CN209925232U - 模块化潜水式电机和泵组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及模块化潜水式电机和泵组件。紧凑的模块化增压系统具有可以竖直定向的直列式潜水式电机。增压系统可以模块化地构造有各种潜水式电机、泵设计和泵级、入口组件和出口组件以及电气集成组件，同时在各种构造中保持共同的壳体和其它相关的部件。这种模块化设计允许增压系统有效地符合特定应用的空间限制，同时保持竖直潜水式增压系统的低噪音和低维护特性。

Description

模块化潜水式电机和泵组件

技术领域

本公开涉及一种用于流体分配系统的增压组件。更具体地，本公开涉及一种具有潜水式电机的竖直增压组件，以及使用该组件来升高流体分配系统中的流体压力的方法。

背景技术

流体分配系统，例如住宅或商业流体分配系统，可能会经历压降。例如，当在住宅环境中运行淋浴器或花园软管时，流体分配系统中的压力可能下降。随着时间的推移，滴水龙头也可能导致流体分配系统中的压力下降。

传统系统可以使用增压泵来增加流体分配系统中的压力。例如，高层建筑物可以在间隔开的位置使用增压泵，例如每隔几个楼层，以便为建筑物的所有楼层提供足够的水压。因此，这些高层建筑增压泵应用安装在生活空间附近以及顶部间隙有限的区域。与传统露天式增压泵相关的噪音可能会引起附近居民的投诉，而有限的顶部间隙可能会限制潜水式泵构造的选择。在使用潜水式泵的情况下，与露天构造相比，维护成本可能更高。

实用新型内容

本公开提供了一种紧凑且模块化的增压系统，其具有可以竖直、水平或成角度定向的直列式潜水式电机。增压系统可以模块化地构造有各种潜水式电机、泵设计和泵级、入口组件和出口组件以及电气集成组件，同时在各种构造中保持共同的壳体和其它相关的部件。这种模块化设计允许增压系统有效地符合特定应用的空间限制，同时保持竖直潜水式增压系统的低噪音和低维护特性。

在其一种形式中，本实用新型提供了一种增压组件，该增压组件包括壳体组件、潜水式电机和泵。壳体组件包括：泵壳体；电机壳体；中间壳体，该中间壳体设置在泵壳体与电机壳体之间；流体入口；以及流体出口。潜水式电机设置在电机壳体内并由中间壳体支撑。泵设置在泵壳体内并由中间壳体支撑，泵操作地联接至潜水式电机并且构造成在潜水式电机启动时将流体从流体入口泵送到流体出口。

在本实用新型的另一种形式中，本实用新型提供了一种模块化增压组件套件，该模块化增压组件套件包括壳体组件和能附接至壳体组件的通用安装板。壳体组件包括：泵壳体；电机壳体；中间壳体，该中间壳体设置在泵壳体与电机壳体之间；流体入口；以及流体出口。通用安装板包括：一组电机安装孔；第一泵安装凸缘，该第一泵安装凸缘形成在通用安装板的第一表面上；以及第二泵安装凸缘，该第二泵安装凸缘形成在通用安装板的与第一表面相对的第二表面上。

附图说明

通过结合附图参考对本实用新型的实施方式的以下描述，本公开的上述和其它特征及优点以及实现它们的方式将变得更加明显，并且将更好地理解本实用新型本身，其中：

图1是根据本公开制造的增压组件的立体图；

图2是图1中所示的增压组件的横截面正视图；

图3是图2中所示的增压组件的一部分的放大视图，示出了壳体组件的中间部件和相关结构；

图4是图3中所示的壳体组件的中间部件和相关结构的立体分解图；

图5是根据本公开制造的电连接组件的立体分解图；

图6是根据本公开制造的通用安装板的第一表面的立体图；

图7是图6中所示的通用安装板的相对的第二表面的立体图；

图8是根据本公开制造的出口端口组件的立体分解图，其中泵台的顶盖被移除以示出其内部扩散器；

图9是图2的增压组件的一部分的放大视图，示出了图8的处于完全组装构造的出口端口组件；

图10是根据本公开制造的入口组件的立体分解图；

图11是图2的增压组件的一部分的放大视图，示出了图10的处于完全组装构造的入口组件；

图12是根据本公开制造的另一种增压组件的立体图；

图13是图12中所示的增压组件的正视剖视图；

图14是图13中所示的组件的一部分的放大视图，示出了其中间壳体部件和相关结构；

图15是图13中所示的增压组件的一部分的放大视图，示出了其出口组件；

图16是图13中所示的增压组件的一部分的放大视图，示出了其入口组件；

图17是根据本公开制造的另一种增压组件的立体图；

图18是图17中所示的增压组件的正视剖视图；

图19是图18中所示的增压组件的一部分的放大视图，示出了其中间壳体部件和相关结构；

图20是图18中所示的增压组件的一部分的放大视图，示出了其出口组件；以及图21是图18中所示的增压组件的一部分的放大视图，示出了其入口组件。

对应的附图标记在若干视图中指示对应的部分。这里给出的示例说明了本实用新型的示例性实施方式，并且这些示例不应被解释为以任何方式限制本实用新型的范围。

具体实施方式

本公开提供了增压组件10，如图1和图2所示，其可操作以升高或增加流体分配系统中的流体压力。组件10包括沿纵向轴线L布置的大致圆柱形的壳体组件12。壳体12包括：下游泵壳体14，该下游泵壳体中容纳泵组件50；上游电机壳体18，该上游电机壳体中容纳潜水式电机30；以及布置在下游泵壳体14与上游电机壳体18之间的中间壳体16。如下面进一步详细描述的，中间壳体16容纳各种部件，这些部件支撑并且功能性地链接电机30和泵组件50，并且根据增压组件的设计意图，模块化地适合于在功能上链接可替代的泵和电机。特别地，通用安装板70(图3)支撑并定位电机30和泵组件50这二者，并且模块化地适合于与特定应用所需的各种电机/泵组合一起使用。

