CN105378296B - 泵装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种具有从混入异物的工作液中分离出异物的功能的泵装置，且该泵装置能够支持大流量工作液。本发明包括第一泵，设置在工作液储罐上方，以及第二泵，具有与所述第一泵旋转轴同心的旋转轴，且该第二泵设置在所述第一泵进口的更下方。在所述第一泵进口下方和所述第二泵上方的区域设置有一个离心过滤器，其功能是将异物从工作液里分离出来，且所述离心过滤器设置成使其位于第二泵一侧的内径较大，而位于第一泵一侧的内径较小。

Description

泵装置

技术领域

本发明涉及一种吸入并排出液体的泵，具体涉及一种具有从混入异物的工作液(例如机床的清洗液或冷却液等液体)中分离出异物(例如切屑)的功能的泵装置。

现有技术

作为一种包括上述构造的泵装置，提出了以下这样的泵装置设计：重量轻、体积小，无需定期维护，其中设有容积泵、非容积泵、一级旋流分离器和二级旋流分离器，而且该一级旋流分离器和二级旋流分离器均设有一种将分离出的异物(例如切屑)排出的机构(排出口)，上述非容积泵的排出流量设定为高于上述容积泵的排出流量，同时上述容积泵、旋流过滤器和上述非容积泵设置为在竖直方向上呈线性连接(参见专利文献1)。

这样的泵装置(专利文献1)是很实用的。

然而，近年来在机床冷却液处理过程中出现了大流量化的要求。另一方面，对于上述的泵装置，其工作液是利用像所谓的“余摆线泵(齿轮泵)”那样的容积泵进行处理的，处理流量比较小，难以满足冷却液处理过程中大流量化的要求。

引文列表

专利文献

专利文献1：国际公布号WO 2012/053231。

发明内容

本发明要解决的问题

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种泵装置，这种泵装置不仅具有从混入异物(例如切屑或污垢)的工作液(例如机床的清洗液或冷却液等液体)中分离出异物的功能，还能支持大流量工作液。解决问题的技术方案

根据本发明所述的一种泵装置，包括：

第一泵(例如具有叶轮叶片的离心泵5)，设置在工作液(例如冷却液)储罐(例如冷却液箱)上方；以及

第二泵(离心泵例如叶轮泵：底吸叶轮泵1)，具有与所述第一泵(5)旋转轴(8)同心的旋转轴，且该第二泵设置在所述第一泵(5)进口(5i)的下方(上游一侧)，而且

该泵装置的特征在于，包括：

离心过滤器(旋流分离器3)，具有从工作液中分离出异物的功能，并设置在所述第二泵(1)上方和所述第一泵(5)进口(5i)下方的区域；

该离心过滤器(3)设置成使其位于第二泵(1)一侧(下侧)的内径(D3)较大，而位于第一泵(5)一侧(上侧)的内径(d3)较小，且所述离心过滤器(3)安装的位置使得从所述第二泵(1)排出的工作液直接流入该离心过滤器(流入离心过滤器3的内径较大的区域或第二泵1一侧的区域)；以及

所述第一泵(5)的吸入管路(清洁液体吸入管31)沿着该离心过滤器(3)的中心轴线(在竖直方向上)延伸至所述第二泵(1)附近，所述(第一泵5的)吸入管路(31)与所述第一泵(5)的进口(5i)相连通，还有一个用于排出含异物液体的出口(3o)设置在所述离心过滤器(3)的位于第一泵(5)一侧(上侧)的端部附近。

就本发明来说，在所述第二泵(1)上方和所述第一泵(5)进口(5i)下方的区域只设置一个离心过滤器(旋流分离器3)。

而且在本发明中，优选的，设置在所述离心过滤器(3)的位于第一泵(5)一侧(上侧)的端部附近的用于排出含异物液体的出口(3o)通过一条供含异物液体流过的液流通道(9)与异物排出口(68H)相连通。

进一步地，在本发明中，优选的，在所述第一泵(5)的吸入管路(清洁液体吸入管31)内设置有一个导引构件(31B)，该导引构件(31B)沿着中心轴线的方向(上下方向)延伸，同时该导引构件(31B)的位于第二泵一侧(下侧)的一个区域(L1)呈螺旋式延伸，而该导引构件(31B)的位于第一泵一侧(上侧)的一个区域(L2)呈线性延伸。

此外，在本发明中，优选的，所述离心过滤器(旋流分离器3)的位于第一泵(5)一侧(上侧)的端部设置有一个截锥形构件(圆锥形构件32)，并使得所述截锥形构件的锥形顶端朝向第二泵一侧(下侧)。

