被放置在所述盖板栅栏106周围。一个装配环119将泡沫过滤器116和布滤器118夹持就位。通过使装配环119在泡沫和布滤器116，118上滑动以及使装配环119滑动到板盖44的底部可将所述装配环119放置于适当的位置处。如果不使用上述的分开的泡沫和布滤器116，118，也可以使用更易于更换的整体式过滤筒。
在所示的实施例中，上部泵组件120有一个将上部泵组件120连接到空气叶轮壳70上的泵安装部分122。如在图11中所示，上部泵组件120包括与泵安装部分122整体形成的上部叶轮壳124；一个下部叶轮壳126，在本实施例中，下部叶轮壳126被拧入上部叶轮腔124中；以及泵轮352，如上所述，泵轮352被连接到轴延伸部分356上。上部叶轮壳124的内部和下部叶轮壳126的顶部形成泵室129。轴延伸部分356使泵轮352吊挂在上部叶轮壳124和下部叶轮壳126之间的泵室129内，从而使泵轮352能够在泵室129内自由旋转。上部叶轮壳124和下部叶轮壳126最好由丙烯腈丁二烯苯乙烯的共聚物(“ABS”)制成。
现在参照图11，下部叶轮壳126限定了一个上部出口侧壁136和一个入口侧壁134。上部出口侧壁136是下部叶轮壳126的最靠外的并且较长的侧壁，并且当装配所述泵128时，上部出口侧壁136形成泵出口130的一部分。上部出口侧壁136的底部向外张开以便于泵128的装配。入口侧壁134径向地设置于上部出口侧壁136内，并且长度较短。当装配泵128时，入口侧壁134形成泵入口138的一部分。开口139径向地形成于所述入口侧壁134内，这样当装配泵128时可使泵入口138以流体连通的方式与泵室129相通。
再参见图3，盖板栅栏106还包围了一个空气叶轮保护罩146。空气叶轮保护罩146从空气叶轮壳70的底部向下延伸并且被设置在泵安装部分122周围。空气叶轮保护罩146起到将大杂质挡在空气叶轮组件68外面的作用，以防止这样的大杂质干扰空气叶轮74的运转。空气叶轮保护罩146由肋状板条制成，这使得空气叶轮保护罩146能够将大杂质挡在空气叶轮组件68的外面，而使空气能够在空气叶轮组件68和箱32之间流动。
上部真空组件34还容纳了一个通常用150表示的机械关闭和超控组件。机械关闭和超控组件150包括前述的开关致动组件60、一个开关151、一个浮标152和一个浮子154。机械关闭和超控组件150可采用任何的常规设计形式或者可是如在美国专利申请号为No.08/727318的申请中所披露和请求保护的那种类型的组件。在本实施例中，开关致动组件60和开关151位于盖罩48内，浮子154抵靠在盖板栅栏106的底板110上。开关151控制马达93的电源，开关151具有“ON”位置和“OFF”位置。所述开关151被连接到用户可控致动器62和浮子154上。浮子154是中空的，可以用任何合适的材料制成，比如聚丙烯共聚物。浮子154限定了一个杆式容器(rod receptacle)156，浮标152可以设置在标托156内。浮标152从浮子154处向上延伸，经过板盖44和马达壳体46，从而在开关151和浮子154之间提供连接。
流体排出组件162的上部160也被安放在上部真空组件34内(图10)。参照图7-9B，形成流体排出组件162的上部160的三个主要部件是一个阀壳164、两位球阀58和一个排出弯管166。如在图7中所看到的，弯管166位于形成在阀壳164内的一个弯头腔168内，并且弯管166可通过任何装置，在本实施例中实际使用的是一对螺丝钉170(图8)，被连接到阀壳164上。一对连接舌片171(图8)和一系列定位肋条172与弯管166整体形成。当装配真空清洁器30时，连接舌片171用于将流体排出组件162的上部160连接到马达壳体46上，定位肋条172用于使弯管166在马达壳体46内定位。弯管166内还形成有一对J-形沟槽173，J-形沟槽173用于将流体排出组件162的下部218连接到上部160(图10)上。在干态抽吸过程中，一个塞子175可以被放置于弯管166内以堵住弯管166的一个开口177(图3)。塞子175与弯管166内的J-形沟槽173相互作用以使塞子175保持就位。