如图2中最佳所示，潜水式泵组件50是多级泵设计，包括多个泵级52，例如如图所示的五个泵级52。如下面进一步描述的，泵级52的数量可以根据泵组件50的期望性能特征模块化地构造，并且泵壳体14可以相应地确定尺寸。每个泵级52包括泵级壳体53，如图3中最佳所示，其接收并可旋转地支撑壳体53的空腔内的叶轮54。叶轮54的上方(即，下游)是扩散器56。叶轮54抗旋转地固定到泵驱动轴58，使得当驱动轴58旋转时，叶轮54也旋转并使流体加速向外通过多个流体通道。所形成的加压流体通过在扩散器56中形成的类似流体通道径向向内转向(参见例如图8)，以在壳体53内产生压力。该加压流体通过在扩散器56中形成的流体通道有效地重定向到下一个泵级。在下一个下游泵级52中进行进一步的加压，依此类推，通过各个泵级52，直到最终的加压流体从最下游的泵级52的扩散器56向下游流动。可结合增压组件10使用的一个示例性多级泵设计的附加细节可在2016年2月23日提交、名称为SUBMERSIBLE PUMP THRUST SURFACE ARRANGEMENT并与本申请共同拥有的美国申请序列号15/051,392中找到，通过引用将该申请的所有公开内容结合到本文中。

泵组件50在其下(即，上游)端由通用安装板70支撑，如图3中最佳示出的。在所示实施方式中，安装板70包括泵安装凸缘97(也在图6中示出)，该泵安装凸缘的尺寸和构造被设计成使之与在最上游的泵级52的壳体53的下端处相应地形成的肩部嵌套。这样，安装板70使泵组件50居中定位在泵壳体14的内腔内，使得由泵轴58和叶轮54限定的旋转轴线基本上与壳体组件12的纵向轴线L同轴(图4)。

如果通用安装板70的包括凸缘97的表面被看作是图2和图3的参照系中的“顶”表面，则相对的“底”表面包括电机安装凸缘94(也在图7中示出)，该电机安装凸缘的尺寸和构造被设计成使之与与潜水式电机30相关联的电机安装表面嵌套。仍参见图3，该电机安装表面可以是形成在电机间隔件80上的肩部，该电机间隔件又安装至上游电机间隔件78，该上游电机间隔件78螺栓连接到潜水式电机30自身的安装表面。在图3所示的电机30的情况下，长电机安装螺栓33穿过形成在电机间隔件78中的孔并穿过辅助电机间隔件80的纵向范围，并且可螺纹地容纳在形成于安装板70中的电机安装孔92内(图6和图7)。如下面进一步描述的，不同的布置可以用于替代的电机设计，但是仍然采用相同的通用安装板70和电机安装孔92。安装板70还包括提升孔192，该提升孔的螺纹和尺寸被设计成使之可以以可拆卸的方式接收提升孔眼，用于从壳体组件12安装或移除电机30。

通用安装板70还包括外部凸缘90(图6和图7)，该外部凸缘的尺寸使之适合于容纳在中间壳体16的下游轴向端表面与形成为泵壳体14的一部分的相应上游肩部之间。在图3的说明性实施方式中，泵壳体14包括焊接到其上游端的凸缘部件15以提供该肩部，但是也可以使用其它设计，例如包括肩部的整体形成的壳体14。当壳体部件14、16和18彼此固定时(例如，通过如下面进一步描述的螺栓19)，外部凸缘90被捕获在凸缘部件15与中间壳体16之间，使得通用安装板70在壳体组件12内被固定在指定的位置。通用安装板70是单个部件，其在壳体组件12内支撑潜水式泵组件50和电机30这二者，同时还在期望的位置和方向上径向并轴向地固定泵组件50和电机30。

仍然参照图3，联接器72在中间壳体16内设置在电机30的输出轴32与泵轴58之间的接合处。联接器72在电机30的轴与泵50的轴之间传递扭矩和旋转，使得来自电机30的旋转驱动泵组件50。在图3的示例性实施方式中，联接器72的泵安装部分接收泵轴58并且直接通过键59抗旋转地固定到泵轴58。保持器板82可以用螺栓固定到轴58的上游端，从而允许联接器72在安装输出轴32之前在重力的作用下轴向地保持在轴58上。当被接收在由联接器72的电机安装部分限定的下腔内时，输出轴32也被抗旋转地固定至联接器72。在所示的实施方式中，这种抗旋转的固定是通过电机轴适配器74实现的，电机轴适配器74通过花键(如图4所示)抗旋转地固定到电机轴32并且还抗旋转地固定到联轴器72(例如，通过键、固定螺钉、焊接或任何其它合适的方法)。如下面进一步描述的，电机轴适配器74允许联接器72可互换地与不同的潜水式电机一起使用。

再次参见图2，增压组件10包括入口组件20，入口组件20构造成经由入口流体通道24从外部管道或其它源接收流体，这种流体在入口流体通道中进入壳体组件12的内部。在流体向下游(即，在图2的环境中向上)流动时，其被允许在潜水式电机30的外部周围循环，通过中间壳体16，并在泵组件50的流体驱动影响下朝向出口组件40。加压流体通过出口流体通道68输送到外部流体排出口，例如管道或其它流体输送装置。在一个应用中，例如，增压组件10在相对低的压力下接收通过入口流体通道24的入口流，并且在出口通道68处提供高压流，其足以向物理上高于增压组件10例如位于安装有增压组件10的机械室上方的建筑物的地板上的最终用户提供加压流体。在一个特定实施方式中，增压组件10在这样的机械室内竖直地定向，并用于向多个楼层例如多层建筑物的多达十三层的楼层提供加压水。然而，还可以设想，增压组件10可以水平定向，或者在竖直和水平之间以任何角度定向。

