CN108678943B - 一种水泵的防冻裂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水泵的防冻裂装置，属于水泵技术领域。它解决了现有水泵的防冻裂装置安装不方便、容易损坏的问题。本水泵的防冻裂装置包括由硬质半壳和具有弹性的软质半壳固定连接并且连接处密封形成的壳体，壳体内具有凹腔，壳体能安装在水泵泵腔内，硬质半壳上具有呈管状的气嘴，气嘴与凹腔相连通，气嘴能穿过泵体上的通孔伸出水泵泵腔外。本水泵的防冻裂装置在安装时只需要在泵体合适位置开设通孔，再将壳体装入水泵泵腔内，并将气嘴穿过通孔，便可完成防冻裂装置的安装，安装方便。水泵正常工作中，作用在整个壳体上的液体压力一致，避免壳体由于变化的压力导致安装处松动或者密封处损坏失效的问题，使用寿命更长。
Description
技术领域
本发明属于水泵技术领域，涉及一种水泵的防冻裂装置。
背景技术
水泵是指用于输送液体或使液体增压的机械，根据工作原理可以将水泵分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，分为离心泵、轴流泵和混流泵等类型。其中，离心泵中又有细分出具有自吸功能的自吸泵。水泵的结构大多包括泵体，泵体内具有泵腔，当泵腔内存有液体时，外界温度过低容易导致水泵不工作时液体结冰，进而造成泵腔应力过大使泵体被冻裂，特别是自吸泵等泵腔内部必须留存液体的水泵，泵体被冻裂严重影响水泵的正常实用。
为了降低泵体被冻裂的可能性，通常采用的方式有：一、对泵体进行保温处理，例如覆盖保温材料；二、不使用时将泵腔内的液体排出；三、加热泵体使泵体温度不低于O度。上述应对方式，操作不方便、防冻效果也不好，同时影响水泵的正常使用。
为了提高水泵自身防冻裂的性能，有人设计开发了防冻裂辅助装置，并申请了中国专利【申请号93208137.1；授权公告号CN2151179Y】，该防冻裂辅助装置由凹形的壳体和密封在壳体开口上的橡胶垫片组成；壳体和橡胶垫构成一个缓冲空腔。空腔中橡胶垫片一侧装在水器的水箱上。
又例如，中国专利【申请号201010193670.1；授权公告号CN101846102B】公开的防冻裂水泵包括泵壳、叶轮和导流管，其中叶轮外设有带轴心孔的出水盖，该出水盖将泵壳内部空间分成相通的叶轮室和前室，导流管设置在前室内，其一端连接伸入泵壳内的进水管，另一端接出水盖的轴心孔，导流管外套有弹性伸缩件，该弹性伸缩件两端大、中间小，并开有轴心孔，由不吸水的弹性材料制成。
上述两种防冻裂结构存在的问题是：1、通过将防冻辅助装置安装在水泵上的方案，由于水泵内部液体压力较高且变化，防冻辅助装置整体受力不均，安装位置频繁受力，容易导致安装位置发生漏水或者橡胶垫损坏，影响水泵的使用寿命。2、通过在水泵内安装弹性伸缩件的方案，如果弹性伸缩件在受压后体积变化较小，防冻效果不理想；如果将弹性伸缩件体积做大，导致泵腔内容纳液体的空间被挤占，影响水泵的性能。3、防冻辅助装置的安装需要在水泵上开设很大的开口，弹性伸缩件则需要通过自吸泵的导流管定位，两种方案安装都不方便。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种水泵的防冻裂装置，本发明解决的技术问题是如何使防冻裂装置安装更方便、防冻结构的壳体在水泵泵腔内长时间液体压力作用下也不容易损坏。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种水泵的防冻裂装置，所述防冻裂装置包括由硬质半壳和具有弹性的软质半壳固定连接并且连接处密封形成的壳体，所述壳体内具有凹腔，其特征在于，所述壳体能安装在水泵泵腔内，所述硬质半壳上具有呈管状的气嘴，所述气嘴与凹腔相连通，所述气嘴能穿过泵体上的通孔伸出水泵泵腔外。
