CN1145457A - 流体泵 - Google Patents

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Abstract

一种流体泵含有带泵室及呈台阶状内孔的泵体和藉轴承支承在泵体内的叶轮轴。密封机构设在轴承与泵室间的内孔小直径部内封住叶轮轴与内孔壁间的空间。内孔大直径部形成中间室与泵室连通并在泵停时装有预定高度的液体将空气截留在液面上方。中间室设有将其分成在上部外周连通的第一第二隔间的隔板构件。叶轮轴上设装置通过旋转将第二隔间内的液体驱向外周使至少部分液体进入第一隔间，空气被驱集于密封机构周围防止了液体接近。

Description

流体泵
本发明涉及一种流体泵，比如水泵，尤其涉及一种作为冷却水泵用于内燃机的流体泵，该冷却水泵用于将通过发动机冷却系统的冷却水加以循环，但本发明不应仅限为这种用途的水泵。
通常，用于发动机冷却系统的水泵包括有动力驱动的叶轮轴，其一端与动力源(比如内燃机的输出构件)相连，另一端带有叶轮，用于从水源(比如水箱)抽水并驱动水流向泵的出口。该轴装在泵体上并通过轴承绕其轴线转动，所述轴承位于靠近轴的驱动动力源的一端。叶轮在泵室内随叶轮轴一起转动，以驱动泵室中的水流向泵的出口。
为了防止泵室中的水在泵室内的泵压下经叶轮轴向轴承泄漏，轴上提供有机械密封装置，该密封装置安在轴上并与泵体上孔的内表面滑动配合。已经认识到由于密封装置的滑动，在运转时机械密封装置有时会产生尖锐的噪音。所以，为解决这个问题曾做出过许多努力。替代惯用机械密封装置的例子是那种带有唇形密封或使用磁化流体的密封装置，比如在日本实用新型申请公开平1-99997号和平6-29517号以及日本专利公开平4-72110号中所披露的。
但应当注意这些密封装置并不令人满意，因为密封装置通常还要承受水的压力。在长期与水接触的情况下，密封构件的耐久性表现得不尽如人意。另外，密封构件会在运转时产生的高压下失效。因此，结论是在上述日本专利和实用新型申请中提出的密封装置未表现出令人满意的可靠性。
因此，本发明将要解决普通流体泵中的上述问题，目的是提供一种能有效地防止水的泄漏且不产生尖锐噪音的流体泵。
本发明的另一目的是提供一种用于流体泵的密封装置，它能消除在泵运转过程中压力液体与密封装置的接触。
为了达到上述和其他目的，本发明提供一种流体泵，它包括带有泵室和与泵室相通的内孔的泵体及由动力驱动的叶轮轴，叶轮轴在泵体内且由内孔中的至少一个轴承支撑。叶轮轴上装有叶轮，叶轮位于泵室内且固定安装在叶轮轴上并与之一起旋转。密封机构在内孔中且处于轴承和泵室之间的位置上，以在叶轮轴和内孔面之间的空间内形成密封。本发明的特征是，内孔为台阶孔的形式，包括一个小直径部分和大直径部分，两者间形成一个垂直壁面。内孔的大直径部分在轴承和泵室之间形成一个中间室。中间室与泵室连通且内有液体，在泵静止时，液面达预定高度，被截留的空气在中间室的剩余部分。轴承和密封机构位于内孔的小直径部分。隔板构件位于中间室内以将中间室分成邻近泵室的第一隔间和邻近密封机构的第二隔间。在至少是中间室的上部和径向外部圆周部分，第一隔间和第二隔间相互连通。叶轮轴上有一装置，它与轴一起旋转，并在叶轮轴旋转作用下驱动第二隔间内的液体流向第二隔间的径向外部部分，这样，至少第二隔间中的一部分液体被排进第一隔间，并且中间室的大部分空气集中于第二隔间内且包围叶轮轴，密封机构的周围区域与液体隔离。
依据本发明的一种方式，隔板构件是一个安装叶轮轴上且随之一起旋转的盘。在本发明的这种方式中，隔板构件的径向内部构成驱动中间室的第二隔间内的液体流向第二隔间的径向外部部分并且至少有一部分进入第一隔间的装置。可选取在其径向外部周边处带有沿轴向延伸的圆周边缘部分的隔板构件。还可选择圆周边缘部分制成在轴向端部有一个面对隔板构件的径向向内延伸板，这样在隔板构件、圆周边缘部分和径向向内延伸板之间形成一个环形空间。隔板构件的径向外部带有一个或多个开口，用以将中间室的第一隔间与环形空间连通。
