ЖИДКОСТНЫЙ НАСОС Российский патент 2017 года по МПК F04B43/04 

Данная заявка является перешедшей на национальную фазу заявкой США в рамках §371 главы 35 свода законов США международной заявки № PCT/IB2013/059927, поданной 6 ноября 2013 г., которая притязает на приоритет предварительной заявки США № 61/726034, поданной 14 ноября 2012 г. Данные заявки включены в состав настоящего документа посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая заявка относится к жидкостному насосу. Настоящая заявка также относится к парогенератору, включающему в себя жидкостный насос, и отпаривающее устройство, включающее в себя парогенератор с жидкостным насосом.

Уровень техники изобретения

В паровом утюге или аппарате для обработки паром жидкостный насос, как правило, используется для доставки воды из камеры для хранения воды в парогенерирующую камеру. Один тип жидкостного насоса, используемого для выполнения этой функции, является соленоидным насосом. В соленоидном насосе имеется соленоид, который функционирует для циклического приведения в действие поршня или диафрагмы. Однако такой жидкостный насос, в целом, является тяжелым, дорогим и требует большого объема пространства в корпусе утюга или аппарата для обработки паром по причине наличия катушечных обмоток и механизма плунжера. Альтернативно, может быть использован кулачковый механизм для выполнения возвратно-поступательного движения поршня или диафрагмы. Кулачковый механизм, в целом, приводится во вращение посредством ведущего вала электродвигателя. Такой кулачок неподвижно смонтирован на ведущем вале редукторного электродвигателя постоянного тока (DC), который воздействует на поршень для приведения в действие поршня в целях выполнения возвратно-поступательного движения. Однако конструкция кулачка и двигателя DC, требуемая для приведения в действие кулачкового механизма, является большой и тяжелой.

При попытке создания компактного и легкого жидкостного насоса может быть использован приводной механизм на основе пьезоэлектрических элементов. Однако такие насосы на основе пьезоэлектрических элементов являются дорогими по причине стоимости электронных управляющих схем, требуемых для возбуждения ультразвуковой вибрации пьезоэлектрического элемента, необходима сложная конструкция для отвода тепла из пьезоэлектрического элемента для надежной работы, и необходимой электрической изоляции для выполнения изоляции пьезоэлектрического элемента от воды, перекачиваемой посредством жидкостного насоса.

Сущность изобретения

Задача изобретения заключается в обеспечении насоса, который, среди прочего, существенно облегчает или преодолевает вышеупомянутые проблемы.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, создан жидкостный насос, содержащий корпус насоса, имеющий проход для жидкости с водовпуском и водовыпуском, диафрагму, расположенную вдоль прохода для жидкости между водовпуском и водовыпуском, приводной блок диафрагмы, содержащий несбалансированный двигатель, обратный клапан, предназначенный для управления направлением потока по проходу для жидкости, и блок ограничения движения, предназначенный для ограничения движения несбалансированного двигателя.

Такая конструкция обеспечивает очень компактный жидкостный насос. Кроме того, стоимость такого жидкостного насоса минимизируется и обеспечивается облегченный насос. Также возможно деформировать диафрагму без обеспечения дополнительного приводного механизма, такого как кулачок, соединяющий двигатель с диафрагмой.

Несбалансированный двигатель может быть жестко соединен с диафрагмой. Несбалансированный двигатель может быть прямо или опосредованно соединен с диафрагмой.

Следовательно, рабочее усилие для выполнения деформации диафрагмы обеспечивается посредством инерции всего несбалансированного двигателя. Рабочее усилие просто передается на диафрагму, и энергия не теряется по причине какой-либо вибрации двигателя.

Корпус двигателя несбалансированного двигателя может быть неподвижно соединен с диафрагмой.

При использовании вышеупомянутых конструкций диафрагма принуждается к выполнению возвратно-поступательного движения в результате перемещения несбалансированного двигателя. Это вызывает откачивающее действие насоса.

Несбалансированный двигатель может содержать вращающийся вал и эксцентрический элемент на вращающемся вале. Это обеспечивает простой механизм для создания несбалансированного двигателя.

Блок ограничения движения может быть прямо или опосредованно смонтирован на несбалансированном двигателе.

Вышеупомянутая конструкция позволяет ограничивать движение несбалансированного двигателя. Таким образом, осуществляется управление движением несбалансированного двигателя.

Блок ограничения движения может быть выполнен с возможностью ограничения степеней свободы движения несбалансированного двигателя. Блок ограничения движения может быть выполнен с возможностью ограничения перемещения несбалансированного двигателя, по существу, вдоль одной плоскости.

Следовательно, несбалансированный двигатель можно заставить выполнять возвратно-поступательные движения.

Блок ограничения движения может быть выполнен с возможностью установки несбалансированного двигателя на корпусе насоса с возможностью вращения. Следовательно, легко обеспечивается механизм для установки несбалансированного двигателя относительно корпуса насоса.

Блок ограничения движения может быть выполнен с возможностью ограничения амплитуды движения несбалансированного двигателя.

