流体真空泵的制作方法

流体真空泵
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年1月8日提交的第62/958,434号美国临时专利申请的优先权，并通过引用将其全部公开内容明确地并入本文。
技术领域
3.本发明涉及流体过滤和真空装置，并且更具体地涉及用于这样的过滤装置的泵送系统，这样的过滤装置既适于直接浸入待过滤的水体中，又适于在水体外部使用。


背景技术：

4.手动操作的能沉入水中的水过滤设备，诸如游泳池清洁器，它们中许多使用吸力来清洁需要定期清洁的水体——诸如游泳池或温泉——通常采用手持清洁装置和/或伸缩杆驱动清洁装置的形式。两者都不贵，并且适合清洁较小尺寸的水体，诸如游泳池和温泉。其他类型的游泳池清洁装置，诸如自推进机器人游泳池清洁器，往往更适合于较大容积的游泳池和温泉。类似地，有许多真空吸尘器非常适合用于干燥的表面，包括游泳池周围以及住宅区或商业区周围的其他地方。
5.虽然这些过滤装置和真空装置对于它们预期的使用环境可能相当有效，但是它们在其他可能的环境中并不十分有效。这在很大程度上是由于每一类装置设计运行的介质(即空气和水)的根本差异。考虑到介质的低质量和密度，通过真空入口吸入空气相对容易。然而，空气也是可压缩的，这需要具有大量较大叶片的高速叶轮或螺旋桨。相比之下，水不仅密度极高，而且一般不可压缩。因此，为了将水吸入过滤进口，通常使用使用较低速度和/或较少叶片的叶轮或螺旋桨系统。这些差异使得在水环境中使用空气真空或在空气环境中使用水过滤装置变得困难，因为在每种类型的系统中使用的rpm(每分钟转数)、扭矩和电流消耗不适合其他环境，并且可能导致马达损坏或故障或无效运行。此外，在这些装置的电池供电版本的情况下，这样的跨环境使用，即使不会导致马达损坏，也经常会导致电池快速放电或损坏。
6.因此，为了在这些不同的环境中进行清洁，用户目前需要从一种类型的清洁装置完全地转换到另一种类型的清洁装置。特别地，在可能包含既涉及湿环境又涉及干环境的区域的环境中，这可能需要在多种清洁工具之间重新定位和切换，以完成所需的清洁任务。这导致了时间的损失，更不用说，购买多台装置所需的投资也显著增加。
7.因此，希望有一种既能在水和空气环境中有效运行又能适用于电池或外部电源的单个装置。


技术实现要素：

8.为了提供对本发明的基本理解，下面给出了本发明的一些实施例的简要发明内容。本发明内容不是本发明的广泛概述。它不旨在标识本发明的关键/重要元素或界定本发明的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本发明的一些实施例，作为稍后呈现的更详细
描述的序言。应该理解的是，尽管在整个本公开中提到了空气和水，但是它们仅仅是为了说明的目的而被提及，而不应该被认为是限制性的。本文描述的系统和方法被设计用于具有不同密度或粘度等的两种或更多种流体，使得可以使用和/或检测每种流体的不同运动学力，从而激活适当的泵送系统。流体可以由空气、水、油或其他物质组成。本公开设想了可以配置用于两种或更多种流体环境的泵送系统。
9.根据本公开的一个方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：马达组件，其包括单个马达或多个马达，其中一个马达可以配置用于在第一介质中运行，而另一个马达可以配置用于在第二介质中运行；叶轮组件，其包括可以具有固定或可变配置的单个叶轮、或多个叶轮，其中一个叶轮可以配置用于在第一介质中运行，而另一个叶轮可以配置用于在第二介质中运行；和联动装置，其根据存在的介质类型可操作地连接所述马达组件和所述叶轮并可调整地将动力从所述马达组件传递到所述叶轮。
10.在另一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括联动装置，所述联动装置具有联动机构和离合器机构中的至少一者，其配置为可调整地将动力从所述马达组件传递到所述叶轮组件。
11.在另一个方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：联动装置，其配置为将第一马达与第一叶轮可操作地连接，并且将第二马达与第二叶轮可操作地连接；和选择装置，其配置为根据存在的介质将动力引导到所述第一马达或所述第二马达中的一者。
12.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：还具有第一叶轮齿轮的第一叶轮和具有第二叶轮齿轮的第二叶轮；以及联动装置，其具有将马达与所述第一叶轮齿轮和所述第二叶轮齿轮中的至少一者选择性地接合的可移动离合器齿轮。
