一体式的往复引水器驱动装置制造方法
【专利摘要】一种泵组件，包括具有引入口、排放口、泵室和叶轮的离心泵以将水从引入口输送至排放口。引水系统流体地耦接至泵室。驱动组件包括耦接至引水系统并围绕叶轮轴定位的驱动轴，该叶轮轴耦接至叶轮以用于选择性地能旋转地使叶轮轴与驱动轴耦接。
【专利说明】—体式的往复引水器驱动装置
【背景技术】
[0001]引水系统用于引水离心消防泵，从而减小离心泵内部的气压。在引水期间，水被大气压从水源推进至泵。水一旦到达泵，泵就能够提供连续的水流并且增加水的压力，而无需引水系统的辅助。特别地，泵包括由可旋转的叶轮轴驱动叶轮以将水从泵引入口输送至泵排放口。
[0002]现有的用于离心消防泵的引水系统包括叶片引水器、活塞引水器、隔膜引水器和水环引水器。在一些现有的实施方式中，引水系统吸引来自叶轮轴的动力以向泵引水。特别地，偏心驱动装置将来自叶轮轴的旋转运动转换成线性运动从而增加泵内的水。为此，利用机构来使引水系统与叶轮轴接合和脱离。在一个方法中，对泵排放口压力进行监控以基于泵的排放口内的水压而使引水系统物理地接合和脱离。另一种方法涉及容纳远离泵的引水系统并通过带状物或其他合适的机械连接机构来驱动引水系统。使用这种方法，通过离合器或者通过使引水系统相对于连接机构而物理移动，使从叶轮轴至远距离引水系统的连接机构接合和脱离。
[0003]对于依赖泵排放口压力而与离心泵接合/脱离的引水系统而言，在向泵引水之后可出现穿过引水系统的渗漏。为了防止渗漏，提供了辅助机构以便控制从泵排放口至引水系统的流动。辅助机构增加弓I水系统的成本和复杂性。
[0004]对于远距离安装并耦接至泵的引水系统而言，因为引水系统需要单独容纳在卡车内，所以用于容纳引水系统的单独的壳体体占据空间且增加复杂性。另外，使引水系统与离心泵连接的驱动机构可产生噪音并需要保护。
【发明内容】
[0005]一种泵组件，包括离心泵、引水系统和驱动组件。离心泵包括引入口、排放口、泵室以及叶轮以将水从引入口输送至排放口。引水系统流体地耦接至泵室以从泵室中移除空气，从而向泵引水。驱动组件包括叶轮轴和驱动轴，叶轮轴耦接至叶轮以与叶轮一起旋转，驱动轴围绕叶轮轴定位以驱动弓I水系统。
[0006]一种向离心泵引水的方法，该方法包括提供一种包括叶轮轴、驱动轴和离合器组件的驱动组件。使叶轮轴旋转并接合离合器组件以使得驱动轴与叶轮轴一起旋转。操作与驱动轴耦接的引水系统以从离心泵中移除空气。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是泵组件的前等距视图。
[0008]图2是图1中示出的泵组件的后等距视图。
[0009]图3是图1中示出的泵组件的侧截面图。
[0010]图4是图1中示出的泵组件的顶截面图。
[0011]图5是图1中示出的泵组件的后截面图。
[0012]图6是图1中示出的泵组件的引水系统和驱动组件的分解图。
[0013]图7是图6中示出的基架体的近视分解图。
[0014]图8A是图6中示出的第一活塞组件的近视分解图。
[0015]图SB是图6中示出的第二活塞组件的近视分解图。
[0016]图9A至9C是连接图8A和8B中示出的活塞组件的可替换的连接机构的近视分解图。
[0017]图10是图6中示出的驱动组件的近视分解图。
[0018]图11至图14是与离心泵的涡形壳体体耦接的加强元件的不同的视图。
[0019]图15至图17是定位在离心泵的涡形壳体体内的排泄口的不同的视图。
【具体实施方式】
[0020]图1和图2是泵组件10的等距视图，该泵组件包括离心泵(总体上表示为12)、引水系统(总体上表示为14)和驱动组件(总体上表示为16)。引水系统14流动耦接至泵12，从而通过移除来自泵12的空气而向泵12引水。驱动组件16可耦接至泵12和引水系统14以向这两者提供旋转动力。如下文更详细地讨论,驱动组件16向泵12提供旋转动力，从而将水从泵引入口 20输送至泵排放口 22。此外，驱动组件16通过离合器组件可选择性耦接至引水系统14，这样使得在驱动组件16耦接至引水系统14时，泵12内的空气被水取代从而向泵12引水。一旦向泵12引水，驱动组件16就可与引水系统14脱离并且继续操作泵12。
