CN111201377A - 具有自清洁式空气入口结构的流体泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气动流体泵设备，该气动流体泵设备利用泵外壳、固定在泵外壳的第一端处的泵盖、和液体排放管。与泵盖连通的液体排放管在泵外壳的内部区域中至少部分地朝向泵外壳的第二端延伸，在泵外壳的第二端处允许接纳流体。泵盖可以包括：第一部分，所述第一部分用于接收来自外部加压空气源的加压气流；和第二部分，所述第二部分与第一部分以及泵外壳的内部区域连通。第二部分将通过第一部分接收的加压空气引向泵外壳的内壁部分，以在外壳内产生旋涡气流。旋涡气流以旋涡的方式朝向泵外壳的第二端移动，以帮助清洁泵外壳的内壁部分。

Description

具有自清洁式空气入口结构的流体泵

交叉引用相关申请

本申请要求于2017年12月19日提交的美国临时申请号62/607,732的权益。上述申请的全部公开内容通过引用而被纳入本文。

技术领域

本公开涉及一种泵，并且更具体地涉及一种具有自清洁式空气入口的流体泵，该自清洁式空气入口有助于在泵的每个流体喷射循环期间清洁泵的内表面。

背景技术

该部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且不会构成现有技术。

气动流体泵被广泛用于各种应用中，以从井中抽出各种类型的流体。通常，被泵送的流体中包含污染物，这些污染物会导致污染物或污泥状物质积聚在泵的内表面上。从许多方面来看，这是非常不希望的，这尤其是如果堆积物足以干扰泵内的运动部件，则可能导致泵的故障。井中使用的流体泵通常使用浮子，该浮子必须能够沿定位在泵壳体内的细长杆上下自由移动。浮子用于发出信号以指示何时在泵壳体内积累了足够的流体时，从而可以使用阀执行流体喷射循环。污染物沿泵壳体的内侧壁表面的堆积最终会干扰浮子在泵壳体内的自由运动。

为了解决上述问题，传统上需要定期从其相关联的井中移除泵，对泵进行拆卸，清洁，重新组装，然后将泵重新安装在井中。可以理解，就这种维护顺序而言，这可能是耗时的且需要昂贵的工时。

因此，目前人们非常希望提供一种流体泵，该流体泵具有的设计和构造不易受到泵内污染物的积聚的影响，并且将允许泵在需要移除、拆卸和清洁之前运行相当长的时间间隔。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种气动流体泵设备。该设备可以包括泵外壳、固定在泵外壳的第一端处的泵盖和液体排放管。液体排放管可以与泵盖连通并且可以至少部分地在泵外壳的内部区域内朝向泵外壳的第二端延伸。液体被允许在第二端处进入泵外壳中。可以包括流体排放管，该流体排放管与泵盖连通以接收在泵外壳内收集的液体。流体排放管能够使流体通过液体排放管从泵外壳排放。泵盖可包括：第一部分，所述第一部分用于接收来自外部加压空气源的加压气流，其中，加压空气用于帮助使泵外壳内收集的液体向上移动通过液体排放管；和第二部分，所述第二部分与第一部分以及泵外壳的内部区域连通。第二部分将通过第一部分接收的加压空气引向泵外壳的内壁部分，以在外壳内产生旋涡气流。旋涡气流以旋涡的方式朝着泵外壳的第二端移动，并产生旋涡作用，以帮助清洁泵外壳的内部区域，同时还对收集在泵外壳内的液体施加旋涡作用并将旋涡液体向上喷射进入并将旋涡液体向上喷射通过流体排放管。

