專利名稱：具有平直的活塞的垂直往復(fù)式泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從地下抽出流體的垂直往復(fù)式泵，如權(quán)利要求1所述。
根據(jù)使用泵的目的，例如根據(jù)水面所在位置的深度及所需的輸出，泵可以有許多不同的構(gòu)造方法。
法國(guó)公開文件FR 8809575公開了一種活塞泵，這種活塞泵包括一圓筒形的外殼和一彈性的瓣閥，泵的底部在徑向隔板內(nèi)設(shè)置有一孔。該瓣閥被裝配到泵的活塞桿上，并通過一螺釘固定。
這種活塞具有易于被砂礫和固體顆粒損壞的缺陷，其中砂礫和固體顆粒在泵送過程中懸浮于水中，并可進(jìn)入活塞套筒的外壁與管體的內(nèi)壁之間，其中活塞在管體內(nèi)滑動(dòng)。此外，顆粒還可能沉積于活塞下套筒底部的徑向部件上。這些沉積可引起泄漏并可增加摩擦。這些現(xiàn)象明顯降低了性能。
另外，這種泵不僅易于損壞，而且需要仔細(xì)的保養(yǎng)。
在美國(guó)公開文件US-A-1,477,381中對(duì)一種泵PALM進(jìn)行了說明，該泵也裝配有一活塞，該活塞包括一外部導(dǎo)向套筒和一裝配在活塞桿上的瓣閥。圓筒形的外部導(dǎo)向套筒設(shè)置有周邊密封件，以形成對(duì)管體之管壁的支承。
這種非常復(fù)雜的活塞尤其易于損壞，而且也不適合于泵送含有顆粒的水，這種情況是上述類型的抽出泵常有的現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的是克服這些缺陷，創(chuàng)造一種極其簡(jiǎn)單并且堅(jiān)固耐用的泵，這種泵可承受被泵送的流體中懸浮物的顆粒，而且易于保養(yǎng)和維修。
為此，本發(fā)明涉及一種上述類型的泵，如權(quán)利要求1所述。
根據(jù)本發(fā)明的活塞具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)設(shè)置有平滑、堅(jiān)固，而且重量輕的托架，該托架具有一個(gè)非常小的使水通過的截面。壁之上部的設(shè)計(jì)可防止顆粒聚集在位于瓣閥下的托架之上部。周邊孔的月牙形狀保證了在托架與水頭之間的相對(duì)控制，而不會(huì)產(chǎn)生渦流，這樣就促進(jìn)了活動(dòng)，并降低了驅(qū)動(dòng)泵的所需動(dòng)力，從而增加了輸出。
本發(fā)明之活塞的更換簡(jiǎn)便，因?yàn)閮H需要將托架和/或閥件安裝并固定到活塞桿上。
本發(fā)明特別適于小直徑尺寸的泵，即安裝在相對(duì)孤立地點(diǎn)(isolateSpots)上的泵。在另一方面，本發(fā)明容許輸出流量的任何增加，還縮減了所需的驅(qū)動(dòng)能量。
托架為閥提供了支承，它與收集管壁接觸的面積降低到最小。甚至即使顆粒進(jìn)入托架輻的自由外邊緣與收集管之間的空隙中，這些顆粒實(shí)際上也不能阻礙所給小尺寸的任何接觸表面上的運(yùn)動(dòng)。
這種托架提供了非常大的截面，以使水通過。由于實(shí)際上輻的表面由平直或彎曲的板制成，因此，使托架與流體之間的相對(duì)軸向流動(dòng)穩(wěn)定，而且在泵的工作轉(zhuǎn)速下實(shí)際無渦流產(chǎn)生，從而使正向輸送或反向輸送的流量顯著增加，不論是用手動(dòng)的泵還是機(jī)械式泵，都允許以更低的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)泵。
輻的形狀使其能夠有效地將載荷傳遞到壁上，尤其是有效地傳遞到朝向內(nèi)壁的外壁和轂盤，以及活塞桿。另一方面，這樣可使每一組孔都具有兩個(gè)輻，從而具有非常大的流體輸送截面。
在一種變形中，連接外部組之輻的這種輻與內(nèi)部組的輻對(duì)正。也可以在這兩種輻之間相差90°。
用于兩個(gè)單元或不同單元的對(duì)中或未對(duì)中的輻之設(shè)置的選擇明顯決定于托架上瓣閥的形狀，及該瓣閥是否為一個(gè)或多個(gè)部件或板的形式。如果瓣閥是由板構(gòu)成的，那么輻相差90°是有益的，例如閥由四塊板組成。因此，每塊板都將對(duì)應(yīng)至少一個(gè)支撐輻。
