專利名稱：一種用于液體的葉輪泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請要求日本專利申請系列號2002-226308的優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容，作為參考。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種已知型式的葉輪泵，例如帶有旋轉(zhuǎn)葉輪的威斯特科泵(Westco pumps)、再生或摩擦泵、級聯(lián)泵和周流泵。
相關(guān)技術(shù)的描述圖23和24表示一種已知的威斯特科泵，圖中的威斯特科泵包括一個可旋轉(zhuǎn)地安裝在泵殼104內(nèi)的單級葉輪110。葉輪110大致呈圓盤形狀且隨電機(jī)部分(未示出)轉(zhuǎn)子的軸109a旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。預(yù)定數(shù)量的凹槽112在葉輪110的每個上和下表面內(nèi)形成，且這些凹槽沿圓周方向以一預(yù)定間距設(shè)置。在下表面內(nèi)形成的凹槽112和在上表面內(nèi)形成的凹槽112彼此對稱設(shè)置。因此，在下表面內(nèi)形成的凹槽112和在上表面內(nèi)形成的凹槽112彼此設(shè)置在相同的圓周位置上。
參見圖23，泵體104上形成有泵通道151和171，這些泵通道分別與葉輪110上表面內(nèi)形成的凹槽112和下表面內(nèi)形成的凹槽112相對。吸入口152和172分別與泵通道151和171的起始端連通。排出口153和173分別與泵通道151和171的終止端連通。如圖24所示，泵通道151的吸入口152和排出口153由形成一阻斷區(qū)域的分隔壁105a彼此分隔開。同樣，泵通道171的吸入口172和排出口173由分隔壁107a彼此分隔開。一燃料吸入通道170在泵體104內(nèi)形成且通向吸入側(cè)區(qū)域。燃料吸入通道170與吸入口152和172連通。燃料排出通道150在泵體104內(nèi)形成且通向排出側(cè)區(qū)域。燃料排出通道150與排出口153和173連通。順便說一下，如圖24所示，排出口153和173設(shè)置在葉輪110圓周方向的相同位置。
參見圖23，為了執(zhí)行泵送操作，使葉輪旋轉(zhuǎn)，將燃料從吸入側(cè)通過燃料吸入通道170抽入。隨后，燃料轉(zhuǎn)入入口152和172，然后進(jìn)入泵通道151和171。進(jìn)入泵通道151和171的燃料，從葉輪110的凹槽112(即由凹槽112形成的翼片)接收動能且被壓縮后通過泵通道151和171。被輸送到泵通道151終止端的燃料和被輸送到泵通道171終止端的燃料，在分別通過排出口153和173后匯聚在一起。然后，經(jīng)燃料排出通道150將燃料排出。
但是，在已知的威斯特科泵中，下表面內(nèi)形成的凹槽112和上表面內(nèi)形成的凹槽112在沿葉輪110圓周方向的相同位置設(shè)置。另外，泵通道151的排出口153和泵通道171的排出口173也沿葉輪110圓周方向的相同位置設(shè)置。因此，從泵通道151排出的燃料的脈動相位與從泵通道171排出的燃料的脈動相位彼此相同，故從排出口153和173排出的燃料的匯聚作用，使燃料的脈動加劇。結(jié)果，由脈動引起的泵噪音增大。在此，術(shù)語“脈動”通常是指泵工作當(dāng)中燃料壓力的周期性變化。
此外，在已知的威斯特科泵中，從泵通道151和171分別流向排出口153和173的燃料流動方向以大致直角變化。因此，燃料與泵通道151和171終止端的角部161a和171a(見圖24)沖撞。由該沖撞引起的碰撞使泵的噪音增大。因此，希望能夠降低由液體脈動和碰撞引起的泵的噪音。
日本公開專利申請3-18688，8-14814和2000-329085公開了帶有碰撞降低裝置的威斯特科泵。但是，在這些公開文本涉及的威斯特科泵中，將液體從設(shè)置在葉輪一側(cè)的吸入口抽入，然后從設(shè)置在葉輪另一側(cè)的排出口排出。葉輪帶有多個凹槽，這些凹槽在葉輪的每個上和下表面內(nèi)形成且彼此沿圓周方向隔開一預(yù)定間距。所設(shè)置的碰撞降低裝置用于減小液體的碰撞，其中碰撞在液體的流動方向朝著排出口改變時產(chǎn)生。但是，公開文本中的威斯特科泵沒有提供從設(shè)置在葉輪上和下兩側(cè)面上的兩個排出口排出液體的結(jié)構(gòu)。因此，公開文本并沒有講授涉及成或試圖降低可能由于從排出口排出的液體的匯聚而加劇的液體脈動的碰撞降低裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供使葉輪泵的噪音降低或減小的改進(jìn)技術(shù)，其中，噪音可能由液體的脈動和碰撞產(chǎn)生。
按照本發(fā)明的一個方面，用于液體的葉輪泵包括一旋轉(zhuǎn)葉輪和一泵體。泵體內(nèi)形成一第一泵通道和一第二泵通道。葉輪可以安裝在泵體內(nèi)且分別與第一泵通道和第二泵通道相對。因此，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，液體在第一和第二兩個泵送通道處接收由葉輪引起的泵送作用。從第一泵通道排出的液體和從第二泵通道排出的液體匯聚在一起。從第一泵通道和第二泵通道排出的液體存在脈動，例如由為產(chǎn)生泵送作用形成的葉輪上的凹槽引起的脈動。一脈動消除裝置可以消除從第一和第二泵通道排出的液體的脈動。另外，碰撞降低裝置可以減小由來自第一泵通道的液體的流動和/或來自第二泵通道的液體的流動產(chǎn)生的碰撞。例如，當(dāng)液體與端壁(例如沿旋轉(zhuǎn)方向形成泵通道的端部的隔壁)沖撞時產(chǎn)生的碰撞。
