专利名称：冷凝泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一种从HVAC系统的蒸发器收集冷凝水并将冷凝水泵送到另一地点以用于处理的冷凝泵。更具体地说，本发明的冷凝泵包括用于电磁泵的安装系统和用于电磁泵的驱动电路以减少噪音和增加工作效率。
背景技术：
冷凝泵从HVAC系统的蒸发器收集冷凝水并将冷凝水泵送到远处地点以用于处理。特别是，常规冷凝泵包括用于收集来自HVAC系统的蒸发器的冷凝水的容器、用于将水从容器泵送到远处地点的叶轮泵和驱动该叶轮泵的电动机。容器中的浮子检测容器中冷凝水的液面高度并启动控制电路来控制电动机的操作。在某些小型HVAC系统中，冷凝泵可以采用代替叶轮泵的电磁泵、以及冷凝水收集容器。在有些情况下，该电磁泵和该容器可以是分离的。常规电磁泵被设计为以固定交流输入电压和频率工作，例如60Hz下120伏的标准家用电流。这种常规电磁泵2示于图1中。 该常规电磁泵2包括带有进口 6和出口 8的泵缸4。中空的圆柱形柱塞10可滑动地安装在该泵缸4的压力室14内。该柱塞10通过电磁线圈22被推向进口 6。该柱塞10通过柱塞弹簧20被推向出口 8。该柱塞10具有在进口 6和该泵缸4的压力室14之间形成连通通道的内部柱塞通道12。第一止回阀16在压力室14内接合该柱塞通道12。第二止回阀18在邻近出口 8处密封该压力室14。在工作过程中，该电磁线圈22通过二极管连接到具有50/60HZ频率的交流电源。 源自交流电源的电压在图2中表示为全波形24。由于二极管的操作，施加到电磁线圈22 上的电压在图2中表示为半波整流波形26。该半波整流波形26具有吸入部分(intake portion) 28和排出部分(discharge portion) 30。在整流波形26的吸入部分28期间，该电磁线圈22励磁并且通过该电磁线圈22将柱塞10推向进口 6。当通过电磁线圈22将柱塞10推向进口 6时(吸入部分28)，第一止回阀16允许冷凝水进入泵缸4的压力室14内， 而第二止回阀18阻止冷凝水从出口 8回流到压力室14内。在整流波形26排出部分30期间，该电磁线圈22去磁并且通过柱塞弹簧20将柱塞10推向出口 8。当通过柱塞弹簧20将柱塞10推向出口 8时(排出部分30)，第一止回阀16密封该柱塞通道12以使压力室14内的冷凝水通过第二止回阀18并排出出口 8。由于电磁线圈22的电磁效应、柱塞弹簧20的机械谐波(mechanical harmonics) 和变化吸入和排出压力的动态特性，在现有技术中，通过单个二极管连接到交流电源的电磁泵2不可能在所有条件下高效工作。特别是，在电磁线圈22中的交流电朝向进口 6驱动该柱塞10期间(吸入部分28)，即使柱塞10已经达到其行程末端之后电流仍继续流入电磁线圈22。在柱塞10已经达到其行程末端之后继续向电磁线圈22施加电流会造成电磁线圈22中不必要的热量积累。这种热量积累限制了电磁泵2工作的电压范围和频率范围。 另外，由于柱塞10压缩柱塞弹簧20，使用半波整流波形26引起柱塞10在柱塞行程末端撞击泵缸4的端部。因此，通过单个二极管连接到交流电源的常规电磁泵2是有噪音的。
发明内容
本发 明的一个目的是提供一种电磁泵，该电磁泵具有增加的能效、较低的可听声音级别和增强的与不同交流电源的兼容性。为了增加效率，本发明包括电磁泵电子控制模块，其在泵周期的吸入部分控制流向电磁线圈的电流。特别是，当已经克服柱塞弹簧的力将柱塞推动到其端点时，该电子控制模块切断通向电磁线圈的电流。通过在泵周期的吸入部分期间一旦该柱塞到达其端点时切断通向电磁线圈的电流，额外的电流不会流向该电磁线圈，因此减少该线圈上不必要的发热。由于通过在柱塞被推动到其端点时切断通向电磁线圈的电流而获得的效率，本发明的电磁泵可以使用具有在50/60HZ下100到250伏电压范围的交流电源进行工作。为了降低常规电磁泵产生的可听声音级别，本发明的电磁泵还采用电磁泵组件中用于电磁泵的安装系统、以及用于将本发明的电磁泵组件附接到支撑件上的安装设备。另夕卜，如上所述的电子控制模块的操作防止柱塞在泵周期的吸入部分期间撞击缸壳体的端部。当结合附图和所附权利要求考虑本发明接下来的详细说明时，本发明进一步的目的、特征和优势将变得显而易见。