利用一些密封件和封闭件可使弯管166和阀壳164之间形成了流体密封。在本实施例中，用O形圈来做密封件，但应该认识到，本领域任何已知形状的密封件都可以满足需要。与弯管166整体形成的一个壳罩174可在阀壳164接触弯管166的位置处罩住阀壳164。在阀壳164内，一个密封件176设置在弯管166周围以在阀壳164和弯管166之间形成流体密封，设置在弯管166和球阀58之间的一个密封件178能够阻止流体渗入弯管166和球阀58之间。
球阀58有一个与液流调节球182整体形成的位置旋钮180。液流调节球182有一个贯穿其的通道184，液流调节球182能够被转动以使通道184处于以流体连通的方式与弯管16的内部相通。位置旋钮180位于阀壳164的外侧。如上所述，一个密封件178阻止流体渗入弯管166和流体流调节球182之间。一个类似的位于流体流调节球182的相对一侧密封件186阻止流体渗入流体流调节球182和阀壳164之间。另一个设置在流体流调节球182和位置旋钮180之间的密封件188阻止流体渗过位置旋钮180。真空清洁器排出口56由阀壳164限定，并且被螺纹部分包围，这样，当需要排出流体时，使用者就可以将有螺纹接头192的排出软管190(例如橡胶软管)(图10)连接到阀壳164上。
特别参见图7、8、9A-B，球阀58有两个操作位置以控制流体的排出速度。图9A示出了当泵不排放任何流体时球阀58处于关闭位置(OFF)；图9B示出了当泵从真空清洁器30中排液时球阀58处于打开位置(ON)。位置旋钮180利用与位置旋钮180整体形成的两个销208a-b中的一个的位置，指示出球阀58处于何种位置。当销208a指向真空清洁器排出口56时，如图9A所示，球阀58处于关闭位置(OFF)。在处于关闭位置(OFF)时，弯管166的内部与真空清洁器排出口56之间的通道被流体流调节球182阻断。在处于这种位置时，流体流调节球182被转动以使通道184垂直于弯管166的内部和真空清洁器排出口56移动并且不与它们连通。使用者也能转动位置旋钮180使得销208b指向真空清洁器排出口56，如图9B所示。球阀58则处于打开位置(ON)，同时通道184与弯管166的内部和真空清洁器排出口56对准，以形成一个从弯管166的内部到真空清洁器排出口56的完整通道，从而使流体可从真空清洁器30中排出。
图10-11示出了已安装有一个泵接合组件210的真空清洁器30。参照图10，泵接合组件210包括一个下部泵组件212、一个入口管214、一个进液组件216和流体排出组件162的下部218。参照图11，下部泵组件212最好由ABS材料制成，其向上延伸进入到上部泵组件120中以形成泵128。上部出口侧壁136的底部向外张开有助于下部泵组件212插入到上部泵组件120中。泵接合组件210被一个椭圆形凸缘219固定在适当的位置处(图10)，椭圆形凸缘219与泵接合组件210的一个下部出口侧壁224整体形成。当泵接合组件210位于固定位置时，椭圆形凸缘219位于盖板栅栏106内并横过底板110的椭圆形开口112，从而使椭圆形凸缘219的长轴基本上与椭圆形开口112的长轴垂直。在该被安装的结构中，下部泵组件212的一个泵入口管220向上延伸进入到入口侧壁134中以形成泵入口138，并且下部泵组件212的下部出口侧壁224向上延伸进入到上部出口侧壁136中以形成泵出口130。泵入口管220和入口侧壁134相互作用以在两者之间形成流体密封。流体密封是通过一个密封件222与入口侧壁134的相互作用形成的。密封件222设置在泵入口管220中的一个沟槽223中。以类似的方式，上部出口侧壁和下部出口侧壁136，224也相互作用以形成流体密封。设置在形成于下部出口侧壁224内的沟槽228中的一个密封件226与上部出口侧壁136相互作用以形成流体密封。