Такая конструкция может помочь в ограничении скорости потока жидкости посредством жидкостного насоса. При использовании вышеупомянутой конструкции может быть предотвращена деформация диафрагмы сверх нормального рабочего режима. Это помогает предотвратить повреждение диафрагмы и остальной части жидкостного насоса.

Блок ограничения движения может дополнительно содержать блок регулирования амплитуды для того, чтобы максимальная амплитуда движения несбалансированного двигателя была регулируемой.

С учетом вышеизложенного, возможно осуществлять управление скоростью потока жидкости через жидкостный насос посредством регулирования максимальной амплитуды движения несбалансированного двигателя.

Блок ограничения движения может содержать упругий элемент. Упругий элемент может быть пластинчатой пружиной. Это означает, что движение несбалансированного двигателя относительно корпуса насоса может быть легко ограничено. Упругий элемент также принуждает несбалансированный двигатель к возвращению в его нейтральное положение, таким образом, препятствуя сохранению диафрагмы в деформированном состоянии.

Блок ограничения движения может содержать держатель двигателя.

Блок ограничения движения может находиться на корпусе насоса. Следовательно, блок ограничения движения может быть установлен непосредственно между корпусом насоса и несбалансированным двигателем. Это означает, что размеры жидкостного насоса могут быть минимизированы.

Блок ограничения движения может находиться на кожухе, в котором смонтирован корпус насоса. Следовательно, блок ограничения движения может быть опосредованно смонтирован между кожухом и несбалансированным двигателем.

Несбалансированный двигатель может быть низковольтным двигателем постоянного тока.

Следовательно, возможно минимизировать размеры и вес жидкостного насоса при использовании небольшого и легкого приводного механизма для приведения в действие диафрагмы. Также возможно минимизировать мощность, требуемую для функционирования жидкостного насоса. Жидкостный насос также может иметь источник электропитания, такой как аккумулятор или суперконденсатор. Следовательно, возможно максимально увеличить срок службы аккумулятора или суперконденсатора при их использовании в качестве источника электропитания. Использование аккумулятора или суперконденсатора обеспечивает возможность использования жидкостного насоса в беспроводном приборе.

Жидкостный насос может дополнительно содержать контроллер, выполненный с возможностью управления несбалансированным двигателем, чтобы управлять скоростью потока жидкостного насоса.

Это позволяет варьировать скорость потока жидкостного насоса. В частности, это позволяет варьировать скорость потока жидкостного насоса в ответ на необходимую подводимую мощность.

Контроллер может быть выполнен с возможностью эксплуатации двигателя с использованием широтно-импульсной модуляции PWM. Широтно-импульсный (PWM) преобразователь может помочь в управлении скоростью потока жидкости через насос посредством изменения рабочего цикла PWM соответственно. Это позволяет точно управлять скоростью потока.

Жидкостный насос может быть сконфигурирован для перекачивания воды.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, обеспечен парогенератор, содержащий описанный жидкостный насос.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, обеспечено отпаривающее устройство, например утюг с отпаривателем или аппарат для обработки паром, содержащее такой парогенератор.

Эти и другие аспекты изобретения будут понятны и объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные далее в настоящем документе.

Краткое описание чертежей

Теперь варианты осуществления изобретения будут описаны исключительно для примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схематический вид в поперечном разрезе жидкостного насоса;

Фиг. 2 - схематический вид в поперечном разрезе жидкостного насоса с Фиг. 1 с диафрагмой в первом рабочем состоянии;

Фиг. 3 - схематический вид в поперечном разрезе жидкостного насоса с Фиг. 1 с диафрагмой во втором рабочем состоянии; и

Фиг. 4 - схематический вид в поперечном разрезе другого варианта осуществления жидкостного насоса.

Подробное описание вариантов осуществления

Со ссылкой на Фиг. 1-3, изображен жидкостный насос 10. Жидкостный насос 10 является частью парогенератора (не показан). Жидкостный насос 10 сконфигурирован для перекачивания воды. При использовании этой конструкции жидкостный насос 10 перекачивает воду из водяной камеры (не показана) и доставляют воду в парогенерирующую камеру (не показана). Несмотря на то что варианты осуществления, изображенные в настоящем описании, сконфигурированы для перекачивания воды, будет понятно, что жидкостный насос этим не ограничен, и может быть сконфигурирован для перекачивания других типов жидкости. Таким образом, жидкостный насос может быть сконфигурирован для перекачивания другого типа жидкости или газа.

Жидкостный насос 10 содержит кожух (не показан), корпус 20 насоса и приводной блок 30 диафрагмы. Корпус 20 насоса и приводной блок 30 диафрагмы размещены в кожухе. Жидкостный насос 10 также содержит блок 40 ограничения движения. Блок 40 ограничения движения ограничивает движение приводного блока 30 диафрагмы, как станет понятно далее в настоящем описании. Блок 40 ограничения движения также размещен в кожухе.

Корпус 20 насоса содержит проход 21 для жидкости, сформированный в нем. Водовпуск 22 и водовыпуск 23 обеспечены в проходе 21 для жидкости. Следовательно, будет понятно, что проход 21 для жидкости сформирован между водовпуском 22 и водовыпуском 23.