根据本发明的这种可选择方式，中间室的第二隔间中的液体在离心力作用下流进环形空间的径向外部，一部分液体还在力的作用下，通过隔板构件上的开口进入中间室的第一隔间。这样，滞留在第一隔间内的空气从第一隔间经圆周边缘部分和与之相邻的泵体内壁表面之间的空间进入第二隔间。可选择将圆周边缘部分和安装在隔板上的径向向内延伸板靠近泵体内壁表面，这样，它们之间形成了小的空隙。这种情况下，预先确定泵静止时的中间室内的液面高度，使得在这种小空隙条件下，可以在第二隔间内的气相部分和第一隔间内的液相部分之间形成边界。
依据本发明另一种改进形式，隔板构件制成带有中心开口的环形构件形式，并以其径向向外圆周边缘部分固定在泵体中。隔板构件的顶部制有一个或多个开口，用以将中间室的第二隔间与第一隔间连通。叶轮轴带有抽吸构件，该构件固定于隔板构件的中心开口内，用于在叶轮轴旋转时驱动第二隔间内的液体流向第一隔间。当第二隔间内的液体向第一隔间流动时，滞留在第一隔间内的空气会通过隔板构件上部的开口被排进第二隔间。
有时除了位于内孔小直径部分的密封装置外，还提供一种辅助密封装置。为此目的，泵体制有径向向内伸出的凸缘，该凸缘可由位于内孔的小直径部分和大直径部分间的垂直壁沿径向向内延伸形成。这样在叶轮轴上提供了辅助密封装置，它与凸缘密封接触。可选取能响应离心力型的辅助密封装置，这样当叶轮轴旋转时它可以脱离与凸缘的接触。
依据本发明的特征，中间室装有当泵未运转时达预定液面高度的液体，空气滞留在中间室液面上方的空间内。中间室与其中充满液体的泵室连通。第二隔间中的空气在由泵室中的液体产生的水头压力下被限制在中间室的上部。为防止中间室中的空气漏进泵室，需至少将中间室的上部与泵室隔离。为此目的，通常推荐采用一个分隔构件将中间室与泵室分开。叶轮轴穿过分隔构件，并且泵室通过分隔构件内圆周与叶轮轴之间的环形空隙与中间室相通。为保证中间室上部与泵室隔离，可选取在第一隔间内带有盘形构件的叶轮轴，该盘形构件固定在叶轮轴上并与分隔构件形成狭窄空隙。盘形构件的直径足够大，这样其上部可以超过泵未运转时的中间室中的液面。还可选取带有叶轮盘的叶轮，该叶轮盘位于分隔构件一侧，分隔构件面对位于叶轮轴上且与分隔构件形成狭窄空隙的前述盘形构件。在叶轮轴上的分隔构件和盘形构件之间的狭窄空隙和叶轮盘形成了迷宫式的通道，它可有效地防止中间室内的空气传进泵室。
依据本发明另一方式，在泵体内孔的小直径部分可不必提供用来转动地支撑叶轮轴的轴承。依据此特征，在泵室和中间室之间，在泵体内提供有支撑轴承的隔层且在该隔层内的中心孔中提供了用于支撑叶轮轴的轴承。轴承可以是套筒型的并用耐被抽吸流体腐蚀的金属制成。
依据本发明，还可选择密封机构不必位于内孔小直径部分。因此，依据本发明的一种方式，泵体可带有圆柱形伸出部分，该部分从内孔小直径部分的一端向大直径部分伸出，以在中间室内形成一个环形空间。隔板构件随叶轮轴旋转并带有圆周部分，该圆周部分沿轴向伸进环形空间内并形成适当空隙。密封机构位于随叶轮轴一起转动的分隔板构件上的轴向伸出圆周部分和泵体上的圆柱伸出部分之间。可选择能响应离心力型的密封机构，使得在泵运转过程中，当叶轮轴旋转时，密封作用丧失或至少是被削弱。
依据本发明另一不同方式，泵体在泵室和中间室之间提供有支撑轴承的隔层并在该隔层中心孔中提供了用于支撑叶轮轴的轴承。轴承可为套筒型的并由耐被抽吸流体腐蚀的金属制成。中间室由不带任何孔和开口的隔板构件分隔成邻近泵室的第一隔间和受密封机构作用的第二隔间。旋转构件位于第二隔间内并装在叶轮轴上以随之一起旋转。在上部中，泵体提供有连接第一隔间上部和第二隔间的旁通道，在第二隔间内形成了一个环形空间。在本发明的这种方式中，当泵运转时，第二隔间中的液体被集中到第二隔间的环形空间中。在第一隔间内还可提供在泵运转时保持液面稳定的装置。这种装置可以是以其外圆周安装在泵体内并且其一侧带有沿径向延伸的叶片的盘。
本发明上述和其它目的与特征将通过以下参照附图对最佳实施例的描述更清楚地表现出来。
图1是依据本发明一个实施例所述的流体泵截面图；
图2是用在图1所示实施例中的隔板构件的正视图；
图3是依据本发明另一实施例所述的流体泵截面图；
图4是具体表现图3所示流体泵在未运转时其密封机构的截面放大图；