因為脈動消除裝置可以消除脈動、碰撞降低裝置可以減小碰撞，所以由脈動和碰撞產(chǎn)生的噪音就可以被降低或減小。特別是由于脈動消除裝置和碰撞降低裝置的協(xié)同作用，會進(jìn)一步使噪音減小。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，碰撞降低裝置用來改變從第一排出口排出的液流的脈動相位，使其與從第二排出口排出的液體的脈動相位不同，因而這些脈動相互低銷。假設(shè)從第一排出口排出的液體的脈動周期與從第二排出口排出的液體的脈動周期相同，相位改變可以設(shè)定為脈動周期的一半。
更確切地講，如果葉輪在其每個側(cè)面上形成若干凹槽且它們彼此隔開一預(yù)定間隔，相位適合用下面的方式改變(1)移動葉輪一個側(cè)面上的凹槽，使其與葉輪另一個側(cè)面上的凹槽相距半個凹槽間距的距離；或者(2)移動第一吸入口(其與第一泵通道連通)，使其與第二吸入口(其與第二泵通道連通)相距半個凹槽間距的距離。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，碰撞降低裝置可用于逐漸減小第一泵通道和/或第二泵通道的終止端一部分(特別是與葉輪凹槽相對的部分)的截面面積。優(yōu)選的，終止端部分的截面面積可以沿葉輪的旋轉(zhuǎn)方向減小。按照這一方案，可以逐漸改變液流方向且可減小脈動的高階頻率分量。這樣，就可以降低和減小噪音。脈動的高階頻率(HOF)可由下面的表達(dá)式確定HOF＝K·Z·N(K≥2)上式中，Z是葉輪的數(shù)量、N是葉輪(或多個葉輪)的旋轉(zhuǎn)速度(rps)。在這種情況下，脈動的基本頻率(BSF)可以用“BSF＝Z·N”表示且HOF分量是那些比BSF頻率高的分量。
例如，終止端部分的截面面積可以通過減小葉輪徑向?qū)挾群?或終止端部分的軸向深度而減小。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在葉輪內(nèi)至少可以形成一個連通孔。該連通孔分別將限定在葉輪的第一表面和第二表面內(nèi)的一對凹槽連通，上述凹槽彼此沿葉輪的軸向相反設(shè)置。葉輪第一表面內(nèi)的凹槽和葉輪第二表面內(nèi)的凹槽分別與第一泵通道和第二泵通道相對。因此，第一泵通道和第二泵通道可通過至少一個連通孔彼此連通。這樣，第一泵通道和第二泵通道內(nèi)的壓力相等，因而葉輪可以平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。從而提高了泵的效率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，葉輪泵還可以包括一個用于旋轉(zhuǎn)或驅(qū)動葉輪的馬達(dá)部分。當(dāng)葉輪泵用作泵送貯存在汽車油箱內(nèi)的燃油用的箱內(nèi)油泵時，這一方案特別有利。


在結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)說明以及權(quán)利要求書之后，可以很快地理解本發(fā)明附加的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。其中圖1是本發(fā)明的基本典型威斯特科泵的縱向斷面圖；圖2是基本典型威斯特科泵的泵部分的放大斷面圖；圖3是沿圖2中III-III截取的斷面圖；圖4是沿圖2中IV-IV截取的斷面圖；圖5是基本典型威斯特科泵的第一泵體的斷面圖；圖6是基本典型威斯特科泵的第二和另一種泵體的斷面圖；圖7是從第一方向看去的第一葉輪的視圖；圖8是圖7中VIII區(qū)域的放大視圖；圖9是沿圖8中IX-IX截取的斷面圖；圖10與圖9相似，但只表示出第二和另一個葉輪；圖11是第一典型威斯特科泵的泵體和葉輪一部分的局部斷面圖；圖12是在第一和第二排出口和交匯通道處形成燃料脈動的圖表；圖13是第二典型威斯特科泵的泵體和葉輪一部分的局部斷面圖；圖14是圍繞第三典型威斯特科泵的第一排出口的泵體一部分的葉輪側(cè)面視圖；圖15是沿圖14中XV-XV的斷面圖；圖16是圍繞第四典型威斯特科泵的第一排出口的泵體一部分的葉輪側(cè)面視圖；圖17是沿圖16中XVII-XVII的斷面圖；
圖18表示測量出來的第四典型威斯特科泵和已知威斯特科泵的頻率和聲壓之間關(guān)系的圖表；圖19是圍繞第五典型威斯特科泵的第一排出口的泵體一部分的葉輪側(cè)面的視圖；圖20是沿圖19中XX-XX的斷面圖；圖21是沿圖19中XXI-XXI的斷面圖；圖22是沿圖19中XXII-XXII的斷面圖；圖23是已知威斯特科泵的泵部分的斷面圖；以及圖24表示圖23中泵部分的放大視圖。
具體實施方式
在本發(fā)明的一個實施例中，葉輪泵(例如威斯特科泵)包括一旋轉(zhuǎn)葉輪。葉輪帶有彼此相對的第一表面和第二表面。每個第一和第二表面可以包括多個沿葉輪圓周方向設(shè)置的凹槽，且這些凹槽彼此間隔一預(yù)定間距。葉輪可以安裝在泵體內(nèi)，該泵體形成一第一泵通道和一第二泵通道。
第一泵通道和第二泵通道與在葉輪的第一表面內(nèi)形成的凹槽和第二表面內(nèi)形成的凹槽分別相對。第一泵通道與第一吸入口和第一排出口連通，上述第一吸入口和第一排出口由第一隔壁彼此隔開。第二泵通道與第二吸入口和第二排出口連通，上述第二吸入口和第二排出口由第二隔壁彼此隔開。
第一和第二排出口可與交匯通道連通，這樣從第一排出口排出的液體和從第二排出口排出的液體在交匯通道匯聚。
脈動消除裝置可消除分別從第一排出口和第二排出口排出的液體脈動。