Диафрагма 24 расположена вдоль прохода 21 для жидкости. Диафрагма смонтирована в корпусе 20 насоса. Диафрагма 24 является гибкой мембраной. Мембранная камера 25 образована посредством диафрагмы. То есть, диафрагма 24 формирует поверхность, действующую в качестве ограничивающей части, мембранной камеры 25. Диафрагма 24 может деформироваться для варьирования объема мембранной камеры 25. Мембранная камера 25 является частью прохода 21 для жидкости. Следовательно, мембранная камера 25 сформирована между водовпуском 22 и водовыпуском 23.

Будет понятно, что объем мембранной камеры 25 будет варьироваться при деформации диафрагмы. Диафрагма 24 сформирована из гибкого материала, такого как каучук, несмотря на то, что могут быть использованы другие подходящие материалы. Диафрагма 24 сформирована из упругого материала. Диафрагма 24 может быть сформирована, например, в виде листа или мембраны.

Первый обратный клапан 26, также известный как запорный клапан или односторонний клапан, расположен вдоль прохода 21 для жидкости. Первый обратный клапан 26 расположен рядом с водовпуском 22. То есть, первый обратный клапан 26 расположен между водовпуском 22 и мембранной камерой 25. В настоящей конструкции первый обратный клапан 26 расположен в корпусе 20 насоса. Однако первый обратный клапан 26 может быть расположен в водовпуске 22 или перед водовпуском 22. Первый обратный клапан 26 является стандартным и, таким образом, дальнейшее описание первого обратного клапана 26 в настоящем описании будет опущено.

Второй обратный клапан 27 расположен вдоль прохода 21 для жидкости. Второй обратный клапан расположен рядом с водовыпуском 23. То есть, второй обратный клапан 27 расположен между мембранной камерой 25 и водовыпуском 23. В такой конструкции второй обратный клапан 26 расположен в корпусе 20 насоса. Однако первый обратный клапан 26 может быть расположен в водовыпуске 23 или после водовыпуска 23. Второй обратный клапан 27 является стандартным, и, таким образом, в настоящем документе подробное описание будет опущено.

Первый обратный клапан 26 сконфигурирован для обеспечения возможности прохождения потока жидкости, такой как вода, в направлении от водовпуска 22 к мембранной камере 25. Первый обратный клапан 26 сконфигурирован для предотвращения прохождения потока жидкости от мембранной камеры 25 к водовпуску 22. Второй обратный клапан 27 сконфигурирован для обеспечения возможности прохождения потока жидкости в направлении от мембранной камеры 25 к водовыпуску 23. Второй обратный клапан 27 предотвращает прохождение потока жидкости от водовыпуска 23 к мембранной камере 25. Таким образом, будет понятно, что обеспечивается возможность прохождения потока по проходу 21 для жидкости исключительно в одном направлении. Будет понятно, что в другой конструкции один из обратных клапанов 26, 27 может быть опущен. Например, в другом варианте осуществления второй обратный клапан 27 может быть опущен для того, чтобы предотвращалось протекание жидкости между водовпуском и мембранной камерой 25, но была обеспечена возможность ее свободного протекания между мембранной камерой и водовыпуском 23. В альтернативной конструкции опущен первый обратный клапан 26.

Приводной блок 30 диафрагмы включает в себя несбалансированный двигатель 31. Несбалансированный двигатель является низковольтным двигателем постоянного тока. То есть, электродвигатель сконфигурирован таким образом, чтобы иметь характеристики меньше или равно 12 В и меньше или равны 1 A и, в частности, 0,5 А. Будет понятно, что может быть использован альтернативный тип несбалансированного двигателя. Блок электропитания (не показан) подает питание на двигатель 31. Блок электропитания может работать от сети или может питаться посредством суперконденсатора или аккумулятора. Двигатель управляется посредством контроллера (не показан). Контроллер выполнен с возможностью управления двигателем 31 с использованием напряжения и/или управления силой тока. Контроллер является простым переключателем или силовым выключателем (PCB) с электронными схемами управления. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления двигателем 31 с использованием широтно-импульсной модуляции PWM.

Несбалансированный двигатель 31 содержит корпус 32 двигателя и вращающийся вал 33. Вращающийся вал 33 имеет эксцентрический элемент 34. Несмотря на то что на Фиг. 1-3 вращающийся вал 33 и эксцентрический элемент 34 изображены как выступающие из корпуса двигателя, будет понятно, что вращающийся вал 33 и/или эксцентрический элемент 34 могут быть расположены в корпусе 32 двигателя. Эксцентрический элемент 34 может быть сформирован как единое целое с вращающимся валом 33. Вращающийся вал 33, вместе с эксцентрическим элементом 34, сконфигурирован для вращения относительно корпуса 32 двигателя при функционировании двигателя 31. Катушка статора (не показана) неподвижно смонтирована в корпусе 32 двигателя. Статор, действующий в качестве блока предоставления силы возбуждения, возбуждается при подаче питания на двигатель 31. Ротор (не показан) неподвижно смонтирован на вале 33. Ротор и часть вращающегося вала 33 размещены в статоре и смонтированы в корпусе 32 двигателя с возможностью вращения. Вращающийся вал 33 способен вращаться вокруг ее продольной оси. Вал 33 и эксцентрический элемент 34 действуют в качестве блока предоставления рабочего усилия. Вращение вала 33, вместе с эксцентрическим элементом 34, относительно корпуса 32 двигателя вызывает перемещение двигателя 31. Таким образом, осуществляется вибрация несбалансированного двигателя 31.