图5是与图4相似的截面图，但它表示了泵运转状态下的密封机构；
图6是依据本发明又一实施例所述的流体泵截面图；
图7是依据本发明再一实施例所述的流体泵截面图；
图8是用在图7所示实施例中的抽吸构件的俯视图；
图9是依据本发明再一实施例所述的流体泵截面图；
图10是具体表现在泵未运转状态下，用在图9所示实施例中的密封机构的截面放大图；
图11是图10所示密封机构的截面放大图，但它表示了当泵运转时密封机构的状态；
图12是依据本发明再一实施例所述的流体泵截面图；
图13是本发明再一实施例的流体泵截面图，它表示了当泵未运转时的液面状态；
图14是图13所示泵的截面图，但它表示了当泵运转时的液面状态；
图15是依据本发明再一实施例所述的流体泵截面图；
图16是大体上沿图15中A-A线剖开的截面图；
图17是依据本发明再一施例所述的流体泵截面图；
图18是用在图17所示实施例中的密封机构的截面放大图。
参见附图，特别是图1，它表示了依据本发明一个实施例所述的流体泵10。在此实施例中，用于向发动机冷却系统供应冷却水的流体泵10(比如水泵)带有泵体11，该泵体11包括第一泵体外壳11a和第二泵体外壳11b，它们安装在一起形成泵体11。第二泵体外壳11b是发动机缸体的一部分。
泵体11的第一泵体外壳11a制成带有轴向台阶孔的型式，该台阶孔带有小直径部分22和大直径部分23，二者通径向延伸的垂直壁面21相互连接。在第一泵体外壳11a内设置有分隔构件18，用于将泵体11的内部分隔成泵室12和中间室13，两室通过分隔构件18上所形成的中心开口18a连在一起。第二泵体外壳11b制成其轴向末端部分带有流体进口P1，其径向外部有出口P2的形式。
在泵体11内，叶轮轴15沿轴向延伸并由轴承14支撑，以绕其自身轴线旋转，轴承14位于小直径部分或内孔22内。叶轮轴15从泵体11的轴向末端伸出并带有皮带轮座17，皮带轮座17用于安装皮带轮(未在图中表示)以向叶轮轴15传递发动机驱动力。叶轮轴15的另一端通过设置在第一泵体外壳11a中的分隔构件18上的中心开口18a延伸至泵室12。叶轮16装在叶轮轴15的末端并位于泵室12内。
在中间室13内，提供了分隔装置30，它包括隔板构件31，该隔板构件31可以是安装在叶轮轴15上的圆盘形式。隔板构件31把中间室13分隔成邻近泵室12的第一隔间37和远离泵室12的第二隔间36。在小直径部分或内孔22内设置有密封机构24，它位于轴承14和隔板31之间，用于密封内孔2和叶轮15间的空间。在内孔22内形成排水孔25，它位于轴承14和密封机构24之间，用于排泄通过密封机构24泄漏的液体。密封机构24包括安装在泵体外壳11a的内孔22上的外部圆柱部分24a和内部唇边部分24b，该唇边部分24b通过弹簧环24c保持与叶轮轴15外表面的滑动密封接触。
隔板构件31带有一个圆周边缘部分33，它从构件31的径向外部圆周处沿轴向延伸，其轴向末端与沿径向向内延伸板32相连。隔板构件31与圆周边缘部分33和径向向内延伸板32决定了一个环形空间34，该环形空间34在径向向内部分上向着第二隔间36开口。隔板构件31上，在沿与叶轮轴15同轴的圆周且沿径向靠外的位置处制有多个开口或孔35(如图2所示)，用来将第二隔间36与第一隔间37相连。
如图1所示，分隔装置30的圆周边缘部分33位于靠近泵体外壳11a的大直径部分23的内表面处，以形成一个狭窄空隙。相似地，径向向内延伸板32位于靠近泵体外壳11a的垂直壁面21的位置，以形成一个狭窄空隙。这样在泵体外壳11a的内壁表面与分隔装置30的外表面之间确定了一个截面形状为L形的窄隙。另外还应注意，在图1中，叶轮轴15上固装有盘38，它位于中间室13内且靠近分隔构件18，用来在盘38与分隔构件18间形成狭窄空隙。叶轮16带有一个盘状构件16a，它位于靠近分隔构件18的位置，用来形成一个狭窄间隙。这样在泵室12和中间室13间形成迷宫式通道。
