技术领域
[0001] 本
发明涉及水泵技术领域，具体涉及一种高效低噪水泵。
背景技术
[0002] 水泵是输送液体或使液体
增压的机械。它将
原动机的机械能或其他外部
能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体，水泵在农业、生产等生活领域应用的较为广泛。在有些场合下需要使用大功率的水泵，进行工作，这样就需要使用较大功率的
电机驱动泵体，通常来说，大功率的电机大多为卧式的，方便安装，且工作时候稳定。而且卧式水泵其底盘直接与地面
接触，
稳定性极高。
[0003] 大部分水泵在使用时由于机器的运转及水流的流动，会发生很大的噪音，对于一些对环境的要求较高应用场景时(比如医院)，这些噪音较大的水泵就显得不适用。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种高效低噪水泵来解决上述技术难题。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效低噪水泵，包括：
[0006]
泵壳本体，呈腔体结构，其内部具有泵腔，其
外壳形成有介质进口、介质出口，所述介质进口与所述泵腔呈垂直状态，所述介质出口与所述泵腔呈水平状态；
[0007] 泵轮，所述泵壳本体的内腔中设置有泵轮，所述泵轮位于所述介质进口的正下方，且所述泵轮与所述介质出口处于同一水平线上；
[0008]
驱动电机，所述泵壳本体的外端面设置有驱动电机，所述驱动电机与所述泵轮传动连接。
[0009] 作为本发明的一种改进，所述泵轮依形成结构包括：
[0010] 转动底盘，呈圆形板状结构，其下端面与所述驱动电机的
主轴固定连接，其上端面固接有中心
轮毂；
[0011] 中心轮毂，竖直固接在所述转动底盘的上端面中心处，所述中心轮毂呈圆台状；
[0012] 轮叶，所述中心轮毂的
侧壁上还周向均布有若干轮叶。
[0013] 作为本发明的一种改进，所述中心轮毂的上端面还设置有分流端头，所述分流端头呈球面结构，所述分流端头的直径大于所述中心轮毂的上端面直径，且所述分流端头与中心轮毂的侧壁平滑过渡。
[0014] 作为本发明的一种改进，所述轮叶的截面呈直
角梯形状，其长度大的一边与所述中心轮毂固接，其长度小的一边延伸至四周，所述轮叶的厚度自介质进口的一端向下逐渐递增。
[0015] 作为本发明的一种改进，所述驱动电机与所述介质进口分列在所述泵壳本体相对的两个端面上，所述驱动电机的主轴贯穿所述泵壳本体且与所述泵轮固接，所述泵壳本体的泵腔呈圆盘状，且所述主轴与所述泵腔同轴而设。
[0016] 作为本发明的一种改进，所述中间限轨传动装置包括：
[0017] 限轨本套，呈圆筒结构，围设在所述主轴的外围，所述限位本套的上下两端均设置有限定端盖，所述限轨本套的内腔中还设有两个限定轴环，所述限定轴环固定套设在所述主轴上，且限定轴环的外壁与所述限轨本套的内壁之间接触配合；
[0018] 限轨外壳，所述限轨本套的外围还套设有限轨外壳，所述限轨外壳的外壁与所述泵壳本体固定连接，所述限轨外壳的上部侧壁开设有斜
齿面；
[0019] 限轨盖，所述限轨外壳的上方还设置有限轨盖，所述限轨盖
螺纹盖合在所述限轨外壳的上方，所述限轨盖的上端面设有
支撑板；
[0020] 环形弹片，所述限轨本套与限轨外壳之间的空腔中还设有一环形弹片，所述环形弹片紧贴所述限轨外壳的内壁与限轨本套的外壁。
[0021] 作为本发明的一种改进，所述顶部柔性传动装置包括：
[0022] 上滑
块，其上端固接在所述转动底盘的下端面上，所述上滑块的下方设置有下滑块；
[0023] 下滑块，其下端与所述主轴的上端固定连接，所述下滑块与上滑块之间还设有滚柱；