Эксцентрический элемент 34 является несбалансированной массой. Эксцентрический элемент 34 имеет центр масс, который является несоосным с осью вращения вращающегося вала 33. Следовательно, вращающийся вал 33, вместе с эксцентрическим элементом 34, имеет центр масс, который не совпадает с осью вращения, вокруг которой вращается вал 33. Эксцентрический элемент 34 неподвижно смонтирован на конце вала 33. Эксцентрический элемент 34 может быть сформирован как единое целое с валом 33 или может быть прикреплен к нему.

Двигатель 31 смонтирован на диафрагме 24. То есть, соединитель 50 неподвижно прикрепляет двигатель 31 к диафрагме 24. Соединитель 50 проходит между внешней поверхностью корпуса 32 двигателя и внешней поверхностью диафрагмы 24. Следовательно, будет понятно, что перемещение двигателя 31 вызовет деформацию диафрагмы 24. Соединитель 50 может быть опущен. Следовательно, двигатель 31 может быть прямо или опосредованно соединен с диафрагмой 24. Диафрагма 24 присоединена к двигателю 31 или соединителю 50 посредством известного механизма, и, таким образом, его дальнейшее подробное описание в настоящем документе будет опущено.

Блок 40 ограничения движения тянется между двигателем 31 и корпусом 20 насоса. Блок 40 ограничения движения действует для ограничения движения несбалансированного двигателя 31 относительно корпуса 20 насоса. Таким образом, блок 40 ограничения движения выполнен с возможностью ограничения степени свободы перемещения двигателя 31 относительно корпуса 20 насоса. Блок 40 ограничения движения выполнен с возможностью ограничения амплитуды перемещения двигателя 31 относительно корпуса 20 насоса. Однако будет понятно, что в альтернативном варианте осуществления блок 40 ограничения движения выполнен с возможностью ограничения степени свободы перемещения двигателя 31 или амплитуды перемещения двигателя 31 исключительно вокруг корпуса 20 насоса. Как вариант, блок ограничения движения является частью диафрагмы. При использовании такой конструкции в диафрагме размещен и/или закреплен несбалансированный двигатель, и она ограничивает несбалансированный двигатель до предпочтительной плоскости вибрации или ориентации. Таким образом, диафрагма разработана и сформирована таким образом, чтобы значительно изгибаться в одной плоскости по сравнению с ее изгибом в других плоскостях.

Несмотря на то что в вышеупомянутой конструкции блок 40 ограничения движения тянется между двигателем 31 и корпусом 20 насоса, будет понятно, что в альтернативной конструкции блок 40 ограничения движения может тянуться между соединителем 50 и корпусом 20 насоса. Как вариант, блок 40 ограничения движения проходит между двигателем 31 или соединителем 50 и кожухом или несущим корпусом (не показан). В такой конструкции будет понятно, что корпус 20 насоса неподвижно смонтирован в кожухе или несущем корпусе.

Блок 40 ограничения движения содержит пластинчатую пружину 41, действующую в качестве упругого элемента. Пластинчатая пружина 41 тянется между корпусом 32 двигателя и корпусом 20 насоса. Пластинчатая пружина 41 неподвижно смонтирована в корпусе 20 насоса в одном его конце. Пластинчатая пружина 41 неподвижно установлена в корпусе 32 двигателя в другом его конце. Пластинчатая пружина 41 неподвижно установлена в корпусе 20 насоса и в корпусе 32 двигателя. Как вариант, пластинчатая пружина 41 может быть неподвижно смонтирована на соединителе 50 и/или кожухе (не показано).

Пластинчатая пружина 41, действующая в качестве упругого элемента, сохраняет несбалансированный двигатель 31 в нейтральном положении относительно корпуса 20 насоса. То есть, корпус 32 двигателя находится в предварительно определенном положении относительно корпуса 20 насоса, если двигатель 31 не работает. В этом положении диафрагма 24, прикрепленная к корпусу 32 двигателя, находится в нейтральном состоянии. То есть, диафрагма 24, в целом, расположена в недеформированном или нейтральном состоянии.

Пластинчатая пружина 41, формирующая часть блока 40 ограничения движения, выполняет работу для значительного ограничения вибрации двигателя 31 вдоль одной плоскости, когда двигатель 31 принуждается к выполнению перемещения. Пластинчатая пружина 41 также действует для ограничения амплитуды перемещения двигателя 31 относительно корпуса 20 насоса.