[0021]另外参考图3至图5中的泵组件10的截面图，泵12包括引入口壳体30、涡形壳体32和叶轮支撑壳体34。引入口壳体30、涡形壳体32和叶轮支撑壳体34共同地限定泵室36。如图3所示，涡形壳体32还限定排泄口 37及关联的盖体39以允许泵室36排水。此夕卜，泵12包括覆盖物38以及衬圈40，该覆盖物安装至引入口壳体30，该衬圈安装至叶轮支撑壳体32。为了将水从引入口 20输送至排放口 22，叶轮42定位在泵室36内，并且该叶轮利用合适的紧固件46 (本文中体现为螺母)安装至驱动组件16的叶轮轴44。衬圈40包括机械密封组件，该机械密封组件防止泵内部相对于固定的叶轮支撑壳体34越过可旋转的叶轮轴44而渗漏。在驱动组件16的操作期间，叶轮轴44和叶轮46旋转使得叶轮46将水从引入口 20输送至排放口 22。
[0022]如在图3中最佳地示出，引水系统14包括与泵室36流动耦接的通路50。在操作期间，引水系统14将空气通过通路50从泵室36输送至引水阀52。当由于阀组件53位于打开位置而使引水阀52处于打开构造时(如在图3中示出)，允许空气从泵室36穿过至通路50，穿过引水阀52并进入T形管道54中。一旦出现向泵12引水，引水阀52就可转变为关闭构造(未示出)，其中，通路50与管道54流体地隔离。
[0023]在一个实施方式中，在于2012年8月30日提交的题为“用于预引水离心泵引入口的引水阀系统(Priming Valve System for Pre-Priming Centrifugal Pump Intakes)”的美国专利申请第13/599，646号中描述一个示例性引水阀52，其内容结合于此。在这个实施方式中，电磁阀55可打开至大气压,这样使得阀组件53上方的空气处于大气压。由于通过引水系统14的操作而产生大气压与的管道54中的真空压力之间的压力差别，所以这种差别提供合适的压力以打开引水阀52内的阀组件53，这样使得空气可从通路50传输至管道54。在其他实施方式中，可去除电磁阀55使得阀组件上方的空气保持处于大气压。在任何情况下，通路50与阀门52和管道54相比具有竖直的位移(即，通路低于阀门和管道)。因而，重力有助于防止水通过通路50和阀门52进入引水系统14。
[0024]如图5最佳地示出的，管道54进而与活塞组件56和58流体地耦接，该活塞组件操作于通过相应的出口 60和62排放空气，如下文更详细讨论的。在通过出口 60和62排放空气中，从水源(例如，水箱，水池)将水输送至引入口 20并将水输送到泵室36中。一旦水定位在泵12内从而在排放口 22处获得期望的压力，就可向泵12引水并且泵12的操作可持续输送水而无需引水系统14的辅助。为此，一个或多个压力传感器64可耦接至排放口 22 (或者可替换地耦接至泵12内的其他位置)以便提供这样的指示，即，泵12中的水压已达到期望的等级并向泵12引水。由压力传感器64提供的这个指示可用于使离合器组件74脱离。还应当注意，如果水通过管道54进入活塞组件56和58，水还可在重力的辅助下通过出口 60和62而被排放，这是因为出口 60和62定位成低于管道54。