[0024] 滚柱，其侧壁呈球面形，所述滚柱被横向限制在所述上滑块与下滑块形成的空腔中；
[0025] 缓冲滑腔，所述上滑块的下表面还设置有缓冲滑腔，所述缓冲滑腔滑动套设在
横杆上，所述横杆的中央固接有置于所述缓冲滑腔内部的
活塞板，所述横杆的两端固定在所述下滑块的上表面；
[0026]
连杆，所述上滑块的侧壁上还固定设有连杆，所述连杆与所述轮叶铰接，在连杆的驱动下所述轮叶与所述中心轮毂的角度会发生改变。
[0027] 作为本发明的一种改进，还包括对动
力电机进行供电的
蓄电池，所述
蓄电池分别包括检测
电路以及整流电路；
[0028] 所述检测电路包括检测电路包括端点C和端点D，所述端点C与外部的蓄电池正极输出端连接，所述端点D与外部的蓄电池负极输出端连接，所述端点C包括依次
串联设置的第一电感L1和第一
电阻R1以及端点A，所述端点D与模拟地连接，所述第一电感L1和第一电阻R1之间的第一
节点和第二节点分别与第二电容C2和第三电容C3串联接地，还包括第一比较器U1，第一比较器U1的正向输入端与第一电阻R1和第一电感L1的节点连接，第一比较器U1的反向输入端与第一电阻R1和端点A的节点连接，第一比较器U1的输出端与第三电阻R3串联接地，第一比较器U1的输出端与第三电阻R3的节点与第二电阻串联并与第一
三极管Q1的基级连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集
电极与处理器连接，集电极与处理器的连接节点与第四电容串联接地设置；
[0029] 所述处理器连接一报警装置，当第一驱动三极管导通后处理器接收到电
信号控制一报警装置进行提醒；
[0030] 所述整流电路位于检测电路和蓄电池之间，通过整流电路用于对蓄电池输出的
电流进行滤波处理，其中整流电路包括端点E和端点F，端点E和端点F分别与蓄电池的正极和负极连接，端点E和端点F之间通过第一整流电容C1连接，所述端点E与第一整流三极管Q11以及第一整流电阻R11串联接地，端点E与第二整流三极管Q12的发射极连接，第二整流三极管Q12的基级与第一整流三极管Q11的基级连接，第一整流三极管Q11和第二整流三极管Q12的连接节点与分别与第三整流三极管Q11以及第三整流电阻R13连接，第三整流三极管Q11的基级与第一整流三极管Q11的集电极连接，第二整流三极管Q12的集电极与第一整流电感L1的节点与第二电阻R12和第二电容C12串联设置，第一整流电感L1与第二整流三极管Q12连接的节点与第一整流
二极管D11连接，第一整流电感L1与地之间通过第三整流电容C13接地，第一整流电感L1与地之间通过第四整流电阻R14和第二
整流二极管D12连接，第四整流电阻R14和第二整流二极管D12的节点与第四整流三极管Q14的发射极连接，第四整流三极管Q14的集电极与第三整流电阻R13连接，第四整流三极管Q14的基级与具有可变电阻功能的第六整流电阻R16连接，第六整流电阻R16分别与第五整流电阻R15和第七整流电阻R17连接，第七整流电阻R17与输出端点H连接，第五整流电阻R15与输出端点G连接，输出端点H和输入端点C连接，输出端点G和输入端点D连接。
[0031] 本发明的其它特征和优点将在随后的
说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、
权利要求书、以及
附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0032] 下面通过附图和
实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0033] 图1为本发明的结构示意图；