入口组件20详细示于图10和图11中。入口组件20包括入口底座21，入口底座21在所示实施方式中是铸造金属部件，其提供用于以竖直构造支撑增压组件10的底脚。底座21限定了流体通道，该流体通道逐渐且有效地将进入的流体流从沿着管轴线P(图10)的大致水平路径重定向到沿着纵向轴线L的大致竖直路径。

在底座21的入口端，入口流体端口22通过螺栓23联接到形成在入口底座21上的相应机加工凸缘。如下面进一步详细描述的，可以基于沿其流动路径的其最小横截面区域来选择入口流体端口22，这又影响增压组件10的流体力学和性能特征。在流体端口22的上游端，入口连接凸缘26通过分开的保持环25联接到端口22，并且提供具有适当的一组螺栓孔的附接接口，所述螺栓孔设计成将入口管(未示出)联接到入口组件20。如下面详细描述的，入口连接凸缘26可以从一组潜在的凸缘中选择，以模块化地适应现有或所需流体供应基础设施的几何形状

在底座21的出口端，上游电机支撑环88可以被捕获在底座21与焊接或以其它方式固定到电机壳体18的上游(下)端的凸缘部件17之间。电机支撑环88可以在电机30的上游端附近为电机30提供径向支撑，从而在增压组件10在运输或操作期间以其侧面进行放置的情况下防止在电机30与安装板70之间的界面处存在过度的应力。如图10中最佳所示，上游电机支撑环88包括围绕其周边设置的一系列流动孔89，以允许流体从底座21流入壳体18。

出口组件40详细示于图8和图9中。出口组件40在结构上与入口组件20大致相似，除了出口组件40被构造成用于沿与纵向轴线L同轴的基本线性路径排出高压流体之外(图8)。

出口底座64通过容纳在凸缘部件17中的安装螺栓69固定到泵壳体14的下游(上)端，如图1中最佳所示。出口底座64包括凸缘85(图9)，该凸缘被构造和定位成接合泵保持器环86的相应地形成的肩部。当螺栓69被拧紧时，凸缘85在保持器环86上施加向下的压力，该保持器环86又施加通过潜水式泵组件50的各个泵级52的壳体53传播的压力。这样，潜水式泵50在轴向和径向上被约束在位于其下游端处的保持器环86与位于其上游端处的通用安装板70(如上所述，如图3所示)之间。如下面进一步描述的，保持器环86或替代的保持器环部件可以与通用安装板70结合使用以适应各种潜水式泵设计并且具有变化的标称泵容量，所有这些都在泵壳体14以及与其相关联的部件的共同设计内。

出口流体端口66通过安装螺栓63螺栓连接到出口底座64，如图8中最佳所示。出口流体端口66可以与入口流体端口22相同(图10和图11)或者可以鉴于潜水式电机30和泵组件50的特定组合根据所需的压力、流速或其它流动特性而具有独特的构造。与上述入口流体端口22类似，出口流体端口66包括通过保持环65连接的出口连接凸缘67。可以选择连接凸缘67以与上述连接凸缘26类似的方式与下游流体输送基础设施配合。

如图8中最佳所示，出口底座64包括设置在流体流动路径中并通过腹板连接到结构的其余部分的中央凸台43。凸台43的尺寸和位置使之适合于接收上毂组件41，如图9所示，上毂组件被构造成支撑并缓冲泵组件50的下游部分。具体地，毂41包括上止推轴承42，该上止推轴承提供上游轴承保持器46与凸台43的相邻下游轴承表面之间的可旋转的界面。在图9的说明性实施方式中，轴承保持器46通过形成在适配器套筒48上的肩部轴向保持就位。轴端轴承44设置在凸台43的孔眼内并且在该位置在径向上受到约束，并在套筒48和凸台43之间提供可旋转的界面，如图所示。下游轴承保持器47抵靠轴承44的内圈并为保持器螺栓49的头部提供支承表面。上止推轴承42和轴端轴承44一起支撑并缓冲泵组件50并且便于泵轴58相对于固定不动的凸台43进行平稳且持久的旋转，同时防止泵轴58中的轴向或径向位移或振动。如下面进一步描述的，各种泵轴直径和/或几何形状可通过改变或消除适配器套筒48而由凸台43、轴承42、44和毂组件41的其它结构适应。

现在转向图2至图5，电连接组件34可以连接到中间壳体16并且构造成通过形成在中间壳体16的侧壁中的引线孔35(图2和图3)将电源引线36(图2)传送到电机30。在一个示例性实施方式中，电连接组件34包括中空延伸壳体60，该中空延伸壳体60从壳体12的中间壳体16突出并且例如通过图4中所示的螺栓37以可拆卸的方式联接到壳体12的中间壳体16。延伸壳体60具有中空的内部空间，该内部空间与中间壳体16中的引线孔35连通，如图3中最佳所示。该空间的尺寸被设计成使之适合于在电引线36的周围保持填料38和压板39。在安装时并且在壳体60的腔中存在引线36的情况下，邻近引线孔35安装第一压板39，然后安装填料38，最后安装第二填料板以“夹住”填料38。然后(例如，如图所示用螺栓)将压力盖62附接至延伸壳体60并将其拧紧以对压板39和填料38施加压力，从而对填料38进行压缩以形成流体密封。如果随后需要接近引线36和/或电机30以进行维修或检查，则可以移除压力盖62和壳体60以允许接近和移除压板39及填料38。

