CN104612978B - 防频繁启动的水泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防频繁启动的水泵，包括具有进水通道和出水通道的泵壳，泵壳内设有由电机驱动旋转的叶轮；其特征在于：泵壳内还设有通过感应泵壳内水压变化而控制电机启动与否的压力开关；进水通道或出水通道内设有能感应其内水流流动而控制电机启停的阀门结构，阀门结构包括具有活塞腔的活塞座及位于活塞腔内的活塞，活塞座上设置有用以控制电机开启与否的开关，活塞能在通过进水通道或出水通道的水流的流动作用下沿活塞腔滑移，通过活塞在活塞腔内的滑移能开启或关闭开关。只要水泵在正常工作状态下，出水通道有水流流出，活塞会始终触发开关，让电机处于一直工作状态，这样能彻底解决了电机的频繁启动问题，有效地保护了电机。

Description

防频繁启动的水泵

技术领域

本发明涉及一种用于供水的水泵，尤其涉及一种防频繁启动的水泵。

背景技术

水泵是一种通过电机的转动运送水流的装置，自动水泵是指水流受到自动控制的水泵。为实现水泵的自动控制，一般在泵体的出水口处安装压力开关，它与安装在进水管处的止回阀(单向阀)一起配合动作，起到自动停开的效果，压力开关是用于感知出水管道内的液压，在出水管内液压高于设定值时，切断水泵电机电源，电机停止转动，在管道内液压低于设定值时，接通电机的电源。如在小水流情况下，有水流出，泵启动，但因水流出量小，会使管道内压力瞬间变大，电机马上停机，小水流继续流出，又使泵启动，如此循环造成泵的频繁启动，再有如水源地缺水或水泵中叶轮被异物卡死时，出水管道内根本没有流量，在这两种情况下会破坏水泵的机械密封或使电机堵转干烧，会对电机造成损坏。

如何解决自动水泵频繁启动这一技术问题，是现有自动水泵需要解决的一个重要技术问题。现有的水泵中解决频繁启动主要有以下方式，是在泵体上安装气罐来缓冲压力的变化及补充水流，通过气罐对压力开关的作用能延长泵启动的间隔时间，这种做法起到一定的防频繁启动目的，但在泵体内液体释放后，因为气罐压力的释放，仍然会存在因水管较短、使用软管、出小水流等情况，导致水泵频繁启动的情况发生，影响电机寿命及水压不稳。

如何更好地解决泵的频繁启动这一技术问题是本发明专利需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能有效解决水泵电机频繁启动的水泵，同时该水泵还能在水源地供应不足或叶轮出现卡死现象时，能够为电机提供有效的保护。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种防频繁启动的水泵，包括具有进水通道和出水通道的泵壳，泵壳内设有由电机驱动旋转的叶轮；其特征在于：所述泵壳内还设有通过感应泵壳内水压变化而控制电机启动与否的压力开关；所述进水通道或出水通道内设有能感应其内水流推动而控制电机启停的阀门结构，所述阀门结构包括具有活塞腔的活塞座及位于活塞腔内的活塞，所述活塞腔连通泵壳内腔和进水通道或出水通道以使水流能通过活塞腔，活塞的复位力由活塞的自重或者设置在活塞腔内的弹簧提供，活塞座上设置有用以控制电机开启与否的开关，所述活塞能在通过进水通道或出水通道的水流的推动作用下沿活塞腔朝水流动方向滑移，同时，所述活塞朝水流动方向的滑移能开启所述开关，而活塞的复位则能关闭所述开关。

上述阀门结构设置在出水通道上。阀门结构以设置在出水通道上为最佳，当然阀门结构也可以设置在进水通道上，如将阀门结构设置在进水通道上，则对安装于进水通道处的止回阀灵敏度要求较高，确保止回阀在小水量时能顺利开启。

