潜水泵的制作方法

1.本发明涉及潜水泵，特别地，涉及潜水泵的浮子控制单元。


背景技术：

2.潜水泵可用于执行各种任务，包括花园灌溉、雨水收集和水池排水。正常工作时，潜水泵浸在水源中，位于潜水泵壳体内的驱动单元能够有效地利用水流进行散热。随着水不断被抽出，水面逐渐下降，潜水泵外壳的一部分露出水面。虽然此时外壳的一部分暴露于环境空气中，但由于密封需要外壳上通常不会开孔，导致驱动单元难以借助环境空气散热。为解决该问题，现有技术中的潜水泵通常配备有浮球式开关，其通过电线连接到外壳上。当浮球随水位升高到预定位置时，浮球内的开关接通，潜水泵开始工作。当浮球随水位降低到最低运行位置时，浮球内的开关断开，潜水泵停止工作。然而，浮球在水中的移动并不限于竖直方向上的升降。湍急的水流可能造成浮球的大范围移动，从而导致电线松脱。此外，浮球在移动过程中也可能与潜水泵本体发生碰撞造成部件损坏。


技术实现要素：

3.为克服上述缺陷，本发明提供了一种潜水泵的浮子控制单元，包括：浮子，其具有至少一个磁体；浮子室壳体，其限定浮子室，浮子能够在浮子室中上下移动，浮子室具有至少一个开口，开口连通浮子室和外部环境，其中，浮子室壳体的至少一部分可移动地或可移除地附接到潜水泵的外壁上。
4.本发明还提供了一种潜水泵，包括：外壳，其中容纳泵送单元和用于驱动泵送单元的驱动单元；底座，其限定泵入口；以及上述浮子控制单元。
5.在一个实施例中，潜水泵的外壳包括驱动单元外壳和泵送单元外壳，泵送单元外壳位于驱动单元外壳与底座之间，浮子室壳体的至少一部分位于泵送单元外壳的外壁上。泵送单元外壳限定泵送室，浮子室的开口的高度等于或低于泵送室的顶部的高度。
6.在一个实施例中，潜水泵还包括用于保持缆线的至少一个缆线保持槽，其形成在外壳的外壁上和/或形成在潜水泵的手柄上。
7.在一个实施例中，浮子室壳体包括盖部，浮子室的后壁、侧壁和底壁由驱动单元外壳和/或泵送单元外壳形成，当处于关闭位置时，盖部形成浮子室的前壁。
8.在一个实施例中，潜水泵还包括浮子控制单元还包括至少一个控制元件，其响应于浮子的高度控制泵送单元，优选地，控制元件是磁簧开关。
9.在一个实施例中，浮子控制单元包括多个控制元件，其分别定位在驱动单元外壳内的不同高度处，优选地，用户能够选择性使用多个控制元件中的任一个。
10.在一个实施例中，控制元件的位置能够在不拆卸驱动单元外壳的情况下进行调节。
11.在一个实施例中，潜水泵还包括泵入口调节机构，其设置在泵入口与泵送室之间的流动路径上，泵入口调节机构包括能够相对于彼此移动的第一调节部和第二调节部，第
一调节部和第二调节部中的每一个包括具有不同的流体渗透率的多个调节区域，第一调节部和第二调节部之间的相对移动能够改变流动路径的有效尺寸。
12.在一个实施例中，第一调节部包括调节环，多个调节区域分布在调节环上，调节环能够围绕其中心轴线相对于第二调节部旋转。多个调节区域可包括交替分布的过滤区域和非过滤区域。
13.在一个实施例中，第二调节部包括沿周向布置的阻挡区域和开放区域，阻挡区域连接到底座或者与底座整体形成，相邻的阻挡区域之间限定开放区域，通过将调节环的非过滤区域与开放区域对准使流动路径的有效尺寸增大，通过将调节环的过滤区域与开放区域对准使流动路径的有效尺寸减小。
14.在一个实施例中，调节环包括至少一个操作部，其穿过形成在底座的底壁上形成至少一个槽口。
附图说明
15.图1中示出根据本发明的一个实施例的潜水泵。
16.图2中示出根据本发明的一个实施例的浮子控制单元。
17.图3中示出根据本发明的一个实施例的潜水泵的上部。
18.图4中示出根据本发明的一个实施例的驱动单元外壳的内部。
19.图5中示出根据本发明的一个实施例的控制元件。
20.图6中示出根据本发明的一个实施例的泵入口调节机构。
21.图7a中示出处于过滤位置的泵入口调节机构。
22.图7b中示出处于非过滤位置的泵入口调节机构。