在操作中，流体从流体源抽出并经由入口组件20泵送到壳体组件12的内腔，在内腔中，流体竖直向上流动穿过壳体组件12并围绕潜水式电机30流动。该泵送操作由泵组件50的分级叶轮54驱动，如上所述。流体从电机壳体18经由中间壳体16流到泵壳体14，特别是通过通用安装板70的主流动端口98，如图3、图6和图7所示。流动端口98是穿过板70形成的中心孔，并且位于电机安装孔92的布置的径向内部(图6)并且定位成将流体直接排放到泵50的第一泵级52的入口，如图3所示。安装板70还包括一组切口93(图6)，这组切口围绕安装板70的周边布置，位于主流动端口98的径向外部但是位于外部凸缘90的径向内部，这减少了安装板的总重量和材料。腹板91将径向外部的结构(包括凸缘90和96)与径向内部的结构(包括凸缘94和97)链接，从而将通用安装板70的所有结构保持在由实心材料制成的单个整体形成的单元中。

电机30的潜水性质有利于增压组件10的安静操作，从而便于在需要或期望安静操作的区域中(例如在住宅用多层建筑物中)使用增压组件10。同时，增压组件10的轴向紧凑性和模块化可构造性(如下面进一步描述的)有利于在竖直方向上使用增压组件10，从而允许潜水式电机30、多级泵50和出口组件40的同轴性。通过联接器72将电机30直接联接到泵50是轴向紧凑的，这允许在有限的竖直空间中(例如在多层建筑物中的机械室中)使用增压组件10，同时还能保持与竖直操作相关的寿命特性并为典型的商业和住宅应用提供适当的排放压力。电机30直接设置在入口通道24与出口通道68之间的现有流动路径内，从而允许通过现有的穿过壳体组件12的流体流动来冷却潜水式电机30。这样，流体不需要为了冷却的目的而从入口24与出口68之间的流动路径转向，从而简化了增压组件10的设计。

如上所述，根据特定应用的要求，增压组件10可修改为模块化构造和/或重新构造。特别地并且如下面进一步详述的，根据本公开制造的增压组件可以具有多种不同的电机构造、泵构造、入口构造和出口构造、电气集成和空间集成中的任何一种。

例如，图12至图16示出了增压组件110及其各种部件，其中高容量泵组件150(图13)和相关结构与具有高标称额定功率的潜水式电机30配合，使得组件110能够提供高标称流量和压力。特别地，这些高标称流量大于潜水式电机30和泵组件50的组合所提供的流量，这是因为与泵组件150相比，泵组件50是具有较低标称流量的中等容量设计。图17至图21示出了减小容量的增压组件210及其各种部件，其中与电机30相比，减小容量的电机230具有较低的额定功率，并且减小容量的泵组件250也具有较低的标称流量容量。在增压组件210的构造中，与较大的潜水式电机30和组件10的中等容量泵50相比，可以提供较低的标称流量和/或压力。

此外，根据本公开制造的增压组件可以模块化地构造有各种电机、泵级设计、泵组件中的多个泵级以及任何组合或排列的其它变量。可以选择这些不同的构造以提供特定的性能特征，例如流体流量和压力、总装配高度和空间构造以及特定应用所需或期望的其它特性。然而，这些各种构造共享许多共同部分，且因此可以有效地生产并且具有最小的开销。通过示出根据本公开制造的增压组件的模块化可构造性，下面将依次描述这些高容量和低容量构造。

图12和图13示出了增压组件110，其基本上类似于上述组件10，并且组件110的附图标记类似于组件10中使用的附图标记，除了添加100之外。组件110的元件对应于由组件10的相应附图标记表示的类似元件，除非本文另有说明。

然而，组件110被构造用于比组件10更高的流体通量。尽管组件110可以与组件10使用相同的潜水式电机30(分别如图13和图2所示)，组件110包括高容量泵组件150。例如，具有中等容量泵组件50的增压组件10可以被评定为通过出口流体端口66以每小时15至20立方米的速度输送，而增压组件110可以被评定为以每小时30至45立方米或更多之间输送。

此外，可以调整潜水式泵150中设置的级152的数量以支持特定应用所需的性能特性，例如可通过增压组件110输送的压头。在图13的说明性实施方式中，泵组件150具有三个泵级152，与潜水式泵50(图2)中使用的五个泵级52相比，它们占据不同的竖直(即，轴向)空间。因此，组件110利用改进的壳体组件112，其中与壳体组件10的壳体14相比，泵壳体114具有不同的总长度。然而，在所有其它方面，组件10和110是相同的，包括共同的电机壳体18(因为电机30被用在两个组件中)和共同的中间壳体16。

转到图14，泵轴158具有较大的直径，以便支撑由高容量泵组件150施加在其上的较大扭转载荷。因此，提供替代的联接器172以包括被构造成接收较大的泵轴158的泵安装部分，如图所示。在其它方面，联接器172的电机安装部分与在联接器72(图3)中设置的相同，并且它容纳相同的电机适配器74和保持器板82，如上面详细描述的。具有增压组件110的潜水式电机30的集成的其它元件在增压组件10的中通量设计和增压组件110的高通量设计之间也是相同的，包括电机间隔件78、辅助电机间隔件80以及如上详细描述的其它电机集成部件。

仍然参照图14，通用安装板70再次用于增压组件110，不同之处在于它相对于增压组件10(图3)中采用的定向倒置。因此，泵安装凸缘97重新用作间隔件80的定心凸缘，如图所示。电机安装凸缘94不再为任何结构提供竖直支撑，而高容量泵安装凸缘96接合最上游泵级152的壳体153。这样，通用安装板70被构造为可互换地用于任一增压组件10、110。

现在转向图15，与出口组件40相比，出口组件140也被修改，以适应潜水式泵150及其对于给定的流体压力的相关较高流体流量。例如，与端口66的通道68(图9)相比，出口流体端口166限定具有更大的出口面积的出口流体通道168。出口连接凸缘167还可以被构造用于与外部流体排放管道或其它基础设施的大容量下游连接。有利地，出口流体端口166以与出口流体端口66相同的方式可移除地附接到出口底座64，使得流体端口66和166可模块化地彼此互换，以适应给定的流体压力的期望标称流量，或者反之亦然。