13.在另一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：引导至少一个可移动离合器齿轮的移动的选择装置。
14.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：运动学离合器，所述运动学离合器引导至少一个可移动离合器齿轮在与第一叶轮齿轮和第二叶轮齿轮的接合之间的移动。
15.在另一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：叶轮，其具有适用于多种介质的叶片配置；联动装置，其具有将动力从第一或第二马达中的至少一者传递到所述叶轮的至少一个联动齿轮；和选择装置，其根据存在的介质选择性地将动力引导到所述马达中的至少一者。
16.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：叶轮，其具有适用于多种介质的叶片配置；联动装置，所述联动装置具有：可移动离合器齿轮，其与所述叶轮接合并选择性地接合第一叶轮齿轮和第二叶轮齿轮中的一者；和运动学离合器，其引导可移动离合器齿轮在与所述第一叶轮齿轮和所述第二叶轮齿轮接合之间的移动；以及选择装置，所述选择装置根据存在的介质选择性地将动力引导到两个马达中的至少一者。
17.在另一方面，提供了一种包括可变配置叶轮的流体真空泵。所述可变配置叶轮可以具有第一分段和第二分段，其中所述第一分段配置用于在第一介质中运行。所述第二分段可以配置为单独地或者与所述第一分段结合在第二介质中运行。
18.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：联动装置，其具有离合器，所述离合器配置为根据存在的介质选择性地接合和脱离可变配置叶轮的两个分段中
的至少一者。
19.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：可变配置叶轮，其具有具有第一磁体的第一分段和具有第二磁体的第二分段，并且其中所述第一磁体和所述第二磁体配置为根据存在的介质选择性地联接所述第一分段和所述第二分段。
20.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：可变配置叶轮，其具有具有第一磁体的第一分段和具有第二磁体的第二分段；和联动装置，其具有离合器，所述离合器配置为根据存在的介质选择性地接合和脱离所述第一分段和所述第二分段中的至少一者。
21.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：可变配置叶轮，其具有具有第一磁体的第一分段和具有第二磁体的第二分段；和运动学离合器。
22.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：可变配置叶轮，其具有具有第一磁体的第一分段和具有第二磁体的第二分段，并且其中所述第一磁体和所述第二磁体形成离合器。
23.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：具有第一分段和第二分段的可变配置叶轮；和制动装置，其配置为选择性地接合所述第一分段或所述第二分段中的一者，以根据存在的介质影响接合分段相对于未接合分段的旋转。
24.在又一方面，提供了一种包括无刷马达系统的流体真空泵。
25.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：具有第一分段和第二分段的可变配置叶轮；和单向离合机构，其配置为根据所述第一分段的旋转方向选择性地接合和脱离所述第一分段和所述第二分段中的至少一者。
26.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：配置为检测存在的介质的至少一个传感器；和选择装置，其与所述传感器通信，并配置为根据由所述传感器检测到的介质来调整向马达组件的动力传递。
27.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：马达组件；叶轮组件；和联动装置，其根据存在的介质可调整地将动力从所述马达组件传递到所述叶轮组件。
28.在又一方面，提供了一种流体真空泵，所述流体真空泵包括：马达组件；叶轮组件；和选择装置，其根据存在的介质可调整地控制所述马达组件和所述叶轮组件中的至少一者。
29.这些方面仅仅是与本发明相关的无数方面的说明，并且不应该被认为是以任何方式进行限制。当结合参考附图时，从下面的具体实施方式中，本发明的这些和其他方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