一個(gè)尤其有利的特征在于活塞裝配有一穩(wěn)流裝置，該裝置由轂盤和葉片組成，其中轂盤內(nèi)安裝有活塞桿，葉片呈輻射狀裝在轂盤上。裝配在托架之上或之下的這種穩(wěn)流裝置可有效地導(dǎo)流，并為活塞和泵提供良好的運(yùn)行和性能。
盡管從轂盤延伸的支撐輻和輻射狀葉片可有不同的形狀，但對(duì)于輻和葉片而言，具有平直或彎曲的形狀相對(duì)轂盤徑向運(yùn)轉(zhuǎn)比較有利。
托架及活塞穩(wěn)定裝置可被整體制成，例如使用模制的材料。這兩個(gè)部件也可分別制成，以允許寬范圍的形狀組合，例如不同長(zhǎng)度的穩(wěn)流元件與一種托架形狀的組合。
結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說明如下，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明之泵的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明之第一種構(gòu)造方法的收集管和活塞的局部剖視圖；圖3為一與圖2相似的視圖，該視圖為活塞的一種變形；圖4為使用一種構(gòu)造方法制成的托架之頂視圖；圖5為一與圖4相似的頂視圖，該視圖示出了另一種構(gòu)造方法；圖6為根據(jù)本發(fā)明之活塞的另一種變形的平面圖，該結(jié)構(gòu)包括一托架和一穩(wěn)流裝置；圖7為根據(jù)圖6之裝置的前視圖；圖8為一活塞托架-穩(wěn)定裝置的頂視圖；圖9為圖8所示的單元之前視圖；圖10為一穩(wěn)定裝置的平面圖；圖11為圖10的前視圖；圖12為用于構(gòu)造托架與穩(wěn)定裝置的另一種方法的平面圖；圖13為一圖12所示的活塞托架之局部截面的側(cè)視圖；圖14為圖12的立體視圖。
如圖1所示，本發(fā)明涉及一種垂直的往復(fù)泵，即一種可往復(fù)運(yùn)動(dòng)以泵送流體的泵，所說的流體例如在地下發(fā)現(xiàn)的水。泵1設(shè)置有一電機(jī)2或具有慣性輪的曲柄，通過一未示出的機(jī)構(gòu)3連接到裝配有活塞5的活塞桿4上。利用往復(fù)移動(dòng)(箭頭C,D)，該活塞桿可在下降到流體面下的管6內(nèi)滑動(dòng)。該管的下端裝配有一瓣閥，該瓣閥沿泵送的方向打開，并保持管內(nèi)的水頭。該瓣閥未示出。
在頂部，管6設(shè)置有一排泄噴嘴7，該噴嘴用于將流體排入容器8。
對(duì)于第一種構(gòu)造方法(圖2)而言，活塞5包括一平直的托架51，該托架51設(shè)置有孔，如圖4和5所示。這種“薄片狀”的托架51具有一頂面511和一底面512，這兩個(gè)表面最好平行。
頂面511裝配有一閥52，閥52包括由一個(gè)或多個(gè)部件組成的彈性膜片。如果由若干個(gè)膜片組成，那么這些應(yīng)該重疊或至少鄰接。由于整個(gè)活塞5上流體L的作用(返回運(yùn)動(dòng))D，該膜片可被頂推在托架51上，以使活塞氣密封并保持上面的流體水頭。
另外，當(dāng)活塞5下移進(jìn)入流體時(shí)，閥52被升高并處于52’處，如圖2的左側(cè)所示。然后，水就可以流過托架51上的孔。
裝配有托架51和閥52的活塞5通過兩個(gè)螺紋組件53、54被固定到活塞桿4上，螺紋組件53和54頂壓在活塞5的頂面和底面上。
活塞桿4可包括多個(gè)部件，以利于裝配和撤換。圖2示出了一個(gè)螺紋套筒41，該活塞桿4帶螺紋的兩端42、43被擰在螺紋套筒上。
在圖4中，托架51包括若干組周邊孔。在圖4的情況下，設(shè)置了兩組(E1,E2)周邊孔。每組(E1,E2)孔都包括兩個(gè)月牙形的孔513,514(E1)和515,516(E2)，即沿周邊的一半延伸的圓環(huán)部分。
孔513、514包括一外壁520和一內(nèi)壁521或522和523。在孔513、514的端部，壁520、521或522、523通過一輻530、531被連接起來。
這種設(shè)置也適用于月牙形的、并沿周邊之一半延伸的內(nèi)部孔515、516，其外壁和內(nèi)壁分別由外部裝置E1的孔的內(nèi)壁520、523和形成托架之轂盤的壁524、525組成。轂盤上形成的孔526裝配在活塞桿4上(圖2)。
