CN110972487A - 一种用于水冷感应驱动抽吸增压泵的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于净水器具的反渗透的增压泵。本发明提供了一种用于对与各种马达兼容的泵马达进行流体冷却并提供更高器具性能的系统。它通过经由优选为冷却剂液体或水的流体对密封的增压泵马达的至少一部分进行冷却来向密封的水泵马达提供冷却而提供了一种用于流体冷却感应驱动抽吸增压泵的系统。

Description

一种用于水冷感应驱动抽吸增压泵的系统

技术领域

本发明涉及一种通常用于水净化应用的反渗透中改进的增压泵。更具体地，本发明提供一种具有改进的取向和(多个)马达冷却通道以改善其性能并从增压泵去除热的增压泵，并且还与各种马达兼容，从而提供更好的器具性能。

背景技术

印度的大多数家用反渗透净水器使用增压泵以对水加压通过反渗透膜以进行脱盐。用于驱动这些泵的马达通常是永磁有刷直流马达，其输入电压范围为从12至48伏。永磁直流马达通常约65-80％的效率，这意味着它们在这些应用中不需要外部冷却。这些泵的轴功率输出约为15瓦，因此最终仅需要耗散7-10瓦。净水器柜通常在未进行通风冷却的情况下被密封。由于永磁有刷直流马达相对高的效率和低的冷却要求，这种热限制是它们在此应用中使用的主要原因之一。

但是，直流马达需要电源将220伏交流家用电力转换为直流，这需要基于变压器的电源或电子控制的开关电源。因为在干线电供应的电力峰值的情况下，电源通常首先故障，因此这些电源明显增加了生产家用净水器的材料清单的成本，并且还明显增加了制造商的保修风险。

通常用于家用器具的单相交流马达(其范围从台式风扇到空调压缩机马达)的操作不需要这种电源，并且可以直接连接到干线插座。但是，它们的效率低很多，仅将其输入电功率的约25-55％转换为机械轴输出功率。这意味着它们需要主动冷却，以防止其电气绕组过热和烧坏。在家用风扇中，这种冷却是由急速流过马达绕组的空气提供的。在家用空调中，这种冷却是由流过被密封的压缩机内的马达的气体提供的。但是，净水器的被密封的柜不允许外部气流冷却马达。

然而，流动水流过净水器，这可用于对泵马达进行液体冷却。但是，在这些家用器具应用中，持续有触电的风险；如果水与净水器内部的高压部件接触，则可能触碰从净水器流出的饮用水的用户存在电击风险。因此，用于冷却马达的水路径必须与流过其的水电绝缘。

对这些泵马达进行水冷却具有进一步的益处，即允许使用功率更大的马达。随着马达功率增加，通常散发的热的量也增加。通过水冷却，大大提高了散热极限，从而允许功率更大的泵马达以及因此功率更大的泵。功率更大的泵可以使水以更大的流量流动，产生更高的压力或提供更高的压力差。当今市场上的大多数净水器的操作需要最小入水压力，因此，泵以例如5psi抽取入水，并将其加压至70psi以通过反渗透膜。功率更大的泵可以在负入口压力下操作，并提供-5psi至+70psi的压力差。这消除了对最小入水压力的需求，因此允许净水器从地面上的水桶中抽吸水，这使得净水器可以在没有足够管道水压的家庭中使用：例如，农村平房家庭。

对于任何泵，冷却是非常重要的，以去除产生的热，但同时泵头的取向也重要以提高泵的整体性能。市售的常规泵头在底部有两个室，在顶部有一个室。在泵送期间，抽吸期间，水首先填充到底部的室中，但顶部的室无法合适地填充，因为在底部两个室中，泵的抽吸能力大于使水进入泵中的能力。因此，只有当泵处于水平方向时，两个室才被充分利用。这些类型的泵仅在竖直安装时才以全部性能运行。

US6637539B2公开了一种包括发动机的全地形车辆，发动机具有离合器壳体和可密封地连接到离合器壳体的离合器盖以提供在二者之间容纳油的空间，离合器壳体和离合器盖中的至少一个包括底壁，底壁在底壁的厚度内具有可填充冷却剂的至少一个冷却通道，使得离合器壳体和离合器盖协作以在二者之间提供可填充冷却剂的空间，可填充冷却剂的空间被设置为冷却离合器壳体与离合器盖之间的空间内的油。本发明的主要缺点是，仅提供冷却剂来冷却油而不冷却发动机。