Несмотря на то что упругий элемент, являющийся частью блока 40 ограничения движения, является пластинчатой пружиной в настоящей конструкции, будет понятно, что может быть использован альтернативный упругий элемент. Например, упругий элемент может быть альтернативным типом пружины, таким как любая подходящая пружина сжатия или растяжения или их сочетание. В настоящей конструкции, изображенной на Фиг. 1, пластинчатая пружина неподвижно смонтирована между корпусом 32 двигателя и корпусом 20 насоса. Однако будет понятно, что первое крепление (не показано) может тянуться между пластинчатой пружиной 41, действующей в качестве упругого элемента, и корпусом 32 двигателя. Подобным образом, второе крепление (не показано) может тянуться между пластинчатой пружиной 41, действующей в качестве упругого элемента, и корпусом 20 насоса.

Теперь, со ссылкой на Фиг. 1-3, будет описана работа жидкостного насоса 10. Жидкостный насос 10 будет описан как часть парогенератора (не показан), однако будет понятно, что жидкостный насос 10 может являться частью альтернативного устройства.

Жидкостный насос 10 расположен в парогенераторе между водяной камерой и парогенерирующей камерой. Жидкостный насос 10 установлен для доставки воды из водяной камеры (не показана) в парогенерирующую камеру (не показана).

Чтобы управлять жидкостным насосом 10, контроллер (не показан) выполнен с возможностью подачи питания на двигатель 31 с использованием способа широтно-импульсной модуляции (PWM), для включения или выключения питающего напряжения с требуемой частотой переключения и рабочим циклом. Как вариант, контроллер выполнен с возможностью подачи питания на двигатель 31 с использованием альтернативного способа, такого как простое напряжение или регулирование тока. При подаче питания на двигатель 31 вал 33 и эксцентрический элемент 34 принуждаются к выполнению вращения вокруг оси вращения вала 33 относительно корпуса 32 двигателя. Несбалансированная часть двигателя 31, содержащая вал 33, эксцентрический элемент 34 и ротор (не показан), принуждаются к выполнению вращения. Несбалансированная часть имеет неравномерное распределение массы вокруг его оси вращения, образованной посредством оси вращения вращающегося вала 33. Эта несбалансированность создает момент, как только вал 33 и эксцентрический элемент 34 начинают вращение относительно корпуса 32 двигателя, который вызывает вибрацию всего двигателя 31. Несбалансированный двигатель 31 изначально находится в его нейтральном положении, а диафрагма 24 находится в ее начальном нейтральном состоянии. Двигатель 31 принуждается к выполнению вибрации в ходе вращения вращающегося вала 33. То есть, двигатель 31 принуждается к выполнению перемещения относительно корпуса 20 насоса. Будет понятно, что вращение вала 33 вызывает перемещение двигателя 31, включающего в себя корпус 32 двигателя, из его нейтрального положения.

Корпус 32 двигателя вибрирует при работе двигателя 31. Следовательно, корпус 32 двигателя перемещается относительно корпуса 20 насоса. Как только корпус 32 двигателя перемещается из его нейтрального положения, диафрагма 24 принуждается к выполнению деформации. Следовательно, диафрагма 24 принуждается к выполнению деформации из ее нейтрального состояния вследствие перемещения двигателя 31. Пластинчатая пружина 41, действующая в качестве части блока 40 ограничения движения, действует для ограничения перемещения двигателя в одной плоскости относительно корпуса 20 насоса. В настоящей конструкции блок ограничения движения 40 действует для ограничения движения двигателя 31 относительно корпуса 20 насоса в сторону и от корпуса 20 насоса. Будет понятно, что использование инерции двигателя 31, созданной посредством несбалансированности двигателя, максимизировано посредством ограничения движения двигателя 31 вдоль одной плоскости.

Корпус 32 двигателя принуждается к выполнению возвратно-поступательного движения при вибрации двигателя 31. В настоящей конструкции пластинчатая пружина, формирующая часть блока 40 ограничения движения, значительно ограничивает перемещение корпуса двигателя вдоль одной плоскости. Двигатель 31 смещается между первым и вторым рабочими положениями в ходе вибрации корпуса 32 двигателя. Двигатель 31 выходит из корпуса 20 насоса при перемещении двигателя 31 в его первое рабочее положение. Первое рабочее положение изображено на Фиг. 2. В этом первом положении корпус 32 двигателя смещается из корпуса 20 насоса. Поскольку диафрагма 24 неподвижно смонтирована в корпусе 32 двигателя, диафрагма принуждается к выполнению деформации в первое рабочее состояние. На Фиг. 2 изображено первое рабочее состояние с недеформированным или нейтральным состоянием диафрагмы, изображенной посредством пунктирной линии. Объем мембранной камеры 25 повышается, когда диафрагма 24 принуждается к выполнению деформации в ее первое рабочее состояние в результате инерции двигателя 31, как показано на Фиг. 2. По мере повышения объема мембранной камеры 25, давление в мембранной камере понижается, производя перепад давлений с обеих сторон первого обратного клапана 26. Этот перепад давлений между мембранной камерой 25 и водовпуском 22 вызывает открытие первого обратного клапана 26. Затем жидкость вытягивается через первый обратный клапан 26 из водовпуска 22 в мембранную камеру 25. Следовательно, имеется поток жидкости из водовпуска 22 в мембранную камеру 25 через первый обратный клапан 26.