如上述出水通道竖向设置，活塞的复位力以由活塞的自重提供为最佳，当然活塞的回复力也可以由弹簧提供。

如上述出水通道横向设置，活塞的复位力由设置在活塞腔内的弹簧提供。

上述开关包括设于活塞内的第一磁铁及设于活塞座外周壁上的用以控制电机启动与否的干簧管，在活塞处于复位状态下，所述第一磁铁未感应干簧管，干簧管不控制电机工作，在活塞沿水流的流动方向移动状态下，所述第一磁铁感应干簧管，干簧管控制电机始终处于启动状态。为确保水泵工作稳定性，上述干簧管有两根且彼此并联设置。这样即使一根干簧管失效，另外一根干簧管还可以起作用。

上述开关包括设于活塞内的第二磁铁及设于活塞座外周壁上的用以控制电机启动与否的霍尔开关，在活塞处于复位状态下，所述第二磁铁未感应霍尔开关，霍尔开关不控制电机工作，在活塞沿水流的流动方向移动状态下，所述第二磁铁感应霍尔开关，霍尔开关控制电机始终处于启动状态。霍尔开关通过对第二磁铁的感应，发出传感信号给电机的控制电路，以控制电机工作与否。

上述开关为设置在活塞座上的微动开关，在活塞处于复位状态下，所述活塞远离微动开关，微动开关不控制电机工作，在活塞沿水流的流动方向移动状态下，所述活塞触动微动开关，微动开关控制电机始终处于启动状态。

前述开关的结构形式可根据需要进行选择。

上述开关为光电开关，在活塞处于复位状态下，所述活塞未阻断光电开关，光电开关不控制电机工作，在活塞沿水流的流动方向移动状态下，所述活塞阻断光电开关，光电开关控制电机始终处于启动状态。

为确保活塞在滑移状态下，有较大水量可通过活塞腔，上述活塞腔的内周壁中部形成缩口部，在活塞滑移至远离缩口部的状态下，所述活塞触发所述开关。上述活塞的外周壁上设置有多条搁置筋，在活塞处于复位状态下，所述搁置筋搁置在缩口部的斜面上。搁置筋与缩口部的斜面的配合起到对活塞下限位的作用。

因水质中可能具有金属离子，且泵壳为金属部件，长时间使用，泵壳内的金属成分会吸附到具有磁铁的活塞外周，如活塞完全位于活塞腔内，那么吸附的金属极可能会堵塞活塞腔，造成水流流动不畅，严重会影响活塞的滑移，针对前述现状，我们对活塞结构作改进，上述活塞具有上头部、下头部及连接上头部和下头部的杆部，所述上头部位于活塞腔内，下头部位于活塞腔下方，活塞腔的下部具有用以搁置上头部的内肩胛，所述第一磁铁或第二磁铁设置在下头部内。由于具有磁铁的活塞部位位于活塞腔外，就算有金属吸附其上，也不会影响水流在活塞腔的通行，及活塞沿水流方向滑移。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将活塞式的阀门结构安装在泵体的进出水通道处，即使在有小水量的水流通过出水通道，压力开关也能率先启动电机，当电机在启动后，泵体内越靠近叶轮的进出水侧向外传输的压力和水流量则越大，越远离叶轮的压力和水流量则越小，利用进出水侧明显变化的压力差和水流量来推动活塞，活塞触发开关，由于电机启动后，水流推动活塞的力持续存在，保证开关始终处于导通状态，即使电机始终运转，这样不会因为出水管较短、使用软管、出小水流等情况而导致电机频繁启动，同时保证出水量稳定输出；当出水口关闭，因泵体内的压力升高，进水口止回阀关闭，同一平面的压力差消失，活塞会在自重或弹簧作用下复位，电机断开电路停机；即只要水泵在正常工作状态下，出水通道有水流流出，活塞会始终触发开关，让电机处于一直工作状态，这样能彻底解决了电机的频繁启动问题，有效地保护了电机；如水源地缺少或电机的叶轮被异物卡死时，进水通道就不会再有水流流过，活塞不再受到水流冲击滑移，这样活塞也会在自重或弹簧作用下不会触动开关，这样活塞会在自重或弹簧作用下不会触动开关，电机电路一直断开，电机停机，有效保护电机。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例去掉一半泵壳及活塞座后的立体结构示意图(活塞复位状态)；