US3711731A公开了一种用于将冷却水供应到电机转子的冷却通道的设备，电机转子具有转子轴，转子轴具有与周围成液体密封关系的包围转子轴的入口室以及与转子通道连通以接纳冷却水的出口室，出口室经由其通过转子通道的通路而被加热并减压。出口室以与周围成液体密封关系而包围转子轴。在出口室和入口室之间连接有用于输送冷却水的主循环路径而用于在这些室之间引导冷却水。设置有泵，泵用于在压力下将冷却水供应到入口室并且用于推动冷却水通过主输送路径。本发明的主要缺点是，提供马达以通过冷却水来冷却电机，但是没有提供这样的冷却来冷却马达本身。

因此，存在技术差距，这要求对反渗透净水器泵的电机进行水冷却，以通过消除对直流电源的需求来降低成本，并通过允许抽吸/增压操作来增强性能，其设计为使水路与马达的金属部件电气绝缘。还需要泵头的这种定向，该定向允许泵在水平和竖直方向上工作，并带来改进的泵性能。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种改进的增压泵，其具有改进的取向和(多个)马达冷却通道，以改善其性能并从其壳体去除热。

本发明的又一目的是允许改进的增压泵被流体冷却并用于净水器具中，并且还提供与增压泵电绝缘的流体路径以防止触电。

本发明的又一目的是在改进的增压泵的头部组件中提供改进的取向，以改善其性能。

本发明的又一目的是提供一种具有改进的取向和(多个)马达冷却通道的改进的增压泵，从而其无阻流量增加10-11％并且施加背压时流量增加45-46％以同时冷却增压泵。

本发明涉及一种通常用于净水器具的反渗透的改进的增压泵。更具体地，本发明提供了一种具有改进的取向和(多个)马达冷却通道的改进的增压泵，以改善其性能并从改进的增压泵中去除热，并且与各种马达兼容，从而提供更高的器具性能。

在主实施例中，本发明提供了一种具有(多个)马达冷却通道的改进的增压泵，包括头部组件、端板和马达壳体组件。包括马达壳体的马达壳体组件被组装到所述头部组件。端板被内置在所述马达壳体组件中或者组装在马达壳体的前方。头部组件包括头部帽、泵头和冷却通道盖。头部帽附接到泵头，以形成盖，以保护所述泵头不受泥土、灰尘和其他环境条件的影响。然后将头部帽和泵头一起附接到冷却通道盖，并将冷却通道盖装配到马达壳体组件的端板中，以完成增压泵的组装。端板具有(多个)马达冷却通道，这些马达冷却通道连续地供给经由传导将热从马达壳体组件或马达壳体去除的流体。泵头具有多个流体增压室，以通过每个流体增压室填充流体，从而改善增压泵的性能。

头部组件具有设置在冷却通道盖上的流体入口和出口，并且流体通过其入口进入(多个)马达冷却通道并从其出口泵出。从(多个)马达冷却通道泵出的流体进入头部帽的入口，然后流体进一步从头部帽的出口泵出而进入净水器。

在替代实施例中，本发明提供了一种具有头部组件的改进的增压泵，该头部组件在其泵头中具有多个流体增压室。流体增压室定向为使得在增压泵水平安装时两个流体增压室平行于所述增压泵的安装而定位，一个流体增压室定位在这两个流体增压室下方，以在增压泵水平安装时在每个流体增压室中收集流体，从而改善增压泵的性能。头部组件具有设置在头部帽上的流体入口和出口。流体增压室的取向允许所述增压泵在竖直和水平位置工作。所述增压泵的改进性能包括但不限于无阻流量和背压下的流量的增加。

在替代实施例中，本发明提供了一种改进的增压泵，该增压泵在马达壳体组件的端板中具有(多个)马达冷却通道。端板内置在所述马达壳体组件中或者组装在马达壳体的前方。(多个)马达冷却通道连续地供给经由传导将热从马达壳体组件或马达壳体热去除的流体。头部组件具有设置在冷却通道盖上的流体入口和出口，和设置在端板上的(多个)马达冷却通道。由于经由传导从泵壳体热传导而产生的流体泵送通过头部组件的泵头。

附图说明

通过参照在附图中示出的本发明的某些实施例，可以在上面简单总结的本发明的描述中更详细地理解本发明的目的，附图形成本说明书的一部分。然而，将注意，附图示出了本发明的优选实施例，因此不应视为限制本发明的范围，这是因为本发明可以允许其他相同效果的等效实施例。

将参照以下附图描述本发明。提供附图和相关描述以说明本发明的实施例，并非限制本发明的范围：

图1为根据本发明的实施例的改进的增压泵的头部组件的分解视图。

图2(a)、图2(b)和图2(c)为根据本发明的实施例的示出改进的增压泵的取向和(多个)马达冷却通道的头部组件的透视图，并且还示出了增压泵中的流体流动通道和泵头取向。