在实施本发明时，优选的，所述第一泵(离心泵5)的吸入管路(清洁液体吸入管31)的孔径(D31)设置为相当于所述第一泵(5)的进口(5i)孔径(D51i)的95％至105％。

另外，在实施本发明时，优选的，所述第二泵(底吸叶轮泵1)的孔径(D12)设置为相当于所述第一泵(离心泵5)的孔径(D51)的100％至110％。

本发明的技术效果

根据具有上述结构的本发明，所述离心过滤器(旋流分离器3)的设置方式使得其位于第二泵(1)一侧(下侧)的内径(D3)较大，而位于第一泵(5)一侧(上侧)的内径(d3)较小，且使得从所述第二泵(1)排出的工作液直接流入该离心过滤器(流入离心过滤器3的内径较大的区域或第二泵1一侧的区域)，因此，已经直接流入所述离心过滤器(旋流分离器3)的工作液在第二泵(1)施加于其上的能量(压头)的作用下发生涡旋，然后在所述离心过滤器(旋流分离器3)内流向位于第一泵(5)一侧(上侧)。

此时(在工作液发生涡旋并在离心过滤器3内流向第一泵5一侧即上侧时)，在离心力的作用下，异物和工作液被适当地彼此分离。

因为有强大的离心力作用于异物，而这些异物例如金属屑等具有高的比重，因此这些异物移动到了所述离心过滤器(旋流分离器3)内周壁(30i)附近。另一方面，因为作用于不含异物的清洁的工作液的离心力相对较小，所以这些清洁的工作液移动到了在径向上靠内侧的区域，进而改变前进方向并折返至所述第二泵(1)一侧(下侧)。

这些通过改变前进方向而折返至所述第二泵(1)一侧(下侧)的清洁的工作液流入所述吸入管路(清洁液体吸入管31)的靠近第二泵(1)的区域，然后继续流入所述第一泵(5)的进口(5i)。

进而，这些清洁的工作液作为清洁工作液流从所述工作液排出口(66)排出来。

现有技术中(专利文献1)，从非容积泵排出的工作液向上移动到一级旋流分离器的径向外侧区域，然后流入该一级旋流分离器，但是，根据本发明，因为从第二泵(1)流出的工作液直接流入离心过滤器(流入离心过滤器3的内径较大的区域或位于第二泵1一侧的区域)，因此所述第二泵(1)的排出流(排出涡流)就可以用作该离心过滤器(旋流分离器3)中的涡流，这种方式效率很高。而且，因为该工作液涡流是在第二泵(1)施加于其上的能量(压头)的作用下而在该离心过滤器(旋流分离器3)中产生的，因此该涡流的流速很高，从而提高了离心分离效率。

进一步地，因为该离心过滤器(旋流分离器3)中涡流的流速很高，并且有大流量的工作液流入该离心过滤器(旋流分离器3)，所以，工作液中含有的高比重的异物被夹带于工作液中从而很容易移动到该离心过滤器的第一泵(5)一侧(上侧)，进而从该离心过滤器的设置在第一泵(5)一侧(上侧)的端部附近的出口(3o)(用于排出含异物液体的出口)并通过供含异物液体流过的液流通道(9)被排放到该离心过滤器(所述旋流分离器3)外面。

在本发明中，如果所述导引构件(31B)沿着所述第一泵(5)的吸入管路(清洁液体吸入管31)中心轴线的方向(竖直方向)延伸，该离心过滤器(旋流分离器3)中的具有高流速的涡流就能被引导，从而高效地导引工作液进入所述位于第一泵(离心泵5)一侧的进口(5i)。

因此，即使所述吸入管的内径尺寸(D31)有所减小，所述第一泵(5)吸入的工作液的量也不会降低，从而泵排出量也不会降低。另外，减小所述吸入管的内径尺寸(D31)也降低了含异物的工作液被吸入到所述第一泵(5)的吸入管路(清洁液体吸入管31)内的可能性，从而提高了过滤率。

因为所述导引构件(31B)的位于第二泵(1)一侧(下侧)的区域(L1)呈螺旋式延伸，所以所述离心过滤器(旋流分离器3)中的涡流方向可以被转换至所述第一泵(5)一侧(上侧)，而这正是所述吸入管路(所述离心泵的清洁液体吸入管31)的轴线方向。

