專利名稱：冷凝泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一種從HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器收集冷凝水并將冷凝水泵送到另一地點(diǎn)以用于處理的冷凝泵。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的冷凝泵包括用于電磁泵的安裝系統(tǒng)和用于電磁泵的驅(qū)動(dòng)電路以減少噪音和增加工作效率。
背景技術(shù)：
冷凝泵從HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器收集冷凝水并將冷凝水泵送到遠(yuǎn)處地點(diǎn)以用于處理。特別是，常規(guī)冷凝泵包括用于收集來(lái)自HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器的冷凝水的容器、用于將水從容器泵送到遠(yuǎn)處地點(diǎn)的葉輪泵和驅(qū)動(dòng)該葉輪泵的電動(dòng)機(jī)。容器中的浮子檢測(cè)容器中冷凝水的液面高度并啟動(dòng)控制電路來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的操作。在某些小型HVAC系統(tǒng)中，冷凝泵可以采用代替葉輪泵的電磁泵、以及冷凝水收集容器。在有些情況下，該電磁泵和該容器可以是分離的。常規(guī)電磁泵被設(shè)計(jì)為以固定交流輸入電壓和頻率工作，例如60Hz下120伏的標(biāo)準(zhǔn)家用電流。這種常規(guī)電磁泵2示于圖1中。 該常規(guī)電磁泵2包括帶有進(jìn)口 6和出口 8的泵缸4。中空的圓柱形柱塞10可滑動(dòng)地安裝在該泵缸4的壓力室14內(nèi)。該柱塞10通過(guò)電磁線圈22被推向進(jìn)口 6。該柱塞10通過(guò)柱塞彈簧20被推向出口 8。該柱塞10具有在進(jìn)口 6和該泵缸4的壓力室14之間形成連通通道的內(nèi)部柱塞通道12。第一止回閥16在壓力室14內(nèi)接合該柱塞通道12。第二止回閥18在鄰近出口 8處密封該壓力室14。在工作過(guò)程中，該電磁線圈22通過(guò)二極管連接到具有50/60HZ頻率的交流電源。 源自交流電源的電壓在圖2中表示為全波形24。由于二極管的操作，施加到電磁線圈22 上的電壓在圖2中表示為半波整流波形26。該半波整流波形26具有吸入部分(intake portion) 28和排出部分(discharge portion) 30。在整流波形26的吸入部分28期間，該電磁線圈22勵(lì)磁并且通過(guò)該電磁線圈22將柱塞10推向進(jìn)口 6。當(dāng)通過(guò)電磁線圈22將柱塞10推向進(jìn)口 6時(shí)(吸入部分28)，第一止回閥16允許冷凝水進(jìn)入泵缸4的壓力室14內(nèi)， 而第二止回閥18阻止冷凝水從出口 8回流到壓力室14內(nèi)。在整流波形26排出部分30期間，該電磁線圈22去磁并且通過(guò)柱塞彈簧20將柱塞10推向出口 8。當(dāng)通過(guò)柱塞彈簧20將柱塞10推向出口 8時(shí)(排出部分30)，第一止回閥16密封該柱塞通道12以使壓力室14內(nèi)的冷凝水通過(guò)第二止回閥18并排出出口 8。由于電磁線圈22的電磁效應(yīng)、柱塞彈簧20的機(jī)械諧波(mechanical harmonics) 和變化吸入和排出壓力的動(dòng)態(tài)特性，在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)單個(gè)二極管連接到交流電源的電磁泵2不可能在所有條件下高效工作。特別是，在電磁線圈22中的交流電朝向進(jìn)口 6驅(qū)動(dòng)該柱塞10期間(吸入部分28)，即使柱塞10已經(jīng)達(dá)到其行程末端之后電流仍繼續(xù)流入電磁線圈22。在柱塞10已經(jīng)達(dá)到其行程末端之后繼續(xù)向電磁線圈22施加電流會(huì)造成電磁線圈22中不必要的熱量積累。這種熱量積累限制了電磁泵2工作的電壓范圍和頻率范圍。 另外，由于柱塞10壓縮柱塞彈簧20，使用半波整流波形26引起柱塞10在柱塞行程末端撞擊泵缸4的端部。