离心泵流动调节器的制作方法

本发明涉及一种与离心泵一起使用、尤其是与在空调设备冷凝泵中使用的离心泵一起使用的流动调节器。

背景技术：

用于在空调设备冷凝泵系统中泵送液体的离心泵在空调设备的整个操作期间至少间歇地使用，以泵送液体冷凝物离开空调设备。离心泵通过叶轮在流体内旋转来操作，以在流体上产生压差，从而将流体从泵入口移动到泵出口。本公开至少提供了现有技术的离心泵的替代物。

技术实现要素：

根据本公开，提供了一种包括泵送室的离心泵。泵送室具有：内表面，其限定泵腔；泵入口，其限定在泵送室的第一侧中；轴开口，其基本居中地限定在泵送室的第二侧中，在使用中，该第二侧基本与第一侧相对并且布置在第一侧的上方；以及，泵出口。离心泵进一步包括：叶轮，其保持在泵腔内；以及轴构件，其通过轴开口机械地连接至叶轮，由此轴构件的旋转导致叶轮围绕穿过轴开口的轴轴线的旋转以及泵送液体从泵入口朝向泵出口的运动。离心泵进一步包括流动调节器，其在轴开口处邻近泵送室的外表面设置，以在泵的操作期间，即使在围绕泵送室的液体储罐中的水位下降到轴开口的位置以下时，基本防止空气通过轴开口进入到泵腔中。流动调节器包括环形部分，该环形部分在其中限定了与轴开口间隔开的另一个轴开口，并且使所述轴构件穿过所述另一个轴开口。离心泵包括间隔构件，其将环形部分与外表面隔开。流动调节器限定了液体溢流出口，其用于在基本横向于轴轴线的方向上的来自轴开口的液体流。在一个示例中，液体溢流出口的尺寸定成在泵的操作期间，即使在围绕泵送室的液体储罐中的水位下降到轴开口的位置以下时，基本上防止空气通过轴开口进入泵腔。在相同或替代的示例中，环形部分包括：第一部分，该第一部分在其中限定了另一个轴开口；以及第二部分，该第二部分从第一部分朝向外表面延伸并限定了液体溢流出口。同样，在相同或替代的示例中，环形部分限定了稳定器腔，其在轴开口和另一个轴开口之间延伸并且构造成在泵的操作期间，即使在围绕泵送室的液体储罐中的水位下降到轴开口的位置以下时，维持填充有液体。

所公开的离心泵在泵的操作期间，即使在泵送室周围的液体储罐中的水位下降到轴开口的位置以下时，防止空气通过轴开口进入泵腔。假设通过为液体溢流出口选择合适的尺寸来实现这种益处，使得空气不能向上游通过液体溢流出口，并且协同地或替代地通过使用稳定器腔来增加穿过液体溢流出口的流动上的压力。压力的增加使得空气基本不可能向上游通过液体溢流出口，这是因为基本上整个液体溢流出口都被水填充。应当理解，流动调节器改变了从轴开口出来的液体流的压力与速度中的至少一个，从而防止空气通过轴开口进入泵腔中。

在一些示例中，间隔构件可以在泵送室的第二侧处从环形部分延伸到泵送室的外表面。因此，环形部分通过其间的间隔构件与泵送室的外表面间隔开。

间隔构件可以是多个间隔构件。在示例中，多个间隔构件是至少3个间隔构件。多个间隔构件可以是至少5个间隔构件。

离心泵可以限定在相邻的间隔构件之间限定的多个液体溢流出口。离心泵可以限定至少5个液体溢流出口。

离心泵可以在泵送室的外表面上包括多个叶片，每个叶片在轴开口处在横向于轴轴线的方向上径向向外延伸。因此，当液体在叶片之间径向向外移动时，可以减慢从轴开口出来的液体流。多个叶片可以从环形部分延伸。叶片可以从轴开口的边界径向向内延伸。在实施例中，叶片可以是间隔构件。

环形部分可以包括边缘部分，其与泵送室的外表面间隔开并且相对于轴轴线径向向外延伸并在泵送室的第二侧处基本平行于的泵送室的外表面延伸。叶片可以径向向外延伸到边缘部分的径向边界。