23.图8示出根据本发明的一个实施例的潜水泵的底部。
24.图9示出根据本发明的一个实施例的具有可枢转弯管的潜水泵。
具体实施方式
25.图1示出根据本发明的一个实施例的潜水泵，用于泵送流体，例如水。潜水泵10包括外壳和底座。在本实施例中，潜水泵10的入口20由底座300限定，出口30从外壳的侧壁向外伸出。在部分实施例中，外壳可包括驱动单元外壳100和泵送单元外壳200。驱动单元外壳100内设置有驱动单元，驱动单元可以是电机，例如无刷直流电机或有刷直流电机。泵送单元外壳200内设置有泵送单元，包括泵送室和位于泵送室中且通过电机驱动的叶轮。该叶轮可以是离心式叶轮或者轴流式叶轮。在图1的实施例中，驱动单元外壳100和泵送单元外壳200彼此独立，泵送单元外壳200可拆卸地安装到驱动单元外壳100的底部120，以方便用户在需要时更换电机或叶轮。为避免流体进入泵送单元外壳200内损坏电机，可在驱动单元外壳100与泵送单元外壳200之间设置密封件。底座300连接到泵送单元外壳200，用于稳定地支撑整个潜水泵。例如，当潜水泵用于从水池中抽水时，底座300可接触水池的底壁。底座300的结构将在下文中结合图6至图9进行详细描述。
26.图1中的潜水泵10还包括浮子控制单元400，其用于探测流体源的液面位置，且基于该液面位置来控制泵送单元的工作。与现有设计不同，根据本发明的浮子控制单元400无需通过电线连接到潜水泵，而是保持在潜水泵的外壁上或者形成为潜水泵的外壁的一部
分。因此，在工作时浮子控制单元400与潜水泵10之间不会发生相对运动或碰撞，且不存在电线损坏或松脱的风险。
27.图2示出浮子控制单元400的一个实施例，包括浮子410和浮子室壳体420。浮子室壳体420限定浮子室，浮子410能够在浮子室中上下移动。浮子室具有至少一个开口440(图1中示出)，其位于连通浮子室和外部环境，以保持浮子室中的液面高度与流体源的液面高度一致。
28.浮子室壳体420的至少一部分可移动地或可移除地附接到潜水泵的外壁上。在图2的实施例中，浮子室壳体420包括盖部430，盖部430能够在打开位置和关闭位置之间移动。在其它实施例中，盖部430可拆卸地安装至浮子室壳体420，例如通过紧固件固定至所述潜水泵的外壁。至少一个，优选多个开口440形成在盖部430上的底部区域或其附近。当盖部430位于打开位置时，能够从外部接触浮子410，因此用户无需拆下浮子室壳体420即可替换或清洁浮子410。此外，可打开盖部的设计允许用户对浮子室进行清洁，移除其中的杂质，避免开口440被堵塞。优选地，盖部430的至少一部分是透明的或半透明的，该透明或半透明部分可用作观察窗，以便用户观察到浮子室壳体420内部的状况。
29.在一些实施例中，浮子室壳体420的至少一部分由潜水泵的外壁形成。以图2为例，浮子室的后壁421、侧壁422和底壁423均由潜水泵的外壁形成。更具体地，底壁423由泵送单元外壳200形成，后壁421和侧壁422由驱动单元外壳100和泵送单元外壳200共同形成。也就是说，在图2的实施例中，浮子室壳体420的一部分位于驱动单元外壳100的外壁上，另一部分位于泵送单元外壳200的外壁上。由于泵送单元外壳200更加靠近底座30，因此浮子控制单元400能够探测到较低的液面，使得潜水泵能够在低液面环境下保持工作，提高泵送效率。在其它实施例中，浮子室壳体整体位于驱动单元外壳100的外壁上或者整体位于泵送单元外壳200的外壁上。还可以设想的是，将浮子室壳体420的底壁423延伸到底座300所处的高度从而将其定位在接近潜水泵入口20的高度的位置处。
30.图2中示出的盖部430能够围绕枢轴在打开位置和关闭位置之间枢转，枢轴固定在驱动单元外壳100上且沿水平方向延伸。当盖部430位于关闭位置时，其形成浮子室的前壁。该前壁可以形成为潜水泵10的外壳的一部分。在其它实施例中，盖部430的枢轴可设置在浮子室壳体420的底部，或者将枢轴设计成沿竖直方向延伸。应当理解，盖部430的打开方式不局限于枢转。例如，盖部可相对于浮子室的后壁421和侧壁422沿竖直或水平方向滑动，或者可直接从浮子室壳体420上取下。