因此，通過(guò)單個(gè)二極管連接到交流電源的常規(guī)電磁泵2是有噪音的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā) 明的一個(gè)目的是提供一種電磁泵，該電磁泵具有增加的能效、較低的可聽(tīng)聲音級(jí)別和增強(qiáng)的與不同交流電源的兼容性。為了增加效率，本發(fā)明包括電磁泵電子控制模塊，其在泵周期的吸入部分控制流向電磁線圈的電流。特別是，當(dāng)已經(jīng)克服柱塞彈簧的力將柱塞推動(dòng)到其端點(diǎn)時(shí)，該電子控制模塊切斷通向電磁線圈的電流。通過(guò)在泵周期的吸入部分期間一旦該柱塞到達(dá)其端點(diǎn)時(shí)切斷通向電磁線圈的電流，額外的電流不會(huì)流向該電磁線圈，因此減少該線圈上不必要的發(fā)熱。由于通過(guò)在柱塞被推動(dòng)到其端點(diǎn)時(shí)切斷通向電磁線圈的電流而獲得的效率，本發(fā)明的電磁泵可以使用具有在50/60HZ下100到250伏電壓范圍的交流電源進(jìn)行工作。為了降低常規(guī)電磁泵產(chǎn)生的可聽(tīng)聲音級(jí)別，本發(fā)明的電磁泵還采用電磁泵組件中用于電磁泵的安裝系統(tǒng)、以及用于將本發(fā)明的電磁泵組件附接到支撐件上的安裝設(shè)備。另夕卜，如上所述的電子控制模塊的操作防止柱塞在泵周期的吸入部分期間撞擊缸殼體的端部。當(dāng)結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求考慮本發(fā)明接下來(lái)的詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，本發(fā)明進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得顯而易見(jiàn)。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電磁泵的示意圖。圖2是與用來(lái)驅(qū)動(dòng)圖1中電磁泵的交流電源有關(guān)的波形的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的示意圖。圖4是圖3中示意性圖示的根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的分解圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的電磁泵組件的透視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的電磁泵組件的分解圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的容器的正視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的容器的俯視圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的容器的側(cè)視圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的容器的側(cè)視圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的容器的分解圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵的電磁泵電子控制模塊的示意圖。
具體實(shí)施例方式轉(zhuǎn)向圖3，根據(jù)本發(fā)明的冷凝泵2包括容器34和電磁泵組件36。對(duì)于該冷凝泵 32，容器34和電磁泵組件36可以分開(kāi)，容器34靠近HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器設(shè)置。替代地，該電磁泵組件36和容器34可組裝成一個(gè)單元。容器34具有容器進(jìn)口 48和容器出口 50。電磁泵組件36包括具有電磁泵進(jìn)口 6和電磁泵出口 8的電磁泵2。通過(guò)連接在蒸發(fā)器和容器 34的容器進(jìn)口 48之間的蒸發(fā)器軟管38，來(lái)自HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器的冷凝水通過(guò)重力被輸送到容器34的容器進(jìn)口 48。電磁泵組件36的電磁泵進(jìn)口 6通過(guò)抽吸軟管40連接到容器34 的容器出口 50。抽吸軟管40包括通過(guò)抽吸軟管波紋管56連接在一起的第一抽吸軟管部分41和第二抽吸軟管部分43。