图3为根据本发明的替代实施例的具有改进的头部组件的改进的增压泵的分解视图。

图4(a)、图4(b)和图4(c)为根据本发明的替代实施例的示出(多个)马达冷却通道的改进的增压泵的透视图、示出(多个)马达冷却通道的具有端板的泵头的分解视图和头部组件的透视图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。更确切地，提供实施例使得本公开将是透彻的，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。

本发明涉及一种通常用于净水器具的反渗透的改进的增压泵。更具体地，本发明提供了一种具有改进的取向和(多个)马达冷却通道的改进的增压泵，以改善其性能并从增压泵中去除热，并且与各种马达兼容，从而提供更高的器具性能。

在主实施例中，本发明提供了一种具有(多个)马达冷却通道的改进的增压泵，包括头部组件和马达壳体组件。包括马达壳体的马达壳体组件被组装到所述头部组件。端板被内置在所述马达壳体组件中或者组装在马达壳体的前方。头部组件包括头部帽、泵头和冷却通道盖。头部帽附接到泵头，以形成盖，以保护所述泵头不受泥土、灰尘和其他环境条件的影响。然后将头部帽和泵头一起附接到冷却通道盖，并将冷却通道盖装配到马达壳体组件的端板中，以完成增压泵的组装。端板具有(多个)马达冷却通道，这些马达冷却通道连续地供给经由传导将热从马达壳体组件或马达壳体热去除的流体。泵头具有多个流体增压室，以通过每个流体增压室填充流体，从而改善增压泵的性能。

头部组件具有设置在冷却通道盖上的流体入口和出口，并且流体通过其入口进入(多个)马达冷却通道并从其出口泵出。从(多个)马达冷却通道泵出的流体进入头部帽的入口，然后流体进一步从头部帽的出口泵出而进入净水器。

在替代实施例中，本发明提供了一种具有头部组件的改进的增压泵，该头部组件在其泵头中具有多个流体增压室。流体增压室定向为使得在增压泵水平安装时两个流体增压室平行于所述增压泵的安装而定位，一个流体增压室定位在这两个流体增压室下方，以在增压泵水平安装时在每个流体增压室中收集流体，从而改善增压泵的性能。头部组件具有设置在头部帽上的流体入口和出口。流体增压室的取向允许所述增压泵在竖直和水平位置工作。所述增压泵的改进性能包括但不限于无阻流量和背压下的流量的增加，并且改进的性能定义为：无阻流量增加10-11％的范围，向所述增压泵施加背压时流量增加45-46％的范围。

在替代实施例中，本发明提供了一种改进的增压泵，该增压泵在马达壳体组件的端板中具有(多个)马达冷却通道。端板内置在所述马达壳体组件中或者组装在马达壳体的前方。(多个)马达冷却通道连续地供给经由传导将热从马达壳体组件或马达壳体热去除的流体。头部组件具有设置在冷却通道盖上的流体入口和出口，和设置在马达壳体组件的端板上的(多个)马达冷却通道。由于经由传导从马达壳体组件或马达壳体热传导而产生的流体泵送通过头部组件的泵头。

本发明通过经由不限于冷却剂液体或水的流体冷却密封的增压泵的至少一部分来提供对改进的增压泵的冷却。本发明减轻了泵壳体由导热材料制成的问题。导热材料允许通过将热从泵壳传导出去到端板而经由传导冷却增压泵。

流过端板内的(多个)马达冷却通道的流体经由对流冷却马达壳体组件或马达壳体，并经由传导将热从改进的增压泵热传导出去。流体冷却系统的目的是在操作期间保持改进的增压泵的冷却。非导电涂层位于(多个)马达冷却通道和端板上，该涂层将(多个)马达冷却通道内的流体与改进的增压泵的金属部分电绝缘。

现在参照图1，示出了改进的增压泵的泵头组件的分解视图。所述增压泵具有头部组件100和马达壳体组件99。头部组件100包括头部帽103、泵头108和冷却通道盖102。马达壳体组件99具有端板101，该端板具有(多个)马达冷却通道104。头部帽103装配到泵头108以形成所述泵头108的盖。冷却通道盖102被固定以覆盖端板101。头部组件100压入配合到马达壳体组件99完成改进的增压泵的组装。泵头108具有充满流体的多个流体增压室113a、113b、113c。流体增压室113a、113b、113c定向为使得在增压泵水平安装时，两个流体增压室113a、113b平行于所述改进的增压泵的安装而定位，并且一个流体增压室113c定位在两个流体增压室113a和113b下方。在这种取向下，流体从所述流体增压室113c的底部开始填充，并且占据到两个流体增压室113a、113b的顶部，从而填充泵头108的所有流体增压室113a、113b、113c。如表1所示，当增压泵水平安装时，在增压泵施加背压时，此取向将无阻流量增加到10.76％和45.94％。端板101具有(多个)马达冷却通道104，该马达冷却通道经由传导将热从马达壳体组件99或马达壳体101a热传导出去。