碰撞降低裝置可以降低或減小液體的碰撞，該碰撞是從第一泵通道向第一排出口排出的液流和/或從第二泵通道向第二排出口排出的液流方向的變化引起的。
因為脈動消除裝置可以消除脈動，碰撞降低裝置可以減小碰撞，因此可以降低或減小由脈動和碰撞產(chǎn)生的噪音。特別是由于脈動消除裝置和碰撞降低裝置的協(xié)同作用，可以進(jìn)一步降低噪音。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，脈動消除裝置可以改變第一排出口排出的液流的脈動相位，使其與第二排出口排出的液流的脈動相位不同。
例如，為了改變相位，在第一表面內(nèi)形成的葉輪凹槽與在第二表面內(nèi)形成的凹槽相距一預(yù)定距離，例如葉輪的半個凹槽間距。在這種情況下，第一排出口和第二排出口可以設(shè)置在沿葉輪圓周方向的同一位置上。
另一種方式是第一排出口可以與第二排出口相距一個對應(yīng)葉輪半個凹槽間距的距離。在這種情況下，在第一表面內(nèi)形成的葉輪的凹槽和在第二表面內(nèi)形成的葉輪的凹槽可以設(shè)置在沿葉輪圓周方向的相同位置上。
在本發(fā)明的另一個實施例中，碰撞降低裝置用于逐漸減小第一泵通道和/或第二泵通道的終止端的一部分的截面面積，特別是與葉輪凹槽相對的一部分的面積。優(yōu)選的，終止端一部分的截面面積可以沿著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向減小。
例如，碰撞降低裝置可包括一個寬度減小區(qū)域，該區(qū)域由第一泵通道和/或第二泵通道的終止端形成，這樣與凹槽相對部分的寬度可以沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小。寬度減小區(qū)域可沿著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向延伸或者沿著從第一泵通道和/或第二泵通道徑向向外的方向延伸。
另一種方式，碰撞降低裝置包括一深度減小區(qū)域，該區(qū)域設(shè)置在第一泵通道和/或第二泵通道的終止端，這樣，與凹槽相對部分的深度沿葉輪的旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小。
優(yōu)選的，深度減小區(qū)域可包括一傾斜表面，該表面沿著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
在本發(fā)明的另一個實施例中，在葉輪內(nèi)至少形成一個連通孔。該連通孔分別連通在第一表面和第二表面內(nèi)形成的一對凹槽，且上述凹槽沿葉輪的軸向彼此相反。因此，第一泵通道和第二泵通道可通過連通孔彼此連通。結(jié)果，第一泵通道內(nèi)的壓力和第二泵通道內(nèi)的壓力相等，因而葉輪可平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。因而，提高了泵的效率。這種連通孔可以在相對的每對凹槽上設(shè)置，或者可以僅在預(yù)定數(shù)量的相對的每對凹槽上形成。
上面和下面公開的每個附加特征和講授，都可以單獨(dú)或著與其它特征和講授結(jié)合使用，以提供改進(jìn)的葉輪泵且利用這種葉輪泵。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明在本發(fā)明典型的示例中，單獨(dú)利用和結(jié)合利用這些附加技術(shù)特征和講解的示例。該詳細(xì)說明的目的僅在于指導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選方面的更多詳情，而不是限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。只有權(quán)利要求書限定了本發(fā)明的范圍。因此，下面說明書中公開的特征和步驟的結(jié)合，不是本發(fā)明最廣意義上的實施，只是對本發(fā)明中典型示例的特別說明。而且，典型示例和附加權(quán)利要求的各種特征可以通過未特別闡述的方式結(jié)合，以便為本發(fā)明提供另外的有用的實施例。
下面，參照附圖1-22說明各種典型葉輪泵。典型葉輪泵可用作安裝在交通工具(例如汽車)油箱內(nèi)的燃料泵。為了達(dá)到說明的目的，參照附圖1-10說明典型葉輪泵的基本結(jié)構(gòu)，然后，參照附圖11-22說明典型葉輪泵的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
參見圖1，圖中表示出包括典型葉輪泵基本結(jié)構(gòu)的葉輪泵。圖1所示的葉輪泵下面稱之為“基本典型的葉輪泵”?；镜湫偷娜~輪泵可以是威斯特科泵結(jié)構(gòu)且通常包括一大致圓筒形泵殼1、馬達(dá)部分2和泵部分3。泵部分可以安裝在泵殼1內(nèi)且用作驅(qū)動源。泵部分3可由馬達(dá)部分2驅(qū)動。
馬達(dá)部分2可以是電刷型直流電機(jī)。泵體4可安裝在泵殼1一端(見圖1的下端)。馬達(dá)蓋8可安裝在泵殼1的另一端(見圖1的上端)。在泵殼1內(nèi)形成一空間2a。磁鐵M安裝在泵體4的內(nèi)圓周壁上且可與空間2a相對。電樞9可安裝在空間2a內(nèi)且?guī)в袕碾姌邢蛏虾拖蛳卵由斓妮S9a。電樞9的軸9a的一端(圖1中下端)由泵體4可旋轉(zhuǎn)地支承。另外，軸9a的另一端(圖1中上端)由馬達(dá)蓋8可旋轉(zhuǎn)地支承。一燃料出口8a在馬達(dá)蓋8內(nèi)形成，從空間2a向泵外排出燃料。一燃料輸送管(未示出)可與燃料出口8a連接且可向汽車發(fā)電機(jī)(未示出)輸送燃料。