31.为避免盖部420在潜水泵工作时意外打开，可为盖部430提供偏压部件以将其保持在关闭位置。偏压部件可以是围绕枢轴的弹簧，其向盖部420施加朝向关闭位置的偏压力。在另一实施例中，偏压部件可向盖部430施加朝向打开位置的偏压力，以提醒用户盖部430未被正确关闭。浮子室壳体420还可包括将盖部430锁定在关闭位置的锁定机构。用户在打开盖部430之前需要先将锁定机构解锁。
32.图2中示出的浮子室中仅容纳单个浮子410，浮子410的宽度和厚度与浮子室的对应尺寸接近。匹配的尺寸导致浮子410在浮子室中的移动被限制在上下方向，有助于防止浮子410在浮子室中的不期望的旋转，提高液面检测的精确度。应当理解，浮子410的数量不限于一个。例如，可以在浮子室中并排设置两个或以上的浮子，当满足预设条件时，控制器停止驱动单元的工作。预设条件可以是所有或大部分的浮子低于最低运行高度，或者是任何
一个浮子低于最低运行高度。浮子室也可分割成多个细分室，每个细分室中均布置有浮子。控制器可基于多个浮子检测到的液面高度来控制驱动单元的停止和启动以及驱动速率。
33.可选地，为浮子410提供连接件，当盖部430意外打开时，连接件能够防止浮子410脱离浮子室壳体420或潜水泵，避免浮子遗失。例如，连接件可以是将浮子410连接到浮子室壳体420的细绳，该细绳的长度设计成不会妨碍浮子410在浮子室内的正常移动。连接件也可包括形成在浮子410上的保持健和形成在浮子室的后壁或侧壁上的用于容纳保持健的引导槽。引导槽在竖直方向上引导保持健的移动，同时防止保持健脱离引导槽。这样，即便盖部430打开，浮子控制单元仍能正常工作。连接件还防止清洁浮子控制单元时不期望的浮子410丢失。
34.以上结合图1至图2描述了浮子控制单元的一个具体实施例，其中浮子室壳体420的盖部430可移动或可移除地附接到潜水泵的外壁上，但浮子室相对于潜水泵的位置是固定的。在未示出的实施例中，浮子室相对于潜水泵的位置能够调节。例如，浮子室壳体420整体形成为一个独立的壳体，其可附接到潜水泵的外壁上。浮子室壳体420可沿潜水泵的外壁在竖直方向上滑动，或者通过紧固件或锁定件可拆卸地固定在潜水泵外壁的不同高度处。在某些场合，用户可能希望在流体源中保留一定量的流体，此时用户能够通过调节浮子室的高度来改变潜水泵的最低运行高度。
35.在部分实施例中，可提供多于一个浮子室壳体420和其中的浮子410。例如，提供三个以上在竖直方向上位于不同高度的浮子室壳体和浮子，其中位于最小高度的浮子室壳体内的浮子用于控制潜水泵的关闭，位于中间高度的浮子室壳体内的浮子用于控制潜水泵的打开，位于最大高度的浮子室壳体内的浮子用于控制潜水泵向用户发出溢流警报。
36.图3示出潜水泵的驱动单元外壳100的上部。潜水泵10包括供用户握持的手柄110，手柄110可与驱动单元外壳100整体形成。在其它实施例中，手柄110可以是安装在驱动单元外壳100上的独立部件，例如可相对于驱动单元外壳100旋转。手柄110包括握持部，握持部可覆盖有弹性材料，例如橡胶，以提高用户握持时的舒适度。优选地，手柄110的握持部与经过整个潜水泵的重心的竖直线相交。如果流体源的深度较小，则手柄110可作为潜水泵的安置辅助件，用户能够在用手握持手柄的状态下将潜水泵稳定地置于流体源的底壁上。
37.当流体源的深度较大时，需要更长的安置辅助件以帮助用户完成潜水泵的放置。在本实施例中，用于传输电力和/或控制信号的缆线能够起到安置辅助件的作用。用户可利用缆线提起潜水泵，然后在手握缆线的状态下使潜水泵缓慢下降，直到潜水泵的底座接触流体源的底壁。在图3的实施例中，缆线从驱动单元外壳100的边缘130位置伸出。如果用户利用缆线提起潜水泵，则缆线所在的直线将经过驱动单元外壳100的边缘130和潜水泵的重心，这导致潜水泵相对于水平方向发生倾斜。潜水泵的倾斜是不期望的，因为倾斜的底座可能无法稳定地支撑在流体源的底壁上。