Поскольку двигатель продолжает вибрировать, инерция двигателя 31 вследствие несбалансированности вала 33 и эксцентрического элемента 34 вызывает перемещение корпуса 32 двигателя во второе рабочее положение, как показано на Фиг. 3. Будет понятно, что пластинчатая пружина 41, действующая в качестве части блока 40 ограничения движения, действует для ограничения перемещения корпуса 32 двигателя вдоль одной плоскости.

Движение корпуса 32 двигателя, по мере перемещения двигателя в его второе рабочее положение в результате инерции всего двигателя 31, вызывает деформацию диафрагмы 24 в ее второе рабочее состояние, как показано на Фиг. 3. Объем в мембранной камере уменьшается по мере деформации диафрагмы между ее первым и вторым рабочими состояниями. Давление в мембранной камере 25 понижается, как только диафрагма 24 принуждается к выполнению деформации в ее второе рабочее состояние вследствие инерции двигателя. Это вызывает разность давлений с обеих сторон первого и второго обратных клапанов 26, 27. То есть, повышенное давление в мембранной камере вызывает закрытие первого обратного клапана 26. Повышенное давление в мембранной камере 25 по сравнению с водовыпуском 23 вызывает перемещение второго обратного клапана 27 в открытое положение. Обеспечивается возможность протекания жидкости в мембранную камеру 25 через второй обратный клапан 27 к водовыпуску 23 корпуса 20 насоса. Предотвращается протекание жидкости обратно через корпус насоса из мембранной камеры 25 к водовпуску 22 вследствие перемещения первого обратного клапана 26 в закрытое положение.

Будет понятно, что вибрация двигателя 31 вызывает выполнение двигателем возвратно-поступательного движения. Это означает, что инерция, произведенная посредством вибрации несбалансированного двигателя 31, вызывает перемещение двигателя 31 между его первым и вторым рабочими положениями при работе двигателя 31. Это возвратно-поступательное движение двигателя 31, в частности корпуса 32 двигателя, на котором смонтирована диафрагма 24, вызывает перемещение диафрагмы 24 между ее первым и вторым рабочими режимами, как показано на Фиг. 2 и 3. Следовательно, первый и второй обратные клапаны 26, 27 поочередно открываются, и жидкость поочередно втягивается в мембранную камеру из водовпуска 22 и нагнетается из мембранной камеры 25 в водовыпуск 23 по мере деформации диафрагмы 24.

С учетом вышесказанного, вибрация двигателя 31 вызывает выполнение диафрагмой 24 возвратно-поступательного движения и, таким образом, создается откачивающее действие для вытягивания жидкости из водовпуска 22 в водовыпуск 23 корпуса 20 насоса. Предотвращается перетекание жидкости в противоположном направлении, то есть от водовыпуска 23 к водовпуску 22 корпуса 20 насоса посредством действие первого и второго обратных клапанов 26, 27. Будет понятно, что в альтернативном варианте осуществления один из обратных клапанов 26, 27 может быть опущен.

Преимущество такой конструкции заключается в том, что вибрация самого двигателя позволяет диафрагме 24 деформироваться так, что эта деформация принимает форму возвратно-поступательного движения. Следовательно, не требуется обеспечения какого-либо механизма, связывающего вращающийся вал 33 двигателя 31 с диафрагмой 24, чтобы вызывать деформацию диафрагмы 24. В частности, не требуется обеспечения кулачка или альтернативной конструкции для соединения вращающегося вала двигателя с диафрагмой. Такая конструкция, в которой имеется кулачок, поршень или подобное, может иметь тенденцию к отказу. Кроме того, размеры жидкостного насоса могут быть минимизированы, поскольку не требуется обеспечения какого-либо механизма, связывающего двигатель с диафрагмой, за исключением монтажа корпуса 32 двигателя непосредственно с диафрагмой 24. Это также гарантирует, что вес, стоимость и размеры приводного механизма для жидкостного насоса 10 минимизированы.

Блок ограничения движения 40 действует для ограничения амплитуды движения двигателя 31 относительно корпуса 20 насоса. Следовательно, блок 40 ограничения движения, в этом случае сформированный посредством пластинчатой пружины 41, действует для ограничения деформации диафрагмы 24. Следовательно, предотвращается повреждение, возникающее вследствие деформации диафрагмы сверх ее нормальных рабочих условий.

Когда контроллер (не показан) управляет двигателем 31 для приведения в действие диафрагмы 24, будет понятно, что скоростью потока через жидкостный насос 10 можно управлять посредством ограничения рабочей частоты диафрагмы 24 и/или посредством ограничения колебательного движения диафрагмы 24. Рабочей частотой диафрагмы можно управлять посредством контроллера, который выполнен с возможностью управления скоростью вращения двигателя. Следовательно, если скорость вращения двигателя 31 будет уменьшена, то будет уменьшена и скорость потока, проходящего через жидкостный насос 10. Будет понятно, что в одном варианте осуществления скорость потока через жидкостный насос управляется исключительно посредством определения скорости вращения двигателя 31. В другом варианте осуществления, будет понятно, что скоростью потока через жидкостный насос можно управлять посредством ограничения или регулирования амплитуды перемещения несбалансированного двигателя. Например, в одном варианте осуществления один или несколько стопоров (не показаны) могут быть использованы для ограничения амплитуды перемещения двигателя 31. Один или несколько стопоров являются частью блока 40 ограничения движения. Один или несколько стопоров действуют в качестве блока регулирования амплитуды, хотя блок регулирования амплитуды может иметь и другую конструкцию. Один или несколько стопоров могут быть регулируемыми для регулирования скорости потока жидкостного насоса.