当图1中所示泵10运转时，经进口P1向泵室12内抽吸被汲取液体(比如发动机冷却水)，液体接着通过在分隔构件18和盘16a及38间形成的迷宫式通道进入中间室13。泵体外壳11a制有液面孔11c，当中间室13中的液体达到图1中所示的液面L1时，孔11c被堵住。此后，液体通过进口P1继续向泵室12抽吸直到泵室充满液体。此时中间室13的下部51充满液体而空气截留于中间室13的上部50。在分隔构件18和盘16a及38之间的迷宫式通道防止在中间室13的上部50截留的空气进入泵室12。密封构件24一部分浸入到中间室13的下部51的液体中，一部分暴露在中间室13的上部50中，因为此时液体并未被加压，实际上没有负载施加在密封构件24上。密封构件24的内唇边24b能有效地防止液体泄漏。
为运转泵10，叶轮轴15由发动机或其它动力源驱动。叶轮16从液体源，比如水箱(未在图中表示)，经进口P1向泵室12抽吸液体，在泵室12中，液体在叶轮16的作用下流向泵出口P2。
分隔装置30也由叶轮轴15驱动，因此在中间室13中的液体绕叶轮轴转动。这样在第二隔间36中的液体在离心力的作用下进入由分隔装置30形成的环形空间。进入环形空间的液体中的一部分接着流入第一隔间37以排出在第一隔间37内的空气，使之通过在分隔装置30的圆周边缘部分33和径向向内延伸板32与泵体外壳11a的内壁表面之间的空隙进入第二隔间36。结果建立一种平衡状态，其特征是气相部分和液相部分间的边界保持在分隔装置30的环形空间内，如图1中的L2所示。在气相部分和液相部分间的另一边界保持在分隔装置30的圆周边缘部分33和径向向内延伸板32与泵体外壳11a的内壁表面之间的小空隙内。应决定适当的在泵非运转状态下的液面L1，以使这种平衡状态能够建立。此状态下，密封结构24由空气引起发声，这样它不再与处在压力下的液体接触。因此，密封装置的可靠性得到提高。
参见图3至图5，它们表示了依据本发明另一实施例所述的流体泵110。图中，相应部件以相同的序号表示且省略其详细描述。此实施例中泵体外壳11a带有一个圆柱形伸出部分142，它从小直径部分22朝着分隔构件18伸进中间室13中。因此应注意到在泵体外壳11a的大直径部分23和圆柱形伸出部分142之间形成了环形空间。
在叶轮轴15上，设置有一个分隔装置130，它对应于上一实施例中的分隔装置30。分隔装置130包括隔板构件131，它安装在内部的叶轮轴15的圆周上。隔板构件131的外圆周部分形成一个轴向伸出部分，它位于在大直径部分23的内表面和圆柱形伸出部分142的外表面间的环形空间内，并包括一个圆周边缘部分133和径向向内延伸板132，沿圆周边缘部分133和径向向内延伸板132。隔板构件131形成适当数目的大体为L形结构的环形通道141。象上一实施例那样，在泵体外壳11a的内壁表面和分隔装置130的圆周边缘部分133与径向向内延伸板132之间形成空隙。
径向向内圆周边缘部分133，分隔装置130提供了密封结构124，它包括一个圆柱部分124a和密封唇124b，该圆柱部分124a安装在圆周边缘部分133内表面。如图4和图5中所清楚表示的那样，密封机构124包括一个弹簧环124c，它在径向且向内的方向上向密封唇124b施加一个预定的偏压力，这样，如图4所示，密封唇部分124b通常可以保持与圆柱状伸出部分142的外表面的密封接触。
在此实施例中，第一隔间37中的液体保持在一定液面高度，如图4中L1所示。液体也被截留在通道141内以及泵体外壳11a的内壁表面和分隔装置130的构件132和133之间的空隙内。第二隔间36实际上保持与液体隔离。运转时，在通道141内以及泵体外壳11a的内壁表面和分隔装置130的构件132和133之间的空隙内的液体在离心力的作用下被排入第一隔间37，在第一隔间37内的空气依次被排进在通道141内以及泵体外壳11a的内壁表面和分隔装置130的构件132和133之间的空隙内。密封唇124b在离心力的作用下产生向外的径向位移，如图5所示，这样第二隔间36向着通道141和上述空隙打开。因此，曾保留在第二隔间36内的液体也被排进通道141和上述空隙内。这样，如图5所示，建立起一种平衡状态。密封机构124上的密封唇124b实际上与液体隔离。
参见图6，它表示了依据本发明另一实施例所述的流体泵。这一实施例与在前图1所示的实施例基本相同，只是叶轮轴15通过由酚醛树脂或烧结材料制成的套筒轴承114可转动地支撑。因此在图6中，相应部件以与图1实施例相同的序号表示并省略了其具体描述。