為了使電樞9旋轉(zhuǎn)，DC電力可從DC電源(未示出)通過安裝在馬達(dá)蓋8上的端點(diǎn)(未示出)供應(yīng)到電樞9(可以是電樞線圈)。馬達(dá)部分2的其他元件與電樞9連接是公知技術(shù)，因此，在此不必對這些元件進(jìn)行解釋。此外，其它型式的已知馬達(dá)都可用作馬達(dá)部分2。
泵部分3可以是威斯特科泵，下面對其描述。參見圖2，泵部分3可包括泵體4和可旋轉(zhuǎn)地安裝在泵體4內(nèi)的單級葉輪10。優(yōu)選的，泵體4可以由三個殼體元件組件構(gòu)成，即是上泵蓋5、隔板6和泵主體7，分別安裝在上、中、下位置。泵體4形成一容納葉輪空間，這樣葉輪10可在容納葉輪空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
參見圖7，葉輪10大致呈盤形結(jié)構(gòu)且在葉輪10的中心形成大致D形的軸孔11。葉輪10的軸孔11與從電樞9向下延伸的軸9a的一端接合，這樣在軸9a旋轉(zhuǎn)時葉輪10旋轉(zhuǎn)。
在葉輪的第一表面和相對第一表面的第二表面的圓周區(qū)域內(nèi)各形成預(yù)定數(shù)量的凹槽12。分別在第一和第二表面內(nèi)形成的凹槽12，彼此沿葉輪10的圓周方向以一預(yù)定間距等間隔設(shè)置。翼片14可作為每兩個相鄰凹槽12之間的隔離物。
參見圖9，設(shè)置在葉輪第一表面?zhèn)壬系陌疾?2(以下也稱為“第一側(cè)凹槽12”)和設(shè)置在第二表面?zhèn)壬系陌疾?以下也稱為“第二側(cè)凹槽12”)可以沿著葉輪10的圓周方向彼此相距對應(yīng)半個凹槽12間距的距離。第一側(cè)凹槽12的間距和第二側(cè)凹槽12的間距彼此相等。下面將帶有與第二側(cè)凹槽12相距半個間距的第一側(cè)凹槽12的葉輪10稱為“第一葉輪”。
另一方面，參見圖10，葉輪10的第一側(cè)凹槽12和第二側(cè)凹槽12可以沿圓周方向安裝在相同位置。圖10所示的葉輪下稱“第二葉輪”且用圖10中的附圖標(biāo)記20代替附圖標(biāo)記10。除了第一側(cè)凹槽12和第二側(cè)凹槽12的相互位置，葉輪20與葉輪10具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，在此不再更多說明葉輪20。
現(xiàn)在說明每個凹槽12的結(jié)構(gòu)。參見圖8，每個凹槽12形成一個大致長方形的開口。開口包括前邊12a、后邊12b、內(nèi)邊12c和外邊12d。前邊12a可以定位在沿圖8中箭頭10Y所示的葉輪的旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)面。后邊12b可以定位在沿著葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)面(見圖8的左側(cè))。內(nèi)邊12c可以定位在沿著葉輪10徑向的內(nèi)側(cè)面(見圖8的下側(cè))。外邊12d可以定位在沿著葉輪10的徑向的外側(cè)面(見圖8的上側(cè))。
前邊12a和后邊12b大致沿葉輪10的徑向延伸且?guī)в醒刂~輪10的旋轉(zhuǎn)方向彎曲的外端部分(箭頭10Y所示的方向)。內(nèi)邊12c沿著前邊12a和后邊12b的徑向與內(nèi)端部分平滑連接。外邊12d沿著前邊12a和后邊12b的徑向與外端部分平滑連接。
參見圖9和10，每個凹槽12的開口帶有一后壁12f，該后壁從開口的后邊12b向底部12e延伸。后壁12f形成一個翼片14的前壁。后壁12f沿著大致垂直于葉輪10的第二表面(或第一表面)的方向延伸。此外，前壁12h可從前邊12a向底部12e延伸且形成一翼片14的后壁。前壁12h的橫截面大致呈弧形，這樣凹槽12的深度在鄰近后壁12f的底部12e的位置最大。
再參見圖9，每兩個相對凹槽12(一個在葉輪10的第一表面內(nèi)形成、另一個在第二表面內(nèi)形成)可通過連通孔16彼此連通。連通孔16可在葉輪的兩側(cè)打開。更具體地說，葉輪10(在此是“第一葉輪”)的連通孔的具體結(jié)構(gòu)是連通葉輪10的第一表面(見圖9的下表面)內(nèi)形成的凹槽12的前壁12h和葉輪10的第二表面(見圖9的上表面)內(nèi)形成的凹槽12的底部12e。另一種方式中第一葉輪10的連通孔16的具體結(jié)構(gòu)是連通在第一表面(見圖9的下表面)內(nèi)形成的凹槽12的底部12e和在第二表面(見圖9的上表面)內(nèi)形成的凹槽12的前壁12h。按照這種方式，連通孔16的位置可以各種方式變化。
另一方面，如圖10所示，第二葉輪20的連通孔16的具體結(jié)構(gòu)是連通在葉輪20的第一表面(見圖10的下表面)內(nèi)形成的凹槽12的底部12e和在葉輪20的第二表面(見圖10的上表面)內(nèi)形成的凹槽12的底部12e。另一種方式中第二葉輪20的連通孔16可以設(shè)計成將在葉輪20的第一表面內(nèi)形成的凹槽12的前壁12h和在第二表面內(nèi)形成的前壁12h連通起來。而且，第二葉輪20的連通孔16的位置可以不同方式變化。
參見圖3，第一泵通道51在泵蓋5的壁表面內(nèi)形成，該壁表面形成葉輪容納空間的一部分且與葉輪10的第一側(cè)凹槽12相對。優(yōu)選的，第一泵通道51的結(jié)構(gòu)大致為C形凹部。第一吸入口52和第一排出口53也在泵蓋5內(nèi)形成，且它們分別與第一泵通道51的起始端和終止端連通。泵蓋5可形成一第一隔壁5a，該隔壁作為第一泵通道51的隔離區(qū)域。因此，第一吸入口52和第一排出口53由第一隔壁5a沿圓周方向彼此分隔開。