[0025]驱动组件16包括驱动输入构件66，该驱动输入构件直接耦接至诸如消防车引擎的马达(未示出)以向其提供旋转动力。进而，驱动输入构件66通过紧固件68和方键70直接耦接至叶轮轴44。此外，叶轮轴44选择性地耦接至偏心驱动轴72以用于通过离合器组件74而利用叶轮轴44旋转。特别地，叶轮轴44可选择性地耦接至偏心驱动轴72以操作引水系统14，以便将空气从泵室36排空。在引水系统14的操作期间，离合器组件74接合使得偏心驱动轴72利用叶轮驱动轴44旋转。在偏心驱动轴72的旋转期间，偏心驱动轴72接合活塞组件56和58中的每一个，该活塞组件操作成将空气从泵室36输送穿过通路50、管道54，并将空气输送至出口 60和62的之外。活塞组件56和58围绕驱动轴72彼此耦接以便以往复的方式操作。由于往复运动，所以活塞组件中的一个处于延伸位置(即，通过其相应的出口排放空气)，而另一个活塞组件处于收回位置(即，从管道54吸取空气)。一旦向泵12引水，离合器组件74就脱离，这样使得驱动轴72的旋转停止(并由此使引水系统14的操作停止)，而叶轮42的旋转独立于驱动轴72的旋转而持续。
[0026]另外参考图6至图10，泵12、引水系统14和驱动组件16通过主基架体80而耦接在一起，图7中示出主基架体80的近视图。基架体80限定第一前安装凸缘82和第二前安装凸缘84以用于利用紧固件86将泵12安装至其上(见图2和图5)，而且该基架体限定了第一下腿部88和第二下腿部90以用于例如利用多个振动安装紧固件组件92将泵组件10安装至消防车。此外，基架体80分别限定了:上凹槽94，以用于接收引水阀52;前开孔96和后开孔98，以用于接收和支撑叶轮轴44的旋转；以及侧开孔100和102，以用于接收活塞组件56和58。在图8A和图8B中分别示出活塞组件56和58的近视图。在图9A至图9C中示出了可替换的连接机构以将活塞组件56连接至活塞组件58。驱动组件16 (如下文关于图10讨论的)定位在前开孔96和后开孔98内。旋转传感器(例如，磁性传感器)101安装至基架体80，并且该旋转传感器被进一步定位以便感测驱动轴72的旋转速度(参见图3)并提供速度的信号指示。盖板103进一步安装至基架体80的底部，从而防止不想要的污染物进入基架体80内部。
[0027]参考图6和图8A，活塞组件56包括定位在基架体80的侧开孔100内的汽缸104。第一 H杆106和第二 H杆108进一步定位在基架体80内并向活塞组件56和58提供支撑。特别地，H杆106和108将活塞组件56和58系在一起以在引水系统14的操作期间提供活塞组件56和58的往复运动。活塞组件56还包括活塞体110、活塞密封件112和活塞头114。紧固件116(示出为两个，但在这个实施方式中使用了四个)将活塞头114、活塞密封件112和活塞体110固定至H杆106和108。磨损带118进一步耦接至活塞头114。此外，支承件接口组件120与活塞体110耦接以便与偏心驱动轴72连接。
[0028]如图8A示出，支承件接口组件120包括相对于定位在活塞体110的侧上的安装架128而支撑第一支承件124和第二支承件126的轴122。支承件接口组件120还包括隔离件130，以用于使支承件124和126彼此分离以及使该支承件与托架128分离。在一个实施方式中，支承件124和126可由至少部分地(或者完全)合适弹性的弹性体(诸如聚胺脂)形成以抑制支承件124、126与驱动轴72之间的碰撞。在一个实施方式中，支承件124、126涂覆有聚胺脂。可替换地或者另外，隔离件130可至少部分地(或者完全)由弹性体(例如，聚胺脂)形成，并且该隔离件的外径稍大于支承件124、126的外径，从而还抑制驱动轴72与支承件接口组件120之间的碰撞。
[0029]活塞组件56还包括活塞盖体132,该盖体通过多个紧固件134 (在图8A中示出了一个，总计四个)固定至基架体80。活塞盖体132限定入口通路136、环形腔138以及出口通路140。ο形环142设置成抵靠基架体80和汽缸104而使活塞盖体132密封。此外,利用紧固件144和垫圈146固定至活塞盖体132包括小隔膜片148、隔膜挡圈150、大隔膜片152以及隔离件154。挡圈150包括定位在该挡圈中的多个通道160以允许空气从入口通路136流动至环形腔138。