参见图6，流体泵210包括泵体11，其一部分包括泵体外壳11a，该外壳11a为两部分结构，包括第一半外壳111a和第二半外壳111b，二者在接合面处通过O形密封圈62连在一起。半外壳111a和111b分别制成包括小直径部分122a和122b以及大直径部分23的台阶孔型式。半外壳111a和111b的大直径部分23直径相同，并且半外壳相互接合，这样大直径部分23形成一个单一腔室13。
上述套筒轴承114设置在第二半外壳111b的台阶孔的小直径部分122b内，它可转动地支撑叶轮轴15。叶轮轴15带有凸缘15a，它紧靠在半外壳111b的垂直内壁表面63b和套筒轴承114的一端上。叶轮轴15还提供了保持垫圈60，它由安装在叶轮轴15上环形槽内的保持环61保持其位置。保持垫圈设置成与套筒轴承114的另一端和泵室12的内壁表面接合。这样布置可有效保持叶轮轴15的轴向位置。
在半外壳111a的小直径部分122a内提供有密封机构24，它在半外壳111a的小直径部分122a和叶轮轴15之间形成对液体的紧密密封。在此实施例中，中间室13通过套筒轴承114与泵室12隔离。但是，中间室13充满液体，其液面达L1，这可参见图1中的实施例，这样，套筒轴承114常处于液体中。分隔装置30的作用是从第二隔间36向第一隔间37排出液体以保持密封机构24与液体隔离。此实施例中的流体泵造价不高，因为其中使用的套筒轴承114比滚柱轴承的花费低。
现参见图7和图8，它们表示依据本发明又一实施例所述的流体泵310，再次说明此实施的基本结构与图1所示实施例大体相同。图7和图8所示实施例包括分隔装置230，它包括装在叶轮轴15上的内盘231和装在泵体外壳11a的大直径部分23上的外部环形构件232。外部环形构件232带有内部孔，其直径稍大于内盘231的外径并布置在与内盘231同轴的位置上。第一隔间237和第二隔间236通过制成在环形构件232的上部圆周部分上的开口233相互连通。泵体外壳11a还带有水位传感器234，它向上伸入第二隔间36。
在此实施例中，如图8所示，内盘的外圆周上制有多个螺旋槽231a。因此，应注意内盘231与外部环形构件232的内圆周一起形成轴向流体泵。所以，当叶轮轴15被外部动力源驱动时，在第二隔间36内的液体通过由内盘231和外部环形构件232的内圆周构成的轴向流体泵的作用力下流进第一隔间37，通过外部环形构件上的开口233向第二隔间36排出第一隔间37内的空气。这样可以保持密封构件与液体隔离。水位传感器234检测在中间室13内的第二隔间36中的液体，当泵310运转时，它在检测到液体的情况下发出警报信号。
参见图9到图11，它们表示了依据本发明再一实施例所述的流体泵410。此实施例中，泵体11的泵体外壳11a由第一半外壳111a和第二半外壳111b相连制成。第一半外壳111a带有内孔22，它对应于图7和图8所示实施例的小直径部分22。第二半外壳111b带有内孔23，它对应于图7和图8所示实施例的大直径部分23。在邻近半外壳111b的一端，半外壳111a制有沿径向延伸向内延伸的凸缘412，它带有一个中心开口，叶轮轴15穿其而过。叶轮轴15带有辅助唇形密封411，唇形密封411通过其上的内圆柱部分411a装在叶轮轴15上。唇形密封411还带有唇部411b，如图10和图11所示，在其径向内部与内圆柱部分411a相连，在其径向外部与外圆柱部分411c相连。另一方面，此实施例结构与图7和图8中所示的实施例结构相似。
如图10所示，当泵410未运转时，唇形密封411的唇部411b与半外壳111a上的凸缘412密封接触。当叶轮轴15为使泵410运转而被驱动时，如图11所示，在外圆柱部分411c内产生的离心力会使唇形密封411变形，导致唇部411b从与凸缘412接触的状态到移动离开状态。因此应注意，当泵410运转时，半外壳111a的内孔22中的液体可通过半外壳111b中的第二隔间36被排进第一隔间37内。当泵410停转时，唇形密封410的唇部411b恢复到与凸缘412接触的位置，以防止液体进入内孔22。因为在泵410运转时，唇形密封411保持不与凸缘接触，故密封411的寿命可得以提高。