此处，优选的，流向所述第一泵(离心泵5)第一级(位于吸入侧的第一级51)方向的工作液流不是涡流(没有周向分量)。如果该导引构件(31B)的位于第一泵(5)一侧的区域(L2)呈线性延伸，这种线性延伸的区域就会就会抵消经由吸入管路(清洁液体吸入管31)流向所述第一泵(5)一侧(上侧)的工作液的周向分量，从而使得该工作液流不再是涡流。

而且，在本发明中，所述截锥形构件(圆锥形构件32)设置在所述离心过滤器(所述旋流分离器3)的位于第一泵(5)一侧(上侧)的端部，并使得其锥形顶端朝向第二泵(1)一侧(下侧)，这样因为设置在所述第一泵(5)一侧(上侧)端部附近的(用于排出含异物液体的)出口(3o)的在径向上靠内侧的区域被所述截锥形构件(圆锥形构件32)占据，该出口(3o)的横截面积(环形液流通道面积)就会减小，从该出口(3o)排出的含异物的工作液的流量就会降低，从而确保了从所述第一泵(3)排出口(66)排出的工作液的必要流量。

此外，所述截锥形构件(圆锥形构件32)设置为使得其锥形顶端朝向第二泵(1)一侧(下侧)，从而能够确保从所述出口(3o)排出的含异物的工作液的流量，因而这些异物就能够很容易地从所述泵装置中排出来，从而提高了过滤率。

在根据本发明的泵装置中，可以有这样一种实施方式，排放管路(未示出)与异物排出口(68H)连接在一起，同时该排放管路的出口设置为与工作液储罐(例如冷却液箱)的外部相连通，这样一来，由所述离心过滤器(所述旋流分离器3)分离出来的异物就能够很容易地被被排放到所述工作液储罐的外部。

附图说明

图1为根据本发明的第一个实施例的剖视示意图；

图2为第一个实施例中的叶轮和离心过滤器的细部的局部放大剖视示意图；

图3为第一个实施例中设置于清洁液体吸入管内的螺旋导向叶片的透视图；

图4为图3中所示的清洁液体吸入管以及设置于其内部的螺旋导向叶片的从不同角度观察的透视图；

图5为根据本发明的第二个实施例的剖视示意图；

具体实施方式

下面将结合附图对根据本发明的实施例进行说明。

首先参照图1到图4对根据本发明的第一个实施例进行说明。

在图1中，根据第一个实施例所述的整个泵装置由附图标记100表示。

在图1中，所述泵装置100包括底吸叶轮泵(第二泵)1，旋流分离器(离心分离器)3，下壳体(第二壳体)4，多级离心泵(第一泵)5，上壳体(第一壳体)6和电机7。

所述泵装置100中的所述底吸叶轮泵1、旋流分离器3、下壳体4和多级离心泵5，详见图2。在图2中，所述底吸叶轮泵1包括叶轮外壳11和吸入叶轮主体12。

所述叶轮外壳11包括上缘法兰部11a、圆筒部11b和底部11c，同时在所述底部11c的中心位置形成一个贯穿孔11d，并在所述贯穿孔11d的下端转角部形成一个倒角11e。

所述叶轮外壳11的外周覆盖有罩构件2，从而使它们之间形成一定的空隙。优选的，所述罩构件2由冲孔金属制成，并在其中形成许多小直径贯穿孔。如果该冲孔金属的贯穿孔直径很小，就可以防止大粒径的异物进入所述底吸叶轮泵1。

所述叶轮主体12包括一个在中心处具有一个贯通孔的上盘12a、多个叶片12b，以及下盘12c，其中该下盘12c在中心处具有一个向下突出的圆筒部。

所述多个叶片12b夹置在所述上盘12a和下盘12c之间，并设置为等螺距，同时每个叶片12b的上缘部和下缘部分别固定连接至所述上盘12a和下盘12c。

在图2中，所述旋流分离器3包括一个外箱30、一条设置于旋流分离器3径向中心位置并沿着竖直方向延伸的清洁液体吸入管31、和设置于旋流分离器3上端部的圆锥形构件(截锥形构件)32。

如图1所示，所述旋流分离器3外箱30的内周壁面30i形成为锥形，且其下端内径D3大于上端内径d3(参见图1)。而且，如图2所示，从所述底吸叶轮泵1排出的工作液直接流入旋流分离器。

在图2中，所述旋流分离器3外箱30的上端附近设置有一个阶梯状切口30c。而且，在位于所述旋流分离器3外箱30上端附近，由所述阶梯状切口30c和所述下壳体4的内周壁41i围成一个大致为环形的空间。