本水泵的防冻裂装置安装在水泵泵腔内，水泵工作时，水泵泵腔内液体达到工作压力，软质半壳也具有一定的抗变形能力，壳体在工作压力作用下软质半壳不发生变形。当水泵在低温环境下停止工作时，蓄积在水泵泵腔内的液体开始结冰，此时壳体受到的压力逐渐增大，并使得软质半壳向凹腔内发生变形，凹腔内的空气通过气嘴排出，从而吸收液体结冰产生的应力，避免泵体胀裂。当水泵泵腔内的冰融化后，空气通过气嘴进入凹腔内，软质半壳回复原状，在下一次结冰后能够正常发挥防冻裂功能。
与现有技术相比，创新之处在于：本水泵的防冻裂装置安装在水泵泵腔内，气嘴位于硬质半壳部分，气嘴能够起到定位壳体的作用。安装时只需要在泵体合适位置开设通孔，再将壳体装入水泵泵腔内，并将气嘴穿过通孔，便可完成防冻裂装置的安装，安装方便。本水泵的防冻裂装置既可以用于防冻裂水泵的生产和制造，又能应用于对现有水泵泵腔储水的水泵改造成防冻裂水泵。并且，在水泵正常工作中，作用在整个壳体上的液体压力一致，避免壳体由于变化的压力导致安装处松动或者密封处损坏失效的问题，使得防冻裂装置的寿命与水泵寿命基本保持一致。
在上述的水泵的防冻裂装置中，所述气嘴轴心线与所述让位通孔的中心线位置为相互垂直关系，所述气嘴上具有沿周向分布的凸沿。安装时，先将气嘴插入泵体上的通孔内，再通过让位通孔将壳体套设在水泵的环形凸起结构上，，进而使气嘴上的凸沿抵靠在水泵泵体的内壁，从而将壳体卡紧，无需设置紧固件就能使得壳体和水泵的定位更可靠，壳体的安装也更为方便；水泵的管状结构可以从让位通孔处穿过，壳体不与水泵的其他零部件发生干涉，安装方便；壳体在水压作用下位置也不会发生偏移，提高壳体和气嘴实用寿命。
作为进一步优选，在上述的水泵的防冻裂装置中，所述气嘴上套设有密封圈，所述密封圈一端抵靠在凸沿上，另一端能抵靠在泵体的内壁上。在这一位置设置密封圈能够起到密封作用，但更主要的目的是通过设置密封圈，利用密封圈的弹性，避免壳体在安装时因让位空间不足发生卡死，使得壳体安装更容易，。
在上述的水泵的防冻裂装置中，所述硬质半壳的内边沿具有内翻边一，外边沿具有外翻边一；所述软质半壳的内边沿具有内翻边二，外边沿具有外翻边二；所述内翻边一和内翻边二相互紧贴，所述内翻边二远离内翻边一的表面上设置有与内翻边二形状相匹配的硬质的压紧片一，所述压紧片一通过若干个紧固件与内翻边一和内翻边二固定连接；所述外翻边一和外翻边二相互紧贴，所述外翻边二远离外翻边一的表面上设置有与外翻边二形状相匹配的硬质的压紧片二，所述压紧片二通过若干个紧固件与外翻边一和外翻边二固定连接。压紧片一作用在内翻边二上，通过内翻边二的变形对内翻边一和内翻边二起到密封作用，压紧片二作用在外翻边二上，通过外翻边二的变形对外翻边一和外翻边二起到密封作用，使得壳体在水泵泵腔内液体压力作用下也不会因泄漏导致防冻裂装置失效。
在上述的水泵的防冻裂装置中，所述软质半壳的外表面为向外凸起的圆弧面。水泵泵腔内的水结冰时，应力作用在软质半壳上先将圆弧面压扁，并进一步把圆弧面压入凹腔内，使得壳体形成凹陷，这样的结构能够提供更多的变形空间，更好的吸收水结冰产生的应力，提高防冻裂效果。
作为另一种方案，在上述的水泵的防冻裂装置中，所述硬质半壳呈锥台状，所述气嘴位于硬质半壳的小端，所述硬质半壳的大端具有翻边一，所述软质半壳为具有开口的球形，所述软质半壳的开口处具有与翻边一相互紧贴的翻边二，所述翻边二远离翻边一的表面上设置有与翻边二形状相匹配的硬质的压紧片三；所述压紧片三通过若干个紧固件与翻边一和翻边二固定连接。压紧片三作用在翻边二上，通过翻边二的变形对翻边一和翻边二起到密封作用。