參見圖4，第二泵通道71在泵主體7的壁表面內(nèi)形成，該壁表面形成葉輪容納空間的一部分且與葉輪10的第二側(cè)凹槽12相對。優(yōu)選的，第二泵通道71的結(jié)構(gòu)大致為C形凹部。第二吸入口72和第二排出口73也在泵主體7內(nèi)形成，且它們分別與第二泵通道71的起始端和終止端連通。泵主體7可形成一第二隔壁7a，該隔壁作為第二泵通道71的隔離區(qū)域。因此，第二吸入口72和第二排出口73由第二隔壁7a沿圓周方向彼此分隔開。
參見圖5，第一排出口53和第二排出口73可以設(shè)置在沿葉輪10圓周方向的相同位置。以上述方式設(shè)置的帶有第一排出口53和第二排出口73的泵體4，后面稱之為“第一泵體”。第一吸入口52和第二吸入口72也可以沿著葉輪10的圓周方向的相同位置設(shè)置。但是，第一吸入口52和第二吸入口72的相互位置并不局限于該方案。
另一方面，參見圖6，第一排出口53和第二排出口73可以彼此沿圓周方向錯開相當(dāng)于半個葉輪10凹槽12的間距的距離。以上述方式設(shè)置的帶有排出口53和第二排出口73的泵體4，后面稱之為“第二泵體”，用附圖標(biāo)記24表示第二泵體。第二泵體24的其它結(jié)構(gòu)與第一泵體4相同，在此不再贅述。
回到圖1，一燃料排出通道50在泵蓋5內(nèi)形成，交匯通道62在隔板6內(nèi)形成。燃料排出通道50的一端(見圖1的上端)與在馬達(dá)部分2內(nèi)形成的空間2a連通。燃料排出通道50的另一端(見圖1的下端)與交匯通道62連通。第一排出口53和第二排出口73與交匯通道62連通，這樣來自第一排出口53的燃料流和來自第二排出口73的燃料流在交匯通道62(見圖2)處匯聚。燃料排出通道50和交匯通道62可以形成一交匯通路，燃料在匯聚后通過該交匯通路。
下面說明基本典型威斯特科泵的工作過程。參見圖1，為了使電樞9旋轉(zhuǎn)，將來自動力源的電力(DC動力)輸送到馬達(dá)部分2的電樞9(電樞線圈)。當(dāng)電樞9旋轉(zhuǎn)時，葉輪10沿著圖7中箭頭10Y所示的方向旋轉(zhuǎn)。然后，葉輪10執(zhí)行泵送操作，儲存在燃料箱(未示出)內(nèi)的燃料，通過泵體4的燃料入口70被抽入分配通道61。之后，燃料流被分入第一泵通道51和第二泵通道71(見圖2)。
被輸送到第一泵通道51和第二泵通道71的燃料，從葉輪10兩個側(cè)面上形成的凹槽12(翼片14)接收動能且在第一和第二泵通道51和71內(nèi)被壓縮，以便將燃料分別輸送到第一和第二排出口53和73。已經(jīng)到達(dá)第一和第二泵通道51和71的終止端的燃料，可以通過第一和第二排出口53和73導(dǎo)入交換通道62。然后，燃料可通過燃料排出通道50(見圖1)進(jìn)入馬達(dá)部分2的空間2a。燃料還可以從馬達(dá)部分2的空間2a通過馬達(dá)蓋8的燃料出口8a流到輸送管。圖1中的箭頭表示出燃料的流動路徑。
第一典型實施例下面參照圖11說明第一典型威斯特科泵。圖11中，第一典型威斯特科泵包括基本典型威斯特科泵的第一泵體4(見圖5)和第一葉輪10(見圖9)的結(jié)合。因此，第一泵通道51的第一排出口53和第二泵通道71的第二排出口73可以設(shè)置在沿葉輪10的圓周方向相同的位置。此外，葉輪的第一側(cè)凹槽12與第二側(cè)凹槽12沿圓周方向相距半個凹槽間距的距離。這些設(shè)計可以起到消除后面將說到的燃料脈動的作用。
再者，如圖11所示，與第一排出口53側(cè)面上的第一泵通道51的終止端相對的第一隔壁5a的角部，被倒角而形成一傾斜表面155。同樣，與第二排出口73側(cè)面上的第二泵通道71的終止端相對第一隔壁7a的角部，被倒角而形成一傾斜表面175。傾斜表面155和175相對葉輪10彼此對稱。因此，在第一排出口53側(cè)面上的第一泵通道51的終止端處，傾斜表面155形成一個區(qū)域，在該區(qū)域中與葉輪10的第二側(cè)凹槽12相對的第一通道51的深度51d，沿葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小。同樣，在第二排出口73側(cè)面上的第二泵通道71的終止端，傾斜表面175形成一個區(qū)域，在該區(qū)域中與葉輪10的第一側(cè)凹槽12相對的第二通道71的深度71d，沿葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小。當(dāng)液流方向從第一和第二泵通道51和71分別轉(zhuǎn)向第一和第二排出口155和175時，燃料與隔板5a和7a沖撞而實施碰撞。但是，因為傾斜表面155、175的深度逐漸較小，可以減小隔板5a和7a的碰撞。因此，傾斜表面155和175可以起到碰撞降低裝置的作用。
根據(jù)第一典型威斯特科泵，從第一排出口53(見圖11)排出的燃料的脈動相位(如圖12中線12L1所示)相對從第二排出口73(見圖11)排出的燃料的脈動相位(如圖12中線12L2所示)，變化半個脈動周期。因為從第一排出口53排出的燃料和從第二排出口73排出的燃料在交匯通道62(見圖2)處匯聚，從第一排出口53排出的燃料的脈動與從第二排出口73排出的燃料的脈動(如圖12的線12L3所示)彼此消除。在脈動消除之后，將燃料輸送到燃料排出通道50(見圖2)。因此，彼比相距半個凹槽間距的第一側(cè)凹槽12和第二側(cè)凹槽12的設(shè)計方案，可以起到脈動消除裝置的作用。
由于碰撞降低裝置和脈動消除裝置的協(xié)同作用，可以降低或減小由燃料的沖撞和脈動產(chǎn)生的泵噪音。