再参见图10，泵入口管220安装在入口管214中。入口管214的另一端与形成在进流体口组件216上的一个配件230相连。进液组件216有一个空心体250，空心体250的底部被一个板252封闭。一个盖板254被连接到空心体250的顶部，一个筛网256被设置在板252和盖板254之间的空心体250的周围。配件230形成在空心体250的顶部，配件230向上延伸穿过形成于盖板254中的一个开口280，并且如上所述与入口管214连接。配件230还向下延伸进入空心体250中并终止在一个入口部分231处。在空心体250的顶部中还形成有一个进液口282，进液口282使空心体250的内部以流体连通的方式与箱32相通。
在泵128的出口侧上，一个与泵128的下部出口侧壁224整体形成的配件240将流体排出组件162的一个排出管244连接到下部出口侧壁224上。这种连接使泵出口130以流体连通的方式与流体排出组件162相通。排出管244从下部出口侧壁224延伸到流体排出组件162的上部160的弯头166处，一个连接到排出管244端部的可转动连接器284在该位置处将排出管244连接到弯头166上。可转动连接器284是一个自由旋转元件并且没有被固定到排出管244上。可转动连接器284有一对与其整体形成的凸起286(图8)。为了将排出管244连接到上部160的弯头166上，使用者操纵可转动连接器284以使凸起286与弯头166内的一对J-形沟槽173(图10)对准。使用者然后将可转动连接器284插入到弯头166内，沿着J-形沟槽173推动凸起286，并且可根据需要扭转可转动连接器284。当凸起286到达J-形沟槽173的端部，流体排出组件162的下部218被锁在适当的位置处，流体排出组件162完成。一个设置在排出管244端部的一个沟槽289内的密封件287防止流体从弯头166渗入到箱32中(图10)。
真空清洁器30可以三种方式运行干态抽吸方式、湿态抽吸方式和泵吸方式。图3示出了在干态抽吸方式下工作的真空清洁器30。以干态抽吸方式工作时，球阀58处于关闭位置(OFF)，塞子175在弯头开口177内，布过滤器118设置在盖板栅栏106周围以阻止灰尘进入开口112中。为了将真空清洁器30转到在湿态抽吸方式下工作(在没有从箱32中泵吸流体的情况下)，布过滤器118被移开，球阀58保持在关闭位置(OFF)处，塞子175保持在弯头开口177内。为了在干态抽吸方式下或在湿态抽吸方式下操作真空清洁器30，使用者接合可控致动器62，以启动马达93。工作的马达93通过马达轴76使在空气叶轮腔70内的空气叶轮74转动，空气叶轮腔70在箱32内产生真空。现在使用者就能利用真空将物质吸入箱32中了。当使用者完成吸尘工作或箱32已满时，使用者可以通过接合可控致动器62来关闭马达93而停止吸尘。在湿态抽吸方式下，如果箱32中的液面太高的话，机械关闭和超控组件150将自动关闭马达93。