在另一方面，本公开涉及一种气动流体泵设备。该设备可以包括泵外壳、固定在泵外壳的第一端处的泵盖、以及与泵盖连通并且至少部分地在泵外壳的内部区域内朝着泵外壳的第二端延伸的液体排放管。液体被允许在第二端处进入泵外壳中。还可以包括流体排放管，该流体排放管与泵盖连通，以接收收集在泵外壳内并通过液体排放管排放的液体。泵盖可以包括：第一部分，所述第一部分用于接收来自外部加压空气源的加压气流；和第二部分，所述第二部分与第一部分以及泵外壳的内部区域连通。第二部分将通过第一部分接收的加压空气引向泵外壳的内壁部分，以在泵外壳内产生旋涡气流。空气偏转器可以沿着从泵盖的第二部分排放的加压空气的路径设置在泵外壳中。空气偏转器进一步有助于在泵外壳内产生旋涡气流，同时还对已经收集在泵外壳内的液体施加旋涡作用，并将旋涡液体向上喷入流体排放管中并将旋涡液体向上喷射通过流体排放管。

在另一方面，本公开涉及一种用于清洁气动流体泵的泵外壳的内部区域的方法。该方法可以包括使用固定在细长的管状泵的第一端上的泵盖，以接收来自远程加压空气产生装置的加压气流，以允许该加压气流进入泵外壳的内部区域中。该方法可以进一步包括：使用与泵盖连通并在泵外壳的内部区域中至少部分地朝着泵外壳的第二端延伸的液体排放管，以在泵外壳的第二端处接收已经被允许进入泵外壳中的液体。该方法可以进一步包括将在泵盖处接收的加压气流引导通过泵盖以进入与泵盖可操作地相关联的喷嘴部分。该方法可以进一步包括使用喷嘴部分将加压的流体排放导管转变成旋涡气流，该旋涡气流沿着泵外壳的内壁部分朝着泵外壳的第二端行进，从而清洁泵外壳，同时对液体赋予旋涡作用，并迫使收集在泵外壳内的旋涡液体向上进入液体排放管中并使旋涡液体通过液体排放管。

附图说明

本文描述的附图仅出于说明目的，并且无意以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本公开的一个实施例的气动流体泵的一个示例的正视侧视图；

图2是图1所示的泵的上部分的分解侧视图，示出了泵的空气入口组件的各种部件；

图3是根据图1中的截面线3-3截取的侧视截面图，示出了在流体排放循环期间加压空气如何被允许进入泵的壳体的内部，并通过入口子系统以旋涡作用使空气然后和水流动以有效地洗涤泵外壳的内壁；和

图4是喷嘴的截面图，该喷嘴形成了用于泵的空气入口清洁子系统的一部分。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并且无意于限制本公开、应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

参照图1，示出了根据本公开的一个实施例的泵10。在该示例中，泵10是非常适合在井中使用的类型的泵。泵10包括固定到泵外壳16的第一端(即，上端)14的泵盖12。筛网入口18设置在泵外壳16的第二端(即，下端)20处。泵盖12具有流体排放配件22和空气入口配件24(例如，众所周知的快速释放型配件)，流体排放配件22和空气入口配件24均联接至泵盖12。流体排放导管26，通常是挠性塑料、弹性管或橡胶管，联接到流体排放配件22(例如，众所周知的快速释放型配件)，以用于将收集在泵10中并从泵10排放的流体从井中排出。空气入口导管28也可以是由塑料、弹性体、橡胶或任何其他合适的材料制成的刚性或挠性的导管，空气入口导管28联接到空气入口配件24并在流体泵送或喷射循环期间将加压空气供应到泵10的形成在泵外壳16中的内部腔室中。尽管未在图1中示出，但是泵10通常包括浮子组件，该浮子组件用于感测泵10所位于的井内的流体的液位，并且控制与流体排放配件22和空气入口配件24相关联的阀，以控制加压气流进入泵10的内部的允许和中断，从而控制泵10内收集的流体的循环喷射。然而，本公开的泵10不限于与采用以浮子的泵一起使用，但可以与任何其他类型的液位感测系统一起使用。