[0030]基于活塞组件56与基架体80的耦接并且如在图5中示出，活塞腔162形成在活塞头114和大隔膜片152之间。在活塞组件56的操作期间，随着活塞头114移动远离大隔膜片152(如在图5中示出)，由于入口通路136与活塞腔162之间的压力差所引起的小隔膜片148的偏移，所以空气从通路136流动穿过通道160进而流动到活塞腔162中。随着活塞头114朝向大隔膜片152移动,大隔膜片152偏移使得空气可从活塞腔162移动至出口通路140，最终离开空气出口 60。这样，穿过活塞组件56的气流路径设置在活塞头114的单个侧上。
[0031]转至图6和图8B，活塞组件58类似地构造成活塞组件56并包括活塞体172、活塞密封件174、活塞头176、磨损带178以及定位在开孔102内的汽缸170。此外，活塞组件58包括紧固件180(示出紧固件中的一个，总计四个)以将活塞体172、活塞密封件174和活塞头176固定至H杆106和108。活塞组件58还包括支承件接口组件182，该支承件接口组件构造成与偏心驱动轴72连接并且在结构上与支承件接口组件120类似。如上文讨论的，支承件接口组件182的部件可包含聚胺脂以抑制组件182与驱动轴72之间的碰撞。活塞组件58进一步包括活塞盖体184，该活塞盖体限定入口通路186、环形腔188 (图5)以及出口通路190。活塞盖体184利用多个紧固件192 (在图SB中示出一个，总计四个)固定至基架体80。与活塞组件56类似，活塞组件58也包括紧固件194和垫圈196，该紧固件和垫圈将小隔膜片198、隔膜挡圈200、大隔膜片202和隔离件204固定至活塞盖体184的。ο形环206提供活塞盖体184与基架体80之间的密封。多个通道208设置在隔膜挡圈200内。
[0032]基于活塞组件58与基架体80的耦接并如图5中示出，活塞腔209形成在活塞头176与大隔膜片202之间。在活塞组件58的操作期间，随着活塞头176移动远离大隔膜片202，空气基于小隔膜片198的偏移而从通路186流动穿过通道208进而流动至活塞腔209中。当活塞头176在朝向大隔膜片202(如在图5中示出的)的方向上受力时,大隔膜片202偏移，从而允许空气从活塞腔209穿过至出口通路190和排放出口 62。这样，穿过活塞组件58的气流路径设置在活塞头176的单个侧上。
[0033]图9A至图9C示出了用于连接活塞组件56和58的可替换的连接机构。这些连接机构可用于抑制受力并减小由驱动轴72与活塞组件56和58接触所引起的噪音。如图9A示出，连接杆400至403取代H杆106和108以提供活塞体110与活塞体172之间的直接连接。连接杆400至403通过紧固件116和180而固定至活塞体110、172。行星驱动件404围绕驱动轴72，并且该行星驱动件定位成抑制受力并减小驱动轴72与活塞体110和172之间的噪音。行星驱动件404包括定位在轴72两侧的两个行星块406和408。行星块406和408利用对应的托架410和紧固件412而连接在一起。每个行星块406、408均保持与驱动轴72直接接合的两个支承件组件414。每个支承件组件414均包括销416、支承件418以及定位在支承件418的两侧上的垫圈420。将螺纹件422设置成将销416保持在行星块406,408内的适当位置。基于最后的组装，行星驱动件404直接接触支承件接口组件120和182 (例如，尤其是直接接触组件120的支承件124和126)。因为驱动轴72在操作期间旋转，所以行星驱动件404以圆形路径行进(当沿着驱动轴72的旋转轴线观察时)。外部面(例如，行星块406的面424)沿着支承件124和126以竖直的方式移动。驱动轴72的偏心输出给予活塞体110线性力。行星块408以类似的方式操作。在可替换的实施方式中，行星驱动件404可由单个行星块构成。