为了将真空清洁器30转到在泵吸方式下工作，安装泵接合组件210(图10-11)。为了安装泵接合组件210并完成泵128，使用者将泵接合组件210的下部泵组件212插入到盖板栅栏底板110内的开口112中，将椭圆形凸缘219与椭圆形开口112对准，并将椭圆形凸缘219推过椭圆形开口112以使椭圆形凸缘219目前处于盖板栅栏106内。使用者将下部泵组件212插入到上部泵组件120的下部叶轮壳126中，接着扭转泵接合组件210以使椭圆形凸缘219的长轴与椭圆形开口112的长轴基本垂直，从而将泵接合组件210固定于适当的位置处。如上所述，上部出口侧壁136的底部向外张开有助于泵接合组件210插入到下部叶轮壳126中。在插入过程中，泵入口管220在下部叶轮壳126的上部入口侧壁134内滑动，并且密封件222与上部入口侧壁134形成密封。类似地，下部泵组件212的下部出口侧壁224在下部叶轮壳126的上部出口侧壁136内滑动，并且密封件226与上部出口侧壁136形成密封。已完成的泵128包括泵入口138，泵入口138是由泵入口管220与入口侧壁134的相互作用形成的；设置于泵室129内的泵轮352；以及泵出口130，泵出口130是由上部出口侧壁136和下部出口侧壁224形成的。泵128的每一个零件的尺寸都将取决于泵128的期望流速。另外，马达93的功率也将影响许多部件的尺寸和设计，包括泵轮352在内。为了完成泵接合组件210的安装和流体排出组件162的构造，使用者将排出管244连接到流体排出组件162的上部160。如上所述，为了将排出管244连接到流体排出组件162的上部部分160，使用者转动排出管244的可转动连接器284以使可转动连接器284的凸起286与弯头166的J-形沟槽173(图10)对准。在凸起286对准后，使用者沿着J-形沟槽173推动凸起286直到凸起286到达J-形沟槽173的端部(图8)。在凸起286处于J-形沟槽173的端部后，可转动连接器284和流体排出组件162的下部218被锁在适当的位置，从而完成泵接合组件210的安装和流体排出组件162的构造。
如果使用者期望将大的颗粒从被吸入真空清洁器30的物质中过滤出来，使用者可以在箱32中安装一个网式集尘袋并将该袋与入口40连接。网式集尘袋可以是在美国专利申请号为No.08/903635的申请中所披露的和要求保护的那种网式集尘袋。在泵接合组件210被安装后，如果需要的话还可安装任何类型的集尘袋，使用者将组合的上部真空组件34/泵接合组件210插入到箱32中，接着用销52将板盖44固定到箱32上。
参照图10，为了在湿态抽吸方式和泵吸方式的组合方式下操作真空清洁器30，使用者首先通过控制可控致动器62以将马达93置为打开“ON”。已启动的马达93通过组合的马达轴76/轴延伸部分356使空气叶轮74和泵轮352同时转动。在腔70内转动的空气叶轮74减小了箱32中的压力，从而形成真空。转动的空气叶轮74还在空气叶轮74的内部空间392内产生了一个低压区域，使得空气叶轮74的内部空间392的压力低于箱32中的真空。在箱32中形成的真空通过真空管43和入口40将空气、流体和/或其他物质吸入到箱32中。如果在入口40周围使网式集尘袋就位，所述网式集尘袋将被吸入到箱32中的特别大的颗粒过滤出来，这将减小泵128被堵塞的可能性。即使不使用泵128时，网式集尘袋还能用于从被收集进箱32中的流体中过滤大的颗粒，这样当箱32被倾倒或排出到一个排水道中时，大的颗粒也不会堵塞排水道。被吸入箱32中的空气通过泡沫过滤器116和盖板栅栏106进入到马达壳体46中，最后经排放槽54排出。
当马达93连续运转时，流体会连续收集在箱32中。当流体收集在箱32中并且液面升高，流体将进入到进液口组件216中。流体将流过筛网256并通过开口282进入到空心体250中。然后流体被收集进空心体250中。当空心体250中的液面达到配件230的入口部分231时，泵128能够自动起动。因为在空气叶轮74的内部空间392中由空气叶轮74所产生的低压区域在泵室129中产生一个低压区域以及如上所述，由于在空气叶轮74的内部空间392和泵室129之间形成气流通道，因此这种起动是可能的。