CN107514392A - 流体泵送装置和家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体泵送装置和家用电器，流体泵送装置包括围绕泵腔的泵壳(2)和泵盖(1)，泵盖连接有向下插入泵腔的入口管(101)，泵壳的周壁设有出口管(102)，其中，泵壳的底部形成有向下凸入泵腔的环形加热部(11)，泵腔内设有位于环形加热部的径向内侧的顶开式叶轮(3)，入口管的底端连接有向下扩口的引流罩(5)，引流罩轴向间隔地罩盖在叶轮的顶面上方，且导流罩的底面与叶轮的顶面之间的轴向间隙沿径向向外方向逐渐缩小。本发明通过引流罩的引流效果和流体加速流速，最终提升加热能效，使整机更具小型化可能。还可促使叶轮出口的流体流向环形加热部的内侧壁面，促进液体加热效果。

Description

流体泵送装置和家用电器

技术领域

本发明涉及家用电器领域，具体地，涉及家用电器中的泵。

背景技术

对于各种家用电器(如洗碗机、干衣机等)中所使用的小型泵体，往往不仅需要泵水，同时还需要对泵送的液体进行加热。为此，现有技术中一般在泵腔内设置加热装置，尤其是在泵盖中集成加热板，以实时加热泵腔内的液体。

例如，在中国专利公布文本CN105370622A中所展示的，在泵盖的底部设置加热板，加热板的顶面设置加热元件，加热板的底面作为加热面(同时也是泵腔的顶面)加热泵腔内的液体。然而，这种泵体中的加热面的面积相对小，加热面的流体流动性弱，导致加热面与泵腔内的液体的热交换效果不佳。而且受限于加热器的加热功率，为达到设定的加热效果，加热面面积需要足够大，从而不利于泵体结构的小型化。

此外，若将加热板的局部伸入泵腔内，虽然相对增大了加热面面积，但容易形成流体阻碍，易于生成各种流体死区，同样造成流体加热效果不彰。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种流体泵送装置，其热交换效果更好，泵体外形更紧凑、小巧。

为实现上述目的，本发明提供了一种流体泵送装置，包括围绕泵腔的泵壳和泵盖，所述泵盖连接有向下插入所述泵腔的入口管，所述泵壳的周壁设有出口管，其中，所述泵壳的底部形成有向下凸入所述泵腔的环形加热部，所述泵腔内设有位于所述环形加热部的径向内侧的顶开式叶轮，所述入口管的底端连接有向下扩口的引流罩，所述引流罩轴向间隔地罩盖在所述叶轮的顶面上方，且所述导流罩的底面与所述叶轮的顶面之间的轴向间隙沿径向向外方向逐渐缩小。