[0034] 图2为本发明的俯视示意图；
[0035] 图3为本发明的泵轮的结构示意图；
[0036] 图4为本发明的泵轮的正视图；
[0037] 图5为一个实施例中泵轮与主轴连接的结构示意图；
[0038] 图6为本发明中间限轨传动装置的结构示意图；
[0039] 图7为本发明顶部柔性传动装置的结构示意图；
[0040] 图8为本发明下滑块的俯视图；
[0041] 图9为本发明电路图；
[0042] 图10为发明的另一个电路图。
[0043] 图中各构件为：
[0044] 10-泵壳本体，11-泵腔，12-介质进口，13-介质出口，
[0045] 20-泵轮，21-转动底盘，22-中心轮毂，23-轮叶，24-分流端头，[0046] 30-驱动电机，31-主轴，
[0047] 40-中间限轨传动装置，41-限轨本套，42-限定端盖，43-限定轴环，44-限轨外壳，45-限轨盖，46-支撑板，47-环形弹片，
[0048] 50-顶部柔性传动装置，51-上滑块，52-下滑块，53-插口，54-T形滑柱，55-滚柱，56-缓冲滑腔，57-横杆，58-活塞板，59-连杆。
具体实施方式
[0049] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0050] 请参阅图1，一种高效低噪水泵，包括：
[0051] 泵壳本体10，呈腔体结构，其内部具有泵腔11，其外壳形成有介质进口12、介质出口13，所述介质进口12与所述泵腔11呈垂直状态，所述介质出口13与所述泵腔11呈水平状态；
[0052] 泵轮20，所述泵壳本体10的内腔中设置有泵轮20，所述泵轮20位于所述介质进口12的正下方，且所述泵轮20与所述介质出口13处于同一水平线上；
[0053] 驱动电机30，所述泵壳本体10的外端面设置有驱动电机30，所述驱动电机30与所述泵轮20传动连接。
[0054] 上述技术方案的工作原理：水泵在作业过程中，被吸入泵体内的水在
叶轮的带动下流动，在流动过程中与泵壳本体10的内壁发生碰撞而产生乱流，从而产生极大的噪音，而且在产生乱流时也会加剧驱动电机30的负荷，使机器运转的噪音更大，进一步加剧的噪音的产生。为了抑制该噪音的产生，本发明提供了一种可以减少乱流产生的水泵，待泵送的介质经过介质进口12直接流向泵轮20，在泵轮20的作用下，介质在泵腔11中形成
涡流，并经介质出口13流出，由于介质出口13直接形成于泵腔11的侧壁处，因此介质在流动过程中不会产生乱流，而且介质流动顺畅，不会存在阻碍，因此驱动电机30只需提供介质流动所需的能耗，无需额外的负荷，在此泵送作业情况下驱动电机30的功率较低，不会产生较大的噪音。
[0055] 上述技术方案的有益效果：通过泵壳本体10及泵轮20的合理结构设置，可最大程度的减少介质在泵腔11内形成乱流，不仅减小了因介质乱流而产生的介质流动噪音，还降低了电机驱动所需要的负荷能耗，进一步降低了水泵运转所产生的噪音。确保了水泵产生的噪音在特定环境下也能使用，噪音小而且泵送效率高。
[0056] 结合图2-图4，在本发明的一个实施例中，所述泵轮20依形成结构包括：
[0057] 转动底盘21，呈圆形板状结构，其下端面与所述驱动电机30的主轴31固定连接，其上端面固接有中心轮毂22；
[0058] 中心轮毂22，竖直固接在所述转动底盘21的上端面中心处，所述中心轮毂22呈圆台状；
[0059] 轮叶23，所述中心轮毂22的侧壁上还周向均布有若干轮叶23。
[0060] 所述中心轮毂22的上端面还设置有分流端头24，所述分流端头24呈球面结构，所述分流端头24的直径大于所述中心轮毂22的上端面直径，且所述分流端头24与中心轮毂22的侧壁平滑过渡。