30.当结合附图阅读时，将会更好地理解前面的发明内容以及下面的具体实施方式，在附图中，相同或相似的元件用相同的附图标记表示，并且其中：
31.图1是根据本公开的第一实施例的结合了两个马达和两个叶轮的流体真空泵的透视图。
32.图2是图1的流体真空泵的仰视图。
33.图3是图1的流体真空泵的侧视图。
34.图3a是沿着图3的剖面线a-a截取的流体真空泵的横截面。
35.图4是图1的流体真空泵的分解透视图。
36.图5是根据本公开的另一个实施例的结合了一个马达和两个叶轮的流体真空泵的透视图。
37.图6是图5的流体真空泵的仰视图。
38.图7是图5的流体真空泵的侧视图。
39.图7a是沿着图7的剖面线b-b截取的流体真空泵的剖视图。
40.图8是图5的流体真空泵的分解透视图。
41.图9是图5的流体真空泵的前视图。
42.图9a是沿着图9的剖面线c-c截取的流体真空泵的第一剖视图，其示出了处于空气配置的泵。
43.图9b是沿着图9的剖面线c-c截取的流体真空泵的第二剖视图，其示出了处于水配置的泵。
44.图10是根据本公开的另一个实施例的结合了两个马达和一个叶轮的流体真空泵的透视图。
45.图11是图10的流体真空泵的仰视图。
46.图12是图10的流体真空泵的侧视图。
47.图12a是沿着图12的剖面线d-d截取的流体真空泵的剖视图。
48.图13是图10的流体真空泵的分解透视图。
49.图14是图10的流体真空泵的前视图。
50.图14a是沿着图14的剖面线e-e截取的流体真空泵的剖视图。
51.图15是根据本公开的另一个实施例的结合了两个马达和一个叶轮的流体真空泵的透视图。
52.图16是图15的流体真空泵的仰视图。
53.图17是图15的流体真空泵的侧视图。
54.图17a是沿着图17的剖面线f-f截取的流体真空泵的第一横截面，其示出了处于空气配置的泵。
55.图17b是沿着图17的剖面线f-f截取的流体真空泵的第二横截面，其示出了处于水配置的泵。
56.图18是图15的流体真空泵的分解透视图。
57.图19是根据本公开的另一个实施例的结合了一个马达和可变配置叶轮的流体真空泵的透视图。
58.图20是图19的流体真空泵的侧视图。
59.图20a是沿着图20的剖面线g-g截取的流体真空泵的横截面。
60.图21是图19的流体真空泵的分解透视图。
61.图22示出了处于其不同配置的图19的可变配置叶轮的视图。
62.图23是根据本公开的另一个实施例的结合了一个马达和可变配置叶轮的流体真空泵的透视图。
63.图24是图23的流体真空泵的仰视图。
64.图25是图23的流体真空泵的侧视图。
65.图25a是沿着图25的剖面线h-h截取的流体真空泵的第一横截面，其示出了处于空气配置的泵。
66.图25b是沿着图25的剖面线h-h截取的流体真空泵的第二横截面，其示出了处于水配置的泵。
67.图26a是图23的流体真空泵的仰视透视图，其示出了处于空气配置的泵。
68.图26b是图23的流体真空泵的仰视透视图，其示出了处于水配置的泵。
69.图27是图23的流体真空泵的分解透视图。
70.图28是根据本公开的另一个实施例的结合了一个马达和可变配置叶轮的流体真空泵的透视图。
71.图29是图28的流体真空泵的仰视图。
72.图30是图28的流体真空泵的侧视图。
73.图30a是沿着图30的剖面线i-i截取的流体真空泵的横截面。
74.图31是图28的流体真空泵的分解透视图。
75.图32a至图32d示出了处于其空气和水配置的图28的泵的透视图和仰视图。
76.图33是根据本公开的另一个实施例的结合了一个马达和可变配置叶轮的流体真空泵的透视图。
77.图34是图33的流体真空泵的仰视图。
78.图35是图33的流体真空泵的侧视图。
79.图35a是沿着图35的剖面线j-j截取的流体真空泵的第一横截面。
80.图36是图33的流体真空泵的分解透视图。
81.图37示出了适用于本公开的各种实施例的空气叶轮、流体叶轮和水叶轮的实施例的俯视图、侧视图和剖视图。
82.图38是根据本公开的另一个实施例的结合了一个马达和可变配置叶轮的流体真空泵的透视图。
83.图39是图38的流体真空泵的仰视图。
84.图40是图38的流体真空泵的侧视图。
85.图40a是沿着图40的剖面线k-k截取的流体真空泵的横截面。
86.图41是图38的流体真空泵的分解透视图。
87.图42a至图42d示出了处于空气和水配置的图38的泵的透视图和仰视图。
88.图43是适用于图38的泵的叶轮的一部分的透视图，泵具有单向离合器元件。
89.图44示出了适用于图38的泵的叶轮的另一部分的俯视和仰视透视图，泵配置用于与图43的叶轮分段选择性地接合并具有棘轮元件。