在上述的水泵的防冻裂装置中，所述气嘴上具有防水密封胶层，所述防水密封胶与通孔的内壁接触。装配时，只需要在气嘴上涂覆防水胶，再将气嘴插入通孔，待防水密封胶层固化形成密封。
在上述的水泵的防冻裂装置中，所述气嘴和通孔紧配合。通过气嘴和通孔紧配合，能够减少气嘴在使用过程中的位移，避免因为气嘴和通孔内壁的挤压和摩擦导致气嘴发生损坏。
在上述的水泵的防冻裂装置中，所述气嘴外周面上具有外螺纹，所述气嘴上通过外螺纹连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母抵靠在泵体的外壁上。通过锁紧螺母对气嘴进行锁紧，保证气嘴定位可靠、加强通孔处的密封，并且使得防冻裂装置的更换方便。
作为进一步优选，在上述的水泵的防冻裂装置中，所述气嘴位于锁紧螺母外端通过外螺纹连接有防松螺母。通过设置防松螺母能够避免锁紧螺母发生松动。
与现有技术相比，本水泵的防冻裂装置的优点在于：
1、本水泵的防冻裂装置在安装时只需要在泵体合适位置开设通孔，再将壳体装入水泵泵腔内，并将气嘴穿过通孔，便可完成防冻裂装置的安装，安装方便。
2、本水泵的防冻裂装置的安装只需要在泵体上开设通孔，既可以用于防冻裂水泵的生产和制造，又能应用于对现有水泵泵腔储水的水泵改造成防冻裂水泵，通用性更强。
3、本水泵的防冻裂装置在水泵正常工作中，作用在整个壳体上的液体压力一致，避免壳体由于变化的压力导致安装处松动或者密封处损坏失效的问题，使得防冻裂装置的寿命与水泵寿命基本保持一致。
附图说明
图1是实施例一中本水泵的防冻裂装置的立体结构示意图。
图2是实施例一中本水泵的防冻裂装置的前视结构示意图。
图3是实施例一中本水泵的防冻裂装置的仰视结构示意图。
图4是图3中A-A方向的剖视结构示意图。
图5是实施例一中本水泵的防冻裂装置的使用状态示意图。
图6是图5中C处的局部放大图。
图7是实施例二中本水泵的防冻裂装置的立体结构示意图。
图8是实施例二中本水泵的防冻裂装置的侧视结构示意图。
图9是图8中B-B方向的剖视结构示意图。
图10是实施例二中本水泵的防冻裂装置的使用状态示意图和局部放大图。
图中，1、壳体；1a、让位通孔；2、硬质半壳；2a、内翻边一；2b、外翻边一；；2c、翻边一；3、软质半壳；3a、内翻边二；3b、外翻边二；3c、翻边二；4、凹腔；5、水泵泵腔；6、气嘴；6a、凸沿；6b、外螺纹；7、泵体；7a、通孔；8、密封圈；9、锁紧螺母；10、紧固件；11、压紧片一；12、压紧片二；13、压紧片三；14、垫圈；15、导流管；16、环形凸起结构。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
本水泵的防冻裂装置包括硬质半壳2、软质半壳3、凹腔4和气嘴6。
具体来说，如图1、图2和图3所示，硬质半壳2和软质半壳3固定连接且连接处密封形成的壳体1，壳体1内具有凹腔4。硬质半壳2上具有呈管状的气嘴6，气嘴6与凹腔4相连通，软质半壳3具有弹性。
如图4和图5所示，壳体1中心具有贯通硬质半壳2和软质半壳3的让位通孔1a，通过让位通孔1a能够将壳体1套设在环形凸起结构16上。