孔515、516也由連接內(nèi)壁和外壁的輻532、533限定。這些輻532、533與外部組E1的孔之輻530、531對(duì)齊。側(cè)面5301、5302；5311、5312和5321、5322；5331、5332被倒圓，例如為直徑等于孔513、514、515、516之寬度的圓弧。這些倒圓的形狀促進(jìn)了壁接受到的載荷(水的壓力負(fù)荷)向轂盤的傳遞。
圖5所示的托架之變形與圖4中托架的區(qū)別在于內(nèi)部輻532A、533A未相對(duì)外部孔513A、514A和內(nèi)部孔515A、516A的外輻530A、531A對(duì)齊。
對(duì)于第一種構(gòu)造方法而言，鄰近輻的表面被倒圓。
圖4和5所示的托架可通過對(duì)板機(jī)械加工形成托架的厚度，在托架上鉆孔并切削形成孔513、514、515、516和526。也可以通過模壓或在與圖4和5的托架具有相同截面的型材上，從此按托架所需厚度切削截面成形。
圖3示出了活塞5B的一種結(jié)構(gòu)變形?；钊ㄒ煌屑?1B，該托架與在圖4和5示出的上述托架相同或相似。但這種頂面設(shè)置有閥52B的托架51B裝配有一螺紋套筒55B，以裝配活塞桿4之部件的螺紋端部42、43。
在該實(shí)施例中，為了固定閥52B示出了一個(gè)螺紋環(huán)或一限位環(huán)56B。
根據(jù)圖3的變形，套筒55B沿托架51B的一側(cè)或兩側(cè)延伸。也可以制造一種帶螺紋套筒的托架，該套筒僅向上或向下延伸。螺紋套筒的長(zhǎng)度由套筒與活塞桿4的每個(gè)螺紋端42、43間所需的螺紋長(zhǎng)度限定，目的是傳遞將由每個(gè)活塞向上提的載荷，還傳遞總的載荷，其中所說的總載荷以在管6中活塞的深度位置來確定。
如圖6和7所示，活塞包括一托架10，托架10設(shè)置有一閥11。托架10包括一轂盤101，該轂盤用于支撐活塞桿，該活塞桿在圖中未示出，而且根據(jù)軸XX(圖7)的方向定位。輻102從轂盤延伸。在圖示的實(shí)施例中，這些發(fā)散的輻102是徑向的，而且間隔45°均勻分布。在托架10與瓣閥11之上，活塞包括一穩(wěn)流裝置12，該裝置由一轂盤121和輻射狀的葉片122形成。設(shè)置有四個(gè)間隔90°均勻分布的葉片。
輻102的邊緣1021為直的，目的是支撐在收集管1內(nèi)表面上。這種支撐要求有足夠的間隙，以確保順利滑動(dòng)。
葉片122最好應(yīng)該具有沿徑向發(fā)散的平直表面。其外邊緣也是直的，從而如果適用的話可頂著收集管1的內(nèi)表面上，作為支撐。由于輻和葉片都具有一定的厚度，因此，邊緣1021、1221都具有倒圓部分。
圖8和9示出了根據(jù)本發(fā)明之活塞的又一種變形?；钊ㄒ煌屑?0A，該托架與托架10相似，但具有較多數(shù)量的輻1021A。這些發(fā)散的輻為徑向的、平直的，并且間隔22.5°均勻分布。托架10A還設(shè)置有一閥11A，在圖中由一直線示意地表示?？刹捎萌魏涡问降墓潭ǚ绞?，以將該閥固定到托架上，例如通過卷邊固定到轂盤101A上，或夾持在轂盤101A上。
托架10A裝配有一穩(wěn)流裝置12A，該裝置與圖6和7所示的構(gòu)造方法相同，即從轂盤121A發(fā)散的四個(gè)葉片1221A。該單元通過螺紋連接到活塞桿上，圖中未示出。
托架10A的輻102A之外邊緣1021A、1221A和穩(wěn)流裝置12A的葉片122A也是直的，以實(shí)現(xiàn)其支撐在收集管的內(nèi)表面上，同時(shí)存在一定的自由間隙，這些圖中未示出。
在圖6和8中，虛線表示的圓代表瓣閥11、11A的外部輪廓形狀。
圖10和11分別為圖6和9所示的穩(wěn)流裝置12B的示意圖。該穩(wěn)流裝置12B獨(dú)立于托架。其形狀與前面所述的穩(wěn)流裝置相同。該穩(wěn)流裝置12B包括一轂盤121B，該轂盤121用于支承從轂盤輻射出的葉片122B。與前述的情形相同，葉片的外邊緣(垂直邊緣)為直的。這些邊緣被略微倒圓或具有一凹槽，以使其更易于在收集管的內(nèi)壁上滑動(dòng)，這在圖中也未示出。