优选地，所述叶轮的顶面低于所述环形加热部的底壁面；沿所述叶轮的径向方向，所述引流罩的外周沿不超出所述叶轮的顶沿。

优选地，所述引流罩为具有圆弧底面的喇叭状。

优选地，所述引流罩的外周沿朝向所述环形加热部的内侧壁面翘起。

优选地，所述叶轮的半径为R，所述引流罩的底面与所述叶轮的顶面之间的轴向间隙宽度为D，且满足：1/24≤D/R≤1/8。

优选地，所述引流罩的外周沿与所述叶轮的顶沿之间的最小轴向间隙宽度d满足2mm≤d≤3mm。

进一步地，所述环形加热部的内侧壁面形成为径向向外且向下倾斜的倾斜环面，所述叶轮的顶沿出水端的流体对流至所述内侧壁面。

优选地，所述内侧壁面的中垂线朝向所述叶轮的顶沿出水端延伸。

优选地，所述环形加热部的底壁面为水平环面；或者，所述底壁面也为径向向外且向下倾斜的倾斜环面，所述底壁面的水平倾斜角不大于所述内侧壁面的水平倾斜角。

优选地，所述环形加热部包括加热元件和环形内凹腔，所述加热元件设置在所述环形内凹腔内并贴合加热所述环形加热部的内侧壁和底壁。

优选地，所述加热元件为环形电热管或膜状加热器。

优选地，所述环形加热部的外侧壁面贴合所述泵壳的顶部内周壁，并且所述外侧壁面与所述加热元件间隔设置。

优选地，所述泵盖的周缘部形成有底开口的倒U形环槽，所述泵壳的顶沿密封安装于所述倒U形环槽中，所述倒U形环槽的内侧壁为所述环形加热部的外侧壁。

优选地，所述倒U形环槽内设有泵盖密封圈，所述环形加热部的外侧壁越过所述泵盖密封圈向下延伸以贴合所述泵壳的顶部内周壁。

优选地，所述泵壳的顶部形成为台阶状扩口部。

优选地，所述泵盖包括底部加热板，所述底部加热板的顶表面形成有作为所述环形内凹腔的冲压槽或折弯槽，所述底部加热板的周缘部形成有作为所述倒U形环槽的折弯槽。

优选地，所述入口管可拆卸地安装于所述泵盖。

此外，本发明还相应提供了一种家用电器，该家用电器包括本发明上述的流体泵送装置。

在本发明的流体泵送装置中，通过间隔设置于叶轮上方的引流罩，可起到引流至环形加热部的引流加热效果，更可通过引流罩与叶轮顶面之间的轴向间隙径向向外逐渐减小的结构特性，加速叶轮出口的流体流速，使之以高速切向力流向环形加热部，促进热交换，从而最终可提升加热能效，使得泵体整机尺寸的小型化更具可能性。另外可通过设置向下凸入泵腔的环形加热部，尤其是环形加热部的内侧壁面优化设计为径向向外的向下倾斜面，从而在结合使用顶开式叶轮时，可促使叶轮出口的流体更多地流向环形加热部的内侧壁面，促进液体加热效果，提升加热能效。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的流体泵送装置的结构示意图；

图2为图1中的圆圈部分的放大图；

图3为图1所示的流体泵送装置的立体剖视图；

图4为泵体的结构示意图，其中去除了叶轮和电机等；

图5为展示泵腔内各功能部件的局部立体剖视图，其中去除了泵盖和电机等；以及

图6展示了流体泵送装置中的流体流向。

附图标记说明：

100：泵；101：入口管；102：出口管；

1：泵盖；

11：环形加热部；12：周缘部；13：泵盖密封圈；

M：内侧壁面；N：外侧壁面；L：底壁面；C：环形内凹腔；

θ,水平倾斜角；

2：泵壳；

21：顶沿；

3：叶轮；

31：叶片；32：基板；

R：半径；D：轴向间隙宽度；d：最小轴向间隙宽度；

4：电机；

5：引流罩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词；方位词如“径向、轴向”通常是针对泵体或叶轮而言的。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

针对现有泵体的加热效果不佳、结构过大的问题，本发明针对性地提供了一种新型流体泵送装置。该流体泵送装置普遍具有用于输送流体的叶轮和用于加热流体的加热装置。参见如图1至图6所示的实施方式，其中的流体泵送装置包括围绕泵腔设置的泵壳2和泵盖1，泵盖1连接有向下插入泵腔的入口管101，泵壳2的周壁设有出口管102。其中，泵腔内设有顶开式叶轮3，泵壳2的底部形成有向下凸入泵腔的环形加热部11，该环形加热部11的内侧壁面M形成为径向向外且向下倾斜的倾斜环面，使得叶轮3的顶沿出水端的流体能够流向内侧壁面M。

可见，本发明的流体泵送装置中设计了下凸式加热装置，即图示的环形加热部11，这样可大大提高加热面的面积，增强与腔体内的液体的热交换。然而，为符合小型化泵体的需求而对泵体内腔结构的紧凑化设计，使得腔体内的结构部件之间的间隙变小，流道更趋复杂，向下嵌入其中的加热装置无疑构成了流体阻碍，而且容易生成更多的流体死区，即流体流动性不强的区域。例如，下凸式加热装置的内侧壁面与腔体顶部的入口管101之间的死区空间小，又位于叶轮上方，叶轮难以作用到该区域，而该死区空间的液体直接接触下凸式加热装置的内壁面，使得作为加热面的所述内壁面的加热效果不彰。