当泵室129内的低压足以将收集在配件230的入口部分231处的流体向上通过配件230、通过入口管214、通过泵入口138并吸入到泵室129中，从而起动泵128。只要流过箱入口40，泵室129内的低压就通常低于箱32的真空压力。然而，由于第二组叶轮片390的转动产生的压力而使向上流入到泵室129中的流体不经过在轴延伸部分256与轴环125之间的间隙378，所以也将不进入到空气叶轮74或马达93的区域。如上所述，第二组叶轮片390的外直径372最好大于第一组叶轮片288的外直径370以确保由第二组叶轮片390产生的压力大于由第一组叶轮片288产生的压力，从而阻止流体通过间隙378渗漏。在大部分情况下，位置旋钮180必须处于关闭位置(OFF)以起动泵128。否则大气中的空气将从排出口56被充入到泵室129中，从而阻止在泵室129中形成低压区域。
尽管，为了能够进行清楚的描述，所示的泵128带有一个特定类型的起动装置350，可以理解的是，本发明的教导决不只限于与那种特定类型的起动装置结合使用。与此相反地，任何类型的能适当地起动填充泵室129的起动装置都可与本发明所涉及的泵128结合使用，这些起动装置包括但不限于通过泵入口或出口填充泵室129的装置。当泵128被用于其它没有提供单独的空气叶轮的应用中时，起动装置可包括一个用于将流体吸入进泵室129中的马达冷却风扇。如上所述，本发明所涉及的泵128尤其适用于一种具有这里所述的起动装置350的真空清洁器中，这是因为间隙378可被用于使空气叶轮的内部空间392以流体连通的方式和泵室129相通。因为第二组叶轮片390，因此可以在没有流体渗过间隙378的情况下增加间隙378的尺寸。
被泵吸的流体将从泵室129被泵吸到泵出口130和流体排出组件162中。如果位置旋钮180处于关闭位置(OFF)，流体将退回流体流调节球182的后面，并且不会通过排出口56从真空清洁器30中排出。然而，在使用者准备从真空清洁器30中排出流体时，使用者可以将位置旋钮180旋转到打开位置(ON)，使真空清洁器30将被泵吸的流体通过排出口56排出并进入到导管190中。在起动泵128后，如果密封件222受损也不可能无法保持起动。当泵128泵出流体时，密封件222被流体包围，这是因为被入口侧壁134和泵出口130封闭的区域充有流体。这样，即使密封件222开始受损，空气也不会进入泵室129而使泵128无法保持起动。但是，泵128将在这种情况下工作效率会降低。
如果在抽吸时箱32中的液面太高，那么机械关闭和超控组件150将自动关闭马达93。当箱32中的流体达到浮子154的高度时，流体向上推动浮子154，浮子154向上推动浮标152。最终，上升的流体将浮标152推动到足够高的位置处以使开关151转动到(OFF)位置处，从而使马达93停止转动以及使空气叶轮74与泵轮352停止转动。浮子154应被放置于足够低的位置以便在液面足够高并且流体开始进入空气叶轮74之前使马达93被转到“OFF”位置处。在马达93被转到“OFF”位置处后，使用者在泵吸方式下有两个选择使用者可以移开上部真空组件34并以手动的方式清空箱32或者使用者可通过以机械的方式超控浮子关闭避开浮子的关闭。当使用者利用真空清洁器30完成真空抽吸或泵吸后，使用者通过推下使用者可控致动器62，可将真空清洁器30转到“OFF”位置处。
本发明所涉及的泵与现有技术中所涉及的泵相比具有显著的优点。通过提供有第二组叶轮片的叶轮组件可使泵在不需要机械密封的情况下阻止了流体渗过轴和轴开口之间的间隙。因此，当轴延伸部分旋转时，在轴延伸部分上没有磨损或引起磨损的密封件，也没有由这样的密封件与轴延伸部分的接合而产生的摩擦热。当轴旋转时，泵也容许偏心率和摆动的存在。此外，泵可以在没有快速损坏机械密封的危险下以干态的形式操作。