另外，与毂41(图9)相比，上毂141被修改，以便适应泵轴158的大直径。特别地，上毂141消除了毂41中使用的适配器套筒48，同时保持其余部分采用未经修改的形式。有利地，该构造允许毂141中的毂41的部件的模块化使用，包括底座64的安装凸台43、轴承42和44、轴承保持器46和47以及保持器螺栓49。

仍然参照图15，最下游的泵级152以与组件10的最下游泵级52(图9)基本相同的方式与出口底座64接合并在轴向上受到出口底座64的约束。然而，组件110不使用泵保持器环86，而是通过壳体的冲压金属板部件186直接与出口底座64接合，如图15所示。最下游泵级152与出口底座64之间的接口使泵组件150居中并直接压缩它，而泵保持器环86与如本文所述的出口底座64一起使较小的泵组件50、250居中并压缩它们。

与入口组件20(图11)相比，高容量增压组件110的入口组件120(如图16中最佳所示)也被修改，以适应与高容量泵组件150相关的更高的流体通量。与上面讨论的出口组件140类似，入口组件120包括入口流体端口122，入口流体端口122限定具有较大的横截面积和对于给定的流体压力相关的较大标称流量的入口流体通道124。与连接凸缘26相比，入口连接凸缘126也被修改，以适应更大容量的外部流体供应。有利地，高容量入口流体端口122以可拆卸的方式附接到用于入口流体端口22的相同入口底座21，使得针对潜水式泵和潜水式电机的任意期望组合，流体端口22、122可根据需要互换地附接到增压组件10、110中的任一者。

因此，可以互换少量部件以产生增压组件10、110中的任一者，同时保留大量未修改的共享部件。在一个应用中，该模块化结构可以提供具有各种电机和泵组合的模块化增压组件套件，其可以适应几种独特组合的空间整合要求，同时还提供必要的入口和出口几何形状。例如套件可以包括各种电机、泵组件、入口和出口，它们可以组合以形成被设计用于满足任何给定应用的特定需要的增压组件。

除了增压组件10的中等容量构造和增压组件110的高容量构造之外，图17和图18示出了与组件10、110中的任一者相比具有减小的容量的增压组件210。组件210基本上类似于上述组件10，组件210的附图标记类似于组件10中使用的附图标记，除了添加200之外。组件210的元件对应于由组件10的相应附图标记表示的类似元件，除非本文另有说明。

如图18中最佳所示，组件210包括减小容量的潜水式电机230，其标称功率额定值低于潜水式电机30的相应额定功率(图2和图13)。例如，潜水式电机230可具有4英寸的标称电机框架尺寸，在某些应用中提供高达7.5马力或15马力的标称额定功率。相比之下，潜水式电机30可以具有6英寸的标称框架尺寸，并且可以提供至少5马力或10马力的标称额定功率，并且例如高达22马力或60马力。换句话说，在某些示例性实施方式中，潜水式电机230可具有1.5千瓦至5.5千瓦之间的标称额定功率，而潜水式电机30可具有7.5千瓦至22千瓦之间的标称额定功率。

增压组件210还包括减小容量的多级泵组件250，如图18中最佳所示。泵组件250包括物理上较小的泵级252，在所示实施方式中提供了七个泵级252。泵组件250和电机230组合以提供低于上述用于给定出口压力的增压组件10、110的输出的总流体输出。例如，与组件10的每小时15至20立方米和组件110的每小时至少50立方米(如上所述)相比，增压组件210可以被评定为通过出口流体端口66每小时输送10立方米或更少的流体。

与结合壳体组件12使用的结构相比，壳体组件212可以适合于适应电机230和泵组件250的不同物理尺寸。例如，与泵壳体14相比，泵壳体214可以缩短，并且还可以缩短电机壳体218。这可以导致增压组件210的总高度降低。此外，泵壳体214和电机壳体218的轴向长度可以设定成任何期望的标称值，以适应任何期望的总装配高度，同时为针对特定应用而选择的泵和电机的特定组合保留足够的空间。

转到图19，联接器272具有泵安装部分，该泵安装部分的尺寸使之适合于适应与减小容量的泵组件250相关联的泵轴258的减小的直径。联接器272的电机安装部分可与联接器72、172的电机安装部分具有相同的标称直径，电机轴232的减小的直径由较厚的电机轴适配器274适应。这允许联接器272仅通过分别改变适配器74(图3)和274之间的电机轴适配器而与电机30、230中的任一者一起使用。因此，电机30、230中的任一者可以模块化地构造成根据特定应用的需要或期望来驱动减小容量的泵组件250。类似地，电机轴适配器74、274可用于模块化地构造电机30、230中的任一者以使用联接器72驱动泵组件50，或使用联接器172驱动泵组件150。

图20示出了相同的出口组件40关于增压组件210的使用，就如同被用于增压组件10(图9)一样。可替换地，任何标称尺寸的出口流体端口可以替换出口流体端口66，并且用于出口连接计划的任何构造和尺寸可以代替连接凸缘67。类似地，入口组件20(图21)也被用于增压组件10和210这两者，但是可以选择任何标称尺寸。

与毂41、141(分别为图9和图15)相比，上毂241被修改之处在于与适配器套筒48(图9)相比，适配器套筒248具有更厚的圆柱形壁。与泵轴58相比，这可以适应泵轴258的减小的直径，同时允许可更换地使用来自上毂41的其它部件，包括轴承42、44、轴承保持器46、47、安装凸台43及其相关的出口底座64和保持器螺栓49。

转到图21，以与入口底座21被用于增压组件10的方式相同的方式，入口底座21被用于增压组件210。然而，修改的上游电机支撑环288被捕获在底座21与电机壳体218之间。与图11中所示的支撑环88相比，支撑环288具有较小的内径，以适应减小容量的电机230的较小的壳体直径。