为此，本发明中的环形加热部11改变了既有的竖直下凸的方式，使环形加热部11的径向内侧的内侧壁面M形成为倾斜面，具体为径向向外地向下倾斜，扩大该内侧壁面M与入口管101之间的死区区域的底部流体出口，即死区区域的底部开口呈扩口状，增大了死区内的流体朝向出口管102径向向外流动的可能性。

此外，在常规设计中，叶轮3通常位于环形加热部11的内侧壁面M的径向内侧，且叶轮3的顶沿低于环形加热部11的底壁面L。这样，叶轮3的顶沿出水端流出的流体通常难以直接流到环形加热部11的表面。而在本发明中，由于形成为较长的倾斜环面，叶轮3的顶沿出水端流出的流体能够被高速甩到内侧壁面M上，增进流体加热效果，而且流体对流至内侧壁面M后可部分地流向上述死区区域，增强该死区区域的流体流动性。这样就能多重有利地增进流体加热效果。这样，即使在加热元件的功率受限的情况下，泵体设计也能做到相对更小型化。

其中，如图1、图2或图4所示，环形加热部11的底壁面L可以是水平环面，即底壁面L的水平倾斜角θ＝0；或者，底壁面L也为径向向外且向下倾斜的倾斜环面，但底壁面L的水平倾斜角θ不大于内侧壁面M的水平倾斜角

需要说明的是，上述的水平倾斜角指的是斜面与水平面的锐角夹角。对比图4和图6可见，若内侧壁面M的水平倾斜角越小，底壁面L越短，显然叶轮3的顶沿出水端流出的流体更有可能被高速甩到内侧壁面M上。图6展示了极端情况，即底壁面L可视为几近消失的单点位置，内侧壁面M连接至外侧壁面N的底端，此时或可认为水平倾斜角

在一种优选实施方式中，叶轮出水至少应覆盖一半以上的内侧壁面M，此时内侧壁面M的中垂线应朝向叶轮3的顶沿出水端延伸。

在图4或图6所示的优选实施方式中，环形加热部11均包括加热元件(未显示)和环形内凹腔C，加热元件设置在环形内凹腔C内并贴合加热环形加热部11的内侧壁和底壁。其中，环形内凹腔C可以是矩形横截面、梯形横截面或类三角形横截面等。加热元件可以是环形电热管或膜状加热器等等。加热元件贴合加热环形加热部11的内侧壁和底壁，使得内侧壁面M和底壁面L构成加热面。

其中特别地，环形加热部11的外侧壁面N贴合泵壳2的顶部内周壁，外侧壁面N与加热元件间隔设置。这样，环形加热部11的外侧壁面N就成为非发热面，温度不高，不会加热泵壳2，从而可贴合安装。而在常规的下凸式加热装置中，加热元件通常嵌入环形内凹腔C内，对外侧壁面N、内侧壁面M和底壁面L均进行接触加热，不仅分散热源、外侧壁面N的加热效果不佳，而且外侧壁面N需间隔泵壳2的顶部内周壁，这不仅不利于泵盖1的周沿密封，而且外侧壁面N需间隔开泵壳2的顶部内周壁，二者之间又会形成外侧死区，其中的流体流动性极差。而在本实施方式中，由于加热元件不对环形加热部11的外侧壁加热，外侧壁面N可贴合泵壳2的顶部内周壁，从而很好地解决了上述问题。

关于泵盖1的周沿密封，在图示的实施方式中，泵盖1的周缘部12优选地形成有底开口的倒U形环槽，泵壳2的顶沿21密封安装于倒U形环槽中，倒U形环槽的内侧壁则为环形加热部11的外侧壁。这样，在泵盖1与泵壳2之间形成可靠的倒U形槽密封安装结构。倒U形环槽内还可设有泵盖密封圈13，例如图示的泵壳2的顶沿21的内壁面形成有台阶环面以支撑泵盖密封圈13，此时环形加热部11的外侧壁向下越过泵盖密封圈13延伸以贴合泵壳2的顶部内周壁，可形成内壁贴合密封及密封圈密封的双重密封效果。