依照所示实施例，泵最好被装入到能够收集干态物质和流体的真空清洁器中。因为没有流体渗入空气叶轮或马达中的危险，因此泵允许以更靠近泵的方式安装空气叶轮。这使轴延伸部分更短，从而可以减小磨损和噪音。另外，与已知的真空清洁器相比，连接到转动的马达轴上的部件数量减少了，从而进一步减少马达轴和轴延伸部分上的磨损。
前面详细说明的内容仅是为了便于理解，不能认为是对本发明的限定，本领域普通技术人员显然可对其进行各种修改。
权利要求
1.一种用于传输流体的泵，所述泵适于与具有旋转马达轴的马达结合使用，所述泵包括一个泵壳，所述泵壳具有入口、出口和轴开口，所述壳体限定一个泵室；一个叶轮轴，所述叶轮轴具有适于与所述马达轴相连的第一端部和设置在所述泵室内部的第二端部，并且所述叶轮轴延伸穿过所述泵中的轴开口，而且使所述叶轮轴的尺寸成使所述叶轮轴和所述轴开口之间限定一间隙；以及一个叶轮，所述叶轮被设置在所述泵室内并与所述叶轮轴的第二端部相连，所述叶轮组件包括第一组叶轮片和第二组叶轮片，所述第一组叶轮片位于所述泵壳的入口和出口附近，用于通过所述入口吸入流体和通过所述出口排出流体，所述第二组叶轮片位于所述泵壳的轴开口附近，用于产生能够将流体推离所述轴开口的压力，从而可阻止流体通过所述间隙渗漏。
2.如权利要求1所述的泵，其特征在于，在所述第一组叶轮片中的每一个叶轮片相对于叶轮轴径向对准并且具有一个外边缘，所述外边缘限定一个叶片外直径，在所述第二组叶轮片中的每一个叶轮片相对于叶轮轴径向对准并且具有一个外边缘，所述外边缘限定一个叶片外直径。
3.如权利要求2所述的泵，其特征在于，由所述第二组叶轮片限定的叶片外直径大于由所述第一组叶轮片限定的叶片外直径。
4.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述泵还包括一个以流体连通的方式与泵室相通的起动装置以及在横穿所述起动装置内的流体的方向上产生压差的装置，从而能够起动泵。
5.一种适合于与旋转马达轴相连的真空清洁器，所述真空清洁器包括一个箱，所述箱具有用于接受流体物质的入口并且限定一个内部；一个叶轮轴，所述叶轮轴适于与所述旋转马达轴相连；一个泵壳，所述泵壳限定了泵的内部，所述泵壳有入口、出口以及轴开口，使所述轴开口的尺寸成接收所述叶轮轴，在所述轴开口和所述叶轮轴之间限定一间隙；一个泵轮，所述泵轮被设置在泵的内部并与所述叶轮轴相连，所述泵轮包括第一组叶轮片和第二组叶轮片，所述第一组叶轮片位于所述泵壳的入口和出口附近，所述第二组叶轮片位于所述泵壳的轴开口附近；一个泵入口，所述泵入口设置在所述箱的内部并与所述泵壳的入口以流体连通的方式相通，其中通过所述泵入口使泵的内部与所述箱的内部以流体连通的方式相通；一个空气叶轮组件，所述空气叶轮组件以气流连通的形式与所述箱的内部相通，所述空气叶轮组件包括一个壳体和设置在所述壳体内的从动空气叶轮，所述壳体限定一个开口，所述开口以气流连通的形式与所述箱的内部相通，其中所述从动叶轮在所述箱的所述内部中产生一个压力较低的压力区；一个起动装置，所述起动装置以流体相通的方式与所述泵的内部相通；以及在横穿起动装置内的流体的方向上产生压差的装置，从而能够起动泵。
6.如权利要求5所述的真空清洁器，其特征在于，所述空气叶轮限定一个内部空间，其中所述从动空气叶轮在所述内部空间中产生一个压力较低的低压区域，其中所述起动装置使泵的内部以气流连通的方式与产生在所述内部空间中的低压区域连通。
7.如权利要求6所述的真空清洁器，其特征在于，该起动装置包括一个真空导向器，所述真空导向器从由所述空气叶轮限定的内部空间延伸到限定在所述叶轮轴和泵壳的轴开口之间的间隙。
8.如权利要求5所述的真空清洁器，其特征在于，所述真空清洁器包括一个流体排出组件，所述流体排出组件限定了一个真空清洁器排出口，所述流体排出组件使泵壳的出口以流体连通的方式与真空清洁器排出口相通，从而排出由箱接收的流体。