38.为解决以上问题，在潜水泵上设置缆线保持部。在本实施例中，缆线保持部设计成手柄110上的保持槽140，该保持槽140大致位于手柄110的中部且沿竖直方向延伸，使得当用户利用缆线150提起潜水泵时，潜水泵不发生明显倾斜，潜水泵的底座300能保持大致水平的定向。另一方面，为便于收纳缆线，可在潜水泵外壳的外壁上形成至少一个保持槽141。在不使用潜水泵时，用户可将缆线150盘绕在外壳上，外壁上的保持槽141用于固定缆线，防止缆线松脱。
39.浮子控制单元400还包括至少一个控制元件，其响应于浮子410的高度控制泵送单元。图4中示出控制元件450位于驱动单元外壳100内部靠近浮子室壳体420的位置。例如，控制元件450可安装到驱动单元外壳100的内壁上。优选地，控制元件450包括非接触式的传感器，其能够在不与浮子410接触的情况下感测到浮子410的位置，从而判断流体源的液面高度。浮子410可包括至少一个磁体，磁体可置于浮子410内部，或者固定在浮子的外表面上。控制元件450能够通过感应磁场来判断浮子410的位置。
40.控制元件450可以是图5中示出的磁簧开关，其包括一对可磁化的、柔性的金属簧片452，453。金属簧片被密封在管状玻璃外壳451内，且金属簧片452，453的末端部分454，455之间具有一间隙。当浮子410移动到接近磁簧开关的位置时，来自浮子410中磁体的磁场将使金属簧片452，453相互吸引，从而完成电路。当浮子410移动到远离磁簧开关的位置时，弹簧力使金属簧片452，453分开并切断电路。
41.在未示出的实施例中，浮子控制单元400包括多个控制元件450，其分别定位在驱动单元外壳100内的不同高度处。潜水泵控制器能够基于多个控制元件450中的任一个来控制潜水泵的工作。例如，多个控制元件450可设置成对应于不同的最低运行高度。多个控制元件450也可设置成对应于不同的运行速度，控制器随着液面的上升/下降改变泵送速率。如用户希望将流体源的液面高度保持在某一范围内，则可以选择多个控制元件450中的两个作为潜水泵的最低运行高度和最高运行高度。可选地，控制元件450的位置能够在不拆卸驱动单元外壳100的情况下进行调节，以允许用户根据需要精确设定最低和/或最高运行高度。例如，可为控制元件450提供能够从外部控制的致动器，或者在潜水泵的外壁上设置控制元件450的高度调节件。
42.在部分实施例中，浮子控制单元可结合延时单元。延时单元使得浮子控制单元触发一定时间后才对潜水泵的打开和/或关闭进行控制。
43.图6中示出潜水泵的泵送单元外壳200和底座300。泵送单元外壳200内限定泵送室，泵送室的入口210形成在泵送单元外壳200的底部中心处，泵送室的出口形成在泵送单元外壳200的侧部。在本实施例中，泵送室的出口构造成从泵送单元外壳200的外壁伸出的弯管220，弯管220上设置管道适配器230，用于连接排液管，例如花园软管。在图9示出的实施例中，弯管220可枢转，例如在水平设置和竖直设置之间枢转。泵送室可以是涡旋形室，其中容纳有叶轮，叶轮通过设置在驱动单元外壳100内的电机驱动。在一个实施例中，将浮子室的开口440的高度定位成等于或低于泵送室的顶部的高度。
44.底座300包括底壁310和从底壁向上延伸的侧壁320。侧壁320上形成多个细长槽330，其作为潜水泵的入口20。在部分实施例中，细长槽330可延伸至底壁310。潜水泵工作时，流体从细长槽330进入底座，然后通过泵送室的入口210进入泵送室，在叶轮的带动下经由弯管220排出。该多个细长槽330可起到粗过滤的效果。虽然细长槽330能阻挡一部分尺寸较大的异物，但较小的颗粒杂质仍会随流体一同进入泵送室中。