为便于安装泵盖1，泵壳2的顶部优选地形成为台阶状扩口部。在扩口设计下，扩大了内侧壁面M与入口管101之间的死区区域的底部流体出口，促进了死区内的液体流动性，也便于安装加热元件。当然，在加热元件较小时，泵壳2也可形成为直筒状，而不限于扩口形式。

在图示的实施方式中，泵盖1包括底部加热板，通常为导热性能佳的金属板，底部加热板的顶表面形成有作为环形内凹腔C的冲压槽或折弯槽，底部加热板的周缘部形成有作为倒U形环槽的折弯槽。换言之，泵盖1的底板为冲压或折弯成型的整块加热板。泵盖1还可包括位于底部加热板上方的封盖板或加强板结构等，其中入口管101可拆卸地安装于泵盖1，通常为可拆卸的形锁固定。泵壳2、入口管101、出口管102等可优选为轻质塑料材质。例如，入口管101为橡胶管，引流罩5为塑料管。

需要特别说明的是，本发明的叶轮不宜采用封闭式叶轮，而应是顶开式叶轮，可以是叶片槽的顶面、底面均开口的全开式叶轮，也可以是图3、图5、图6所示的顶开式叶轮(即半开式叶轮)，其包括叶片31和底部基板32，底部基板32封盖叶片槽的底端开口。这样，电机4驱动叶轮3高速旋转时，叶轮3的顶沿出水端流出的流体才能形成向上的冲力，能够被高速甩到内侧壁面M上。

以上通过结构优化设计，改善了流体死区，增强了对泵腔内的流体加热效果。进一步地，本发明还增强了加热面与流体的对流效果，包括增加流向加热面的流体流速。具体地，在图示的实施方式中，入口管101的底端连接有引流罩5，引流罩5轴向间隔地罩盖在叶轮3的顶面上方，以将叶轮3的顶沿出水端的流体引流至内侧壁面M。

引流罩5不仅起到导向引流至加热面(即内侧壁面M)的作用，还防止叶片槽中的流体向上流动，而趋于集中地从叶轮3的顶沿出水端加速流出。特别地，导流罩5的底面与叶轮3的顶面之间的轴向间隙设计为沿径向向外方向逐渐缩小，使得叶轮3的顶沿出水端的流体加速流向环形加热部11。这样，流体经过逐渐缩小的轴向间隙的加速后，以高速切向力冲击作为加热面的内侧壁面M，促进了热交换，提升了电热器能效。

其中，沿叶轮3的径向方向，引流罩5的外周沿应不超出叶轮3的顶沿，使得叶轮3的顶沿出水端的流体能够向上流动至内侧壁面M。

优选地，引流罩5为具有圆弧底面的喇叭状，如图3至图6所示。引流罩5的圆弧底面呈流水线形设计，流体阻碍小，且使得导流罩5的底面与叶轮3的顶面之间的轴向间隙连续变化。

特别地，虽然附图并未展示，但引流罩5的外周沿还可设计为朝向环形加热部11的内侧壁面M翘起，以起到更好的加强引流作用。

参见图1、图2，叶轮3的半径为R，引流罩5的底面与叶轮3的顶面之间的轴向间隙宽度为D。在发明人多次重复试验、论证及研究后，选定参数满足1/24≤D/R≤1/8时，引流罩5与叶轮3的间隙装配对叶轮的出口流体的加速效果更优。

其中特别地，在引流罩5的外周沿与叶轮3的顶沿之间的最小轴向间隙宽度d满足2mm≤d≤3mm时，叶轮出口的液体的切向力速度最大，流体损失相对小，与加热装置的热交换效果更好。

上述的流体泵送装置可获得较好的液体加热效果，流体损失小。相较于常规的加热泵体，本发明可做到更好的泵体小型化效果。例如在同等条件下，本发明的泵体装置的泵壳直径可做到CN105370622A所公开的泵体的泵壳直径的95％，效果极为突出。

因此，上述的流体泵送装置可应用至需要泵送加热的各种家用电器中，例如洗碗机、干衣机中作为小型泵体使用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (18)