[0034]在连接活塞组件56和58的可替换的方法中，图9B示出了从动块430和432，该从动块可耦接至活塞体110或活塞体172中的任一个以抑制受力并减小由于驱动轴72与支承件接口组件120 (或组件182)接触所引起的噪音。从动块430和432接收支承件接口组件120，并且特别地，该从动块分别包括开孔434和436以接收支承件接口组件120的销122。从动块430和432使用多个肩部螺栓438而安装至活塞体110。肩部螺栓438允许从动块430、432与活塞体110之间的有限的相对运动。此外，从动块中的每一个均包括定位在相应的从动块与活塞体110之间的压缩弹簧440。压缩弹簧440对从动块430和432进行偏压使其远离活塞体110，这样使得支承件接口组件120可在驱动轴72的完整旋转期间保持与驱动轴72接触。
[0035]图9C示出了与图9B类似的布置并包括定位在轴72与活塞体110之间的铰接块450。铰接块450包括突出部452，该突出部与活塞体110上的对应的托架454耦接。特别地，螺栓456使突出部452与活塞体110上的托架454耦接。下肩部螺栓458构造成将铰接块450固定至与突出部452相对的活塞头110并构造成允许铰接块450相对于活塞体110的有限的相关运动。压缩弹簧460定位成抑制作用在驱动轴72的支承件组件120和铰接块450上的力。
[0036]图10示出耦接至基架体80的驱动组件16的部件。另外参考图6，支承件壳体210使用多个紧固件212而固定至基架体80以支撑驱动组件16。前支承件214定位在开孔96内以支撑叶轮轴44并允许叶轮轴44相对于基架体80旋转。第一保持环216相对于支承件214而保持叶轮轴44，该支承件与叶轮轴44上的肩部226邻接。此外，第二保持环218将支承件214定位在开孔96内，如图4中进一步示出的。第一中间支承件220和第二中间支承件222围绕叶轮轴44定位并允许叶轮轴44相对于偏心驱动轴72旋转。驱动轴72包括中央偏心部223(例如，椭圆形的)以接合支承件接口组件120和182。此外，波形弹簧224定位在支承件220与叶轮轴44上的肩部226之间以使支承件220定位。盖体板228利用多个紧固件230而固定至偏心驱动轴72，该多个紧固件将支承件222和隔离件232固定至偏心驱动轴72。进而，离合器电枢盘234利用多个紧固件236而固定至盖体板228。
[0037]离合器组件74包括离合器转子毂240，该离合器转子毂通过方键242而耦接至叶轮轴44，这样使得转子毂240与叶轮轴44 一起旋转。离合器组件74还包括电磁离合器线圈载体244，该电磁离合器线圈载体包括输入件246。虽然离合器组件74示出为电磁的，但还可利用其他类型的离合器。为了接合离合器组件74，输入件246运载信号以使离合器线圈载体244通电。一旦载体244通电,离合器电枢盘234就通过电磁力而与转子毂240接合，这样使得离合器电枢盘234与转子彀240和叶轮轴44 一起旋转(并因此使驱动轴72与转子彀和叶轮轴一起旋转)。在离合器组件74脱离(由于输入件246不再使线圈244通电)时，离合器电枢盘234从转子彀240分离并且叶轮轴44独立于驱动轴72而旋转。
[0038]通过定位在支承件壳体210内的支承件250而支撑驱动输入构件66的旋转。隔离件252和保持环254有助于将支承件250定位在支承件壳体210内。此外，旋转传感器(例如，转速计)256安装至支承件支撑壳体210，从而感测驱动构件66的旋转速度(并因此感测叶轮轴44的旋转速度)并提供速度的信号指示。
[0039]在泵组件10的操作期间，通过引水系统14向泵12引水以便将水引入泵室36中。为了操作引水系统14，通过输入件246发送信号以通过使线圈244通电而接合离合器组件74。这时，向驱动输入构件66和叶轮轴44提供旋转动力，从而使叶轮42旋转。此外，偏心驱动轴72随着离合器组74接合而旋转，从而提供由于接触并驱动相应的支承件接口组件120和182的偏心部223的旋转而引起的活塞头114和176的往复移动。如在图4和图5中最佳示出的，驱动轴72的偏心部223与支承件接口组件120和182，从而使活塞头114和172延伸和收回。此外，活塞头114和176通过H杆106和108 (或者连接杆400至403)的直接连接可提供稳定性以及直接的往复运动。