图3为本发明实施例去掉一半泵壳及活塞座后的立体结构示意图(活塞在水流作用下滑移状态)；

图4为本发明实施例中阀门结构的剖面图；

图5为本发明实施例中阀门结构的立体分解图；

图6为本发明实施例中第二种阀门结构的剖面图(活塞复位力由弹簧提供)；

图7为本发明实施例中第三种阀门结构的剖视图(活塞结构不同且活塞复位状态)；

图8为本发明实施例中第三种阀门结构的剖视图(活塞结构不同且活塞在水流作用下滑移状态)；

图9为本发明实施例中第四种阀门结构的剖面图(第二种开关结构)；

图10为本发明实施例中第五种阀门结构的剖面图(第三种开关结构)；

图11为本发明实施例中第六种阀门结构的剖面图(第四种开关结构)；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～11所示，为本发明的一个优选实施例。

一种防频繁启动的水泵，包括具有进水通道11和出水通道12的泵壳1，泵壳1上还设有注水口13，产品运行前先通过注水口13注入水，再封堵住，进水通道11处设置有止回阀，止回阀在图纸中没有显示，泵壳1内设有由电机2驱动旋转的叶轮8。

泵壳1内还设有通过感应泵壳内水压变化而控制电机2启动与否的压力开关4，压力开关4可以是一种感应开关，压力开关4主要控制电机2的初始启动，当然压力开关4可以通过对单片机的编程实现漏水保护和爆管保护等，即在漏水或爆管等异常状态下控制电机停止工作；进水通道11或出水通道12内设有能感应其内水流流动而控制电机2启停与否的阀门结构，阀门结构不但控制电机2的启动，也控制电机2在正常状态下的停止工作，所谓正常状态是指没有发生漏水或爆管等异常状态。

本实施例中的阀门结构设置在出水通道12上。阀门结构包括具有活塞腔31的活塞座3及位于活塞腔31内的活塞5，活塞腔31连通泵壳1内腔和出水通道12以使水流能通过活塞腔31，活塞5的复位力由活塞5的自重，本实施例中出水通道12竖向设置，活塞5的复位力由活塞5的自重提供，无论活塞5处于沿水流滑移状态还是复位状态，水流均能通过活塞腔31。活塞腔31的内周壁中部形成缩口部32，在活塞5滑移至远离缩口部32的状态下，活塞5触发所述开关7。活塞5的外周壁上设置有多条搁置筋51，在活塞5处于复位状态下，搁置筋51搁置在缩口部32的斜面上。

当然，如出水通道12横向设置，活塞5的复位力由设置在活塞腔31内的弹簧6提供，如图6所示。

活塞座3上设置有用以控制电机2开启与否的开关7，活塞5能在通过进水通道11或出水通道12的水流的推动作用下沿活塞腔31朝水流动方向滑移，同时，活塞5朝水流动方向的滑移能开启开关7，而活塞5的复位则能关闭开关7。

在出水通道12进行供水的瞬间，活塞5处于复位状态，水流经由活塞腔31及出水通道12后少量流出，这样压力开关4感应到泵壳1内水压的变化而控制电机2启动；在电机2启动后的状态下，通过出水通道12的水流推动活塞5沿水流的流动方向移动并始终触发开关7，而使电机2始终保持在启动状态，同时水流经由活塞腔31、及出水通道12后流出；在出水通道12停止供水或电机2意外停转或水源地缺少的状态下，活塞5在自重或者弹簧6的作用下复位，开关7关闭，电机2停止工作。