1.一种流体泵送装置，包括围绕泵腔的泵壳(2)和泵盖(1)，所述泵盖(1)连接有向下插入所述泵腔的入口管(101)，所述泵壳(2)的周壁设有出口管(102)，其中，所述泵壳(2)的底部形成有向下凸入所述泵腔的环形加热部(11)，所述泵腔内设有位于所述环形加热部(11)的径向内侧的顶开式叶轮(3)，所述入口管(101)的底端连接有向下扩口的引流罩(5)，所述引流罩(5)轴向间隔地罩盖在所述叶轮(3)的顶面上方，所述导流罩(5)的底面与所述叶轮(3)的顶面之间的轴向间隙沿径向向外方向逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的流体泵送装置，其中，所述叶轮(3)的顶面低于所述环形加热部(11)的底壁面(L)；沿所述叶轮(3)的径向方向，所述引流罩(5)的外周沿不超出所述叶轮(3)的顶沿。

3.根据权利要求1所述的流体泵送装置，其中，所述引流罩(5)为具有圆弧底面的喇叭状。

4.根据权利要求3所述的流体泵送装置，其中，所述引流罩(5)的外周沿朝向所述环形加热部(11)的内侧壁面(M)翘起。

5.根据权利要求1所述的流体泵送装置，其中，所述叶轮(3)的半径为R，所述引流罩(5)的底面与所述叶轮(3)的顶面之间的轴向间隙宽度为D，且满足：1/24≤D/R≤1/8。

6.根据权利要求5所述的流体泵送装置，其中，所述引流罩(5)的外周沿与所述叶轮(3)的顶沿之间的最小轴向间隙宽度d满足2mm≤d≤3mm。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的流体泵送装置，其中，所述环形加热部(11)的内侧壁面(M)形成为径向向外且向下倾斜的倾斜环面，所述叶轮(3)的顶沿出水端的流体对流至所述内侧壁面(M)。

8.根据权利要求7所述的流体泵送装置，其中，所述内侧壁面(M)的中垂线朝向所述叶轮(3)的顶沿出水端延伸。

9.根据权利要求7所述的流体泵送装置，其中，所述环形加热部(11)的底壁面(L)为水平环面；或者，所述底壁面(L)也为径向向外且向下倾斜的倾斜环面，所述底壁面(L)的水平倾斜角(θ)不大于所述内侧壁面(M)的水平倾斜角

10.根据权利要求7所述的流体泵送装置，其中，所述环形加热部(11)包括加热元件和环形内凹腔(C)，所述加热元件设置在所述环形内凹腔(C)内并贴合加热所述环形加热部(11)的内侧壁和底壁。

11.根据权利要求10所述的流体泵送装置，其中，所述加热元件为环形电热管或膜状加热器。

12.根据权利要求10所述的流体泵送装置，其中，所述环形加热部(11)的外侧壁面(N)贴合所述泵壳(2)的顶部内周壁，并且所述外侧壁面(N)与所述加热元件间隔设置。

13.根据权利要求12所述的流体泵送装置，其中，所述泵盖(1)的周缘部(12)形成有底开口的倒U形环槽，所述泵壳(2)的顶沿(21)密封安装于所述倒U形环槽中，所述倒U形环槽的内侧壁为所述环形加热部(11)的外侧壁。

14.根据权利要求13所述的流体泵送装置，其中，所述倒U形环槽内设有泵盖密封圈(13)，所述环形加热部(11)的外侧壁越过所述泵盖密封圈(13)向下延伸以贴合所述泵壳(2)的顶部内周壁。

15.根据权利要求13所述的流体泵送装置，其中，所述泵壳(2)的顶部形成为台阶状扩口部。

16.根据权利要求13所述的流体泵送装置，其中，所述泵盖(1)包括底部加热板，所述底部加热板的顶表面形成有作为所述环形内凹腔(C)的冲压槽或折弯槽，所述底部加热板的周缘部形成有作为所述倒U形环槽的折弯槽。

17.根据权利要求1所述的流体泵送装置，其中，所述入口管(101)可拆卸地安装于所述泵盖(1)。

18.一种家用电器，该家用电器包括根据权利要求1～17中任意一项所述的流体泵送装置(100)。