此外，因為葉輪10的每個第一側(cè)凹槽12都通過連通孔16和與其對應(yīng)的第二側(cè)凹槽12連通(見圖11)，所以第一泵通道51內(nèi)的燃料壓力和第二泵通道71內(nèi)的燃料壓力彼此相等。因此，基本上沒有軸向力施加到葉輪10上。結(jié)果，葉輪10可以平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，從而提高了泵效率。
第二典型實施例下面，說明第二典型威斯特科泵。該第二典型威斯特科泵是第一典型威斯特科泵的改進(jìn)型式。因此，在此僅說明其與第一典型威斯特科泵不同的特征，相同特征部分不再重復(fù)。
參見圖13，第二典型威斯特科泵包括基本典型威斯特科泵的第二泵殼24(見圖6)和第二葉輪20(見圖10)的結(jié)合。
因而，葉輪20的第一側(cè)凹槽12和第二側(cè)凹槽12彼此設(shè)置在圓周方向的相同位置。第一泵通道51的第一排出口53和第二泵通道71的第二排出口73彼此沿圓周方向相距對應(yīng)半個凹槽間距的距離。
再者，按第一典型實施例相同的方法，用作碰撞降低裝置的傾斜表面155和175，分別在第一排出口55和第二排出口175側(cè)面上的第一泵通道51和第二泵通道71終止端處的隔壁5a和7a上形成。
根據(jù)第二典型威斯特科泵，由于采用第一泵通道51的第一排出口53和第二泵通道71的第二排出口73彼此沿圓周方向相距半個凹槽間距的方案，從第一排出口53排出的燃料的脈動相位和從第二排出口73排出的燃料的脈動相位，變化了半個脈動周期。這一方案起到脈動消除裝置的作用。因此，當(dāng)來自第一排出口53的液流和來自第二排出口73的液流在交匯通道62處匯聚時(見圖2)，可以相互消除液流脈動。
此外，因為傾斜表面155和157可以分別作為第一泵通道51和第二泵通道71的碰撞降低裝置，可以降低或者減小從第一和第二泵通道51和71向第一和第二排出口53和73的流動方向的改變引起的燃料碰撞。
由于碰撞降低裝置和脈動消除裝置的協(xié)同作用，減小了燃料和脈動產(chǎn)生的泵噪音。
第三典型實施例下面說明第三典型威斯特科泵。該第三典型威斯特科泵是第一典型威斯特科泵的改進(jìn)型式。更確切地講，第三典型威斯特科泵與第一典型威斯特科泵的區(qū)別僅在于碰撞降低裝置的結(jié)構(gòu)。因此，下面只對碰撞降低裝置進(jìn)行說明。
參見圖14，在第一排出口53側(cè)面上的第一泵通道51的終止端，可以從第一泵通道51成切線向外延伸。第一泵通道51在泵蓋5內(nèi)形成。因此，第一排出口53可沿葉輪10的凹槽12徑向向外定位(見圖7)。如圖14所示，第一泵通道51具有與葉輪10的凹槽12沿徑向的寬度相對應(yīng)的寬度51。在延長的終止端處，與葉輪10的凹槽12相對的第一泵通道51的部分的寬度51，沿葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小。因此，延長的終止端結(jié)構(gòu)形成一個寬度減小區(qū)域357。
此外，如圖15所示，泵蓋5在從第一泵通道51到第一排出口53的過渡點(diǎn)處形成一個內(nèi)角部分。該角部分被倒角而形成一個傾斜表面358，從而燃料可以平滑地從第一泵通道51流到第一排出口53。
盡管圖中未表示出，泵主體7的第二泵通道71也帶有與圖14所示的第一泵通道51相同的延長的終止端，而且泵主體7也在延長的終止端處形成寬度減小區(qū)域357和傾斜表面358。
根據(jù)第三典型威斯特科泵，因為與葉輪10的凹槽12相對的第一泵通道51的寬度部分，在寬度減小區(qū)域357逐漸減小(見圖14)，會降低和減小從第一泵通道51(見圖3)向第一排出口53的流動方向變化引起的燃料碰撞。同樣，利用寬度減小區(qū)域357，可以降低和減小從第二泵通道71(見圖4)向第二排出口73的流動方向變化引起的燃料碰撞。
為了消除燃料脈動，第三典型威斯特科泵可以引入第一泵體4(見圖5)和第一葉輪10(見圖9)的結(jié)合。但是，該結(jié)合也可用第二泵殼24(見圖6)和第二葉輪(見圖10)的結(jié)合替代。
第四典型實施例下面說明第四典型威斯特科泵。第四典型威斯特科泵是第一典型威斯特科泵的改進(jìn)型式。更確切地講，第四典型威斯特科泵與第一典型威斯特科泵的不同之處僅在于碰撞降低裝置的結(jié)構(gòu)。因此，在此僅說明碰撞降低裝置。
第四典型威斯特科泵的碰撞降低裝置與日本專利公開號2000-329085公開的碰撞降低裝置相同。
因此，在泵蓋5內(nèi)形成的第一泵通道51的第一排出口53可以沿圖16所示的葉輪10的圓周方向延長。另外，在第一排出口53側(cè)面上的第一泵通道51的終止端帶有一寬度減小區(qū)域457。因此，與葉輪10的凹槽12相對的第一泵通道51的寬度51的一部分，在沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向的寬度減小區(qū)域457處逐漸減小。
另外，如圖17所示，在與第一泵通道51的終止端相對位置處的泵蓋5形成的角部分，被倒角形成一傾斜表面455。傾斜表面455的邊緣沿葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向可以形成寬度減小區(qū)域457圓周邊緣的一部分。傾斜表面455形成一深度減小區(qū)域，其中，在終止端處的第一泵通道51的深度51d，在沿圓周方向的傾斜表面455的長度區(qū)域內(nèi)、沿葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小。
再者，在從第一泵通道51到第一排出口53的過渡點(diǎn)處的泵蓋5形成的角部分，被倒角形成一傾斜表面458，這樣燃料就可以從第一泵通道51平穩(wěn)地流到第一排出口53。