图12表示了依据本发明另一不同实施例所述的流体泵510。此实施例与图6所示实施例相似，所以相应部件以相同的序号表示且省略其具体描述。此实施例中，半外壳111a带有一台阶孔，该孔包括小直径部分122a和大直径部分123a。泵510包括分隔装置，该分隔装置包括位于半外壳111a内且装在叶轮轴15上的第一盘64和安装在泵体外壳11a的半外壳111b内的第二盘65。第一隔间37位于第二盘65的右侧，同样，第二隔间36位于盘64的左侧。在泵体外壳11a的顶部制有旁通道，该通道包括位于半外壳111a内的通道部分66和位于半外壳111b内的旁通道，用于形成经过盘64和65的空气通道。如图12所示，第一盘64位于靠近半外壳111a的垂直内壁表面21的位置，使壁面21和盘64之间形成小空隙。盘64还在其外圆周与半外壳111a内孔的大直径部分的内表面之间形成小间隙。第二盘65的顶部制有开口65a，它把第一隔间37与盘64、65之间的空间连接起来。
当泵510未运转时，泵体外壳11a中的内室13充满液体，其液面达图示的L1处。泵510运转时，第二隔间37内的液体受力的作用流经第一盘64和半外壳111a的内壁表面之间的空隙进入盘64和65之间的空间，接着通过第二盘65上的开口65a进入第一隔间37。第一隔间37内的空气通过包括通道部分66和67的旁通道被排入第一隔间36，以保持密封装置24与液体隔离。第二盘65可有效地保持第一隔间内的液面高度。
图13表示依据图12所示结构改进的流体泵610。在这种改进型式中，泵体外壳11a由三部分组成，包括泵体半外壳611a、轴承座611b和位于半外壳611a和轴承座611b间的中间部件611c。轴承座611b上装有套筒轴承114。泵体半外壳611a的结构与图12所示实施例中的半外壳111a的结构相似，即带有一个包括小直径部分622a和大直径部分623a的台阶孔。在小直径部分622a和大直径部分623a之间形成垂直壁面621。中间部件611c带有孔623c，其直径等于半外壳611a内孔的大直径部分623a的直径。在中间部件611c内还提供有隔板665，它对应于第二盘65。隔板665与中间部件611c形成一体并且紧邻半外壳611a的端面，以将中间部件611c内的第一隔间37与半外壳611a内的第二隔间36分隔开。在半外壳611a和中间部件611c内制成带有通道部分66和67的旁通道，它可通过隔板665。
在第二隔间36内，提供有旋转构件630，它安装在叶轮轴15上并与之一起旋转。旋转构件630与图1所示实施例中分隔装置30的结构相似，只是在构件630上没有孔或开口。旋转构件630带有盘631、圆周边缘部分633和径向向内延伸板部分632，该盘631的径向内部安装在叶轮轴15上，圆周边缘部分633从盘631的径向外边缘上沿轴向伸出。
如图13所示，泵610未运转时，位于中间部分611c内的第一隔间37和位于半外壳611a内的第二隔间36中充满液体，其液面达L1。当泵610运转时，如图14所示，第二隔间36中的液体运动并进入由隔板665、大直径部分623a和垂直壁面621确定的空间内。一部分液体还保留在旋转构件630内。此方式下，密封装置24保持与液体隔离。
参见图15和图16，它们表示了依据图13所示结构的另一种改进型式的流体泵710。在此改进型式中，中间部件611c提供有液体稳定装置70。此装置70包括以其外圆周安装在中间部分611c上的盘71和多个叶片71a至71h，它们在盘71的一侧并沿泵的径向延伸。盘71带有中心开口，叶轮轴15穿其而过。已发现装置70可以有效地稳定液面。