9.如权利要求8所述的真空清洁器，其特征在于，所述泵包括一个上部泵组件和一个下部泵组件，所述流体排出组件包括一个上部和一个下部，所述真空清洁器还包括一个泵接合组件，所述泵接合组件包括下部泵组件和所述流体排出组件的下部，其中所述泵接合组件可从真空清洁器移开，并且可沿着在上部泵组件和下部泵组件之间的连接部分和沿着流体排出组件的上部和下部之间的连接部分将所述泵接合组件从真空清洁器上分离下来。
10.如权利要求5所述的泵，其特征在于，在所述第一组叶轮片中的每一个叶轮片相对于叶轮轴径向对准并且具有一个外边缘，所述外边缘限定一个叶片外直径，其中在所述第二组叶轮片中的每一个叶轮片相对于叶轮轴径向对准并且具有一个外边缘，所述外边缘限定一个叶片外直径。
11.如权利要求10所述的泵，其特征在于，由所述第二组叶轮片限定的叶片外直径大于由所述第一组叶轮片限定的叶片外直径。
12.一种适于与旋转马达轴相连的真空清洁器，所述真空清洁器包括一个箱，所述箱具有用于接受流体物质的入口并且限定一个内部；一个叶轮轴，所述叶轮轴适于与所述旋转马达轴相连，一个泵壳，所述泵壳限定了泵的内部，所述泵壳有入口、出口以及轴开口，所述轴开口的尺寸适于接收所述叶轮轴，在所述轴开口和所述叶轮轴之间限定一间隙；一个泵轮，所述泵轮被设置在泵的内部并与所述叶轮轴相连，所述泵轮包括第一组叶轮片和第二组叶轮片，所述第一组叶轮片位于所述泵壳的入口和出口附近，所述第二组叶轮片位于所述泵壳的轴开口附近；一个泵入口，所述泵入口设置在所述箱的内部并与所述泵壳的入口以流体连通的方式相通，其中通过所述泵入口使泵的内部与所述箱的内部以流体连通的方式相通；一个空气叶轮组件，所述空气叶轮组件以气流连通的形式与所述箱的内部相通，并且所述空气叶轮组件包括一个壳体和一设置在所述壳体内的从动空气叶轮，所述壳体限定一个开口，所述开口以气流连通的形式与所述箱的内部相通，并且所述空气叶轮限定一个内腔，其中所述从动叶轮在所述箱的所述内部中以及在由空气叶轮所限定的内腔中产生一个压力较低的压力区；以及一个起动装置，所述起动装置设置在所述空气叶轮和所述泵之间，其中通过所述起动装置使泵的内部以气流流体的方式与产生在由空气叶轮所限定的内腔中的低压力区相通，当由所述箱接收的流体物质通过所述泵入口被抽入到泵的内部中时，所述泵被起动。
13.如权利要求12所述的真空清洁器，其特征在于，该起动装置包括一个真空导向器，所述真空导向器从由所述空气气流限定的内部空间延伸到限定在所述叶轮轴和泵壳的轴开口之间的间隙。
14.如权利要求12所述的泵，其特征在于，在所述第一组叶轮片中的每一个叶轮片相对于叶轮轴径向对准并且具有一个外边缘，所述外边缘限定一个叶片外直径，其中在所述第二组叶轮片中的每一个叶轮片相对于叶轮轴径向对准并且具有一个外边缘，所述外边缘限定一个叶片外直径。
15.如权利要求14所述的泵，其特征在于，由所述第二组叶轮片限定的叶片外直径大于由所述第一组叶轮片限定的叶片外直径。
全文摘要
本发明涉及一种泵，所述泵具有一个壳体，所述壳体限定一个泵室并具有一个轴开口。一个叶轮轴通过轴开口延伸而且所述叶轮轴的尺寸是这样设定的，即，使所述叶轮轴和所述轴开口之间限定一间隙。叶轮连接于泵室内的轴。叶轮包括第一组叶轮片和第二组叶轮片，所述第一组叶轮片用于通过泵室输送流体，所述第二组叶轮片用于产生能够将流体推离所述轴开口的压力。具有非密封轴的泵可阻止流体通过所述间隙渗漏，因此特别适用于一种能够收集干态物质和流体的箱式真空清洁器。所述间隙用于这样的应用中以起动泵，从而排出被收集在箱中的流体。
文档编号A47L7/00GK1425109SQ00818481
公开日2003年6月18日 申请日期2000年3月20日 优先权日1999年8月26日
发明者R·C·贝菲尔德 申请人:瓦克商店公司