90.虽然本公开容易受到各种修改和可替代形式的影响，但是其具体实施例在附图中以示例的方式示出，并且将在本文中详细地描述。然而，应该理解的是，本文给出的附图和具体实施方式并不旨在将本公开限制于所公开的特定实施例，相反，本发明旨在覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
91.在下面的详细实施方式中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。例如，本发明在范围上不限于附图中描绘的特定类型的工业应用。在其他情况下，没有详细地描述众所周知的方法、程序和部件，以免混淆本发明。以下对技术的描述在一个或多个发明的主题、制造和使用的本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本技术中要求保护的任何特定发明的范围、应用或使用，或者限制可能提交的要求本技术的优先权的其他申请中要求保护的任何特定发明的范围、应用或使用，或者从其发布的专利。在回顾本文所述技术的描述时，必须考虑以下定义和非限制性准则。
92.本文中使用的标题(诸如“引言”和“发明内容”)和副标题仅旨在用于本公开内容中主题的一般组织，并不旨在限制本技术或其任何方面的公开。特别地，在“引言”中公开的主题可以包括新颖的技术，并且可以不构成现有技术的叙述。在“发明内容”中公开的主题不是本技术或其任何实施例的整个范围的详尽或完整的公开。在本说明书的一部分中对具有特定用途的材料的分类或讨论是为了方便，不应推断当材料用于任何给定的组合物中时，材料必须必然或仅仅根据其在本文中的分类起作用。
93.本文引用的参考文献并不构成承认这些参考文献为现有技术或与本文公开的技术的专利性有任何关联。在本说明书的“实施方式”部分中引用的所有参考文献的全部内容通过引用并入本文。
94.描述和具体示例虽然指示了本技术的实施例，但仅用于说明的目的，并不旨在限制本技术的范围。此外，列举具有所述特征的多个实施例并不旨在排除具有附加特征的其他实施例，或者结合所述特征的不同组合的其他实施例。提供具体示例是为了说明如何制造和使用本技术的设备和系统，并且除非另有明确说明，否则不旨在表示本技术的给定实施例已经或尚未被制造或测试。
95.如本文所用，词语“包括”及其变型旨在是非限制性的，使得列表中项目的列举不排除在本技术的材料、组合物、装置和方法中也可能有用的其他类似项目。类似地，术语“可以”和“可”及其变型旨在是非限制性的，使得实施例可以或可包括某些元素或特征的叙述不排除不包含那些元素或特征的本技术的其他实施例。
96.本文使用的“一”和“一个”表明存在“至少一个”项目；可能的话，可以存在多个这样的项目。当应用于数值时，“大约”表明计算或测量允许数值有一些轻微的不精确(数值有一些接近精确的方法；近似或合理地接近值；差不多)。如果由于某种原因，“大约”所提供的不精确性在本领域中不能理解为这个普通含义，则本文所用的“大约”至少表明可能由测量或使用这样的参数的普通方法引起的变型。此外，范围的公开包括整个范围内所有不同值和进一步划分的范围的公开。
97.本公开提供了多个实施例，这些实施例涉及一种用于在不同流体环境(诸如空气和水)中实现单个装置的有效真空/过滤性能的系统。如上所述，提出的技术问题是设计一个系统来处理多种介质，同时最小化潜在的部件损坏和/或故障。正如将要看到的，系统通过提供替代的马达配置、叶轮配置(包括可变配置叶轮)和齿轮/离合器机构来解决这一技术问题。本公开涵盖本文呈现的基本元件的不同组合。此外，呈现这些实施例是为了进一步描述并公开可以利用除了本文具体例示出的那些机械元件之外的机械元件的系统。
98.由于本文的各种实施例采用了许多相同或相似的元件或者具有不改变本公开的不同特性的元件，所以这些元件可以在本书面描述和/或附图中用相似的附图标记(项目34总体上对应于134、234等)来表明，但是在后面的实施例中没有进一步描述。
99.如本文所使用的，具体提到“空气”或“水”马达表明被选择的马达具有特别适合于所提到的介质的运行特性，包括例如rpm设置、扭矩和电流消耗。在仅提及“马达”的情况下，所提及的马达可以具有那些代表空气与水运行的优选运行特性之间的折衷的运行特性。