在图2中，示出了泵10的形成自清洁式空气入口子系统30(以下简称为“空气入口子系统30”)的内部部件。在这个例子中，空气入口子系统30可以包括喷嘴32和空气偏转器34。在这个例子中，喷嘴32包括主体部分36和可以与泵盖12中的螺纹孔39螺纹接合的螺纹端部38。简要参照图4，喷嘴32包括孔40，该孔40具有例如通过钻孔或任何其他形式的加工形成在主体部分36中的开口42，该开口42与孔40连通。开口42可以平行于孔40形成，或者可以以不平行于孔40的某个角度形成，这取决于喷嘴32在泵外壳16内的位置。在一个示例中，开口42可以形成为与孔40成一定角度，使得当将喷嘴32安装在泵10中时，开口42朝向偏转器34向下倾斜。

继续参考图2，空气入口配件24包括螺纹部分44，该螺纹部分44接合在螺纹孔39内，以使加压空气可以从空气入口导管28穿过螺纹孔39进入泵外壳16的内部区域46中。刚性的流体排放管48沿纵向延伸到泵外壳16的内部区域46中，以首先接收在流体喷射循环期间从内部区域46喷射的流体。

进一步参考图2，在该示例中，空气偏转器34形成套筒状元件，该套筒状元件可以插入在流体排放管48的一部分上，并通过延伸穿过流体排放管的销50或类似的螺纹部件固定在流体排放管48的该一部分上。可选地，空气偏转器34可以通过粘合剂、通过物理软管式夹具、或通过将空气偏转器34保持在沿着流体排放管48的长度的期望位置处且不妨碍流体流过流体排放管的任何其他合适的装置来固定。更进一步，偏转器34可以形成为使得偏转器34能够卡入形成在流体排放管48上的槽中，或者可以形成为定位在流体排放管中的周向槽上并用合适的夹具被保持在周向槽上。更进一步，流体排放管48和空气偏转器34可以形成为单个一体式部件，例如形成为使用合适的模制工艺由塑料模制的单件式部件(例如，注射模制或旋转成形)。

空气偏转器34可以在其下端处包括向外扩口部分52，该向外扩口部分52的尺寸设计成具有略小于外部泵壳体的内径(例如，几毫米)的直径。这使得从空气入口导管28接收的加压空气被偏转器34偏转并形成周向旋涡气流，该周向旋涡气流流过空气偏转器34的最外边缘54并向下流向泵外壳16的下端，从而使积聚在内部区域46中的基本上所有流体能够向上喷射通过流体排放管48。

在另一个实施例中，可以通过呈现流过喷嘴32的加压气流来形成旋涡气流，从而将加压气流呈现给向外扩口部分52的下侧52a。这将涉及定向喷嘴32以向上引导或向上/侧向引导的方式将加压气流朝向下侧52a引导通过开口42。更进一步，可以通过将离开开口42的加压气流以垂直于内侧壁或以相对于内侧壁表面16a成某一非垂直角度的方式直接呈现在泵外壳16的内侧壁表面16a处以实现泵外壳16中的旋涡气流。更进一步，可以通过引导加压气流在流体排放管处和/或在流体排放管的槽状或起伏的外表面处或者甚至流体排放管的平滑外表面处离开开口42以产生旋涡气流。更进一步，可以在内侧壁表面16a上和/或位于泵外壳16内的挡板上加工出螺旋结构，以帮助产生旋涡气流56。可以使用上述特征的其他组合，例如，形成在泵外壳16的内侧壁表面16a上的螺旋槽和空气偏转器34，以及在流体排放管48的暴露部分上的开槽/起伏的外表面。因此，可以在泵外壳16内采用两个、三个或更多个不同的气流产生/增强特征以产生旋涡气流。

将会意识到，喷嘴32可以形成为具有两个或更多个开口42的歧管，该两个或更多个开口42成角度地和/或竖直地间隔开，以进一步使旋涡气流成形。更进一步，如果喷嘴32形成为具有两个或更多个开口42的歧管，则喷嘴32可以形成为部分地围绕在流体排放管48周围。