流动调节器可以仅部分地限定液体溢流出口。液体溢流出口可以在泵送室的第二侧处部分地由泵送室的外表面限定。

液体溢流出口的最窄尺寸可以小于5毫米。因此，在用于从空调系统移除冷凝物的泵的泵送压力下，液体溢流出口的尺寸定成基本防止空气进入泵腔。

液体溢流出口的最窄尺寸可以在基本平行于轴轴线的方向上。

液体溢流出口的最窄尺寸可以在基本上环绕轴轴线的方向上。

流动调节器可以是泵送室的单独部件。因此，流动调节器在组装期间可以布置成邻近泵送室定位。

流动调节器可以相对于泵送室固定地安装。因此，流动调节器不随轴构件旋转。

另一个轴开口与轴构件之间的空隙可以小于轴开口与轴构件之间的空隙。因此，液体流通过轴开口比通过另一个轴开口更容易。在示例中，另一个轴开口的尺寸定成基本上防止液体从其中流过。

液体通常可以是水。

轴开口与另一个轴开口之间的间距可以大于5毫米。在一些示例中，轴开口和另一个轴开口之间的间距可以大于8毫米。因此，稳定器腔的尺寸定成填充有足够的液体以增加液体溢流出口处的液体的压力，从而基本防止空气通过轴开口进入到泵腔中。

该液体溢流出口或全部液体溢流出口的总横截面积可以是轴开口和轴构件之间的空间的横截面积的至少3倍。该液体溢流出口或全部液体溢流出口的总横截面积可以跨越该液体溢流出口或全部液体溢流出口。因此，液体溢流出口还用以减慢从流动调节器出来的液体流。

在使用中，轴轴线可以布置成基本竖直的。

离心泵可以用于在空调设备的储罐泵中使用。

本发明延伸至一种储罐泵，其包括用于接收待泵送的液体的容积的液体储罐，该液体储罐围绕离心泵的泵送室。该离心泵如上文所述。

本公开延伸至在储罐泵中使用的流动调节器。流动调节器包括环形部分，其在流动调节器的第一端处限定了第一轴开口。第一轴开口限定穿过流动调节器的轴轴线。流动调节器进一步包括间隔构件，其在使用中从环形部分朝向流动调节器的第二端延伸，并且布置成将环形部分与离心泵的泵送室的外表面间隔开。流动调节器构造成在使用中可位于轴开口上(该轴开口设置在泵送室的外表面的上侧上)使得轴轴线穿过离心泵的轴开口。流动调节器至少部分地限定液体溢流出口，其用于液体流在流动调节器的第二端处进入流动调节器，该液体溢流出口布置成在基本横向于轴轴线的方向上引导液体流。在一个示例中，液体溢流出口的尺寸定成当液体流在流动调节器的第二端处进入流动调节器时，即使在空气围绕液体溢流出口外的流动调节器的外部区域时，基本防止空气通过离心泵的轴开口进入。在相同或替代的示例中，环形部分包括：第一部分，该第一部分在其中限定了第一轴开口；以及第二部分，该第二部分从第一部分朝向第二端延伸并限定了液体溢流出口。在相同或替代的示例中，环形部分限定了稳定器腔，其在使用中从第一轴开口朝向离心泵的轴开口延伸，并且构造成当液体流在流动调节器的第二端处进入流动调节器时，即使在空气围绕液体溢流出口外的流动调节器的外部区域时，维持填充有液体。

附图说明

在下文中参考附图进一步描述本发明的实施例，其中：

图1是穿过如本文所公开的空调设备冷凝泵的截面的图示；

图2是用于图1中所示的空调设备冷凝泵中所示的离心泵的流动调节器的图示；并且

图3是图2中所示的流动调节器的另一视图。

具体实施方式

图1是穿过如本文所公开的空调设备冷凝泵100的截面的图示；应当理解，空调设备冷凝泵也可以称为空调设备储罐泵。空调设备冷凝泵100包括壳体102。壳体102限定液体储罐104，其用于接收和容纳被泵送出空调设备冷凝泵100的冷凝物。壳体102包括泵送室106。泵送室106具有外表面107和内表面108。内表面108限定经由泵入口112与液体储罐104流体连通的泵腔110。泵入口112限定在泵送室106的下侧。泵送室106是离心泵的一部分。在该示例中，液体储罐104和泵腔110是相同的室的一部分，但这不是必需的。应当理解，为了使泵送室106的特征清楚，图1的图示未示出在泵送室106的下侧下方延伸的液体储罐104。液体储罐104基本上围绕限定泵腔110的泵送室106。液体可以从泵腔110通过泵出口114排出。通常，泵送室106设置在液体储罐104的下端处。因此，在用液体(例如水)填充空调设备冷凝泵100期间，泵腔110在液体储罐104的初始填充过程期间可以基本上完全被液体填充，并且空调设备冷凝泵100可以操作为从液体储罐104移除任何其它液体。