45.根据本发明的一个方面，为提高潜水泵适应不同应用场合的能力，在潜水泵中设置泵入口调节机构。泵入口调节机构定位在泵入口与泵送室之间的流动路径上，用于可选择地改变潜水泵过滤杂质的能力。泵入口调节机构可包括能够相对于彼此移动的第一调节部和第二调节部，第一调节部和第二调节部中的每一个包括具有不同的流体渗透率的多个调节区域。第一调节部和第二调节部之间的相对移动能够改变流动路径的有效尺寸。
46.图6至8中示出泵入口调节机构的一个实施例。第一调节部包括调节环500，多个调节区域分布在调节环500的侧面。调节区域包括交替分布的过滤区域530和非过滤区域540，相邻的调节区域之间通过分隔件520隔开。过滤区域530可由过滤网限定，非过滤区域540为贯通的开口。在本实施例中，过滤区域530和非过滤区域540具有大致相同的面积。非过滤区域540具有最大的流体渗透率，流体在通过非过滤区域540进入泵送室的过程中不会受到阻碍。需要说明的是，虽然图中示出的非过滤区域540为贯通的开口，但非过滤区域并非不能具备任何过滤能力。在部分实施例中，过滤区域530和非过滤区域540可包括具有不同有效尺寸的过滤网，非过滤区域的过滤能力低于过滤区域。
47.结合图7a至7b，泵入口调节机构的第二调节部包括沿周向布置的阻挡区域340和开放区域350。阻挡区域340可连接到底座300或者与底座300整体形成，相邻的阻挡区域340之间限定开放区域350。阻挡区域340包括多个从底座300的底壁310向上延伸的挡板，开放区域350为相邻挡板之间的空间。阻挡区域340和开放区域350的尺寸设计成与过滤区域530和非过滤区域540匹配。
48.在本实施例中，阻挡区域340相对于底座300固定，调节环500可旋转地安装底座300内，阻挡区域340用作调节环500的定位部件。在其它实施例中，调节环500相对于底座300固定且阻挡区域340可移动地安装底座300内，或者调节环500和阻挡区域340均可相对于底座300移动。图7a中示出处于过滤位置的泵入口调节机构，此时第一调节部中的非过滤区域540与第二调节部中的阻挡区域340对准，且第一调节部中的过滤区域530与第二调节部中的开放区域350对准。从泵入口20进入的流体需要穿过过滤区域530才能进入泵送室，过滤区域530导致泵入口与泵送室之间的流动路径的有效尺寸减小。图7b中示出处于非过滤位置的泵入口调节机构，此时过滤区域530与阻挡区域340对准，且非过滤区域540与开放区域350对准。从泵入口20进入的流体穿过非过滤区域540进入泵送室，由于过滤区域530不起作用，因此泵入口与泵送室之间的流动路径的有效尺寸增大。可以设想的是，调节环500是可替换的，不同的调节环500具有不同的过滤能力以适应各类任务。
49.为便于用户从外部操作泵入口调节机构，在调节环500上设置至少一个操作部550。图8示出潜水泵的底部结构。底座300的底壁310上形成至少一个槽口312，操作部550穿过槽口312。在本实施例中，槽口312为细长的弧形槽，用于引导操作部550的移动。用户通过滑动操作部550使调节环500旋转，从而改变第一调节部相对于第二调节部的位置。例如，当潜水泵用作污水泵时，用户朝向槽口312的一端滑动操作部550，将泵入口调节机构移动至图7b中的非过滤位置。当潜水泵用作清水泵时，用户朝向槽口312的另一端滑动操作部550，将泵入口调节机构移动至图7a中的过滤位置，以增加潜水泵过滤颗粒和杂质的能力。此外，为避免底座摇晃，可在底座300的底壁310上设置至少一个支撑脚311，其高度大于或等于操作部550突出于底壁310的距离。
50.虽然本发明已结合有限的实施方案进行了详细说明，但应当理解，本发明不限于这些公开的实施方案。本领域的普通技术人员可设想符合本发明的精神和范围的其它实施方式，包括部件的数量变化、更改、替代或等效布置，这些实施方式均落入本发明的范围。