图1是根据现有技术的电磁泵的示意图。图2是与用来驱动图1中电磁泵的交流电源有关的波形的示意图。图3是根据本发明的冷凝泵的示意图。图4是图3中示意性图示的根据本发明的冷凝泵的分解图。图5是根据本发明的冷凝泵的电磁泵组件的透视图。图6是根据本发明的冷凝泵的电磁泵组件的分解图。图7是根据本发明的冷凝泵的容器的正视图。图8是根据本发明的冷凝泵的容器的俯视图。图9是根据本发明的冷凝泵的容器的侧视图。图10是根据本发明的冷凝泵的容器的侧视图。图11是根据本发明的冷凝泵的容器的分解图。图12是根据本发明的冷凝泵的电磁泵电子控制模块的示意图。
具体实施例方式转向图3，根据本发明的冷凝泵2包括容器34和电磁泵组件36。对于该冷凝泵 32，容器34和电磁泵组件36可以分开，容器34靠近HVAC系统的蒸发器设置。替代地，该电磁泵组件36和容器34可组装成一个单元。容器34具有容器进口 48和容器出口 50。电磁泵组件36包括具有电磁泵进口 6和电磁泵出口 8的电磁泵2。通过连接在蒸发器和容器 34的容器进口 48之间的蒸发器软管38，来自HVAC系统的蒸发器的冷凝水通过重力被输送到容器34的容器进口 48。电磁泵组件36的电磁泵进口 6通过抽吸软管40连接到容器34 的容器出口 50。抽吸软管40包括通过抽吸软管波纹管56连接在一起的第一抽吸软管部分41和第二抽吸软管部分43。抽吸软管波纹管56是柔性的并且在冷凝泵组件36和容器34 之间提供隔音和隔振。当电磁泵组件36中的电磁泵2循环时，冷凝水被通过抽吸软管40从容器34吸到电磁泵2中并通过电磁泵出口 8和连接到电磁泵出口 8的排出软管42排出。排出软管42 包括通过排出软管波纹管58连接到一起的第一排出软管部分45和第二排出软管部分47。 排出软管波纹管58是柔性的并在冷凝泵组件36和与排出软管42的第二排出软管部分47 相接触的任何部件之间提供隔音和隔振。继续参考图3，该冷凝泵组件36进一步包括连接到交流电源37的电力电缆46，用于将交流电输送到该电磁泵2。控制电缆44将容器34中浮子控制模块52产生的信号连接到该电磁泵组件36中的电磁泵电子控制模块54。该浮子控制模块52确定容器34中冷凝水的液面高度并向该电子控制模块54发送信号以起停该电磁泵2。图4是冷凝泵32的分解图，显示了容器34和电磁泵组件36的组成部件。该电磁泵组件36在图5和图6中更详细地图示。该电磁泵组件36包括用于包装冷凝泵2和电路板62的壳体60 (图5)。电子控制模块54安装在电路板62上。壳体60包括金属盖64和金属底 座66。盖64在金属盖64的一端具有安装口 68而在金属盖64的另一端具有匹配的安装口。包括第一橡胶安装垫环70的减震材料将电磁泵2的出口 8卡在安装口 68内，包括第二橡胶安装垫环72的减震材料将电磁泵2的进口 6卡在金属盖64的相对安装口内。 橡胶安装垫环用来使电磁泵2产生的噪音和振动与壳体60的金属盖64隔离。包括橡胶安装箱74的减震材料围绕并附接于壳体60的底座66。橡胶安装箱74具有在其下侧的柔性肋78和用于将电磁泵组件36附接到支撑件的安装孔76。具有柔性肋78的橡胶安装箱74 设置在支撑件和金属底座66之间并用来使电磁泵组件36的振动与可安装电磁泵组件36 的支撑件隔离。转向图7-11，容器34包括容箱80、容箱盖82、和带有相关浮子的浮子控制模块 52。容箱80具有用于接收来自HVAC系统的蒸发器的冷凝水、带有过滤网83的容器进口 48，和用来连接到抽吸软管40的出口 50。容箱盖82支撑浮子控制模块52。浮子84随着容箱80中的冷凝水液面高度上下移动，并且浮子控制模块52在输出接头86处产生与容箱 80中冷凝水液面高度有关的浮子控制信号。接头86连接到控制电缆44(图3和4)。控制电缆44连接到电磁泵组件36的电路板62上的电磁泵电子控制模块54，以使得浮子控制信号起停该电磁泵2。为了减少噪音并提高电磁泵2效率，交流电源37(图3)通过电力电缆46和图12 中示意性图示的泵控制模块54连接到电磁线圈22。特别是，泵控制模块54的交流输入端子86和88连接到交流电源37。