模块化潜水式电机和泵组件制造技术

本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
模块化潜水式电机和泵组件
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本技术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。在本技术的另一种形式中，本技术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技术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技术本身，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技术的示例性实施方式，并且这些示例不应被解释为以任何方式限制本技术的范围。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SUBMERSIBLEPUMPTHRUSTSURFACEARRANGEMENT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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增压组件，其特征在于，该增压组件包括：/n壳体组件，该壳体组件包括：/n泵壳体；/n电机壳体；/n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；/n流体入口；以及/n流体出口；/n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/n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。/n

【技术特征摘要】
20180205 US 62/626,555;20180830 US 62/725,2171.一种增压组件，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·布克奥特，D·W·布朗，J·J·沃克，
申请(专利权)人：富兰克林电气有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US