再者，沿葉輪10旋轉(zhuǎn)方向的第一排出口53的前壁，可被倒角形成傾斜表面459。而且，傾斜表面459和傾斜表面455之間的角部分還可以被倒角形成一端表面456。
盡管圖中未表示出，寬度減小區(qū)域457、傾斜表面455、458和459以及端表面456都可以在第二泵通道71和第二排出口73的終止端處的泵主體7上形成。
根據(jù)第四典型威斯特科泵，深度減小區(qū)域455和寬度減小區(qū)域457可以起到碰撞降低裝置的作用，該碰撞降低裝置在燃料從第一泵通道51流向第一排出口53的方向改變時，降低了燃料碰撞。另外，由于深度減小區(qū)域和寬度減小區(qū)域457的協(xié)同作用，可進(jìn)一步降低碰撞。
而且，為了消除燃料的脈動，第四典型威斯特科泵引入了第一泵體4(見圖5)和第一葉輪10(見圖9)的結(jié)合。然而，該結(jié)合也可以由第二泵殼24(見圖6)和第二葉輪29(見圖10)的結(jié)合替代。
對于第四典型威斯特科泵和傳統(tǒng)的威斯特科泵，在聲壓方面做了對比試驗。圖18是對比試驗結(jié)果的圖表。在圖18中，橫軸代表頻率(Hz)、縱軸代表聲壓(dB)。對第四典型威斯特科泵測量的結(jié)果用實線L1表示，傳統(tǒng)威斯特科泵的測量結(jié)果用虛線L2表示。如圖18所示，測量出的第四典型威斯特科泵的聲壓值低于傳統(tǒng)威斯特科泵的聲壓值。因此，說明第四典型威斯特科泵產(chǎn)生的噪音比傳統(tǒng)威斯特科泵低。
第五典型實施例下面說明第五典型威斯特科泵。第五典型威斯特科泵是第四典型威斯特科泵的改進(jìn)型式。更確切地講，第五典型威斯特科泵與第四典型威斯特科泵的不同之處僅在于碰撞降低裝置的結(jié)構(gòu)。因此，下面僅說明碰撞降低裝置。
參見圖19，第一泵通道51的終止端(在第一排出口53的側(cè)面上)由泵蓋5形成，且從第一泵通道51沿切線向外延伸。然后，終止端沿徑向再向外彎曲，因而在終止端形成一個大致呈L形狀的寬度減小區(qū)域557。第一排出口53定位在葉輪10的凹槽12的徑向外側(cè)(見圖7)。采用這一方案，在寬度減小區(qū)域557、與葉輪10的凹槽12相對的第一泵通道51的寬度51W的一部分，沿著葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小。第一排出口53的位置可以對應(yīng)寬度減小區(qū)域557的形狀改變。
在寬度減小區(qū)域557中，傾斜表面555可以在第一泵通道51的第一排出口53側(cè)面上的終止端處形成。傾斜表面555可以共同形成如圖19所示的大致L形狀。此外，從圖20到22可以看出，傾斜表面555可以是大致V形的橫截面。而且，傾斜表面555可以帶有與寬度減小區(qū)域557周邊相連的邊緣。在第一泵通道51的終止端，特別是圖19所示的上側(cè)面上的傾斜表面555中的一個，能使相對葉輪10的凹槽12的第一泵通道51的一部分的深度51d(見圖21)逐漸減小。更確切地講，在這一結(jié)構(gòu)中，深度51d沿著葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小。因此，傾斜表面555形成一深度減小區(qū)域。
盡管圖中未表示出，寬度減小區(qū)域557和傾斜表面555也可以在第二排出口73側(cè)面上的第二泵通道71的終止端處的泵主體7(見圖4)上形成。
根據(jù)第五典型威斯特科泵，寬度減小區(qū)域557和由傾斜表面555形成的深度減小區(qū)域，都可以用作碰撞降低裝置，該碰撞降低裝置能夠在液流方向從第一泵通道51向第一排出口53改變時減小燃料碰撞。此外，由于寬度減小區(qū)域557和深度減小區(qū)域的協(xié)同作用，進(jìn)一步降低了碰撞。
而且，為了消除燃料的脈動，第五典型威斯特科泵可以引入第一泵體4(見圖5)和第一葉輪10(見圖9)的結(jié)合。然而，這種結(jié)合可以由第二泵殼24(見圖6)和第二葉輪29(見圖10)的結(jié)合替代。
盡管典型實施例是結(jié)合用于汽車的燃料泵的威斯特科泵進(jìn)行說明的，本發(fā)明也可以作為泵送其它類型液體(例如液壓油和水)的泵使用。
此外，連通每對相對的葉輪10(20)凹槽12的連通孔16的位置，可以適當(dāng)?shù)卮_定。而且，為了連通每對相對凹槽12，可以設(shè)置多個連通孔。
權(quán)利要求1.一種用于液體的葉輪泵，包括一旋轉(zhuǎn)葉輪(10；20)；一泵殼(4)，其形成一第一泵通道(51)和一第二泵通道(71)，其中，旋轉(zhuǎn)葉輪設(shè)置在泵殼內(nèi)且分別與第一泵通道和第二泵通道相對，其特征是一交匯裝置(62)，使從第一泵通道排出的液體和從第二泵通道排出的液體匯聚；一脈動消除裝置，用于消除分別從第一泵通道和第二泵通道排出的液體的脈動；以及一碰撞降低裝置(155，175；357；455，457；555，557)，用于減小由第一泵通道流出的液流和第二泵通道流出的液流中的至少一個產(chǎn)生的碰撞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪泵，其特征是旋轉(zhuǎn)葉輪(10；20)，其帶有彼此相對的一第一表面和一第二表面，每個第一和第二表面都包括多個沿葉輪圓周方向設(shè)置的凹槽(12)，且這些凹槽彼此間隔一預(yù)定間距；第一泵通道(51)，其與葉輪的第一表面的凹槽相對，第一泵通道與第一吸入口(52)和第一排出口(53)連通，并且第一吸入口和第一排出口彼此由一第一隔壁(5a)分隔開；第二泵通道(7)，其與葉輪的第二表面的凹槽相對，第二泵通道與第二吸入口