泵送室106在其中至少容纳保持在泵腔110内的叶轮120。叶轮120限定轴向方向，叶轮120布置成围绕该轴向方向旋转以泵送流体通过泵腔110。轴构件140固定地连接至叶轮120。轴构件140通过限定在泵送室上侧的轴开口116延伸出泵送室106。轴构件140机械地连接至电机(未示出)。以这种方式，电机的操作将导致叶轮120的旋转。在该示例中，轴构件140与限定轴开口116的泵送室106之间的距离约为1毫米。通常，必须使该距离最小化以限制液体通过轴开口116流出泵腔110，但该距离必须足够大以使轴构件140不会接触轴开口116的侧面和降低泵的效率。叶轮120进一步限定了基本横向于轴向方向的径向方向。应当理解，可以使用许多不同的叶轮，但叶轮布置成在绕轴向方向旋转时将液体从泵入口108径向向外地泵送到泵出口110。特别适用于在本空调设备冷凝泵100中使用的叶轮在、同一天在我们的参考p232989gb之下提交于英国知识产权局且名称为“pumpimpeller(泵叶轮)”的我们的申请中被描述了。

空调设备冷凝泵100进一步包括流动调节器150。流动调节器150邻近泵送室106的外表面107设置，并且在轴开口116处设置在泵送室106的上侧处。流动调节器150相对于泵送室106旋转地静止。在该示例中，流动调节器150固定地安装到泵送室106的外表面107。在其它示例中，应当理解，流动调节器150可以固定地安装至空调设备冷凝泵100的其它部件，使得流动调节器150相对于泵送室106被固定地安装。流动调节器150布置成通过轴开口116与从泵腔110到液体储罐104的任何液体流相互作用，以防止空气在空调设备冷凝泵100的操作期间通过轴开口116进入到泵腔110中。将参考下面的图2和3更详细地描述流动调节器150的形状、构造和操作。

在空调设备冷凝泵100操作期间，在泵送室106内的液体上存在压力梯度。泵出口114处的液体压力将高于泵入口112处的液体压力。由于液体储罐104的填充位置，泵入口112处的压力将处于或略低于液体静压力。为了使叶轮120在泵腔110内平稳旋转，在叶轮120与泵腔110之间以及还在叶轮120与轴开口116之间留有小间隙。在泵送室106的上侧处，来自叶轮120的径向最外部分的少量相对高压的液体能够沿着限定在叶轮120与泵送室106的内表面108之间的上部通道径向向内地流动。相对高压的液体可以通过轴开口116离开泵腔110。当液体储罐104的填充位置接近轴开口116的位置时，已经观察到液体储罐104中的液体上方的空气可能进入到泵腔110。理论上，从轴开口116出来的高压液体流可能导致液体储罐104中的液体和空气在轴开口116周围湍流混合，并且这可能引起空气进入到泵腔110中。进一步理论上，空气进入到泵腔110中可能是替代地或另外地至少部分地因为在轴开口116处的液体的压力变化。理论上，压力变化可能归因于离心泵的非连续泵送，该非连续泵送因为来自叶轮120中的离散数量的叶轮腔的液体一次一个的通过而在泵出口114处引起压力脉动。这会引起在轴开口116处的短暂时段的倒流，由此空气可以被吸入到泵腔110中。

不利的是，泵腔内的空气增加了空调设备冷凝泵100的操作容积，以及负面地影响泵送效率。出于这个原因，已知的是，液体储罐中的填充位置下降得太靠近轴开口116之前停止储罐泵的操作。这减少了在储罐泵的每个操作循环期间可以由储罐泵排出的、在液体储罐内的液体的比例。这还可能减少储罐泵的操作寿命，因为可能需要更多次地接通和断开泵以泵送出相同容积的液体。

此外，当液体位置接近轴开口116的位置时，从轴开口116出来的高压液体流可能导致液体的射流冲击壳体102的外壁，从而导致进一步的噪声生成。

流动调节器150的使用通过防止空气进入到泵腔110中而抵消了这些缺陷。因此，即使在液体储罐104的填充位置下降到轴开口116的位置以下并且直到液体储罐104的填充位置几乎达到泵入口112的位置时，泵也可以运行。