本实施例中的开关7包括设于活塞5内的第一磁铁71及设于活塞座3外周壁上的用以控制电机2启动与否的干簧管72，在活塞5处于复位状态下，第一磁铁71未感应干簧管72，干簧管72不控制电机2工作，在活塞5沿水流的流动方向移动状态下，第一磁铁71感应干簧管72，干簧管72控制电机2始终处于启动状态。干簧管72有两根且彼此并联设置，活塞座3的外周两侧设有供干簧管72安装的安装位33。

当然，如图7、8所示，阀门还可采用以下结构，活塞5具有上头部52、下头部53及连接上头部52和下头部53的杆部54，上头部52位于活塞腔31内，下头部53位于活塞腔31下方，活塞腔31的下部具有用以搁置上头部52的内肩胛34，第一磁铁71或第二磁铁73设置在下头部53内。

如图9所示，开关7也可包括设于活塞5内的第二磁铁73及设于活塞座3外周壁上的用以控制电机2启动与否的霍尔开关74，在活塞5处于复位状态下，第二磁铁73未感应霍尔开关74，霍尔开关74不控制电机2工作，在活塞5沿水流的流动方向移动状态下，所述第二磁铁73感应霍尔开关74，霍尔开关74控制电机2始终处于启动状态。

如图10所示，开关7还可为设置在活塞座3顶部的微动开关75，在活塞5处于复位状态下，活塞5远离微动开关75，微动开关75不控制电机2工作，在活塞5沿水流的流动方向移动状态下，活塞5触动微动开关75，微动开关75控制电机2始终处于启动状态。

如图11所示，开关还可为光电开关76，在活塞5处于复位状态下，活塞5未阻断光电开关76，光电开关76不控制电机2工作，在活塞5沿水流的流动方向移动状态下，活塞5阻断光电开关76，光电开关76控制电机2始终处于启动状态。

本水泵的工作原理及过程如下：

若水龙头开始以小角度开启，水量流出较少，活塞5处于复位状态，有小水量的水流从泵壳1内经由活塞腔31及出水通道12流出，泵壳1内的水压发生一定变化，压力开关4感受到水压变化，发出信号给电机2并率先启动电机2。

电机2在启动后，泵体1内越靠近叶轮8的进出水侧向外传输的压力和水流量则越大，越远离叶轮8的压力和水流量则越小，利用进出水侧明显变化的压力差和水流量来推动活塞5，活塞5触发开关7，由于电机2启动后，水流推动活塞5的力持续存在，保证开关7始终处于导通状态，使电机2始终处于正常运转状态，这样不会因为出水管较短、使用软管、出小水流等情况而导致电机频繁启动，同时保证出水量稳定输出。

只要在水泵正常工作状态下，水流通过阀门结构后，活塞5始终触发开关7，控制电机正常工作，水流经由活塞腔31及出水通道12流出。

若水龙头开始以大角度开启，则有大水量的水流从泵壳1内经由出水通道12流出，这时活塞5两侧压力差较大，活塞5会在开始阶段就被开启，并同时触发开关7，控制电机正常工作。

当水龙头关闭，因为泵体1内的压力升高，进水通道11处的止回阀关闭，同一平面的压力差消失，活塞5会在自重或弹簧作用下复位，电机2断开电路停机；这样能彻底解决了电机2的频繁启动问题，有效地保护了电机2。

如水源地缺水或电机的叶轮被异物卡死时，进水通道12就不会再有水流流过，活塞5不再受到水流冲击滑移，这样活塞5在自重或弹簧作用下复位，不会触发开关7，电机电路断开，电机2停机，有效保护电机2。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种防频繁启动的水泵，包括具有进水通道(11)和出水通道(12)的泵壳(1)，泵壳(1)内设有由电机(2)驱动旋转的叶轮(8)；其特征在于：所述泵壳(1)内还设有通过感应泵壳内水压变化而控制电机(2)启动与否的压力开关(4)；所述进水通道(11)或出水通道(12)内设有能感应其内水流流动而控制电机(2)启停的阀门结构，所述阀门结构包括具有活塞腔(31)的活塞座(3)及位于活塞腔(31)内的活塞(5)，所述活塞腔(31)连通泵壳(1)内腔和进水通道(11)或出水通道(12)以使水流能通过活塞腔(31)，活塞(5)的复位力由活塞(5)的自重或者设置在活塞腔(31)内的弹簧(6)提供，活塞座(3)上设置有用以控制电机(2)开启与否的开关(7)，所述活塞(5)能在通过进水通道(11)或出水通道(12)的水流的推动作用下沿活塞腔(31)朝水流动方向滑移，同时，所述活塞(5)朝水流动方向的滑移能开启所述开关(7)，而活塞(5)的复位则能关闭所述开关(7)。