与连接组件34相比，电连接组件234也可以被修改，以便与用于电机30的电引线相比适应用于电机230的不同电引线。特别地，如图19所示，电连接组件234可以包括相同的延伸壳体60、压力盖62和螺栓61，但是可以具有与填料38和压板39相比被修改的填料238和压板239，以便适应不同的线几何形状和/或构造。此外，填料38和压板39可以以任何期望的方式进行修改以适应任何期望的电缆构造，然后可以应用于任何构造的增压组件。

除了各种部件的模块化可互换性以产生具有期望的电机和泵组合的带有期望性能特性的增压组件之外，增压组件10、110和210都可以被模块化地构造以适应可能出现在安装现场的空间限制。特别地，将底座21连接到相邻的电机壳体18、118或218的四个螺栓28(图1、图12和图17)可以围绕螺栓圆布置，该螺栓圆基本上与整个组件的纵向轴线L(图4)同轴。该圆形布置和同轴度允许修改入口20或120相对于组件10、110或210的其它部件的取向，例如可以以90度的增量进行修改。类似地，可以设置更多数量的螺栓28以减小调节的角度增量，例如，六个螺栓有助于60度增量，八个螺栓有利于45度增量，等等。类似地，螺栓19可以围绕类似的同轴螺栓圆布置，使得电连接组件34、234也可以相对于组件10、110或210的其余部分成角度地定向。这允许组件10、110和210的电气和机械集成在空间上以各种组合和排列方式定向，以适应服务或安装现场的现有电气和机械基础设施。

关于根据本公开制造的增压组件的结构和操作的其它细节，包括增压组件10、110和210，可以在2013年12月10月提交并且题为“IN-LINE PRESSURE BOOSTING SYSTEM ANDMETHOD”的美国专利申请公开No.2015/0159657中找到，其全部公开内容通过引用方式明确地并入本文。

虽然已经将本实用新型描述为具有示例性设计，但是可以在本公开的精神和范围内进一步修改本实用新型。因此，本申请旨在涵盖使用其一般原理的本实用新型的任何变化、使用或改编。此外，本申请旨在覆盖本实用新型的这些偏离，这些偏离属于本实用新型所属领域的已知或惯常实践，并且落入所附权利要求的限制内。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年2月5日提交并且题为“VERTICAL BOOSTER PUMP ANDSUBMERSIBLE MOTOR ASSEMBLY”的美国临时专利申请序列号62/626,555以及2018年8月30日提交并且题为“MODULAR SUBMERSIBLE MOTOR AND PUMP ASSEMBLY”的美国临时专利申请序列号62/725,217的权益，其全部公开内容通过引用方式明确地并入本文。

Claims (24)

1.一种增压组件，其特征在于，该增压组件包括：

壳体组件，该壳体组件包括：

泵壳体；

电机壳体；

中间壳体，该中间壳体设置在所述泵壳体与所述电机壳体之间；

流体入口；以及

流体出口；

潜水式电机，该潜水式电机设置在所述电机壳体内并由所述中间壳体支撑；以及

泵，该泵设置在所述泵壳体内并由所述中间壳体支撑，所述泵操作地联接到所述潜水式电机并且构造成在所述潜水式电机被启动时将流体从所述流体入口泵送到所述流体出口。

2.如权利要求1所述的增压组件，其特征在于，所述增压组件还包括通用安装板，该通用安装板包括：

多个电机安装孔，所述多个电机安装孔被构造成联接至所述潜水式电机；

外部凸缘，该外部凸缘围绕所述通用安装板的外周边设置并固定至所述壳体组件；

电机安装凸缘，该电机安装凸缘形成在所述通用安装板的第一表面上，所述电机安装凸缘的尺寸和构造被设计成使之与与所述潜水式电机相关联的电机安装表面嵌套；以及

泵安装凸缘，该泵安装凸缘形成在所述通用安装板的与所述第一表面相对的第二表面上，所述泵安装凸缘的尺寸和构造被设计成使之与与所述泵相关联的泵安装表面嵌套。

3.如权利要求2所述的增压组件，其特征在于，所述通用安装板还包括：

第二电机安装凸缘，该第二电机安装凸缘形成在所述通用安装板的所述第二表面上，所述第二电机安装凸缘的尺寸和构造被设计成使之与与第二潜水式电机相关联的电机安装表面嵌套，所述第二潜水式电机与所述潜水式电机相比具有不同的安装构造；以及

第二泵安装凸缘，该第二泵安装凸缘形成在所述通用安装板的所述第一表面上，所述第二泵安装凸缘的尺寸和构造被设计成使之与与不同于所述潜水式泵的第二潜水式泵相关联的泵安装表面嵌套。

4.如权利要求3所述的增压组件，其特征在于，所述通用安装板还包括主流动端口，所述主流动端口形成为所述多个电机安装孔中的径向内部的孔眼，所述主流动端口的尺寸和位置被设计成当所述泵启动时便于流体从所述电机壳体流入所述泵壳体。

5.如权利要求4所述的增压组件，其特征在于，所述通用安装板还包括从所述主流动端口径向向外并且在所述外部凸缘的径向内侧的至少一个切口。

6.如权利要求1所述的增压组件，其特征在于，所述流体入口设置在所述电机壳体的上游端，并且所述流体出口设置在所述泵壳体的下游端。

7.如权利要求6所述的增压组件，其特征在于，所述流体入口是流体入口组件，该流体入口组件包括：

入口底座，该入口底座固定至所述电机壳体的所述上游端；

入口流体端口，该入口流体端口固定至所述入口底座并限定入口流体通道；以及

入口连接凸缘，该入口连接凸缘固定至所述入口流体端口。

8.如权利要求7所述的增压组件，其特征在于，

所述流体入口限定入口流动轴线，并且所述壳体组件限定基本上垂直于所述入口流动轴线的纵向轴线；并且

所述入口底座通过多个紧固件固定至所述电机壳体的所述上游端，所述多个紧固件围绕与所述壳体组件的所述纵向轴线同轴的螺栓圆等距间隔开，使得所述入口底座能在多个旋转方向安装至所述壳体组件。