如图4和图5所示，本实施例中，壳体1呈圆环形，壳体1中心具有让位通孔1a。硬质半壳2的内边沿具有内翻边一2a，外边沿具有外翻边一2b。软质半壳3的内边沿具有内翻边二3a，外边沿具有外翻边二3b。内翻边一2a和内翻边二3a相互紧贴，内翻边二3a远离内翻边一2a的表面上设置有与内翻边二3a形状相匹配的硬质的压紧片一11，压紧片一11通过若干个紧固件10与内翻边一2a和内翻边二3a固定连接。外翻边一2b和外翻边二3b相互紧贴，外翻边二3b远离外翻边一2b的表面上设置有与外翻边二3b形状相匹配的硬质的压紧片二12，压紧片二12通过若干个紧固件10与外翻边一2b和外翻边二3b固定连接。压紧片一11作用在内翻边二3a上，通过内翻边二3a的变形对内翻边一2a和内翻边二3a起到密封作用，压紧片二12作用在外翻边二3b上，通过外翻边二3b的变形对外翻边一2b和外翻边二3b起到密封作用。在实际的生产和制造过程中，内翻边一2a和内翻边二3a形成了上述用于环形凸起结构抵靠的台阶面，硬质半壳2底部位于让位通孔1a外周的部分突出硬质半壳2；紧固件10可以采用螺钉、销钉和铆钉。
作为优选，如图4所示，软质半壳3的外表面为向外凸起的圆弧面。软质半壳3受到压力作用时，先将圆弧面压扁，并进一步把圆弧面压入凹腔4内，使得壳体1形成凹陷，这样的结构能够提供更多的变形空间。
本实施以防冻裂装置安装在自吸泵为例介绍防冻裂装置的工作方式，如图5和图6所示，壳体1安装在水泵泵腔5内，并通过让位通孔1a套设在自吸泵的导流管15上，泵体7上开有通孔7a，气嘴6穿过该通孔7a伸出水泵泵腔5外。气嘴6的周向分布的凸沿6a，气嘴6上套设有密封圈8，密封圈8一端抵靠在凸沿6a上，另一端抵靠在泵体7的内壁上。
在实际的生产制造过程中，硬质半壳2采用金属或塑料材料制成，正常实用情况下都不发生变形。软质半壳3可以采用橡胶材料制成，能够承受水泵泵腔5的液体压力，但在水泵泵腔5内的液体结冰后受到应力作用发生变形。
作为优选方案，如图4所示，气嘴6外周面上具有外螺纹6b，气嘴6上通过外螺纹6b连接有锁紧螺母9，锁紧螺母9抵靠在泵体7的外壁上，通过锁紧螺母9对气嘴6进行锁紧，保证气嘴6定位可靠、加强通孔7a处的密封，并且使得防冻裂装置的更换方便。作为进一步优选，气嘴6位于锁紧螺母9外端通过外螺纹6b连接有防松螺母(图中未示出)，通过设置防松螺母能够避免锁紧螺母9发生松动。在实际的生产和制造过程中，还可以在泵体7和锁紧螺母9之间设置垫圈14，保证锁紧螺母9作用在泵体7上的力更为均衡。
本水泵的防冻裂装置的工作原理是：水泵工作时，水泵泵腔5内液体达到工作压力，软质半壳3也具有一定的抗变形能力，壳体1在工作压力作用下软质半壳3不发生变形。当水泵在低温环境下停止工作时，蓄积在水泵泵腔5内的液体开始结冰，此时壳体1受到的压力逐渐增大，并使得软质半壳3向凹腔4内发生变形，凹腔4内的空气通过气嘴6排出，从而吸收液体结冰产生的应力，避免泵体7胀裂。当水泵泵腔5内的冰融化后，空气通过气嘴6进入凹腔4内，软质半壳3回复原状，在下一次结冰后能够正常发挥防冻裂功能。
实施例二：
本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，如图7、图8和图9所示，硬质半壳2呈锥台状，气嘴6位于硬质半壳2的小端，硬质半壳2的大端具有翻边一2e，软质半壳3为具有开口的球形，软质半壳3的开口处具有与翻边一2e相互紧贴的翻边二3c，翻边二3c远离翻边一2e的表面上设置有与翻边二3c形状相匹配的硬质的压紧片三13；压紧片三13通过若干个紧固件10与翻边一2e和翻边二3c固定连接。
本实施例以防冻裂装置安装在离心泵为例，如图10所示，壳体1可以通过密封圈8抵靠在气嘴6的凸沿6a(图中未示出)上与水泵壳体1抵靠，也可以采用密封圈8一端抵靠在硬质半壳2的大端，另一端抵靠在水泵壳体1上。
实施例三：
本实施例中的技术方案与实施例一和实施例子二中的技术方案基本相同不同之处在于，本实施例中，气嘴6上具有防水密封胶层，防水密封胶与通孔7a的内壁接触。装配时，只需要在气嘴6上涂覆防水胶，再将气嘴6插入通孔7a，待防水密封胶层固化形成密封。