[0061] 所述轮叶23的截面呈直角梯形状，其长度大的一边与所述中心轮毂22固接，其长度小的一边延伸至四周，所述轮叶23的厚度自介质进口12的一端向下逐渐递增。
[0062] 上述技术方案的工作原理及有益效果：为了使介质在经介质进口12进入泵腔11时减少介质对泵轮20的冲击，使其缓和的作用到泵轮20上，并能够快速的在泵轮20的作用下实现涡流，从而实现
流线式转动，进一步降低水泵所产生的噪音。
[0063] 结合图2-图4，在本发明的一个实施例中，所述驱动电机30与所述介质进口12分列在所述泵壳本体10相对的两个端面上，所述驱动电机30的主轴31贯穿所述泵壳本体10且与所述泵轮20固接，所述泵壳本体10的泵腔11呈圆盘状，且所述主轴31与所述泵腔11同轴而设。
[0064] 上述技术方案的工作原理及有益效果：在本实施例中，这种结构的水泵能最大程度的减少由结构所产生的拐角，进一步减少乱流，降低噪音。
[0065] 结合图5-图8，在本发明的一个实施例中，所述主轴31通过双
传动系统与所述转动底盘21的底部连接，所述双传动系统包括中间限轨传动装置40和顶部柔性传动装置50，所述中间限轨传动装置40设置在所述主轴31的外周面上，所述中间限轨传动装置40的外壁贯穿所述泵壳本体10且密封接触，所述顶部柔性传动装置50的下端与所述主轴31固接，所述顶部柔性传动装置50的上端与所述转动底盘21的底部固定连接。
[0066] 所述中间限轨传动装置40包括：
[0067] 限轨本套41，呈圆筒结构，围设在所述主轴31的外围，所述限位本套41的上下两端均设置有限定端盖42，所述限轨本套41的内腔中还设有两个限定轴环43，所述限定轴环43固定套设在所述主轴31上，且限定轴环43的外壁与所述限轨本套41的内壁之间滑动接触配合；
[0068] 限轨外壳44，所述限轨本套41的外围还套设有限轨外壳44，所述限轨外壳44的外壁与所述泵壳本体10固定连接，所述限轨外壳44的上部侧壁开设有斜齿面；
[0069] 限轨盖45，所述限轨外壳44的上方还设置有限轨盖45，所述限轨盖45螺纹盖合在所述限轨外壳44的上方，所述限轨盖45的上端面设有支撑板46；
[0070] 环形弹片47，所述限轨本套41与限轨外壳44之间的空腔中还设有一环形弹片47，所述环形弹片47紧贴所述限轨外壳44的内壁与限轨本套41的外壁。
[0071] 所述顶部柔性传动装置50包括：
[0072] 上滑块51，其上端固接在所述转动底盘21的下端面上，所述上滑块51的下方设置有下滑块52，所述上滑块51的下表面还设有与所述主轴31销接的插口53；
[0073] 下滑块52，其下端与所述主轴31的上端固定连接，所述下滑块52的上表面还固接有T形滑柱54，所述T形滑柱54插接在上滑块51的T形槽中，所述下滑块52与上滑块51之间还设有滚柱55；
[0074] 滚柱55，其侧壁呈球面形，所述滚柱55被横向限制在所述上滑块51与下滑块52形成的空腔中；
[0075] 缓冲滑腔56，所述上滑块51的下表面还设置有缓冲滑腔56，所述缓冲滑腔56滑动套设在横杆57上，所述横杆57的中央固接有置于所述缓冲滑腔56内部的活塞板58，所述横杆57的两端固定在所述下滑块52的上表面；
[0076] 连杆59，所述上滑块51的侧壁上还固定设有连杆59，所述连杆59与所述轮叶23铰接，在连杆59的驱动下所述轮叶23与所述中心轮毂22的角度随之改变。