[0040]在图4和图5中，活塞头114被示出处于收回位置，而活塞头176被示出处于延伸位置。这样，活塞腔162被示出为与活塞腔209相比保持较大量的空气。在活塞头114的收回位置中，允许空气从入口通路136转移至活塞腔162。可替换地，在活塞头176的延伸位置中，空气被迫使离开活塞腔209而转移至出口通路190并最终转移至出口 62。基于偏心部233旋转180°，活塞头114被迫使至延伸位置，而活塞头176被迫使至收回位置。因此，基于活塞头114和176的延伸和收回，引水系统14操作成减少管道54中的压力(即，产生真空)，这使得引水阀52打开并用于将空气从泵室36转移穿过管道54并将空气转移至出口 60和62的外面。一旦泵室36中的压力到达期望的等级(例如，如由压力传感器64感测的)，则离合器组件74就可脱离，这样使得泵12可操作而无需引水系统14的辅助。
[0041]可替换地或者此外，驱动输入构件66和驱动轴72的相对旋转速度可通过转速计256和磁性拾音器101而被监控，从而确定是否向泵12引水。例如，如果驱动轴72以慢于驱动输入构件66的速度旋转，则由于泵送水需要增加的动力，所以这个较慢的速度可表示驱动轴72泵送水而不是泵送空气。依据基于拾音器101和转速计256所提供的信号而确定驱动轴72以慢于驱动构件66的速度的较慢速度旋转，离合器组件74可脱离。这样，可避免离合器组件74的过度磨损。此时，引水阀52转变至关闭构造，这样使得防止水进入管道54。
[0042]控制系统(未示出)可耦接至拾音器101和转速计256以监控叶轮轴44和驱动轴72的相应的速度，从而确定是否向泵12引水。控制系统还可构造成控制驱动组件16(例如通过连接至消防车引擎马达)、引水阀52和/或离合器组件74的旋转。在于2012年11月9日提交的名称为“用于压缩空气泡沫输送的成比例的动态比控制(Proport1nal DynamicRat1 Control For Compressed Air Foam Delivery) ”的美国专利申请序列号 13/673，524中描述了一个示例性的控制系统，其内容结合于此。
[0043]另一特征为可在泵组件10内设置清除系统，该清除系统操作成从引水系统10中移除剩余的水。从引水系统14中移除水的一个机构将引水系统14流体地连接至大气(而不是连接至通路50)并且操作引水系统14 一段时间以从引水系统14内移除任何剩余的水。在一个示例中，管道54可耦接至在结构上与引水阀52类似的清除阀或辅助阀(未示出)。代替选择性地耦接至通路50，清除阀可在引水系统14的操作期间选择性地将管道54耦接至大气(例如，通过使用与上文讨论的阀组件53和电磁阀55类似的阀组件和电磁阀)。
[0044]引水系统14可操作一段时间，这样使得来自大气的空气可穿过管道54进入活塞组件56、58中并从出口 60、62离开，导致从引水系统14中进一步移除任何剩余的水。当未操作时，清除阀转变为关闭构造，这样使得空气未穿过清除阀至引水系统14。可替换地，清除阀仅可包括直接耦接至管道54的电磁阀，从而将管道耦接至大气。在另一个实施方式中，引水系统14可耦接至压缩空气源以迫使任何水从出口 60和和62离开。不考虑其精确的构造，清除系统可从引水系统14中移除剩余的水以便减少侵蚀并增强引水系统14的性倉泛。
[0045]用于泵组件10的又一个特征是用于泵12的剥离边缘(还被称为分水角)加强。如已知的，剥离边缘是离心泵的一部分，该离心泵将叶轮排出的水转移至泵的排放口，并且这样，该剥离边缘受到适当的磨损。图11至14示出了具有用作剥离边缘的示例性加强元件300的涡形壳体32的不同的视图。如示出的，加强元件300定位在涡形壳体32内，并且该加强元件利用合适的紧固件302而固定至壳体32。如图11示出，涡形壳体32包括接收加强元件300的细长开孔304。图12至图14示出固定在涡形壳体32内的加强元件300。