实施例四：
本实施例中的技术方案与实施例一、实施例子二和实施例三中的技术方案基本相同不同之处在于，本实施例中，气嘴6和通孔7a紧配合。通过气嘴6和通孔7a紧配合，能够减少保证气嘴6在使用过程中的位移，避免因为气嘴6和通孔7a内壁的挤压和摩擦导致气嘴6发生损坏。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种水泵的防冻裂装置，所述防冻裂装置包括由硬质半壳(2)和具有弹性的软质半壳(3)固定连接并且连接处密封形成的壳体(1)，所述壳体(1)内具有凹腔(4)，其特征在于，所述壳体(1)能安装在水泵泵腔(5)内，所述硬质半壳(2)上具有呈管状的气嘴(6)，所述气嘴(6)与凹腔(4)相连通，所述气嘴(6)能穿过泵体(7)上的通孔(7a)伸出水泵泵腔(5)外，所述气嘴(6)外周面上具有外螺纹(6b)，所述气嘴(6)上通过外螺纹(6b)连接有锁紧螺母(9)，所述锁紧螺母(9)抵靠在泵体(7)的外壁上。
2.根据权利要求1所述的水泵的防冻裂装置，其特征在于，所述壳体(1)中心具有让位通孔(1a)，所述气嘴(6)轴心线与所述让位通孔(1a)的中心线位置为相互垂直关系，所述气嘴(6)上具有沿周向分布的凸沿(6a)。
3.根据权利要求2所述的水泵的防冻裂装置，其特征在于，所述气嘴(6)上套设有密封圈(8)，所述密封圈(8)一端抵靠在凸沿(6a)上，另一端能抵靠在泵体(7)的内壁上。
4.根据权利要求2所述的水泵的防冻裂装置，其特征在于，所述硬质半壳(2)的内边沿具有内翻边一(2a)，外边沿具有外翻边一(2b)；所述软质半壳(3)的内边沿具有内翻边二(3a)，外边沿具有外翻边二(3b)；所述内翻边一(2a)和内翻边二(3a)相互紧贴，所述内翻边二(3a)远离内翻边一(2a)的表面上设置有与内翻边二(3a)形状相匹配的硬质的压紧片一(11)，所述压紧片一(11)通过若干个紧固件(10)与内翻边一(2a)和内翻边二(3a)固定连接；所述外翻边一(2b)和外翻边二(3b)相互紧贴，所述外翻边二(3b)远离外翻边一(2b)的表面上设置有与外翻边二(3b)形状相匹配的硬质的压紧片二(12)，所述压紧片二(12)通过若干个紧固件(10)与外翻边一(2b)和外翻边二(3b)固定连接。
5.根据权利要求2所述的水泵的防冻裂装置，其特征在于，所述软质半壳(3)的外表面为向外凸起的圆弧面。
6.根据权利要求1所述的水泵的防冻裂装置，其特征在于，所述硬质半壳(2)呈锥台状，所述气嘴(6)位于硬质半壳(2)的小端，所述硬质半壳(2)的大端具有翻边一(2e)，所述软质半壳(3)为具有开口的球形，所述软质半壳(3)的开口处具有与翻边一(2e)相互紧贴的翻边二(3c)，所述翻边二(3c)远离翻边一(2e)的表面上设置有与翻边二(3c)形状相匹配的硬质的压紧片三(13)；所述压紧片三(13)通过若干个紧固件(10)与翻边一(2e)和翻边二(3c)固定连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的水泵的防冻裂装置，其特征在于，所述气嘴(6)上具有防水密封胶层，所述防水密封胶与通孔(7a)的内壁接触。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的水泵的防冻裂装置，其特征在于，所述气嘴(6)和通孔(7a)紧配合。
9.根据权利要求1所述的水泵的防冻裂装置，其特征在于，所述气嘴(6)位于锁紧螺母(9)外端通过外螺纹(9)连接有防松螺母。
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