CN101772642B - 用于泵组件的入口设计 - Google Patents

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Abstract

一个实施方案包括一个壳体(14)以及一个叶轮(34)。壳体(14)包括一个入口部分(24)，该入口部分进而限定一个入口通道(28)。该入口通道(28)通向叶轮(34)并且引导流体基本上垂直于该叶轮(34)的旋转轴线(38)而流动。

Description

用于泵组件的入口设计
本申请要求于2007年7月2日提交的美国临时申请序列号60/947,521的权益。
技术领域
本披露总体上涉及的领域包括多种产品，这些产品包括用于一个泵组件的一种入口设计以及该泵组件本身。
背景技术
具有叶轮的流体泵通常被设计带有一个流体入口通道，该通道相对于该叶轮在叶轮的一个中心处或在其叶片处在轴向上引导流体。这样一种流体泵的一个实例是二次空气泵组件，该组件为汽车排气系统供给二次空气以减少排气中的污染物。
发明内容
本发明的一个实施方案包括一种产品，该产品包括至少一个壳体以及叶轮。该壳体包括一个入口部分，该入口部分进而限定一个入口通道。该入口通道通向该叶轮并且基本上垂直于该叶轮的一条旋转轴线来引导流体流动。
本发明的另一个实施方案包括一种产品，该产品包括一个泵组件，该组件本身包括一个壳体、一台电动机、以及一个叶轮。该壳体形成一个入口部分，该入口部分限定一个入口通道。该电动机是至少部分由该壳体承载。该叶轮被定位在该壳体中并且由该电动机驱动。该叶轮具有多个叶片。来自该入口通道的流体流动的中心总体上被指向平行于由该叶轮限定的一个径向定向的平面。
本发明的另一个实施方案包括一种产品，该产品包括一个二次空气泵组件，该组件本身包括一个壳体、一台电动机、以及一个叶轮。该壳体包括限定一个入口通道的一个入口部分、以及一个出口部分。该电动机是至少部分由该壳体承载。该叶轮被定位在该壳体中并且由该电动机驱动。该叶轮限定了一条旋转轴线、一个圆周、以及一个轴向定向的平面。从该入口通道出来的空气流动的中心处于同该旋转轴线垂直并且与该径向定向的平面平行。
从以下所提供的详细的说明中本发明的其他示例性实施方案会变得清楚。应该理解，在披露本发明的示例性实施方案时，详细的说明和具体的实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限定本发明的范围。
附图说明
从详细的说明以及这些附图中将会更加全面地理解本发明的示例性实施方案，在附图中：
图1展示了包括一个泵组件的二次空气系统的一个实施方案的示意图。
图2展示了包括一个泵组件的产品的本发明的一个实施方案的一个部分截面图。
图3展示了包括一个泵组件的产品的本发明的一个实施方案的顶视图。
图4展示了一个叶轮的一个实施方案的透视图，该透视图示出了流体流动的中心相对于该叶轮的几种关系。
具体实施方式
对这种或这些实施方案的以下说明在本质上仅是示例性的而决非旨在限制本发明、其应用或用途。
现参见图1至图3，本发明的一个实施方案包括一种产品，该产品可以是用于流体泵的一个入口10，该入口被设计为：除其他事项之外，在该流体泵的某些实施方案中通过减小涡流并因此减小负载并由此减小电流消耗来增加整体效率。在至少一个实施方案中，该流体泵的流体流动被增加了大约1SCFM，并且该电流消耗被减少约2.5至3.0安培。入口10可以合并到一个泵组件12中，该泵组件在该实例中是一个二次空气泵组件(如在汽车排气系统的一个二次空气系统13(图1)中使用的)以减少排气中的污染物。二次空气系统13可以还包括一个空气过滤器15，该过滤器在空气被泵组件12接收之前将其过滤；一个二次空气阀17；以及一个催化转换器19，该催化转化器在其他实施方案中还可以是柴油微粒过滤器。在该系统中，泵组件12将空气释放到催化转换器19，以便与来自一台发动机21的排气进行混合。本领域的普通技术人员应知道这些类型的二次空气系统的总体结构、安排、以及运行，所以在此将不给予更加完整的说明。