[0077] 上述技术方案的工作原理及有意效果：常见的降噪方式是通过抑制工作构件的振动来实现。但是对于水泵而言则不太容易通过抑制机器构件振动的方式来实现降噪效果，因为水在泵体内部的输送过程往往很难控制，水在泵体中会不同程度的产生一定的激荡，这种激荡的水流在泵体中会形成很大的噪音。而对于大多数固定式结构的水泵而言，其泵送的流量不同，其产生的噪音大小也不同，有些水泵在流量较小时噪音较小，在流量较大时其噪音也相应的较大，而有些水泵在流量较大时噪音反而较小，在流量较小时其噪音反而越大。因此，为了应对不同水泵在泵送不同流量时所产生的噪音差异性，本实施例为水泵提供了两种泵送模式，确保其在流量较小时噪音能小，在流量较大时切换到另一种泵送模式，所产生的噪音还能较小，该两种模式分别为小流量柔性泵送模式以及大流量固性泵送模式。
[0078] 当水泵处于小流量柔性泵送模式时，驱动电机30的主轴31和泵轮20之间是柔性连接方式，其具体功能结构由顶部柔性传动装置50形成。在此状态下，驱动电机30处于低位，即此时主轴31和上滑块51之间处于分离状态，二者并没有通过销轴与插口53的配合而成为一个整体，此时主轴31只带动下滑块52转动，再由下滑块52通过T形滑柱54与T形槽(图中未示出)的配合从而带动上滑块51转动。在小流量的介质经介质进口12进入泵腔11后会对泵轮20产生一定的冲击，由于介质的流量较小，这种冲击会产生较大的噪音，因此需要泵轮20需要一定程度的“软接触”来降低因冲击而产生的噪音，而该软接触则由顶部柔性传动装置来实现。当介质流向泵轮20时，泵轮20会将由介质带来的
动能通过上滑块51、下滑块52将其转化为缓冲滑腔56的压力能。当介质流向泵轮20时，上滑块51、下滑块52会产生一定的相对位移(附图8的上下方向的位移)，在此相对位移过程中，活塞板58在缓冲滑腔56滑动，从而逐步增加缓冲滑腔56内的气压，依次完成“软接触”。而且在此过程中上滑块51会通过连杆59带动轮叶23转动，增加轮叶23与介质的接触面积，从而进一步降低冲击产生的噪音。
[0079] 当水泵处于大流量柔性泵送模式时，驱动电机30的主轴31和泵轮20之间是限定连接方式，其具体功能结构由中间限轨传动装置40形成。在此状态下，驱动电机30处于高位，即此时主轴31和上滑块51之间处于连接为一体的状态，通过销轴与插口53的配合而成为一个整体，此时主轴31直接带动上滑块51转动。当介质流量较大时，其噪音主要是由主轴31在转动时由于负荷较大，介质流动时的惯性较大，该惯性会使主轴31在径向上产生一定的颤动，该颤动会造成机械结构之间不停的碰撞而发生较大的噪音，因此这时候就需要对主轴31的运转状态进行限定，避免其发生颤动。抑制该颤动主要是由中间限轨传动装置来实现的。限轨本套41通过两个限定轴环43与主轴31接触，两个限定轴环43可减少限轨本套41与主轴31的接触部位，而限轨外壳44则固定在泵壳本体10上，限轨外壳44与限轨本套41之间通过环形弹片47紧密配合，这样限轨外壳44与限轨本套41就不会存在碰撞。同时限轨本套
41与限定轴环43的结合、限定端盖42的限定、支撑板46的限定则三个限定结构，可使主轴31始终保持竖直转动，而不会因为所受到的径向
载荷而发生径向颤动，从而降低噪音。
[0080] 参阅图9，作为本发明的一种改进，还包括对动力电机进行供电的蓄电池，所述蓄电池分别包括检测电路以及整流电路；
[0081] 所述检测电路包括检测电路包括端点C和端点D，所述端点C与外部的蓄电池正极输出端连接，所述端点D与外部的蓄电池负极输出端连接，所述端点C包括依次串联设置的第一电感L1和第一电阻R1以及端点A，所述端点D与模拟地连接，所述第一电感L1和第一电阻R1之间的第一节点和第二节点分别与第二电容C2和第三电容C3串联接地，还包括第一比较器U1，第一比较器U1的正向输入端与第一电阻R1和第一电感L1的节点连接，第一比较器U1的反向输入端与第一电阻R1和端点A的节点连接，第一比较器U1的输出端与第三电阻R3串联接地，第一比较器U1的输出端与第三电阻R3的节点与第二电阻串联并与第一三极管Q1的基级连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极与处理器连接，集电极与处理器的连接节点与第四电容串联接地设置；