[0046]虽然加强元件300在本文中用作柱形的销，但元件300可采用不同的形式。例如，元件300可为三角形截面、椭圆形截面、正方形截面或者如期望的其他形状。另外，元件300无需由整片材料制成并因此由多片制成。加强元件300还可由如期望的各种不同的材料制成。在一个实施方式中，选择用于元件300的材料呈现出高强度并且耐腐蚀、耐磨损、耐风化和/或其组合。示例材料包括不锈钢、钛、钨或者呈现出一种或多种类似特性的材料。加强元件300可用于减少涡形壳体32的损坏并由此导致泵12的较长的寿命。此外，加强元件300是可更换的，这样使得元件300可在磨耗之后根据需要进行更换。
[0047]用于泵组件10的又一个特征是在涡形壳体32上的排泄口 37的构造。图15至图17示出了排泄口 37的一个示例性构造。图15是在水流的方向上(如箭头310表示)截取的涡形壳体32的截面图。叶轮42旋转，从而产生水的抵靠涡形壳体体32的涡形通路314的周界312的离心力。如示出的，排泄口 37包括:前边缘320，该前边缘基本上垂直于水流方向310 ;柱形出口 321 ;以及后边缘322，该后边缘相对于水流方向310成角度。在其他实施方式中，前边缘320可相对于水流方向成锥形。如所示的，成角度的后边缘322从排泄口37的出口 321至涡形通路314的外周界312逐渐锥化。在一个实施方式中，后边缘322相对于水流方向310的角度近似为15°至35°，并且在一个【具体实施方式】中为25°。如在图16和图17中示出的，后边缘322包括沿着后边缘322 —起逐渐锥化的相对的侧边缘324。排泄口 37还包括从出口 321向内成角度的锥形顶表面330，从而在通路314与出口 321之间限定细长开口 332。如示出的，与排泄口出口 321相比，开口 332具有相对于流动方向310更小的宽度(如在垂直截面310中观察的)。由于如图15至图17中示出的排泄口 37的构造，可在使涡形壳体32内的水流的破坏最小化的同时沿着通路314设置扩大的排泄口出口321。
[0048]虽然参考优选实施方式描述本发明，但本领域的技术人员将认识到在不背离本发明的精神和范围的前提下可做出形式和细节上的变化。
【权利要求】
1.一种泵组件，包括: 离心泵，所述离心泵具有引入口、排放口、泵室以及布置在所述泵室内的叶轮； 引水系统，所述引水系统包括通路，所述通路流体地耦接至所述泵室和空气出口 ；以及 驱动组件，所述驱动组件包括耦接至所述叶轮的叶轮轴、耦接至所述引水系统的驱动轴以及耦接至所述叶轮轴的离合器组件，所述离合器组件构造成选择性地旋转地耦接所述驱动轴和所述叶轮轴，其中，所述驱动轴与所述叶轮轴同轴。
2.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述引水系统包括定位在所述驱动轴的相对侧上的两个活塞组件，并且所述驱动轴包括接合所述活塞组件的偏心部以基于所述驱动轴的旋转而提供所述活塞组件的往复运动。
3.根据权利要求2所述的泵组件，其中，每个所述活塞组件均包括能相对于活塞盖体移动的活塞头，每个相应的活塞头直接连接至另一个活塞头以使得所述活塞头一起移动。
4.根据权利要求3所述的泵组件，所述泵组件还包括行星驱动件，所述行星驱动件围绕所述偏心部，并且所述行星驱动件定位在所述两个活塞组件与所述偏心部之间。
5.根据权利要求3所述的泵组件，所述泵组件还包括块以及压缩弹簧，所述块耦接至所述两个活塞组件中的一个活塞组件，所述压缩弹簧位于所述块与所述一个活塞组件之间，所述块定位成在所述驱动轴的旋转期间接触所述驱动轴的所述偏心部。
6.根据权利要求3所述的泵组件，其中，穿过每个活塞组件的出口流动路径位于所述相应的活塞头的单个侧上。