图17和图18表示了依据图13所示结构的另一种改进型式的流体泵810。在此改进型式中，泵810带有密封机构824，如图18所示，它包括安装在半外壳611a内孔的小直径部分622a上的外圆柱部分824a和可与叶轮轴15密封接合的密封唇824b。密封机构824还提供有开口弹簧圈824c，它以预定力施加给密封唇824b，使之与叶轮轴15接合。如图18所示，密封唇824b装在多个螺旋槽824d的轴向向内方向的侧面上。在这种结构的密封机构824中，当泵810未运转时，密封唇824b保持与叶轮轴15的密封接合，这样可有效地防止液体通过密封机构824泄漏。而当泵810运转时，由于离心力的作用，开口弹簧圈824c施加的偏压力减小，如果第二隔间36内的空气量不充足，空气会通过螺旋槽被吸入第二隔间36。
本发明已参照具体实施例加以表示和描述，但应注意本发明不应仅限定为图示具体结构，可以在不脱离权利要求范围的情况下做出多种变化和改进。

Claims (17)

1.一种流体泵，包括：带有泵室和台阶形内孔的泵体，该台阶形内孔包括小直径部分和大直径部分，两者之间为一个径向壁面，所述大直径部分形成了一个靠近所述泵室并与泵室通过一个中心孔相连的中间室；由动力驱动的叶轮轴，它通过至少一个置于内孔小直径部分的轴承旋转地支撑在泵体内，并穿过内孔的小直径部分和中间室伸入所述泵室；装在所述叶轮轴上并随之旋转的叶轮，它位于所述泵室内；在所述内孔小直径部分中的密封机构，用于将孔与叶轮轴之间密封，当泵未运转时，中间室充满达预定液面高度的液体，并且空气滞留于中间室的顶部；位于所述中间室中的分隔装置，它将中间室分隔成邻近所述泵室的第一隔间和第二隔间，第一隔间和第二隔间至少在中间室的顶部相通；设置在所述第二隔间内的液体驱动装置，用来在泵运转时驱动所述第二隔间内的液体，使得第二隔间内至少有一部分液体被排入第一隔间，以将第一隔间中的空气排入第二隔间，从而排出密封机构周围的液体，使密封机构实际上与液体隔离。
2.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于：所述分隔装置包括固定在所述叶轮轴上以随之旋转的隔板构件，所述液体驱动装置由隔板构件上的径向内部部分构成。
3.如权利要求2所述的流体泵，其特征在于：所述隔板构件在其径向外圆处带有沿轴向延伸的圆周边缘部分，该边缘部分持续延伸并在其轴向末端处且面对隔板构件形成一个径向向内延伸板，这样在隔板构件、圆周边缘部分和径向向内延伸板之间形成一个环形空间，在隔板构件的径向外部至少有一个开口，用以将环形空间与中间室的第一隔间连通。
4.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于：所述分隔装置包括环形分隔构件，该分隔构件带有中心开口且以其径向外圆部分固定在所述泵体中，所述分隔构件的顶部至少有一个开口，用以将中间室的第二隔间与第一隔间连通。
5.如权利要求4所述的流体泵，其特征在于：还包括位于所述叶轮轴上且固定在轴上并随之旋转的抽吸装置，所述抽吸装置位于分隔构件的所述中心开口中，用以在叶轮轴旋转作用下驱动第二隔间中的液体进入第一隔间。
6.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于：所述泵体在内孔的小直径部分和大直径部分之间制有沿径向向内延伸的凸缘，在所述叶轮轴上提供有一个辅助密封装置，在通常情况下，它与所述凸缘密封接触。
7.如权利要求6所述的流体泵，其特征在于：在所述叶轮轴上提供的所述辅助密封装置可随叶轮轴一起旋转并且是可响应离心力型的密封装置，这样，当叶轮轴旋转时，辅助密封装置和凸缘之间的密封接触至少被削弱。
8.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于：所述泵体在泵室和中间室之间提供有分隔构件，所述分隔构件带有中心开口，所述叶轮轴穿其而过，形成环形空隙，在所述第一隔间内，叶轮轴上提供有盘形构件，它与所述分隔构件形成狭窄空隙，所述盘形构件的直径足够大，使其上部在泵未运转时超过中间室内的液面高度。
9.如权利要求8所述的流体泵，其特征在于：所述叶轮带有叶轮盘，该叶轮盘位于分隔构件一侧，分隔构件面对位于叶轮轴上且与分隔构件形成狭窄空隙的盘形构件。