所述旋流分离器3中的清洁液体吸入管31的下端31i置于所述底吸叶轮泵1中的吸入叶轮主体12的上表面附近。

此外，所述清洁液体吸入管31的上端31o与所述多级离心泵5的进口5i相连通。

所述清洁液体吸入管31的上端31o附近的外周壁被具有部分圆锥形的所述圆锥形构件32所环绕。

所述外箱30上端的内周壁面30i与所述圆锥形构件32的外周壁面32o构成一条环形的液流通道3o，而且这条环形的液流通道3o具有作为含异物液体的出口的功能。

所述环形液流通道3o的径向宽度尺寸δ(参见图1)设定为一个预定值，使其能确保从环形液流通道3o排出的工作液流量满足夹带异物的要求，同时能确保所述多级离心泵5必要的排出量。

另外，在旋流分离器上端30a和所述多级离心泵5的下侧间隔构件50下表面50b之间沿着上下方向形成一个间隙λ(参见图1)，此间隙尺寸同样设定为一个预定值，使其能确保从环形液流通道3o排出的工作液流量满足夹带异物的要求，也能确保所述多级离心泵5必要的排出量。

在图2中，所述下壳体4包括一个圆柱形外壳主体41和一个液流通道连接器42。

所述液流通道连接器42的液流通道42c通过一条连接管9连接到下面将要描述的上壳体6的异物排出口68H的竖直部分68V。此处所述的连接管9构成了一条供夹带(含有)异物的工作液流过的液流通道。

在此示例中，所述下壳体4通过套管结构液密地连接到所述旋流分离器3的外箱30以及所述多级离心泵5的下侧间隔构件50。

在所示实施例中，所述的多级离心泵5具有五级泵单位。

在图2中，所述的多级离心泵5包括所述的下侧间隔构件50、第一级泵单位51、第二级泵单位52、第三级泵单位53、第四级泵单位54、以及第五级泵单位55，它们在上下方向液密地层叠在一起并组装起来。

第一级泵单位到第五级泵单位51-55中的每一级都具有与所述底吸叶轮泵1中的吸入叶轮主体12相同的结构，即包括一个圆柱形外壳、一个上盘、多个叶片、以及一个在中心处具有一个向下突出的圆筒部的下盘。另外，每一级泵单位都具有一个盘状导流板，该盘状导流板含有多块导板。

在图2中，所述清洁液体吸入管31的孔径D31设定为所述多级离心泵5的进口孔径D51i的95％至105％。

如果所述清洁液体吸入管31的孔径D31较小，则可以提高过滤率，但是所述清洁液体吸入管31内的负压增大了，导致一些工作液不能够被离心泵5吸入，进而所述离心泵5的排出流量减少了。另一方面，如果所述清洁液体吸入管31的孔径D31较大，因为所述清洁液体吸入管31内的负压较小，使得所述离心泵5的排出流量增大了，但是过滤率降低了。

为达到所述离心泵5的过滤率与排出流量之间的平衡，优选的，将所述清洁液体吸入管31的孔径D31设定为与所述多级离心泵5的进口孔径D51i基本相等。而且，本发明人实施的实验证明，如果所述清洁液体吸入管31的孔径D31与所述多级离心泵5的进口孔径D51i之间的差异落在±5％的范围内，就能够达到所述离心泵5的过滤率与排出流量之间的平衡。因此，如上所述，将所述清洁液体吸入管31的孔径D31设定为所述多级离心泵5的进口孔径D51i的95％至105％。

而且，在图2中，优选的，所述底吸叶轮泵1的孔径D12设定为所述多级离心泵5叶轮孔径D51的100％至110％。

为了保证排出流量满足所述离心泵5的要求以及增强所述底吸叶轮泵1所排出的工作液引起的在所述旋流分离器3中的涡流，从而提高过滤率，就必须增大所述底吸叶轮泵1的孔径D12，使其稍大于所述多级离心泵5的叶轮孔径D51。本发明人实施的实验证明，如果所述底吸叶轮1的孔径D12设定为所述多级离心泵5叶轮孔径D51的100％至110％，就能够保证所述离心泵5的必要的排出流量，而且也能提高过滤率。

在图1中，所述上壳体6包括一个空心圆柱部61，该空心圆柱部61在图1中向上侧开启。所述空心圆柱部61内部容纳着一个联轴器CP，该联轴器CP将所述电机7的输出轴(未示出)与泵轴8连接起来。

所述多级离心泵5与所述底吸叶轮泵1都通过公知的方式设置于所述泵轴8上(比如锁紧螺母LN、第一压紧构件14、第二压紧构件15和预埋螺杆16)。

在图2中，在所述上壳体6的空心圆柱部61下方形成一个密封构件储存中空部63。尽管未在图中明确示出，所述密封构件储存中空部63储存着诸如机械密封、油密封和推力轴承等构件。