参照图3，周向旋涡气流的示例由线56表示。该示例假定，周向旋涡气流56是在加压空气离开喷嘴32中的开口42并在空气偏转器34的上表面52b上偏转时产生的。空气偏转器34的扩口形状，特别是向外扩口部分52，引起气流的旋涡运动，并有助于引导气流与泵外壳16的内侧壁表面16a接触。这形成了强大的旋涡空气柱，该旋涡空气柱实现了移除碎屑和污染物的旋转的空气和水洗涤作用，随着在流体喷射循环期间泵外壳16内的流体液位下降，碎屑和污染物粘附在泵外壳16的内侧壁表面16a上。旋转的空气/水柱还用于疏松泵外壳16的第二端(即下端)处的泵入口(即，隐藏在图1中的筛网入口18下方)处的碎屑。此外，这种洗涤动作在每个流体喷射循环期间出现。

一个极大的优点是，喷嘴32和空气偏转器34的实现方式不会干扰泵外壳16内的流体的收集，并且不需要修改用于控制流体喷射循环的阀(未显示)或不需要修改泵盖12。此外，喷嘴32和空气偏转器34不需要扩大泵外壳16或不需要改变泵10的内部结构，也不会显著地增加其成本、复杂性或重量。期望空气入口子系统30显著地延长泵10的所需清洁之间的时间间隔，或者甚至可能完全消除对定期清洁的需要。

尽管已经描述了各种实施例，但是本领域技术人员将认识到在不脱离本公开的情况下可以做出的修改或变化。这些示例示出了各种实施例，并且无意于限制本公开。因此，鉴于相关的现有技术，说明书和权利要求书应仅在必要的限制的情况下而被自由地解释。

Claims (20)

1.一种气动流体泵设备，包括：

泵外壳；

泵盖，所述泵盖固定在泵外壳的第一端处；

液体排放管，所述液体排放管与泵盖连通，并且至少部分地在泵外壳的内部区域内朝着泵外壳的第二端延伸，并且其中允许流体在所述第二端处进入泵外壳中；

流体排放管，所述流体排放管与泵盖连通，以用于接收收集在泵外壳内并通过液体排放管排放的液体；

所述泵盖包括：

第一部分，所述第一部分用于接收来自外部加压空气源的加压气流，其中，所述加压空气用于帮助将泵外壳内收集的液体向上移动通过液体排放管；和

第二部分，所述第二部分与第一部分以及泵外壳的内部区域连通，所述第二部分将通过第一部分接收的加压空气引向泵外壳的内壁部分，以在泵外壳内产生旋涡气流，所述旋涡气流以旋涡的方式朝向泵外壳的第二端移动，以帮助清洁泵外壳的内壁部分，同时旋涡气流还对已经收集在泵外壳内的液体施加旋涡作用，并将旋涡液体向上喷射到流体排放管中并将旋涡液体喷射通过流体排放管。

2.根据权利要求1所述的气动流体泵设备，还包括空气偏转器，所述空气偏转器定位在所述泵外壳内，以用于使来自所述泵盖的所述第二部分的所述加压气流偏转并帮助产生所述旋涡气流。