[0082] 所述处理器连接一报警装置，当第一驱动三极管导通后处理器接收到
电信号控制一报警装置进行提醒；
[0083] 所述整流电路位于检测电路和蓄电池之间，通过整流电路用于对蓄电池输出的电流进行滤波处理，其中整流电路包括端点E和端点F，端点E和端点F分别与蓄电池的正极和负极连接，端点E和端点F之间通过第一整流电容C1连接，所述端点E与第一整流三极管Q11以及第一整流电阻R11串联接地，端点E与第二整流三极管Q12的发射极连接，第二整流三极管Q12的基级与第一整流三极管Q11的基级连接，第一整流三极管Q11和第二整流三极管Q12的连接节点与分别与第三整流三极管Q11以及第三整流电阻R13连接，第三整流三极管Q11的基级与第一整流三极管Q11的集电极连接，第二整流三极管Q12的集电极与第一整流电感L1的节点与第二电阻R12和第二电容C12串联设置，第一整流电感L1与第二整流三极管Q12连接的节点与第一整流二极管D11连接，第一整流电感L1与地之间通过第三整流电容C13接地，第一整流电感L1与地之间通过第四整流电阻R14和第二整流二极管D12连接，第四整流电阻R14和第二整流二极管D12的节点与第四整流三极管Q14的发射极连接，第四整流三极管Q14的集电极与第三整流电阻R13连接，第四整流三极管Q14的基级与具有可变电阻功能的第六整流电阻R16连接，第六整流电阻R16分别与第五整流电阻R15和第七整流电阻R17连接，第七整流电阻R17与输出端点H连接，第五整流电阻R15与输出端点G连接，输出端点H和输入端点C连接，输出端点G和输入端点D连接。
[0084] 上述技术方案的效果及原理在于：
[0085] 通过端点C使蓄电池的电流流入，蓄电池的电流经过电感，分流到第一电阻R1和第一
电压比较器U1的正向输入端，流过第一电阻R1的电路分流到第一电压比较器U1的
反相输入端以及另一支路。并且根据电流的变化量第一电压比较器U1进行相应的输出，例如说蓄电池流入的电流过大，因为第一电阻R1的值是固定的，会导致第一电阻的两个端点的电压差变大，蓄电池流入的电流越大则第一电压比较器U1则会输出
高电平信号，因为此时第一电压比较器U1的正向输入端大于第一电压比较器U1的反相输入端，然后第一电压比较器输出高电平信号至第一三极管Q1的基级，第一三极管Q1导通，处理器接收到电信号控制报警装置进行报警工作。本发明提供的检测电路其结构简单，损耗的电量低、发热量极小、灵敏度高，提高了检测电路的安全性能，能很好的响应电流变化。
[0086] 在整个电路工作过程中，信号先从输入端经输入电路的信号的确认后进入差动放大电路，在由四个不同型号尺寸的晶体管族群的作用下线性放大传输信号，经过放大后的信号再进入由晶体管和电容构成的
偏压共源增益电路进行信号补全增益，经过偏压增益后的信号再经输出电路的输出端输出，从而完成信号放大去干扰的整个传输过程。
[0087] 信号在经差动放大电路的单级线性放大和偏压共源增益电路的共源极放大增益后可实现信号在较长路径的传输过程中不发生过度衰减，多组信号之间也不会发生互相干扰的现象。从而精确检测介质的流量，并根据介质流量旋转工作模式。
[0088] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内中。