在该示例中，壳体102、泵送室106、叶轮120和流动调节器150由塑料材料形成。应当理解，在其它示例中，壳体102、泵送室106、叶轮120和流动调节器150中的一个或多个可以由其它材料(比如金属或复合材料)形成，并且可以通过模制、铸造形成、3d打印、压制或任何其它合适的制造方法来形成。

图2是用于图1所示空调设备冷凝泵中所示的离心泵的流动调节器的图示。

图3是图2中所示的流动调节器的另一视图。在该示例中，流动调节器150包括环形部分152和以九个叶片形式的间隔构件154。在其它示例中，间隔构件可以采用其它形式，例如间隔销或固定支柱，其用于在轴开口116处通过将流动调节器150固定至空调设备冷凝泵100而将流动调节器150的环形部分152与泵送室106的外表面107间隔开。间隔构件设置在环形部分152的远端处。另一个轴开口156限定在环形部分152中，并且特别地限定在环形部分152的近端处的环形部分152的第一部分158中。在使用中，轴构件140(参见图1)延伸穿过所述另一个轴开口156。另一个轴开口156限定通过流动调节器150的轴向方向157。轴构件140与限定另一个轴开口156的第一部分158之间的间距小于叶轮120与轴开口116之间的间距(见图1)，并且约为0.5毫米。环形部分152进一步包括从第一部分158朝向叶片154延伸的第二部分160。第一部分158和第二部分160在使用中共同限定了围绕轴构件140的稳定器腔166(参见图1)。稳定器腔166布置成在空调设备冷凝泵100的填充位置上升到另一个轴开口156的位置并在该位置上方时填充以液体。稳定器腔166进一步布置成在空调设备冷凝泵100的操作期间，即使在水位下降到另一个轴开口156的位置之下或者轴开口116的位置之下时，保持填充有液体。在该示例中，第二部分160基本上是圆柱形的。应该理解的是，第二部分160可以采用多种其它形状以在其中提供稳定器腔。稳定器腔166的直径约为8毫米。环形部分152还包括从第二部分160径向向外延伸的边缘部分162。叶片154从边缘部分162的最远表面延伸，从而在使用中使边缘部分162与泵送室106的外表面107间隔开。叶片154还径向延伸到边缘部分162的径向最外的尺寸。在该示例中，流动调节器150限定九个液体溢流出口164，其特别是由靠近相邻叶片154的根部的相邻叶片154的面向表面和边缘部分162的最远表面限定。应该理解，其它示例可以具有更多或更少的液体溢流出口164。在使用中，液体溢流出口164也由泵送室106的外表面107限定(参见图1)。限定稳定器腔166的第一部分158的最远表面与液体溢流出口164的最近延展(在该示例中，边缘部分162的最远表面)之间的间距约为12毫米。当流动调节器150抵靠泵送室106的外表面107定位时，液体溢流出口164的高度约为3毫米。液体溢流出口164的宽度约为3毫米。边缘部分162的直径约为60毫米。叶片154的径向尺寸约为25毫米。在该示例中，流动调节器150由塑料材料模制而成。流动调节器150可以替代地使用其它技术形成，比如3d打印或压制，并且可以由其它材料形成，其本身需要替代的制造技术，比如由金属铸造或由复合材料制造。图3示出了从流动调节器150的最远端观察的流动调节器150。

图2和图3中所示的流动调节器150仅是用于提供能够平稳地操作的空调设备冷凝泵的流动调节器的一个示例。在使用中，理论上稳定器腔166内的液体为从轴开口116出来的液体流提供稳定效果。进一步理论上，液体溢流出口164足够小，使得当液体(特别是水)通过液体溢流出口164流出流动调节器150时，空气不能径向向内传播。

尽管流动调节器150被示出为泵送室106的外表面107的单独部件，但是应当理解，流动调节器150的一些或所有特征可以一体地形成在泵送室106的外表面107上。

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结合本发明的特定方面、实施方案或示例描述的特征、整体、特性或基团应理解为适用于本文描述的任何其它方面、实施方案或示例，除非与其不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合来组合，除了这样的特征和/或步骤中的至少一些是互相排斥的组合。本发明不限于任何前述实施例的细节。本发明延伸至本说明书(包括任何所附权利要求书、摘要和附图)中所公开的特征的任何新颖特征或任何新颖组合，或者延伸至所公开的任何方法或流程的步骤的任何新颖特征或任何新颖组合。