所述上壳体6中的密封构件储存中空部63的径向外侧区域形成一条工作液排出液流通道64，且该工作液排出液流通道64与工作液出口66相连通。此处，所述的工作液出口66设置在凸出部65中，该凸出部65沿着所述上壳体6的径向方向向外凸出。

在所述上壳体6中，在所述工作液出口66的相对另一侧(图2中的左侧)也形成一个沿着径向方向向外凸出的部位，同时排出口(异物排出口)68H在此凸出部位(朝径向外侧)开放。

夹杂着异物的工作液通过所述异物排出口68H排出到所述泵装置100的外部。如上所述，该异物排出口68H与所述竖直部分68V相连通，而所述竖直部分68V与所述连接管9相连通。

在图1中，所述上壳体6的上端凸缘6f通过螺栓B1和螺母N1与所述电机7的凸缘7f连接在一起。

而且，所述多级离心泵5、所述下壳体4、所述旋流分离器3和所述底吸叶轮泵1都通过多个贯穿螺栓(双头螺栓)B2和螺母N2固定至所述上壳体6。

图3和图4展示了所述清洁液体吸入管31的细部，所述清洁液体吸入管31设置有吸入管主体31A和导引构件(以下将被称为“导引板”)31B。此处的示例中，两块导引板31B设置为固定于所述吸入管主体31A内部。

在图3中，每块导引板31B都形成这样的形状，即，其底吸叶轮泵1一侧(图3中的下侧：图3中由附图标记L1表示的一个区域)呈螺旋状扭曲，而其多级离心泵5一侧(图3中的上侧：图3中由附图标记L2表示的一个区域)呈线性(直线)。

当所述的导引板31B底吸叶轮泵1一侧(由附图标记L1表示的区域)扭曲成螺旋状，同时其多级离心泵5一侧(由附图标记L2表示的区域)呈线性(直线)时，所述旋流分离器3中的涡流F4就会高效地流入所述多级离心泵5。

所述旋流分离器3中的涡流F4含有一个在所述旋流分离器3中涡旋的分量，并且优选的，所述导引板31B呈螺旋状扭曲，从而使得构成所述涡流F4的工作液在该涡旋分量的作用下进入所述吸入管主体31A。

另一方面，优选的，被吸入所述多级离心泵5的第一级泵(图2中的最下侧一级51：位于吸入一侧的第一级泵51)中的工作液不含周向分量(即不是涡流)。如果每块导引板31B都构建为使其位于多级离心泵5一侧的区域L2呈线性延伸，那么工作液的周向分量就能被所述导引板31B的线性延伸区域所抵消，因而，在工作液经由所述清洗液吸入管31被吸入所述多级离心泵5的过程中，其周向分量就被消除了。

现在将主要基于图2并参考图1，对第一个实施例中的工作液的流动进行说明。

在以下的说明中，以一种机床中冷却所用的冷却液举例作为工作液。这种冷却液含有异物，例如使用机床进行切割后产生的切屑。

当所述电机7启动后，所述泵装置100的转数达到一个预定值时，所述底吸叶轮泵1通过所述罩构件2吸入冷却液，其中在所述罩构件2上形成了许多小直径贯穿孔(图2中的流线F1)。吸入到所述底吸叶轮泵1中的冷却液通过所述底吸叶轮泵1的转动呈螺旋状地排出到所述旋流分离器3底部的内周壁，然后在所述旋流分离器3内沿着螺旋流线F2向上移动。

当冷却液(所述流线F2)在所述旋流分离器3内呈螺旋状向上移动时，因为不含切屑等异物的冷却液比较干净而且比重相对较小，当这样的冷却液沿着所述流线F2流动时，作用于这样的冷却液上的离心力产生的影响很小。

因为所述旋流分离器3的外箱30的内周壁面30i形成锥形结构，使得所述旋流分离器3的出口(用于排出含异物液体的出口)3o的内部空间和横截面积减小。因此，当工作液沿着外箱内周壁面30i成螺旋状向上移动时，所述旋流分离器3内涡流中心附近的干净冷却液产生折返(流线F3)，从而沿着所述清洁液体吸入管31(流线F4)向下移动，围绕所述清洁液体吸入管31涡旋，然后从所述清洁液体吸入管31的下端31i(流线F5)进入所述清洁液体吸入管31内，这正是旋流分离器的特征所在。