(72)和第二排出口(73)連通，并且第二吸入口和第二排出口彼此由一第二隔壁(7a)分隔開；交匯裝置，包括一個與第一排出口和第二排出口連通的交匯通道(62)，這樣從第一排出口排出的液體和從第二排出口排出的液體在交匯通道處匯聚；脈動消除裝置，設(shè)計和構(gòu)造成用于消除分別從第一排出口和第二排出口排出的液體的脈動；以及碰撞降低裝置(155，175；357；455，457；555，557)，設(shè)計和構(gòu)造成用于減小由從第一泵通道排向第一排出口的液流和從第二泵通道排向第二泵通道的液流中的至少一個的方向變化引起的液體碰撞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉輪泵，其特征是脈動消除裝置設(shè)計和構(gòu)造成用來自第二排出口排出液流的脈動相位改變從第一排出口排出液流的脈動相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉輪泵，其特征是脈動消除裝置設(shè)計和構(gòu)造成使在第一表面內(nèi)形成的葉輪(10)凹槽(12)與在第二表面內(nèi)形成的凹槽(12)相距半個預(yù)定間距，并且第一排出口(53)和第二排出口(73)沿葉輪圓周方向的相同位置設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉輪泵，其特征是脈動消除裝置設(shè)計和構(gòu)造成使第一排出口(53)與第二排出口(73)相距對應(yīng)半個葉輪(20)凹槽(12)的預(yù)定間距的距離，并且在第一表面內(nèi)形成的葉輪的凹槽和在第二表面內(nèi)形成的葉輪的凹槽沿葉輪圓周方向的相同位置設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5中的任一項所述的葉輪泵，其特征是第一泵通道(51)和第二泵通道(71)包括分別與第一排出口(53)和第二排出口(73)連通的終止端，并且每個終止端至少具有這樣的一個部分，該部分與對應(yīng)的葉輪(10；12)的第一和第二表面中的一個上面形成的凹槽(12)相對，而且碰撞降低裝置(155，175；357；455，457；555，557)設(shè)計和構(gòu)造成沿葉輪的旋轉(zhuǎn)方向、使終止端部分截面積逐漸減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉輪泵，其特征是每個第一和第二泵通道(51，71)都帶有一個沿葉輪(10；20)徑向的寬度(51W)，碰撞降低裝置包括一個寬度減小區(qū)域(357；457)，該寬度減小區(qū)域至少由第一和第二泵通道的終止端中的一個形成，并且寬度減小區(qū)域的形狀是沿著旋轉(zhuǎn)方向、使終止端中至少一個的部分寬度逐漸減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的葉輪泵，其特征是寬度減小區(qū)域(357)沿葉輪的旋轉(zhuǎn)方向延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的葉輪泵，其特征是寬度減小區(qū)域(457)沿葉輪(10；20)的徑向從至少第一和第二泵通道(51，71)中的一個向外延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉輪泵，其特征是每個第一和第二泵通道(51，71)帶有一個沿葉輪(10；20)的軸向深度(51d；71d)，碰撞降低裝置包括一深度減小區(qū)域(155；175；455；555)，該區(qū)域設(shè)置在至少第一和第二泵通道(51，71)終止端中的一個處，并且深度減小區(qū)域的形狀是沿著旋轉(zhuǎn)方向、使至少一個終止端部分的深度逐漸減小。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的葉輪泵，其特征是深度減小區(qū)域包括一與凹槽(12)相對的傾斜表面(155；175；455；555)，其中，凹槽在對應(yīng)的葉輪(10；20)的第一和第二表面中的一個上形成，其中，傾斜表面沿著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉輪泵，其特征是還包括至少一個在葉輪(10；20)內(nèi)形成的連通孔(16)，該連通孔連通分別在第一表面和第二表面內(nèi)形成一對凹槽(12)，并且該對凹槽沿著葉輪的軸向彼此相對。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪泵，其特征是還包括一馬達(dá)部分(2)，其設(shè)計和構(gòu)造成使葉輪(10；20)旋轉(zhuǎn)。
專利摘要一種用于液體的葉輪泵，包括一旋轉(zhuǎn)葉輪(10；20)和一泵殼(4)。泵殼形成有第一泵通道(51)和第二泵通道(71)。葉輪設(shè)置在泵殼內(nèi)且分別與第一泵通道和第二泵通道相對。從第一泵通道排出的液體和從第二泵通道排出的液體在交匯通道(62)處匯聚。一脈動消除裝置用于消除分別從第一泵通道和第二泵通道排出的液體的脈動。碰撞降低裝置(155，175；357；455，457；555，557)用于減小由來自第一泵通道的液流和來自第二泵通道的液流中的至少一個產(chǎn)生的碰撞。
文檔編號F04D5/00GK2703907SQ03207868
公開日2005年6月8日 申請日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者三浦聡, 池谷昌紀(jì) 申請人:愛三工業(yè)株式會社