9.如权利要求8所述的增压组件，其特征在于，

所述中间壳体还包括电引线孔，该电引线孔限定基本上垂直于所述纵向轴线的轴线；并且

所述中间壳体通过多个紧固件固定至所述泵壳体和所述电机壳体，所述多个紧固件围绕与所述壳体组件的所述纵向轴线同轴的螺栓圆等距间隔开，使得所述电引线孔能相对于所述入口底座而言在多个旋转方向安装至所述壳体组件，

由此，所述增压组件能模块化地构造成适应安装现场的电气和流体供应基础设施的预先存在的构造。

10.如权利要求1所述的增压组件，其特征在于，所述增压组件还包括联接器，所述联接器具有电机安装部分和泵安装部分，所述电机安装部分构造成抗旋转地固定至所述潜水式电机的驱动轴，所述泵安装部分构造成抗旋转地固定至所述泵的驱动轴，使得当所述电机启动时，所述联接器将扭矩从所述电机传递到所述泵。

11.如权利要求10所述的增压组件，其特征在于，所述增压组件还包括电机轴适配器，所述电机轴适配器的尺寸被设计成使之适合于被接纳在所述潜水式电机的所述驱动轴上并且抗旋转地固定至所述潜水式电机的所述驱动轴，并且所述电机轴适配器的尺寸被设计成使之适合于被接纳在所述联接器内并且抗旋转地固定至所述联接器。

12.如权利要求10所述的增压组件，其特征在于，所述泵是潜水式多级泵，所述潜水式多级泵包括多个泵级，每个泵级包括：

壳体；

叶轮，该叶轮抗旋转地固定至所述泵的所述驱动轴并且设置在所述壳体内；以及

扩散器，该扩散器在所述叶轮的下游安装至所述壳体。

13.如权利要求10所述的增压组件，其特征在于，所述增压组件还包括上毂，所述上毂包括：

出口底座，该出口底座固定至所述泵壳体的下游端；

轴轴承，该轴轴承围绕所述泵的所述驱动轴安装并且位于所述泵的下游，所述轴轴承在径向上由所述出口底座保持；

轴承保持器，该轴承保持器围绕所述泵的所述驱动轴的下游端部安装；

上止推轴承，该上止推轴承在所述轴轴承与所述轴承保持器之间围绕所述泵的所述驱动轴的所述下游端部安装。

14.如权利要求1所述的增压组件，其特征在于，所述中间壳体还包括形成在其中的电引线孔，并且所述增压组件还包括电连接组件，所述电连接组件包括：

延伸壳体，该延伸壳体围绕所述电引线孔固定至所述中间壳体，所述延伸壳体限定空腔；

一对压板，所述一对压板被接纳在所述延伸壳体的所述空腔内；

至少一层填料，所述至少一层填料设置在所述一对压板之间并且位于所述空腔内，所述填料被构造成能围绕为所述潜水式电机提供动力的电引线压缩；以及

压力盖，该压力盖连接至所述壳体并支承在所述一对压板中的外侧压板上，使得所述压力盖能被向内朝向所述空腔推进，以向所述压板施加压力并压缩所述填料。

15.一种模块化增压组件套件，其特征在于，所述模块化增压组件套件包括：

壳体组件，该壳体组件包括：

泵壳体；

电机壳体；

中间壳体，该中间壳体设置在所述泵壳体与所述电机壳体之间；

流体入口；以及

流体出口；以及

能附接至所述壳体组件的通用安装板，该通用安装板包括：

一组电机安装孔；

第一泵安装凸缘，该第一泵安装凸缘形成在所述通用安装板的第一表面上；以及

第二泵安装凸缘，该第二泵安装凸缘形成在所述通用安装板的与所述第一表面相对的第二表面上。

16.如权利要求15所述的模块化增压组件套件，其特征在于，所述模块化增压组件套件还包括：

第一潜水式电机，该第一潜水式电机的尺寸被设计成使之适合于封装在所述电机壳体内并能附接到形成在所述通用安装板中的所述一组电机安装孔，所述第一潜水式电机具有第一标称额定功率；

第二潜水式电机，该第二潜水式电机具有低于所述第一标称额定功率的第二标称额定功率，所述第二潜水式电机的尺寸被设计成使之适合于封装在所述电机壳体内并能附接到形成在所述通用安装板中的所述一组电机安装孔；

第一泵组件，该第一泵组件的尺寸被设计成使之适合于封装在所述泵壳体内并且构造成与所述第一泵安装凸缘嵌套，所述第一泵组件限定第一标称流量；以及

第二泵组件，该第二泵组件的尺寸被设计成使之适合于封装在所述泵壳体内并且构造成与所述第二泵安装凸缘嵌套，所述第二泵组件限定低于所述第一标称流量的第二标称流量。

17.如权利要求16所述的模块化增压组件套件，其特征在于，所述模块化增压组件套件还包括：

第一联接器，该第一联接器具有第一电机安装部分和泵安装部分，所述第一电机安装部分构造成抗旋转地固定至所述第一潜水式电机的第一驱动轴，所述泵安装部分构造成抗旋转地固定至所述第一泵组件的第一驱动轴；以及

第二联接器，该第二联接器具有第二电机安装部分和泵安装部分，所述第二电机安装部分构造成抗旋转地固定至所述第二潜水式电机的第二驱动轴，所述泵安装部分构造成抗旋转地固定至所述第二泵组件的第二驱动轴。