7.根据权利要求2所述的泵组件，其中，所述引水系统包括引水阀和管道，所述引水阀流体地耦接至所述通路，所述管道流体地耦接至所述活塞组件，所述引水阀能在打开构造与关闭构造之间操作，在所述打开构造中，所述通路流体地耦接至所述管道，在所述关闭构造中，所述通路与所述管道流体地隔离。
8.根据权利要求7所述的泵组件，所述泵组件还包括辅助阀，所述辅助阀能选择性地流体地耦接至大气，并且所述辅助阀流体地耦接至所述管道，其中，所述引水系统在所述辅助阀流体地耦接至大气的同时能操作地将水从所述引水系统中移除。
9.根据权利要求1所述的泵组件，所述泵组件还包括耦接至所述泵的压力传感器，所述压力传感器提供所述泵被引水的信号指示。
10.根据权利要求1所述的泵组件，所述泵组件还包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器提供所述驱动轴的旋转速度的信号指示，所述第二传感器提供所述叶轮轴的旋转速度的信号指示。
11.根据权利要求1所述的泵组件，所述泵组件还包括耦接至第一传感器和第二传感器的控制系统，所述控制系统在所述离心泵的引水期间监控所述驱动轴和所述叶轮轴的相对速度，并且所述控制系统构造成如果所述驱动轴以与所述叶轮轴相比不同的速度旋转则使所述离合器组件断开接合。
12.根据权利要求1所述的泵组件，所述泵组件还包括清除系统，所述清除系统构造成使用清除阀和压缩空气中的至少一种而将水从所述引水系统中移除。
13.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述离心泵包括涡形壳体和分水角，所述涡形壳体限定细长开孔，所述分水角由定位在所述开孔中的能更换的加强元件形成。
14.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述离心泵包括限定通路和排泄口的涡形壳体，所述排泄口具有前边缘和后边缘，所述前边缘基本上垂直于所述通路中的水流方向，所述后边缘相对于所述水流方向以一角度锥化。
15.根据权利要求14所述的泵组件，其中，所述排放口还包括出口以及定位在所述通路与所述出口之间的细长开口，其中，在与水流垂直的方向的截面中观察时，所述细长开口具有比所述出口更小的宽度。
16.—种向离心泵引水的方法，所述方法包括: 提供一种包括叶轮轴、驱动轴和离合器组件的驱动组件，所述驱动轴与所述叶轮轴同轴； 使所述叶轮轴旋转； 接合所述离合器组件，以使得所述驱动轴与所述叶轮轴一起旋转；以及 操作与所述驱动轴耦接的引水系统以从所述离心泵中移除空气。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括: 将两个活塞组件定位在所述驱动轴的相对侧上，所述驱动轴包括接合所述活塞组件的偏心部以基于所述驱动轴的旋转而提供所述活塞组件的往复运动。
18.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括: 利用至少一个杆将两个活塞组件连接在一起，使得所述两个活塞组件随着所述驱动轴旋转而一起移动。
19.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括: 操作引水阀以使所述离心泵的泵室与所述引水系统流体地耦接。
20.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括: 监控所述叶轮轴和所述驱动轴的相对旋转速度；以及 基于所述监控使所述离合器组件断开接合。
【文档编号】F04D9/04GK104350282SQ201380026925
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年4月11日 优先权日:2012年4月11日
【发明者】托马斯·约瑟夫·梅特勒, 马克·弗朗西斯·海德尔, 亨利·因瓦·昌, 布赖恩·雅各布·约翰逊, 贾森·阿达姆·史密斯, 罗伯特·艾伦·约翰逊 申请人:沃特劳斯公司