表1示出了具有常规取向和改进取向的增压泵的性能分析。现有技术中已知的具有常规取向的增压泵在泵头的底部具有两个集水室，并且在增压泵的泵头的顶部具有一个集水室。这种常规取向允许填充底部两个集水室，而顶部集水室的填充不能适当地填充。常规取向允许增压泵在水平方向上工作。在增压泵水平安装时，改进取向具有平行于所述增压泵的安装而定位的两个流体增压室以及定位在两个流体增压室下方的一个流体增压室。这种改进取向允许填充所有流体增压室，并允许增压泵在水平和竖直方向上都可以工作。在计算时无阻流量给出了常规取向和改进取向的结果。无阻流量达到2.06LPM，施加背压时的流量达到1.35LPM。与常规取向相比，在水平安装时，无阻流量增加到10.76％，背压下的流量增加到45.94％。

表1

性能分析

现在参照图2(a)，本发明示出了具有头部组件100和马达壳体组件99的改进的增压泵。头部帽103连同泵头(未示出)固定到冷却通道盖(未示出)以覆盖并装配到马达壳体组件99的端板101，以完成改进的增压泵的组装。端板被内置在所述马达壳体组件中或者被组装在马达壳体的前方。图2(b)示出了流体从(多个)马达冷却通道104到泵头108的流动。流体从冷却通道盖102的入口104a进入、穿过(多个)马达冷却通道104并从冷却通道盖102的出口104b流出。从出口104b流出的流体进入头部帽103的入口111、填充泵头108的流体增压室113a、113b、113c，并从头部帽103的出口112流出。以这种方式，流体流动被通道化地引导通过(多个)马达冷却通道104以冷却增压泵的马达壳体组件99，并流过泵头108的流体增压室113a、113b、113c，以在向所述增压泵施加背压时，将增压泵的流量提高10.76％和45.94％。

图2(c)示出了泵头108的流体增压室113a、113b、113c的取向。具有头部帽103的泵头108具有入口111，以允许流体进入所述流体增压室113a、113b、113c和出口112而泵出流体。流体增压室113a、113b、113c的取向使得在增压泵水平安装时两个流体增压室113a、113b平行于所述增压泵的安装而定位，并且一个流体增压集水室113c定位在两个流体增压室113a和113b下方。通过增压泵的冷却通道盖102的出口104b流出的流体通过入口112进入泵头108，并从泵头的底部填充流体增压室113c，并开始填充该室直到流体增压室113a和113b的顶部。最后，将流体从头部帽103的出口112泵出。当增压泵水平安装时将70psi的背压施加到增压泵时，这种改进取向将无阻流量增加到10.76％和45.94％。该取向允许增压泵在水平和竖直方向上工作。

图3示出了具有头部组件100的增压泵的替代实施例，该头部组件在泵头108上具有流体增压室。头部组件100组装到具有端板101的马达壳体组件99，以形成改进的增压泵的完整组件。泵头108覆盖有头部帽103，以保护所述泵头108不受泥土、灰尘和其他环境条件的影响。泵头108具有多个流体增压室113a、113b、113c，以从泵头108的底部到顶部填充流体。该取向允许增压泵水平安装时当向所述增压泵施加背压时无阻流量提高至10.76％和45.94％。

图4(a)示出了改进的增压泵的替代实施例的透视图，其示出了(多个)马达冷却通道。头部组件100示出为具有设置在冷却通道盖102上并且对端板101上的(多个)马达冷却通道104进行供给的流体入口104a。从冷却通道盖102的出口104b出来的流体由于经由传导从马达壳体组件99或马达壳体101a热传导而产生，并且被泵送通过泵头108。

图4(b)示出了具有端板101、通道盖102和泵头108的替代实施例的头部组件100的分解视图。端板101适配有(多个)马达冷却通道104。马达壳体组件99具有端板101。然后将泵头108附接在冷却通道盖102上以完成组装。

图4(c)示出了增压泵的替代实施例的头部组件的透视图。马达壳体组件99的端板101具有(多个)马达冷却通道104，并且通过入口104a连续地供给流体(该流体经由传导将热从马达壳体组件99或马达壳体101a热传导出去)并通过出口104b连续地排出热传导流体。