18.如权利要求17所述的模块化增压组件套件，其特征在于，

所述第一联接器经由第一电机轴适配器抗旋转地固定至所述第一潜水式电机的所述第一驱动轴，并且

所述第一联接器构造成经由第二电机轴适配器抗旋转地固定至所述第二潜水式电机的所述第二驱动轴，由此所述第一电机能模块化地构造成驱动所述第一泵组件或所述第二泵组件。

19.如权利要求16所述的模块化增压组件套件，其特征在于，所述流体入口包括入口底座，所述电机壳体的上游端连接至所述入口底座，所述壳体组件还包括：

第一入口流体端口，该第一入口流体端口以可拆卸的方式附接至所述入口底座并具有第一入口区域，该第一入口区域的尺寸被设计成使之适合于在给定的流体压力下提供通过所述流体入口的第一标称流量；以及

第二入口流体端口，该第二入口流体端口以可拆卸的方式附接至所述入口底座并具有小于所述第一入口区域的第二入口区域，使得所述第二入口区域的尺寸被设计成使之适合于在所述给定的流体压力下提供通过所述流体入口的低于所述第一标称流量的第二标称流量。

20.如权利要求19所述的模块化增压组件套件，其特征在于，所述模块化增压组件套件还包括：

第一入口连接凸缘，该第一入口连接凸缘能以可拆卸的方式附接至所述第一入口流体端口和所述第二入口流体端口，所述第一入口连接凸缘具有构造成连接至第一外部流体供应源的第一螺栓孔布置；以及

第二入口连接凸缘，该第二入口连接凸缘能以可拆卸的方式附接至所述第一入口流体端口和所述第二入口流体端口，所述第二入口连接凸缘具有构造成连接至第二外部流体供应源的不同于所述第一螺栓孔布置的第二螺栓孔布置。

21.如权利要求19所述的模块化增压组件套件，其特征在于，所述流体出口包括出口底座，所述泵壳体的下游端连接至所述出口底座，所述壳体组件还包括：

第一出口流体端口，该第一出口流体端口能以可拆卸的方式附接至所述出口底座并具有第一出口区域，该第一出口区域的尺寸被设计成使之适合于在给定的流体压力下提供通过所述流体出口的第一标称流量；以及

第二出口流体端口，该第二出口流体端口能以可拆卸的方式附接至所述出口底座并具有小于所述第一出口区域的第二出口区域，使得所述第二出口区域的尺寸被设计成使之适合于在所述给定的流体压力下提供通过所述流体出口的低于所述第一标称流量的第二标称流量。

22.如权利要求21所述的模块化增压组件套件，其特征在于，所述模块化增压组件套件还包括：

第一出口连接凸缘，该第一出口连接凸缘能以可拆卸的方式附接至所述第一出口流体端口和所述第二出口流体端口，所述第一出口连接凸缘具有构造成连接至第一外部流体排放装置的第一螺栓孔布置；以及

第二出口连接凸缘，该第二出口连接凸缘能以可拆卸的方式附接至所述第一出口流体端口和所述第二出口流体端口，所述第二出口连接凸缘具有不同于所述第一螺栓孔布置并且构造成连接至第二外部流体排放装置的第二螺栓孔布置。

23.如权利要求16所述的模块化增压组件套件，其特征在于，所述中间壳体还包括形成在其中的电引线孔，所述壳体组件还包括电连接组件，所述电连接组件包括：

延伸壳体，该延伸壳体围绕所述电引线孔固定至所述中间壳体，所述延伸壳体限定空腔；

第一对压板，该第一对压板的尺寸被设计成使之适合于被接纳在所述延伸壳体的所述空腔中并被构造成与所述潜水式电机的第一电缆一起使用；

第一填料，该第一填料的尺寸被设计成使之适合于设置在所述一对压板之间并位于所述空腔内，所述第一填料被构造成能围绕所述第一电缆压缩；

第二对压板，该第二对压板的尺寸被设计成使之适合于被接纳在所述延伸壳体的所述空腔中并被构造成与所述潜水式电机的第二电缆一起使用；

第二填料，该第二填料的尺寸被设计成使之适合于设置在所述一对压板之间并位于所述空腔内，所述第二填料被构造成能围绕所述第二电缆压缩；以及

压力盖，该压力盖以可拆卸的方式连接至所述壳体并被构造成支承在所述第一对压板或所述第二对压板中的外侧压板上，使得所述压力盖能被向内朝向所述空腔推进，以向所述第一填料或所述第二填料施加压力。

24.如权利要求16所述的模块化增压组件套件，其特征在于，所述第一泵组件包括具有第一轴直径的第一泵轴，并且所述第二泵组件包括具有小于所述第一轴直径的第二轴直径的第二泵轴，所述模块化增压组件套件还包括：

出口底座，该出口底座固定至所述泵壳体的下游端，所述第一泵保持器环和所述第二泵保持器环的尺寸均被设计成使之适合于被所述出口底座保持成抵靠所述泵；

轴轴承，该轴轴承的尺寸被设计成使之适合于围绕所述第一泵轴安装，并且该轴轴承具有轴承孔直径，该轴承孔直径的尺寸被设计成使之适合于接纳所述第一泵轴，所述轴轴承由所述出口底座保持；

轴承保持器，该轴承保持器的尺寸被设计成使之适合于围绕所述第一泵轴安装；

上止推轴承，该上止推轴承的尺寸被设计成使之适合于围绕所述第一泵轴安装并且位于所述轴轴承与所述轴承保持器之间；以及

适配器套筒，该适配器套筒的尺寸被设计成使之适合于被接纳在所述第二泵轴上，所述适配器套筒的外径基本上等于所述轴承孔直径，

由此，所述轴轴承、所述轴承保持器和所述上止推轴承能与所述第一泵轴或所述第二泵轴和所述适配器套筒的组合互换地使用。

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