10.一种流体泵，包括：带有泵室和台阶形内孔的泵体，该台阶形内孔包括小直径部分和大直径部分，两者之间为一个径向壁面，所述大直径部分形成了一个靠近所述泵室的中间室；设置在所述泵室和所述中间室之间的支撑轴承的隔层；由动力驱动的叶轮轴，它通过至少一个置于轴承支撑隔层内的套筒轴承旋转地支撑在泵体内，并穿过内孔的小直径部分和中间室伸入所述泵室；装在所述叶轮轴上并随之旋转的叶轮，它位于所述泵室内；设置在所述内孔小直径部分中的密封机构，用以将孔与叶轮轴之间密封，当泵未运转时，中间室充满达预定液面高度的液体，并且空气滞留于中间室的顶部；位于所述中间室中的分隔构件，它将中间室分隔成邻近所述泵室的第一隔间和第二隔间，第一隔间和第二隔间至少在中间室的顶部相通；设置在所述第二隔间内的液体驱动装置，用来在泵运转时驱动所述第二隔间内的液体，使得第二隔间内至少有一部分液体被排入第一隔间，以将第一隔间中的空气排入第二隔间，从而排出密封机构周围的液体，使密封机构实际上与液体隔离。
11.如权利要求10所述的流体泵，其特征在于：所述分隔装置包括固定在所述叶轮轴上以随之旋转的隔板构件，所述液体驱动装置由隔板构件上的径向内部部分构成。
12.如权利要求11所述的流体泵，其特征在于：所述隔板构件在其径向外圆处带有沿轴向延伸的圆周边缘部分，该边缘部分持续延伸并在其轴向末端处且面对隔板构件形成一个径向向内延伸板，这样在隔板构件、圆周边缘部分和径向向内延伸板之间形成一个环形空间，在隔板构件的径向外部至少有一个开口，用以将环形空间与中间室的第一隔间连通。
13.一种流体泵，包括：带有泵室和台阶形内孔的泵体，该台阶形内孔包括小直径部分和大直径部分，两者之间为一个径向壁面，所述大直径部分形成了一个靠近所述泵室并与泵室通过一个中心孔相连的中间室；由动力驱动的叶轮轴，它通过至少一个置于内孔小直径部分的轴承旋转地支撑在泵体内，并穿过内孔的小直径部分和中间室伸入所述泵室；装在所述叶轮轴上并随之旋转的叶轮，它位于所述泵室内；所述泵体制有圆柱形伸出部分，该伸出部分从内孔小直径部分的内部末端伸向大直径部分，以在中间室内形成一个环形空间，当泵未运转时，中间室充满达预定液面高度的液体，并且空气滞留于中间室的顶部；位于所述中间室中的分隔装置，它将中间室分隔成邻近所述泵室的第一隔间和第二隔间，所述分隔装置带有沿轴向伸入所述环形空间的圆周部分；设置在所述圆柱形伸出部分和分隔装置的所述圆周部分之间的密封机构，第一隔间和第二隔间至少在中间室的顶部相通；设置在所述第二隔间内的液体驱动装置，用来在泵运转时驱动所述第二隔间内的液体，使得第二隔间内至少有一部分液体被排入第一隔间，以将第一隔间中的空气排入第二隔间，从而排出密封机构周围的液体，使密封机构实际上与液体隔离。
14.如权利要求13所述的流体泵，其特征在于：所述密封机构是可响应离心力型的密封机构，因此，在泵运转过程中，当所述叶轮轴旋转时，密封作用至少被削弱。
15.一种流体泵，包括：带有泵室和台阶形内孔的泵体，该台阶形内孔包括小直径部分和大直径部分，两者之间为一个径向壁面，所述大直径部分形成了一个靠近所述泵室的中间室；设置在所述泵室和所述中间室之间的支撑轴承的隔层；由动力驱动的叶轮轴，它通过至少一个置于轴承支撑隔层内的套筒轴承旋转地支撑在泵体内，并穿过内孔的小直径部分和中间室伸入所述泵室；装在所述叶轮轴上并随之旋转的叶轮，它位于所述泵室内；设置在所述内孔小直径部分中的密封机构，用以将孔与叶轮轴之间密封，当泵未运转时，中间室充满达预定液面高度的液体，并且空气滞留于中间室的顶部；位于所述中间室中的无孔隔板构件，它将中间室分隔成邻近所述泵室的第一隔间和第二隔间，第一隔间和第二隔间在泵体顶部通过旁通道相连，该旁通道在所述第二隔间内形成了一个环形空间；设置在所述第二隔间内的液体驱动装置，用来在泵运转时驱动所述第二隔间内的液体，使液体集中在所述第二隔间中的所述环形空间内。
16.如权利要求15所述的流体泵，其特征在于：所述第一隔间内提供有用于在泵运转过程中，保持所述第一隔间内的液面稳定的装置。
17.如权利要求16所述的流体泵，其特征在于：所述保持装置包括以外圆周安装在所述泵体上的盘，所述盘还带有从其一侧沿轴向伸出的叶片。
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