Теперь, со ссылкой на Фиг. 4, изображен альтернативный вариант осуществления жидкостного насоса. Этот вариант осуществления жидкостного насоса, в целом, является таким же, что и вариант осуществления, описанный со ссылкой на Фиг. 1-3, и, следовательно, в настоящем документе его подробное описание будет опущено. Однако в этом варианте осуществления используется другой блок ограничения движения. Поскольку жидкостный насос, в целом, является таким же, что и жидкостный насос, описанный выше со ссылкой на Фиг. 1-3, в настоящем документе его подробное описание будет опущено, и будет использоваться та же терминология и ссылочные обозначения.

Жидкостный насос 10, изображенный на Фиг. 4, имеет блок 60 ограничения движения, тянущийся между корпусом 32 двигателя и корпусом 20 насоса. Блок 60 ограничения движения содержит первое крепление 61, тянущееся от корпуса 32 двигателя, и второе крепление 62, тянущееся от корпуса 20 насоса. Первое и второе крепления 61, 62 смонтированы друг к другу с возможностью вращения. То есть, первое и второе крепления 61, 62 соединены посредством шарнирного соединения 63. Корпус 32 двигателя смонтирован с корпусом 20 насоса с возможностью вращения. Альтернативно, будет понятно, что первое крепление 61 блока 60 ограничения движения может тянуться от соединителя 50, и/или второе крепление 62 может тянуться от кожуха (не показан).

Двигатель, в частности корпус 32 двигателя, принуждается к выполнению перемещения между его первым и вторым рабочими положениями в результате инерции, созданной посредством несбалансированной части двигателя при работе двигателя 31. Инерция двигателя 31 вызывает деформацию диафрагмы 24 между ее первым и вторым рабочими состояниями. Будет понятно, что блок 60 ограничения движения действует для ограничения движения двигателя 31 посредством ограничения его движения для выполнения вращения вокруг оси вращения шарнирного соединения 63. Следовательно, двигатель 31 способен перемещаться исключительно вдоль одного маршрута относительно корпуса 20 насоса. Шарнирное соединение 63 может иметь один или несколько стопоров (не показаны) для ограничения амплитуды перемещения двигателя 31. Следовательно, будет ограничена деформация диафрагмы 24. Может быть использована альтернативная останавливающая конструкция.

Несмотря на то что на Фиг. 1-4 описаны различные конструкции блока ограничения движения, будет понятно, что предусматриваются и дополнительные блоки ограничения движения. Например, в альтернативной конструкции блок ограничения движения может содержать направляющую штангу, действующую в качестве направляющего элемента, которая размещается в держателе направляющей. При такой конструкции направляющий элемент может тянуться от корпуса двигателя и может быть размещен в прорези, сформированной в корпусе насоса, которая действует в качестве держателя направляющей. Взаимодействие направляющего элемента в держателе направляющей будет действовать для ограничения движения несбалансированного двигателя относительно корпуса насоса. Альтернативно, направляющий элемент может тянуться от корпуса насоса или кожуха и может быть размещен в держателе направляющей на двигателе.

В альтернативной конструкции корпус двигателя размещен в держателе двигателя (не показан), а диафрагма и/или блок ограничения движения могут формировать часть или тянуться от держателя двигателя.

Будет понятно, что вышеупомянутые варианты осуществления обеспечивают очень компактный, легкий и дешевый жидкостный насос. Вышеупомянутые конструкции устраняют потребность в наличии какого-либо приводного механизма, соединяющего приводное устройство, например двигатель, с диафрагмой для выполнения перемещения диафрагмы. Кроме того, посредством ограничения движения двигателя относительно корпуса насоса, возможно максимально увеличить производительность жидкостного насоса. Будет понятно, что для функционирования жидкостного насоса используется инерция всего двигателя, действующего в качестве приводного устройства, которое приводит в действие диафрагму и не является составной частью приводного устройства, например ведущий вал через приводной механизм. Это также гарантирует, что любая вибрация двигателя не будет непроизводительно использована.

Подразумевается, что жидкостный насос, описанный в вышеупомянутых вариантах осуществления, используется в парогенераторе для предоставления воды из водяной камеры в парогенерирующую камеру. Такой парогенератор используется в портативном отпаривателе или утюге с отпаривателем, например беспроводном утюге, где значение имеют компактность вес и стоимость. Однако будет понятно, что использование жидкостного насоса не ограничено таким функционированием и что жидкостный насос, который описан в вышеупомянутых вариантах осуществления, может быть использован в альтернативном устройстве.