抽吸軟管波紋管56是柔性的并且在冷凝泵組件36和容器34 之間提供隔音和隔振。當(dāng)電磁泵組件36中的電磁泵2循環(huán)時(shí)，冷凝水被通過(guò)抽吸軟管40從容器34吸到電磁泵2中并通過(guò)電磁泵出口 8和連接到電磁泵出口 8的排出軟管42排出。排出軟管42 包括通過(guò)排出軟管波紋管58連接到一起的第一排出軟管部分45和第二排出軟管部分47。 排出軟管波紋管58是柔性的并在冷凝泵組件36和與排出軟管42的第二排出軟管部分47 相接觸的任何部件之間提供隔音和隔振。繼續(xù)參考圖3，該冷凝泵組件36進(jìn)一步包括連接到交流電源37的電力電纜46，用于將交流電輸送到該電磁泵2。控制電纜44將容器34中浮子控制模塊52產(chǎn)生的信號(hào)連接到該電磁泵組件36中的電磁泵電子控制模塊54。該浮子控制模塊52確定容器34中冷凝水的液面高度并向該電子控制模塊54發(fā)送信號(hào)以起停該電磁泵2。圖4是冷凝泵32的分解圖，顯示了容器34和電磁泵組件36的組成部件。該電磁泵組件36在圖5和圖6中更詳細(xì)地圖示。該電磁泵組件36包括用于包裝冷凝泵2和電路板62的殼體60 (圖5)。電子控制模塊54安裝在電路板62上。殼體60包括金屬蓋64和金屬底 座66。蓋64在金屬蓋64的一端具有安裝口 68而在金屬蓋64的另一端具有匹配的安裝口。包括第一橡膠安裝墊環(huán)70的減震材料將電磁泵2的出口 8卡在安裝口 68內(nèi)，包括第二橡膠安裝墊環(huán)72的減震材料將電磁泵2的進(jìn)口 6卡在金屬蓋64的相對(duì)安裝口內(nèi)。 橡膠安裝墊環(huán)用來(lái)使電磁泵2產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)與殼體60的金屬蓋64隔離。包括橡膠安裝箱74的減震材料圍繞并附接于殼體60的底座66。橡膠安裝箱74具有在其下側(cè)的柔性肋78和用于將電磁泵組件36附接到支撐件的安裝孔76。具有柔性肋78的橡膠安裝箱74 設(shè)置在支撐件和金屬底座66之間并用來(lái)使電磁泵組件36的振動(dòng)與可安裝電磁泵組件36 的支撐件隔離。轉(zhuǎn)向圖7-11，容器34包括容箱80、容箱蓋82、和帶有相關(guān)浮子的浮子控制模塊 52。容箱80具有用于接收來(lái)自HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器的冷凝水、帶有過(guò)濾網(wǎng)83的容器進(jìn)口 48，和用來(lái)連接到抽吸軟管40的出口 50。容箱蓋82支撐浮子控制模塊52。浮子84隨著容箱80中的冷凝水液面高度上下移動(dòng)，并且浮子控制模塊52在輸出接頭86處產(chǎn)生與容箱 80中冷凝水液面高度有關(guān)的浮子控制信號(hào)。接頭86連接到控制電纜44(圖3和4)?？刂齐娎|44連接到電磁泵組件36的電路板62上的電磁泵電子控制模塊54，以使得浮子控制信號(hào)起停該電磁泵2。為了減少噪音并提高電磁泵2效率，交流電源37(圖3)通過(guò)電力電纜46和圖12 中示意性圖示的泵控制模塊54連接到電磁線圈22。特別是，泵控制模塊54的交流輸入端子86和88連接到交流電源37。常開(kāi)繼電器開(kāi)關(guān)90將交流電流源37連接至該泵控制模塊 54。該繼電器開(kāi)關(guān)90由來(lái)自容器34中的浮子控制模塊52的浮子控制信號(hào)控制。當(dāng)容器 34中的浮子控制模塊52確定浮子84已經(jīng)達(dá)到容器中應(yīng)開(kāi)始泵送的液面高度時(shí)，浮子控制模塊52產(chǎn)生的浮子控制信號(hào)通過(guò)控制電纜44連接到電子控制模塊54。因此浮子控制信號(hào)閉合開(kāi)關(guān)90，從而將交流電源37連接至泵控制模塊54。隨著開(kāi)關(guān)90閉合，上升的交流電壓(圖2中波形24)在泵周期的吸入部分28(圖2)期間使節(jié)點(diǎn)92為正電壓。在泵周期的吸入部分28期間，節(jié)點(diǎn)92處的正電壓使功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管FET 94傳導(dǎo)電流。通過(guò)FET 94 傳導(dǎo)的大部分電流經(jīng)過(guò)二極管96、電磁線圈22和電流傳感電阻98。因?yàn)殡姶啪€圈22被設(shè)計(jì)為允許由50Hz或60Hz的交流電源進(jìn)行操作，電磁線圈22的電感較大，電磁線圈22中的電流滯后于電磁線圈22的電壓。