入口10的设计可以结合到其他具有叶轮的泵组件中，如那些泵送空气或流体的、以及那些带有半开式类型、闭合式类型、两级式压缩类型的叶轮、以及类似的叶轮。泵组件12可以属于再生泵类型。参见图2以及图3，所示的泵组件12可以包括一个壳体14，以容纳一台电动机16，该电动机驱动用于使空气增加能量的一个叶轮34。壳体14可以至少部分承载电动机16并且可以遮蔽并且支持叶轮34，并且还可以提供用于它们之一或二者的声学隔离。壳体14可以制成单件式，或者由随后装配在一起的几个件制成。它可以由一种金属(如铝或钢)、或者一种塑料(如，一种聚合或复合成材料)、或者类似的材料构建。然而，在某些实施方案中，某些零件可以由一种材料构成，而其他零件可以由另一种材料构成。如所示出的，壳体14可以包括邻近叶轮34的一个第一盖件20以及邻近电动机16的一个第二盖件22。第一盖件20可以形成一个入口部分24以及一个出口部分26，它们各自限定了一个入口通道28以及一个出口通道(未示出)。在其他实施方案中，入口部分24可以部分由第一盖件20形成以及部分由壳体14的另一部分形成，或者可以全部由壳体14的另一个部分而根本不由盖件20形成。入口通道28可以具有22.4mm直径的一个圆形截面，或者它可以具有其他尺寸的直径并且可以具有不同的不规则形状的截面(如一个多边形)。精确的尺寸以及形状可以部分取决于所希望的流体流动特征。该出口通道也可以具有一个圆形截面或其他截面。
电动机16可以提供驱动泵组件12的机械能量。该电动机可以是一台直流电动机或其他类型的电动机。在一些实施方案中，电动机16可以被所示的第二盖件22包围，而在其他实施方案中，电动机16可以附接到壳体14上并且由其支持而无需盖件22。电动机16可以通过一个轴32来驱动叶轮34。并且虽然没有确切示出，但电动机16可以进一步包括围绕至少一个转子的一个定子。本领域的普通技术人员应知道这些类型的电动机的总体结构、安排、以及运行，所以在此不给予更加完整的说明。
叶轮34给来自入口部分24的进入的空气供能并且然后将空气释放到出口部分26之外。叶轮34围绕轴32旋转，以便将空气向外引导到一个环形通道36并且远离旋转中心。叶轮34可以应用多种设计，包括图4所示的叶轮。一般而言，叶轮34可以具有一个圆形或圆柱形的形状，该形状限定了一条旋转轴线38、一个圆周40、以及一个径向定向的平面42。所示的旋转轴线38可以是一条想象的直线，该直线穿过该旋转中心并且沿叶轮34的圆柱形状的一条轴线伸出。所示圆周40可以是在旋转轴线38外面的一个想象的圆并且总体上围绕叶轮34的一个圆柱形状的圆周。并且，所示轴向定向的平面42可以是一个想象的平面，该平面垂直于旋转轴线38，并且它可以与圆周40相交、可以平行于圆周40，或者二者兼备。在此方面，术语“轴向”可以说明一个方向，该方向是沿叶轮34的圆柱形状的一条轴线，包括沿旋转轴线38；术语“圆周地”可以说明一个方向，该方向遵循叶轮34的一个圆柱形状的圆周，包括圆周40；并且术语“径向地”可以说明一个方向，该方向遵循叶轮34的一个圆柱形状的半径，并且在径向定向的平面42中，该方向可以垂直于旋转轴线38，或者二者兼备。
仍参见图4，叶轮34可以制成单件式，或者由随后装配在一起的几件制成。它可以由一种金属(如铝或钢)、或者一种塑料(如一种聚合或复合材料)、或者类似的材料构成。然而，在一些实施方案中，某些零件可以由一种材料构成而其他零件可以由另一种材料构成。叶轮34可以具有一个12mm的尺度或轴向厚度，或者它可以具有其他大小的尺度，部分取决于所希望的流体流动。如所示出的，叶轮34可以包括围绕一个本体46圆周地布置的多个在轴向以及在径向上延伸的导向片或叶片44。这些叶片44可以通过多种方式来设计和定向，包括所示出的相对于叶轮34轴向定向。例如，这些叶片44可以被轻微弯曲(如所示的)为凹陷或凸起、平的、或类似形状。该多个叶片44中的每一个可以具有一个面48，朝向叶轮34的一个旋转方向A。每个面48具有一个几何中心，该几何中心处在大约在该面的中央。本体46可以具有围绕旋转轴线38的一个旋转中心，并且可以限定一个表面50，该表面可以与径向定向的平面42平行或者可以位于该平面之内。
当使用时，泵组件12总体上给流体(如来自入口通道28)供能并且将空气释放到该出口通道之外。入口部分24可以被设计为引导空气朝向叶轮34，从而使空气基本上相对于旋转轴线38垂直并且总体上平行于径向定向的平面42而流动。为了说明的原因，空气的流动可以由图4中的一条流动中心线B表示。在一个实施方案中，一条流动中心线B’可以基本上相对于圆周40切向地指向。换言之，至少一些空气流动可以在一个单独的点处接触圆周40。当然，在该实施方案中不是所有的空气流动都在这个意义上是切向的。在另一个实施方案中，一条流动中心线B”总体上指向这些面48的中央，这些面是邻近入口部分24或者暴露于流体的流动。在另一个实施方案中，一条流动中心线B’”是指向该旋转中线并且与该旋转轴线垂直相交。在所有实施方案中，流动中心B可以由于其方向而减少涡流。