Также будет подразумеваться, что контроллер может быть выполнен с возможностью эксплуатации двигателя таким образом, чтобы иметь предварительно определенный профиль скорости потока для того, чтобы скорость потока, обеспечиваемая через жидкостный насос, варьировалась в зависимости от другого переменного параметра. Также подразумевается, что источник электропитания может быть суперконденсатором, или аккумулятором, или источником электропитания от сети. Кроме того, можно подразумевать, что скорость потока зависит от мощности двигателя, несбалансированности вращающегося вала и эксцентрического элемента, скорости вращения двигателя и размеров диафрагмы, помимо всего прочего.

Одно преимущество вышеописанных конструкций жидкостных насосов состоит в том, что в случае блокирования линии тока или потока воды вдоль линии тока вращающийся вал двигателя способен продолжать вращение, и, таким образом, предотвращается перегорание двигателя. Следовательно, минимизируются отказы жидкостного насоса.

Будет понятно, что термин «содержащий» не исключает наличие других элементов или этапов и что признак единственного числа не исключает наличия множества. Один процессор может выполнять функции нескольких деталей, перечисленных в формуле изобретения. Тот факт, что конкретные меры перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что комбинация этих мер не может быть успешно использована. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем формулы изобретения.

Несмотря на то что формула изобретения была сформулирована в настоящей заявке для конкретных комбинаций отличительных признаков, следует понимать, что объем раскрытия настоящего изобретения также включает в себя любые новые отличительные признаки или любые новые комбинации отличительных признаков, раскрытых в настоящем документе, явно или неявно, или любое их обобщение, независимо от того, относятся ли они к тому же самому заявленному изобретению в любом из пунктов формулы изобретения, и независимо от того, уменьшают ли они частично либо полностью те же самые технические проблем, что родительское изобретение. Заявители настоящим оповещают, что могут быть сформулированы новые пункты формулы изобретения для таких отличительных признаков и/или комбинаций отличительных признаков в ходе рассмотрения дела по настоящей заявке или любой дальнейшей заявки, полученной из нее.

Изобретение относится к конструкции насоса и парогенератора. Жидкостный насос 10, имеющий корпус 20, содержит проход 21 для жидкости с водовпуском 22 и водовыпуском 23. Жидкостный насос также содержит диафрагму 24, расположенную вдоль прохода 21 для жидкости между водовпуском 22 и водовыпуском 23, обратный клапан 23, 27 для управления направлением потока по проходу 21 для жидкости и приводной блок 30 диафрагмы. Приводной блок 30 диафрагмы содержит несбалансированный двигатель 31 и блок ограничения движения, ограничивающий движения несбалансированного двигателя. Также предложен парогенератор для утюга с отпаривателем или аппарата для обработки паром, содержащий такой жидкостный насос. Упрощается конструкция, повышается надежность. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Жидкостный насос, содержащий:

- корпус насоса, имеющий проход для жидкости с водовпуском и водовыпуском,

- диафрагму, расположенную вдоль прохода для жидкости между водовпуском и водовыпуском,

- обратный клапан, предназначенный для управления направлением потока по проходу для жидкости,

- приводной блок диафрагмы, содержащий несбалансированный двигатель и блок ограничения движения, ограничивающий движения несбалансированного двигателя.

2. Жидкостный насос по п. 1, в котором несбалансированный двигатель жестко соединен с диафрагмой.

3. Жидкостный насос по п. 2, в котором корпус двигателя несбалансированного двигателя соединен с диафрагмой.

4. Жидкостный насос по п. 1, в котором блок ограничения движения выполнен с возможностью ограничения степени свободы движения несбалансированного двигателя.

5. Жидкостный насос по п. 4, в котором блок ограничения движения выполнен с возможностью ограничения перемещения несбалансированного двигателя, по существу, вдоль одной плоскости.

6. Жидкостный насос по п. 4, в котором блок ограничения движения выполнен с возможностью установки несбалансированного двигателя на корпусе насоса с возможностью вращения.

7. Жидкостный насос по п. 4, в котором блок ограничения движения выполнен с возможностью ограничения амплитуды движения несбалансированного двигателя.

8. Жидкостный насос по п. 7, в котором блок ограничения движения дополнительно содержит блок регулирования амплитуды так, что максимальная амплитуда движения несбалансированного двигателя является регулируемой.

9. Жидкостный насос по п. 8, в котором блок ограничения движения содержит упругий элемент.

10. Жидкостный насос по п. 9, в котором упругий элемент является пластинчатой пружиной.

11. Жидкостный насос по п. 10, в котором блок ограничения движения находится на корпусе насоса или в кожухе, в котором установлен корпус насоса.

12. Жидкостный насос по п. 1, в котором несбалансированный двигатель является низковольтным двигателем постоянного тока.

13. Жидкостный насос по п. 12, дополнительно содержащий контроллер, выполненный с возможностью управления несбалансированным двигателем, чтобы управлять скоростью потока жидкостного насоса.

14. Парогенератор, содержащий жидкостный насос по п. 1.