常开继电器开关90将交流电流源37连接至该泵控制模块 54。该继电器开关90由来自容器34中的浮子控制模块52的浮子控制信号控制。当容器 34中的浮子控制模块52确定浮子84已经达到容器中应开始泵送的液面高度时，浮子控制模块52产生的浮子控制信号通过控制电缆44连接到电子控制模块54。因此浮子控制信号闭合开关90，从而将交流电源37连接至泵控制模块54。随着开关90闭合，上升的交流电压(图2中波形24)在泵周期的吸入部分28(图2)期间使节点92为正电压。在泵周期的吸入部分28期间，节点92处的正电压使功率场效应晶体管FET 94传导电流。通过FET 94 传导的大部分电流经过二极管96、电磁线圈22和电流传感电阻98。因为电磁线圈22被设计为允许由50Hz或60Hz的交流电源进行操作，电磁线圈22的电感较大，电磁线圈22中的电流滞后于电磁线圈22的电压。随着电磁线圈22中的电流增加，柱塞10(图1)开始移动并压缩柱塞弹簧20。同时，随着电磁线圈22中的电流增加，电流传感电阻98的电压 增加。 一旦电流传感电阻98的电压上升到由跨过二极管100、电阻器102和分压电阻器104的压降所确定的值，节点106处的电压上升到足够起动半导体闸流管108的值。半导体闸流管 108的导通将FET 94的栅电压接地，在泵周期26(图2)吸入部分28的剩余部分中切断通向电磁线圈22的电流。一旦在PET 94的作用下切断通向电磁线圈22的电流，柱塞弹簧20 朝向出口 8推动柱塞10，因此排出来自泵的冷凝水。通过调整分压电阻器104的设置，可调节在每半个周期的吸入部分28期间传递到电磁线圈22的能量的数量从而获得最佳性能和最小的可听噪声。由于电磁泵控制模块54 的自调节操作，设计用于特定工作电压和频率(例如60Hz下100伏)的标准电磁泵2可在包括50/60HZ下100-250伏的扩展范围内工作，而在电磁线圈22或柱塞10上没有不适当的变形(undue strain)。虽然以上参考一个实施例对本发明进行了描述，但是可以理解的是，在本文所述和所附权利要求所述的本发明的本质和范围内可进行改变和变形。
权利要求
1. 一种用于收集冷凝水并将该冷凝水泵送到远处地点的冷凝泵，其包括a.用于收集冷凝水的冷凝水容器；b.电磁泵,所述电磁泵包括 i.带有进口和出口的缸；ii.能滑动地安装在该缸中的柱塞，用于将冷凝水从容器吸入到缸中并将冷凝水排出该缸；和iii.用于在该缸内移动柱塞的电磁线圈；c.具有第一个半周期和第二个半周期的交流电源；和d.连接到该交流电源的电磁泵控制模块，其中该电磁泵控制模块i.在该交流电源的第一个半周期期间将该交流电源连接至该电磁泵的电磁线圈；和 ii.在已经将预定量的能量传递到该电磁线圈时将该交流电源与该电磁泵的电磁线圈断开连接。
2.根据权利要求1所述的冷凝泵，其特征在于该预定量的能量是借助于流过该电磁线圈的电流量进行检测的。
3.根据权利要求1所述的冷凝泵，其特征在于该预定量的能量是可调节的。
4.一种用于收集冷凝水并将该冷凝水泵送到远处地点的冷凝泵，其包括a.用于收集冷凝水的冷凝水容器；b.电磁泵组件，所述电磁泵组件包括 i.用于安装在支撑件上的壳体；ii.设置在该壳体和支撑表面之间的减震箱；和iii.连接到该冷凝水容器的电磁泵，所述电磁泵用于将冷凝水从容器吸入并将冷凝水泵送到远处地点，其中该电磁泵通过减震材料安装在该壳体内。
5.根据权利要求4所述的冷凝泵，其特征在于该冷凝水容器和电磁泵组件是相互分离的并通过抽吸软管相连以使该冷凝泵能从该容器吸入冷凝水。
6.根据权利要求5所述的冷凝泵，其特征在于该抽吸软管包括柔性波纹管。
全文摘要
用于HVAC系统的冷凝泵包括容器、带有电磁泵的电磁泵组件和电磁泵电子控制模块，该电磁泵电子控制模块用于限制在交流电源的一半周期期间传递给该电磁泵的能量的数量。该电磁泵通过减震材料安装在电磁泵组件上，并且该电磁泵组件利用介于电磁泵组件和支撑件之间的减震材料安装在支撑件上。
文档编号F04B17/00GK102159834SQ200980136936
公开日2011年8月17日 申请日期2009年8月13日 优先权日2008年8月15日
发明者C·B·沃德 申请人:迪沃塞泰克公司