本发明的实施方案的以上说明在本质上仅仅是示例性的并且，因此，其变体不得被认为是脱离了本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种汽车二次空气泵组件，包括：
所述汽车二次空气泵组件(12)的一个壳体(14)，该壳体(14)包括一个入口部分(24)，该入口部分限定一个入口通道(28)，所述壳体限定了环形通道；
一个叶轮(34)以及该叶轮在其上旋转的轴，该叶轮被定位在该壳体(14)中；并且
其中，该入口通道(28)通向该叶轮(34)并且引导基本上垂直于该叶轮(34)的一条旋转轴线(38)的流体流动，并且其中所述叶轮引导空气远离所述叶轮的旋转中心并朝向所述环形通道，其中该叶轮(34)包括多个叶片(44)，这些叶片围绕该叶轮(34)的圆周布置，这些叶片(44)各自包括一个面(48)，该面相对于该叶轮(34)轴向地定向，并且其中该入口通道(28)被构造和布置成引导总体上在邻近该入口通道(28)在这些叶片(44)的这些面(48)处的流体流动，其中，从该入口通道(28)出来的流体的一个流动中心线(B)总体上是指向邻近该入口通道(28)的这些叶片(44)的这些面(48)的中央。
2.如权利要求1所述的一种汽车二次空气泵组件，其中，该入口部分(24)具有一个圆形截面，该圆形截面限定该入口通道(28)。
3.如权利要求1所述的一种汽车二次空气泵组件，其中，从该入口通道(28)出来的流体的一个流动中心线(B)基本上垂直于该旋转轴线(38)指向并且与该旋转轴线(38)相交。
4.如权利要求1所述的一种汽车二次空气泵组件，其中，从该入口通道(28)出来的流体的一个流动中心线(B)处于同由该叶轮(34)限定的一个径向定向的平面(42)平行的位置。
5.一种汽车二次空气泵组件，包括：
所述汽车二次空气泵组件(12)的一个壳体(14)，该壳体(14)包括一个入口部分(24)，该入口部分限定一个入口通道(28)，所述壳体限定了环形通道；
一个叶轮(34)以及该叶轮在其上旋转的轴，该叶轮被定位在该壳体(14)中；并且
其中，该入口通道(28)通向该叶轮(34)并且被构造和布置成引导基本上垂直于该叶轮(34)的一条旋转轴线(38)的流体流动、并且相对于由该叶轮(34)限定的一个圆周(40)基本上切向地指向从该入口通道(28)出来的流体的一个流动中心线(B)。
6.如权利要求5所述的一种汽车二次空气泵组件，其中，该流体的流动中心线(B)处于同由该叶轮(34)限定的一个径向定向的平面(42)平行的位置。
7.一种汽车二次空气泵组件(12)，包括：
一个壳体(14)，该壳体形成了一个入口部分(24)，该入口部分限定了一个入口通道(28)，并且所述壳体限定了环形通道；
一台电动机(16)，该电动机至少部分地被该壳体(14)承载；
一个叶轮(34)以及该叶轮在其上旋转的轴，该叶轮被定位在该壳体(14)中并且由该电动机(16)驱动，该叶轮(34)包括多个叶片(44)；并且
其中，从该入口通道(28)出来的流体的一个流动中心线(B)总体上平行于由该叶轮(34)限定的一个径向定向的平面(42)指向，其中所述叶轮引导空气远离所述叶轮的旋转中心并朝向所述环形通道，并且其中该流体的流动中心线(B)处于同该叶轮(34)的一条旋转轴线(38)垂直的位置，并且该流体的流动中心线(B)相对于由该叶轮(34)限定的一个圆周(40)基本上切向地指向。
8.一种汽车二次空气泵组件(12)，包括：
一个壳体(14)，该壳体形成了一个入口部分(24)，该入口部分限定了一个入口通道(28)，并且所述壳体限定了环形通道；
一台电动机(16)，该电动机至少部分地被该壳体(14)承载；
一个叶轮(34)以及该叶轮在其上旋转的轴，该叶轮被定位在该壳体(14)中并且由该电动机(16)驱动，该叶轮(34)包括多个叶片(44)；并且
其中，从该入口通道(28)出来的流体的一个流动中心线(B)总体上平行于由该叶轮(34)限定的一个径向定向的平面(42)指向，并且其中该多个叶片(44)各自具有一个面(48)，该面相对于该叶轮(34)轴向定向，并且其中该流体的流动中心线(B)总体上指向邻近该入口通道(28)的这些面(48)的中央。
9.如权利要求8所述的一种汽车二次空气泵组件，其中，该流体的流动中心线(B)与该旋转轴线(38)相交。
10.如权利要求8所述的一种汽车二次空气泵组件，其中，该壳体(14)进一步包括一个出口部分(26)，该出口部分处于同该叶轮(34)的旋转轴线(38)垂直的位置。
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