隨著電磁線圈22中的電流增加，柱塞10(圖1)開(kāi)始移動(dòng)并壓縮柱塞彈簧20。同時(shí)，隨著電磁線圈22中的電流增加，電流傳感電阻98的電壓 增加。 一旦電流傳感電阻98的電壓上升到由跨過(guò)二極管100、電阻器102和分壓電阻器104的壓降所確定的值，節(jié)點(diǎn)106處的電壓上升到足夠起動(dòng)半導(dǎo)體閘流管108的值。半導(dǎo)體閘流管 108的導(dǎo)通將FET 94的柵電壓接地，在泵周期26(圖2)吸入部分28的剩余部分中切斷通向電磁線圈22的電流。一旦在PET 94的作用下切斷通向電磁線圈22的電流，柱塞彈簧20 朝向出口 8推動(dòng)柱塞10，因此排出來(lái)自泵的冷凝水。通過(guò)調(diào)整分壓電阻器104的設(shè)置，可調(diào)節(jié)在每半個(gè)周期的吸入部分28期間傳遞到電磁線圈22的能量的數(shù)量從而獲得最佳性能和最小的可聽(tīng)噪聲。由于電磁泵控制模塊54 的自調(diào)節(jié)操作，設(shè)計(jì)用于特定工作電壓和頻率(例如60Hz下100伏)的標(biāo)準(zhǔn)電磁泵2可在包括50/60HZ下100-250伏的擴(kuò)展范圍內(nèi)工作，而在電磁線圈22或柱塞10上沒(méi)有不適當(dāng)?shù)淖冃?undue strain)。雖然以上參考一個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是可以理解的是，在本文所述和所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的本質(zhì)和范圍內(nèi)可進(jìn)行改變和變形。
權(quán)利要求
1. 一種用于收集冷凝水并將該冷凝水泵送到遠(yuǎn)處地點(diǎn)的冷凝泵，其包括a.用于收集冷凝水的冷凝水容器；b.電磁泵,所述電磁泵包括 i.帶有進(jìn)口和出口的缸；ii.能滑動(dòng)地安裝在該缸中的柱塞，用于將冷凝水從容器吸入到缸中并將冷凝水排出該缸；和iii.用于在該缸內(nèi)移動(dòng)柱塞的電磁線圈；c.具有第一個(gè)半周期和第二個(gè)半周期的交流電源；和d.連接到該交流電源的電磁泵控制模塊，其中該電磁泵控制模塊i.在該交流電源的第一個(gè)半周期期間將該交流電源連接至該電磁泵的電磁線圈；和 ii.在已經(jīng)將預(yù)定量的能量傳遞到該電磁線圈時(shí)將該交流電源與該電磁泵的電磁線圈斷開(kāi)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝泵，其特征在于該預(yù)定量的能量是借助于流過(guò)該電磁線圈的電流量進(jìn)行檢測(cè)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝泵，其特征在于該預(yù)定量的能量是可調(diào)節(jié)的。
4.一種用于收集冷凝水并將該冷凝水泵送到遠(yuǎn)處地點(diǎn)的冷凝泵，其包括a.用于收集冷凝水的冷凝水容器；b.電磁泵組件，所述電磁泵組件包括 i.用于安裝在支撐件上的殼體；ii.設(shè)置在該殼體和支撐表面之間的減震箱；和iii.連接到該冷凝水容器的電磁泵，所述電磁泵用于將冷凝水從容器吸入并將冷凝水泵送到遠(yuǎn)處地點(diǎn)，其中該電磁泵通過(guò)減震材料安裝在該殼體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷凝泵，其特征在于該冷凝水容器和電磁泵組件是相互分離的并通過(guò)抽吸軟管相連以使該冷凝泵能從該容器吸入冷凝水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷凝泵，其特征在于該抽吸軟管包括柔性波紋管。
全文摘要
用于HVAC系統(tǒng)的冷凝泵包括容器、帶有電磁泵的電磁泵組件和電磁泵電子控制模塊，該電磁泵電子控制模塊用于限制在交流電源的一半周期期間傳遞給該電磁泵的能量的數(shù)量。該電磁泵通過(guò)減震材料安裝在電磁泵組件上，并且該電磁泵組件利用介于電磁泵組件和支撐件之間的減震材料安裝在支撐件上。
文檔編號(hào)F04B17/00GK102159834SQ200980136936
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者C·B·沃德 申請(qǐng)人:迪沃塞泰克公司