当干净的冷却液流入所述清洁液体吸入管31后，涡流的周向分量在所述清洁液体吸入管31导引板31B上的区域L1(参见图3)的作用下被转换为竖直分量，因此冷却液在导引板31B之间(流线F61)呈螺旋状向上移动。而且，在导引板31B上的区域L2(参见图3)的作用下，冷却液在所述多级离心泵5进口5i附近呈直线状向上流动，之后从所述多级离心泵5进口5i(流线F7)流入所述第一级泵单位51的叶轮。

冷却液进入所述多级离心泵5后被逐级推进(流线F8)，从所述第五级泵单位55的出口流入所述上壳体6的工作液排出液流通道64(流线F9)，之后从所述上壳体6的出口66被排出到所述泵装置100的外部(流线F10)。

另一方面，如流线F2所示，冷却液中的诸如切屑等异物比重较大，这些异物被冷却液涡流夹带着，在离心力的作用下紧贴着所述旋流分离器3的外箱内周壁面30i，在强劲的上升流的作用下沿着外箱内周壁面30i向上移动(流线Fc11)。

如流线Fc11所示，沿着所述外箱30的内周壁面30i向上移动的冷却液(这些冷却液夹带着异物)从位于所述外箱30上端的异物出口3o流出所述的旋流分离器3(流线Fc12)。

此处，从位于所述外箱30上端的异物出口3o流出到所述旋流分离器3外部的冷却液，经由所述的下壳体4的环形空间(切口)30c流入所述的连接管9(流线Fc13)。

此时，因为所述的环形空间(切口)30c位于所述外箱30上端的异物出口3o下方，如流线Fc12所示，所以那些比重较大的异物不会逆着冷却液流动的方向流回到所述的旋流分离器3内。

进而，夹带着异物的冷却液从所述上壳体6的异物排出口68H被排出到所述泵装置100的外部(流线Fc14)。

此处，因为所述的底吸叶轮泵1的排出流直接流入所述的旋流分离器3，在所述的底吸叶轮泵1施加的能量(压头)的作用下在所述的旋流分离器3内产生涡流，使得比重较大的异物不会沉积在所述的环形空间(切口)30c，从而能够保证具有一定流速的冷却液经由所述的连接管9从所述的异物排出口68H安全地排出。

根据所示的第一个实施例，所述的旋流分离器3以这种方式设置，使所述旋流分离器3位于底吸叶轮泵1一侧(参见图1)的内径D3较大，而其位于多级离心泵5一侧(参见图1)的内径d3较小，且从所述底吸叶轮泵1排出的冷却液直接流入所述旋流分离器3位于底吸叶轮泵1一侧(图1和图2任一图的下侧)的区域。这样一来，冷却液在所述底吸叶轮泵1施加于其上的能量(压头)的作用下直接流入所述旋流分离器3内，并且冷却液在所述底吸叶轮1施加于其上的能量(压头)的作用下在所述旋流分离器3内产生涡旋(流线F2)。

因为能量(压头)对于在所述旋流分离器3内向上流动是必要的和充分的，它通过所述底吸叶轮泵1直接施加于冷却液上，所以冷却液可以很容易地和确定地移动到所述多级离心泵5一侧。而且，施加于涡旋中的冷却液上的能量是必要的和充分的，并使其在所述旋流分离器3内向上流动，因而当冷却液移动(向上流动)到所述旋流分离器3内的多级离心泵5一侧时，在离心力的作用下，异物和干净的冷却液确定地会彼此分离开。因此，所述旋流分离器3的过滤效率得到了提高。

当冷却液涡流在所述旋流分离器3内旋转和向上移动时，作用于较大比重的异物比如金属切屑(或是夹带着这些异物的冷却液)上的离心力很大，因此这些异物移动到所述旋流分离器3内的外箱内周壁面30i附近。

另一方面，与异物分离开的冷却液和干净的冷却液移动到所述旋流分离器3内的在径向上靠内侧的区域，如流线F3所示，随后改变方向，朝着所述底吸叶轮泵1一侧(下侧)移动。

如流线F4所示，干净的工作液改变前进方向后朝着所述底吸叶轮泵一侧(下侧)向下移动，如流线F5所示，流入所述清洁液体吸入管31内靠近所述底吸叶轮泵1的区域。进而，工作液继续流入所述多级离心泵5的入口5i(流线F61、F62和F7)。