2.根据权利要求1所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述阀门结构设置在出水通道(12)上。

3.根据权利要求2所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述出水通道(12)竖向设置，活塞(5)的复位力由活塞(5)的自重提供。

4.根据权利要求2所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述出水通道(12)横向设置，活塞(5)的复位力由设置在活塞腔(31)内的弹簧(6)提供。

5.根据权利要求1所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述开关(7)包括设于活塞(5)内的第一磁铁(71)及设于活塞座(3)外周壁上的用以控制电机(2)启动与否的干簧管(72)，在活塞(5)处于复位状态下，所述第一磁铁(71)未感应干簧管(72)，干簧管(72)不控制电机(2)工作，在活塞(5)沿水流的流动方向移动状态下，所述第一磁铁(71)感应干簧管(72)，干簧管(72)控制电机(2)始终处于启动状态。

6.根据权利要求1所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述开关(7)包括设于活塞(5)内的第二磁铁(73)及设于活塞座(3)外周壁上的用以控制电机(2)启动与否的霍尔开关(74)，在活塞(5)处于复位状态下，所述第二磁铁(73)未感应霍尔开关(74)，霍尔开关(74)不控制电机(2)工作，在活塞(5)沿水流的流动方向移动状态下，所述第二磁铁(73)感应霍尔开关(74)，霍尔开关(74)控制电机(2)始终处于启动状态。

7.根据权利要求1所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述开关(7)为设置在活塞座(3)上的微动开关(75)，在活塞(5)处于复位状态下，所述活塞(5)远离微动开关(75)，微动开关(75)不控制电机(2)工作，在活塞(5)沿水流的流动方向移动状态下，所述活塞(5)触动微动开关(75)，微动开关(75)控制电机(2)始终处于启动状态。

8.根据权利要求1所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述开关为光电开关(76)，在活塞(5)处于复位状态下，所述活塞(5)未阻断光电开关(76)，光电开关(76)不控制电机(2)工作，在活塞(5)沿水流的流动方向移动状态下，所述活塞(5)阻断光电开关(76)，光电开关(76)控制电机(2)始终处于启动状态。

9.根据权利要求5～8任一所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述活塞腔(31)的内周壁中部形成缩口部(32)，在活塞(5)滑移至远离缩口部(32)的状态下，所述活塞(5)触发所述开关(7)；所述活塞(5)的外周壁上设置有多条搁置筋(51)，在活塞(5)处于复位状态下，所述搁置筋(51)搁置在缩口部(32)的斜面上。

10.根据权利要求5所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述活塞(5)具有上头部(52)、下头部(53)及连接上头部(52)和下头部(53)的杆部(54)，所述上头部(52)位于活塞腔(31)内，下头部(53)位于活塞腔(31)下方，活塞腔(31)的下部具有用以搁置上头部(52)的内肩胛(34)，所述第一磁铁(71)设置在下头部(53)内。

11.根据权利要求6所述的防频繁启动的水泵，其特征在于：所述活塞(5)具有上头部(52)、下头部(53)及连接上头部(52)和下头部(53)的杆部(54)，所述上头部(52)位于活塞腔(31)内，下头部(53)位于活塞腔(31)下方，活塞腔(31)的下部具有用以搁置上头部(52)的内肩胛(34)，所述第二磁铁(73)设置在下头部(53)内。