圖12和14示出了活塞的再一種變形，該活塞包括托架10C，托架10C直接與穩(wěn)流裝置12C接合(圖12、14)，或與其分開制造(圖13)。托架10C具有四個(gè)三角形截面的分支102C，該三角形的頂點(diǎn)向下，以形成一用于閥11C的支承表面的頂面1021C，閥11C包括四個(gè)設(shè)置于各個(gè)部分上的閥瓣，所說的各個(gè)部分由穩(wěn)流裝置的葉片122C限定而成。
包括托架10C之輻102C的支承表面如圖12所示。在下部的右手部分，該圖示出了瓣閥11C，該瓣閥具有一個(gè)鉸接的側(cè)面，另一側(cè)面為自由的。瓣閥11C的開啟和關(guān)閉在圖13中被示出。
閥的其余部件在圖11中未示出，圖11僅示出了一般瓣閥的圓形輪廓。
圖14示出了圖12和13的活塞之形狀的立體視圖。
在此，應(yīng)該說明的是活塞也可僅包括托架10C和瓣閥11C(由一個(gè)或多個(gè)部件組成)，或由該單元及穩(wěn)流裝置12C組成。
根據(jù)本發(fā)明，活塞可由各種易于加工或模制的材料制成，例如鋁或鋁合金。這些部件也可以使用各種工藝由塑料制成，例如模壓，或某些部件的擠壓成型。
權(quán)利要求
1.一種用于從地下抽出流體的往復(fù)式泵(1)，它包括-一收集管(6)，該管將泵(1)的出口水平(7)與被泵送的流體液面連接，收集管插入流體液面，-一設(shè)置于收集管(6)底部的瓣閥，以使流體進(jìn)入收集管并保持管內(nèi)的流體水頭，-一活塞桿(4)，具有一個(gè)或多個(gè)活塞(5)，活塞桿作往復(fù)移動(dòng)，以使流體水頭升高，-一控制機(jī)構(gòu)(2、10)，它被連接到活塞桿(7)上，并且控制活塞桿在管(6)內(nèi)的上下移動(dòng)，-每個(gè)活塞(5)都由一托架形成，活塞桿(4)穿過托架并被牢固地固定在托架上，一瓣閥設(shè)置于托架之上，以便在上部流體水頭重量作用下封閉活塞(5)，或當(dāng)活塞(5)向下移動(dòng)進(jìn)入收集管(6)的水頭時(shí)，使流體運(yùn)動(dòng)，其特征在于所說的活塞包括一托架(51、10)，托架上裝配有活塞桿(4)，所說的托架有一頂面，用于支撐所說的閥(52、11)，托架具有周邊孔(513、514、515、516)或輻射狀的輻(102)，以形成所說的多個(gè)孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的活塞包括一托架(51)，該托架具有朝上的頂面和一朝下的自由底面，所說的頂面為瓣閥(52)提供支撐，所說的托架具有多個(gè)組(E1、E2)周邊孔(513、514、515、516)，每組包括兩個(gè)月牙形的周邊孔，每個(gè)周邊孔沿整個(gè)周邊的一半延伸，并由內(nèi)壁和外壁限定，圓環(huán)(520、521、522、523、524、525)和位于孔之各端的輻(530、531、532、533)將所說的內(nèi)壁連接到所說孔的外壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的活塞包括-一托架(10)，由轂盤(101)形成，轂盤上裝配有活塞桿(4)和從轂盤延伸的徑向輻(102)，所說的徑向輻具有一個(gè)自由端和一直的外邊緣(1021)，該外邊緣用于提供支撐并作為收集管(1)之內(nèi)表面的導(dǎo)向裝置，-一設(shè)置于托架(10)頂之上的瓣閥(11)，在流體水頭重量的作用下，該瓣閥關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的輻(530、531、532、533)具有圓弧形的側(cè)面(5301、5302；5311、5312及5321、5322；5331、5332)，圓弧的直徑等于孔(513、514、515、516)的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的活塞托架(51)具有兩組孔(E1、E2)-一外部孔組和一內(nèi)部孔組。