进而，从所述多级离心泵5的出口66排出的是干净的工作液流(F8、F9和F10)。

根据所示的第一个实施例，从所述底吸叶轮泵1流出的冷却液直接流入所述旋流分离器3，同时所述底吸叶轮泵1的排出流(排出涡流)直接在所述旋流分离器3内转变为涡流。因为该冷却液涡流是在所述底吸叶轮泵1施加于其上的能量(压头)的作用下而在所述旋流分离器3中产生的，因此该涡流的流速很高，从而提高了离心分离效率。

因而，与上述现有技术(专利文献1)相比，即，在该泵装置中，从非容积泵排出的工作液在一级旋流分离器的径向外侧区域向上流动，然后流入该一级旋流分离器，与这样的泵装置相比，所示的第一个实施例中底吸叶轮泵1施加的能量(压头)损失更少，效率更高。

再者，根据所示的第一个实施例，因为所述旋流分离器3中涡流的流速很高，并且有大流量的冷却液流入所述旋流分离器3，所以高比重异物被夹带于冷却液中可以很容易地移动到多级离心泵5一侧(上侧)。进而，这些异物从该旋流分离器3的设置在多级离心泵5一侧的端部(上端)附近的出口3o(用于排出含异物液体的出口)并通过所述的连接管9被排放到所述旋流分离器3外面。

在所示的第一个实施例中，因为所述导引板31B沿着所述多级离心泵5中的清洁液体吸入管31的中心轴线方向(上下方向)延伸，所以所述旋流分离器3中涡流可以被高效的导引进入所述清洁液体吸入管31，从而导引冷却液流入所述多级离心泵5的进口5i。

因此，如果所述清洁液体吸入管31的孔径D31设定为所述多级离心泵5的进口孔径D51i的95％到105％，在不增大所述孔径D31的情况下，所述离心泵5吸入的冷却液体积就不会减少，从而可以防止所述离心泵5排出量减少。

而且，如果所述清洁液体吸入管31的孔径D31设定为所述多级离心泵5的进口孔径D51i的95％到105％，出现含异物冷却液被吸入到所述清洁液体吸入管31内或者所述多级离心泵5中的可能性就会降低，从而提高过滤率。

此外，根据所示的第一个实施例，所述旋流分离器3中冷却液涡流可以通过设置在所述的清洁液体吸入管31中位于底吸叶轮泵1一侧(下侧)的导引板31B的区域L1的作用被导引到所述的清洁液体吸入管31内，之后再流动至所述的多级离心泵5一侧(上侧)。

而且，所述清洁液体吸入管31内朝所述离心泵5一侧移动的冷却液流的周向分量可以被位于多级离心泵5一侧(上侧)的所述导引板31B的区域L2所抵消。

在所示的第一个实施例中，因为所述圆锥形构件32设置于所述旋流分离器3位于多级离心泵5一侧(上侧)的端部，并且其设置方式使得其锥形顶端朝向底吸叶轮泵1一侧(下侧)，这样设置在所述多级离心泵5一侧端部附近的异物出口3o的在径向上靠内侧的区域就被所述圆锥形构件32所占据，从而使得所述出口3o的横截面积(环形液流通道面积)减小。因此，从该出口3o排出的含异物工作液的流量就会降低，从而保证了从所述多级离心泵5排出口66排出的工作液的必要流量。

而且，因为所述圆锥形构件32设置成使得其锥形顶端朝向底吸叶轮泵1一侧(下侧)，从而能够确保从所述出口3o排出的含异物工作液的流量。如此一来，这些异物很容易被排出到所述泵装置100外部，从而提高了过滤率。

在所示的第一个实施例中，如果排放管道(图中未示出)连接到所述的异物排出口68H，同时该未示出的排放管道的出口设置为与工作液储罐(例如冷却液箱；图中未示出)外部相连通，由所述旋流分离器3分离出来的异物就会很容易地被排放到所述工作液储罐的外部(图中未标明)。

现在结合图5对根据本发明的第二个实施例进行说明。

在第一个实施例中，所述的底吸叶轮泵1只有唯一的一级泵单位，所述的多级离心泵5包括五级泵单位；而在图5所示的第二个实施例中，底吸叶轮泵包括两级泵单位，多级离心泵5A包括四级泵单位。尽管未在图中示出，所述的底吸叶轮泵也可以包括三级或更多级数。

下面将结合图5对第二个实施例进行说明。

在图5中，对应于图1到图4所示的第一个实施例中提到的泵装置100，在附图标记100A表示的第二个实施例中的整个泵装置中，第一壳体6和电机7是共同的(属于相同的部件)。

第一个实施例所述的泵装置中的旋流分离器3的外周壁呈圆柱形，而第二个实施例所述的旋流分离器3A的外周壁面30Ao壁厚度减小到与其内周壁面30Ai平行，从而达到重量减轻的效果。