3.根据权利要求2所述的气动流体泵设备，其中，

所述空气偏转器形成向外扩口元件，所述向外扩口元件具有小于所述泵外壳的内径的直径。

4.根据权利要求2所述的气动流体泵设备，其中，

所述空气偏转器被固定到所述液体排放管。

5.根据权利要求4所述的气动流体泵设备，其中，

所述空气偏转器包括套筒，所述套筒装配在所述液体排放管的一部分上，使得所述空气偏转器与所述液体排放管同轴地定位。

6.根据权利要求1所述的气动流体泵设备，其中，

所述第二部分包括喷嘴，所述喷嘴从所述泵盖突出到所述泵外壳的内部区域中。

7.根据权利要求6所述的气动流体泵设备，其中，

所述喷嘴包括螺纹端部，所述螺纹端部与所述泵外壳中的螺纹孔螺纹接合。

8.根据权利要求6所述的气动流体泵设备，其中，所述喷嘴包括：

孔；和

与所述孔连通的开口，其中所述开口将通过所述孔接收的加压气流从喷嘴向外引向泵外壳的内壁部分，以帮助引发旋涡气流。

9.根据权利要求6所述的气动流体泵设备，进一步包括，

其中所述喷嘴包括孔和与所述孔连通的开口，其中所述开口定向成将所述加压空气从所述喷嘴向外引向所述泵外壳的轴向中线。

10.一种气动流体泵设备，包括：

泵外壳；

泵盖，所述泵盖固定在泵外壳的第一端处；

液体排放管，所述液体排放管与泵盖连通，并且至少部分地在泵外壳的内部区域内朝着泵外壳的第二端延伸，并且其中允许液体在所述第二端处进入泵外壳中；

流体排放管，所述流体排放管与泵盖连通，以用于接收收集在泵外壳内并通过液体排放管排放的液体；

所述泵盖包括：

第一部分，所述第一部分用于接收来自外部加压空气源的加压气流；和

第二部分，所述第二部分与第一部分以及与泵外壳的内部区域连通，所述第二部分将通过第一部分接收的加压空气引向泵外壳的内壁部分，以在泵外壳内产生旋涡气流；和

空气偏转器，所述空气偏转器设置在泵外壳内并位于从泵盖的第二部分排放的加压空气的路径中，所述空气偏转器进一步有助于在泵外壳内产生所述旋涡气流，同时还对已经收集在泵外壳内的液体施加旋涡作用，同时还迫使旋涡液体向上进入液体排放管中并使旋涡液体通过液体排放管。

11.根据权利要求10所述的气动流体泵设备，其中，

所述空气偏转器包括用于帮助产生所述旋涡气流的向外扩口部分。

12.根据权利要求11所述的气动流体泵设备，其中，所述向外扩口部分是圆筒形的。

13.根据权利要求11所述的气动流体泵设备，其中，

所述向外扩口部分具有比所述泵外壳的内径小至少约1mm的直径。

14.根据权利要求10所述的气动流体泵设备，其中，所述空气偏转器被牢固地固定至所述液体排放管。

15.根据权利要求14所述的气动流体泵设备，其中，

所述空气偏转器在沿着所述液体排放管的、相对于泵外壳的第二端而更靠近所述泵外壳的第一端的点处固定到所述液体排放管。

16.根据权利要求10所述的气动流体泵设备，其中，

所述空气偏转器形成套筒状的装置，并附接在所述液体排放管上以与所述液体排放管同轴地放置。

17.根据权利要求13所述的气动流体泵设备，其中，

所述泵盖的第二部分包括与所述第一部分连通的喷嘴。

18.根据权利要求17所述的气动流体泵设备，其中，

所述喷嘴包括螺纹端部，并且与所述泵盖中的螺纹孔螺纹接合。

19.根据权利要求18所述的气动流体泵设备，其中，

所述喷嘴包括孔和与所述孔连通的开口，其中，所述开口以一角度从所述喷嘴向外引导穿过所述孔行进的气流，以撞击以下各项中的至少一个：

泵的内壁部分；或

空气偏转器。

20.一种用于清洁气动流体泵的泵外壳的内部区域的方法，所述方法包括：

使用固定在细长的管状泵的第一端上的泵盖，以接收来自远程加压空气产生装置的加压气流，以允许所述加压气流进入泵外壳的内部区域中；

使用与泵盖连通并在泵外壳的内部区域中至少部分地朝着泵外壳的第二端延伸的液体排放管，以接收已经在泵外壳的第二端处被允许进入泵外壳中的液体；

将在泵盖处接收的加压气流引导通过泵盖以进入与泵盖可操作地相关联的喷嘴部分中；以及

使用喷嘴部分将加压流体转变成泵外壳内的旋涡气流，所述旋涡气流在沿着泵外壳的内壁部分的旋涡路径中朝着泵外壳的第二端行进，从而清洁泵外壳，同时随着旋涡液体被向上推入液体排放管中并通过液体排放管以从泵外壳中排出，所述旋涡气流对收集在泵外壳内的液体产生旋涡作用。

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