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的壁和連接托架之壁的輻具有相同的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說外部組(E1)的連接輻(530、531)與所說的內(nèi)部組(E2)的連接輻(532、533)對(duì)正。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說外部組的連接輻(530A、531A)相對(duì)所說內(nèi)部組的連接輻(532A、533A)偏轉(zhuǎn)90°。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說內(nèi)部組孔的內(nèi)壁形成裝配泵之活塞桿(4)的轂盤(525)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或9所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說托架(51)通過螺紋組件(53、54)被固定到活塞桿上，所說螺紋組件設(shè)置在托架(51)的每個(gè)表面(511、512)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求2或9所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的轂盤從托架的每一側(cè)通過一螺紋套筒(55B)被延長(zhǎng)，以容納活塞桿(4)部分的螺紋端(42、43)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說托架通過對(duì)金屬部件鉆孔和機(jī)械加工而制成，該金屬部件主要為圓盤形，尤其是鋁制部件，或者是一塊與要制造的活塞具有相同形狀的擠壓型材。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說內(nèi)壁和外壁以及連接輻的邊緣具有一凹槽，尤其是活塞下側(cè)有一尖銳的邊緣。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的活塞(5)包括一穩(wěn)流裝置(12)，該穩(wěn)流裝置包括一轂盤(121)，用于裝配活塞桿(4)和從轂盤徑向發(fā)散的葉片(122)，該穩(wěn)流裝置(12)與托架(10)制成一體。
15.根據(jù)權(quán)利要求3或14所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的輻(102)和徑向發(fā)散的葉片(122)徑向伸展。
16.根據(jù)權(quán)利要求3或14所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說穩(wěn)流裝置(12)的葉片(122)具有平直的表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求3、14或15所述的往復(fù)式泵，其特征在于所說的輻(102、102B)間隔22.5°或45°均勻分布，而葉片(122、122B)相對(duì)活塞桿(4)的軸線成90°設(shè)置。
全文摘要
一種包括一個(gè)活塞桿(4)及多個(gè)活塞(5)的泵,為使流體水頭升高,而作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊ㄒ痪哂幸豁斆婧鸵坏酌娴耐屑?51),該頂面支撐著閥,其底面是自由的。托架設(shè)置有幾組(E1、E2)周邊孔(513、514、515、516)。每組包括兩個(gè)月牙形的周邊孔,每個(gè)孔沿整個(gè)周邊的一半延伸,每個(gè)孔都由內(nèi)壁和外壁形成,圓環(huán)(520、521、522、523、524、525)及處于各個(gè)端部的輻(530、531、532、533)將內(nèi)壁連接到外壁上。
文檔編號(hào)F04B47/00GK1225421SQ99100759
公開日1999年8月11日 申請(qǐng)日期1999年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月2日
發(fā)明者薩拉赫·杰羅啊赫 申請(qǐng)人:索雷萊克公司