因此，具有(多个)马达冷却通道的改进的增压泵去除了热，并且泵头的取向使得所述增压泵的性能提高。端板上的马达冷却通道冷却改进的增压泵的马达壳体组件或马达壳体，并且在增压泵水平安装时流体增压室在泵头上的取向有助于将流体填充到每个增压室中。改进的性能被定义为：无阻流量增加10-11％的范围并且当向所述改进的增压泵施加背压时流量增加45-46％的范围。

Claims (13)

1.一种具有(多个)马达冷却通道(104)的改进的增压泵，包括：

头部组件(100)，包括头部帽(103)、泵头(108)和冷却通道盖(102)；

端板(101)；和

马达壳体组件(99)，包括组装到所述头部组件(100)的马达壳体(101a)；

其中：

所述端板(101)内置在所述马达壳体组件(99)中或组装在马达壳体(101a)的前方；

头部帽(103)附接到泵头(108)，该泵头附接到冷却通道盖(102)，并且所述冷却通道盖(102)装配到马达壳体组件(99)的端板(101)中；

所述端板(101)具有从马达壳体组件(99)或马达壳体(101a)去除热的(多个)马达冷却通道(104)；和

所述泵头(108)具有多个流体增压室(113a，113b，113c)的取向，其中两个流体增压室(113a，113b)平行于所述增压泵的安装而定位，一个流体增压室(113c)定位在流体增压室(113a，113b)下方，而为增压泵提供改进的性能。

2.根据权利要求1所述的泵，其中，头部帽(103)具有用于流体的入口(111)和出口(112)。

3.根据权利要求1所述的泵，其中，冷却通道盖(102)具有用于流体的入口(104a)和出口(104b)。

4.根据权利要求1所述的泵，其中，该取向允许流体收集在每个流体增压室(113a，113b，113c)中，并且增压泵在竖直和水平方向上工作。

5.根据权利要求1所述的泵，其中，改进的性能定义为：当增压泵水平安装时，无阻流量增加10-11％，向所述增压泵施加背压时流量增加45-46％。

6.一种改进的增压泵，包括：

头部组件(100)，包括头部帽(103)、泵头(108)；

端板(101)；和

马达壳体组件(99)，包括组装到所述头部组件(100)的马达壳体(101a)；

其中：

所述端板(101)内置在所述马达壳体组件(99)中或组装在马达壳体(101a)的前方；

头部帽(103)附接到泵头(108)，该泵头装配在马达壳体组件(99)或马达壳体(101a)的端板(101)中；和

所述泵头(108)具有多个流体增压室(113a，113b，113c)的取向，其中两个流体增压室(113a，113b)平行于所述增压泵的安装而定位，一个流体增压室(113c)定位在流体增压室(113a，113b)下方，而为增压泵提供改进的性能。

7.根据权利要求6所述的泵，其中，头部帽(103)具有用于流体的入口(111)和出口(112)。

8.根据权利要求6所述的泵，其中，改进的性能定义为：当增压泵水平安装时，无阻流量增加10-11％，向所述增压泵施加背压时流量增加45-46％。

9.根据权利要求6所述的泵，其中，该取向允许流体通过入口(111)收集在每个流体增压室(113a，113b，113c)中，并通过出口(112)泵出，并允许增压泵在竖直和水平方向上工作。

10.一种具有(多个)马达冷却通道(104)的增压泵，包括：

头部组件(100)，包括头部帽(103)、泵头(108)、冷却通道盖(102)；

端板(101)；和

马达壳体组件(99)，包括组装到所述头部组件(100)的马达壳体(101a)；

其中：

所述端板(101)内置在所述马达壳体组件(99)中或组装在马达壳体(101a)的前方；

头部帽(103)附接到泵头(108)，该泵头附接到冷却通道盖(102)，并且所述冷却通道盖(102)装配到马达壳体组件(99)或马达壳体(101a)的端板(101)中；

所述端板(101)具有从马达壳体组件(99)或马达壳体(101a)去除热的(多个)马达冷却通道(104)。

11.根据权利要求10所述的泵，其中，头部帽(103)具有用于流体的入口(111)和出口(112)。

12.根据权利要求10所述的泵，其中，冷却通道盖(102)具有用于流体的入口(104a)和出口(104b)。

13.根据权利要求10所述的泵，其中，(多个)马达冷却通道(104)通过入口(104a)连续地供给经由传导将热从马达壳体组件(99)或马达壳体(101a)热传导出去的流体，并通过出口(104b)连续地排出热传导流体。

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