第二个实施例所述的旋流分离器3A的圆锥形构件32A与第一个实施例所述的旋流分离器3的圆锥形构件32基本相同。

虽然第二个实施例中的下壳体4A与第一个实施例所述的下壳体4在下端的形状方面有所不同，但它们在整体上是相同的。而且，第二个实施例所述的下壳体4A可以形成为与第一个实施例所述的下壳体4完全相同。

在图5中，底吸叶轮泵1A包括一个叶轮外壳11A和两个吸入叶轮主体12。所述叶轮外壳11A包括一个上缘法兰部11Aa、一个圆筒部11Ab、一个锥角部11Af和一个底部11Ac，同时在所述底部11Ac中心位置形成一个贯穿孔11Ad。

在两个吸入叶轮主体12之间的位置设置有一个套管17和一个导引构件19。其中套管17的作用是使得两个吸入叶轮主体12之间的空隙保持在一个固定距离，所述的导引构件19固定于所述叶轮外壳11A侧部。

多级离心泵5A与第一个实施例中所述的多级离心泵5在级数方面有所不同。因为与第一个实施例中的级数的差异，引起多级离心泵5A的高度尺寸也与第一个实施例有所不同，同时供含异物冷却液流过的连接管9A的长度也比第一个实施例所述的连接管9的要短。

而且，泵轴8A每个部分的长度方向的尺寸也与第一个实施例所述的泵轴有所差异。

根据第二个实施例所述的泵装置100A，分别在二级或三级泵单位上设置了底吸叶轮，因此与第一个实施例比较，可以提高冷却液的流量。同时，通过调节异物排出口68H的流量，可以降低清洁液体吸入管31内的吸入负压大小。

图5所示的第二个实施例中的其它结构、功能和效果与图1到图4所示的第一个实施例相同。

应该注意的是，所示的实施例仅仅是一种举例，而并不是为了限制本发明的技术范围而作出的说明。

例如，在所示的实施例中，第一泵为非容积泵(例如具有叶轮叶片的离心泵)，但是第一泵也可以由容积泵组成(例如齿轮泵或者是所谓的“余摆线泵”)。

进一步的，尽管给出的说明是关于在所示的实施例中将冷却液用泵抽起来的例子，其实本发明还可以应用于其它方面。

此外，尽管图1到图5所示的例子中，在单级泵单位上设置底吸叶轮，或者是分别在两级泵单位上设置底吸叶轮，其实还可以在三级或更多级泵单位上设置底吸叶轮。

[附图标记列表]

1-底吸叶轮

2-罩构件

3-旋流分离器

4-下壳体

5-多级离心泵

6-上壳体

7-电机

8-泵轴

9-连接管

11-叶轮外壳

12-吸入叶轮主体

30-外箱

31-清洁液体吸入管

32-圆锥形构件

51-第一级泵单位

66-工作液出口

68H-含异物液体排出口

Claims (4)

1.一种泵装置，包括：

第一泵，设置在工作液储罐上方；以及

第二泵，具有与所述第一泵旋转轴同心的旋转轴，且该第二泵设置在所述第一泵进口的下方，

其特征在于，在所述第二泵上方和所述第一泵进口下方的区域设置有一个离心过滤器，其功能是将异物从工作液里分离出来；

所述离心过滤器设置成使其位于第二泵一侧的内径较大，而位于第一泵一侧的内径较小，且所述离心过滤器安装的位置使得从所述第二泵排出的工作液直接流入该离心过滤器；以及

第一泵的吸入管路沿着该离心过滤器的中心轴线延伸至所述第二泵附近，所述吸入管路与所述第一泵进口相连通，还有一个用于排出含异物液体的出口设置在所述离心过滤器的位于第一泵一侧的端部附近。

2.根据权利要求1所述的泵装置，其特征在于，所述的设置于所述离心过滤器的位于第一泵一侧的端部附近的用于排出含异物液体的出口通过一条供含异物液体流过的液流通道与异物排出口相连通。

3.根据权利要求1或2所述的泵装置，其特征在于，第一泵的所述吸入管路内设置有一个导引构件，所述导引构件沿着所述中心轴线的方向延伸，同时该导引构件的位于第二泵一侧的一个区域呈螺旋式延伸，而该导引构件的位于第一泵一侧的一个区域呈线性延伸。

4.根据权利要求1或2所述的泵装置，其特征在于，所述离心过滤器的位于第一泵一侧的端部设置有一个截锥形构件，并使得所述截锥形构件的锥形顶端朝向第二泵一侧。