100.图1至图4例示出涉及一种结合了两个马达和两个叶轮的泵(10)的本发明的第一实施例。每个马达/叶轮组合都是为泵送特定流体诸如空气和/或水而优化的。在一个环境中可以同时存在多种介质，并且两个马达/叶轮组合可以同时运行以提供所需的“自启动”效果。壳体(12)封闭泵(10)的内部部件。壳体盖(14)封闭壳体的顶端。壳体盖(14)包括开口以容纳用于接入dc连接器(42)的端口，用于对电池(46)充电。当电池(46)没有被充电时，连接器帽(44)覆盖端口，以在使用期间保护dc插孔。在替代实施例中，dc插孔由替代充电元件替代，诸如感应充电元件，以消除对像连接器帽这样的某些部件的需要。这样的充电元件的设计和使用不应被认为是对本公开或本文描述的任何公开的范围的限制。壳体盖(14)还包括容纳开/关按钮(48)的开口，开/关按钮(48)控制位于按钮(48)正下方的电源开关(38)的运行。垫圈(16)在壳体(12)与壳体盖(14)之间提供密封，以防止水和/或灰尘和其他污染物渗入泵(10)的内部。
101.马达安装架(18)为空气马达(22)和水马达(28)提供稳定的支撑。马达安装架(18)还可以包括分隔空气马达(22)和水马达(28)的分隔板。马达安装架(18)为马达中的每一者提供了孔口，以容纳空气马达(22)和水马达(28)的输出轴，从而延伸穿过并接合空气叶轮轴(26)和水叶轮轴(32)。电池安装架(20)支撑电池(46)。电池安装架(20)可以包括将电池(46)固定在适当位置的多个夹子。此外，电池安装架(20)可以具有允许电池(46)与空气马达(22)和水马达(28)电连接的至少一个孔口。
102.空气马达从电池(46)接收电力，并由控制器(40)控制。空气马达(22)的运行由电源开关(38)的致动来启动或停止。当马达(22)开启时，空气马达(22)与空气叶轮轴(26)接合并旋转地驱动空气叶轮轴(26)。水马达(28)也从电池(46)接收电力，并且也由控制器(40)控制。水马达(28)的运行由电源开关(38)的致动来启动或停止，电源开关(38)可以与控制器(40)一起操作。当马达开启时，水马达(28)与水叶轮轴(32)接合并旋转地驱动水叶轮轴(32)。
103.在这个实施例中，空气叶轮(24)和水叶轮(30)分别与空气叶轮轴(26)和水叶轮轴(32)连接，并由它们旋转地驱动。在替代实施例中，空气叶轮(24)和水叶轮(30)可以与空气叶轮轴(26)和水叶轮轴(32)断开，并且本文公开的连接和构造方法不应被认为是限制性的。每个叶轮轴(26、32)在其离开壳体(12)的点处设置有唇形密封件(36)，并由滚珠轴承(34)支撑。叶轮可以采取多种形式，包括例如带罩径向叶片、开式径向叶片、开式桨轮、后倾叶片、后弯叶片、翼型叶片、前弯多轮叶叶片、后弯径向叶片、轴流式叶轮、螺旋桨或类似元件。当泵(10)用于空气环境而不是水中时，空气叶轮(24)被接合，而当泵(10)在水中运行时，水叶轮(30)被接合。两个叶轮(24、30)可以同时接合以提供多介质泵送，这是允许所述泵在多种环境中“自启动”的特征。叶轮(24、30)用于将空气或水吸入并通过泵(10)所在的位置，以便在排出之前进行过滤。
104.电源开关(38)控制泵(10)运行的开始和停止。它与电池(46)和控制器(40)电连接。本文使用术语“开关”只是为了方便。机构可以采用按钮、滑动开关、无线开关或其他形式。在优选实施例中，实际的电源开关(38)为包含在壳体(12)内在壳体盖(14)的正下面的按钮开关。壳体盖(14)中的按钮(48)可以接合电源开关(38)以致动它。当用户按下按钮(48)时，按钮(48)被降低以接合实际的电源开关(38)。
105.电池(46)最好是可充电的。电池(46)与dc连接器(42)连接，dc连接器(42)可通过壳体盖(14)的端口接近，以使得能够对电池(46)充电。在一些实施例中，可以提供电池状态指示器。状态指示器可以是可视的，例如led灯或小屏幕，以便指示电池的充电水平，包括电池何时需要充电。通过使用无线信号，状态指示器也可以通过智能电话或其他具有物联网能力的装置来提供。电池(46)与空气马达(22)和水马达(28)以及控制器(40)电连接，以向这些元件中的每一者提供动力。在替代实施例中，电池可以根据需要用任何替代电源代替，如传统的有线电源。电池的使用不应该被认为是对本发明范围的限制，因为也可以预见其他的动力选择。
106.控制器(40)负责控制空气马达(22)和水马达(28)的运行，更具体地说，负责从电池(46)向马达(22、28)选择性提供动力。控制器(40)——在一些实施例中，与一个或多个传感器合作——确定泵(10)是在空气环境中还是在水环境中运行。响应于来自电源开关(38)和传感器的启动信号，控制器(40)将动力引导到空气马达(22)和/或水马达(28)，使得合适的叶轮轴和叶轮投入运行。在手动控制的替代实施例中，控制器(40)可以用选择器开关代替，用户手动地在例如“空气设置”、“水设置”、“多重设置”和/或“自动设置”之间移动选择器开关，以选择用于当前使用环境的合适的马达/叶轮组合。
107.图5至图9b例示出另一个实施例，其中泵(100)结合了单个马达和两个叶轮，并采用离合器来选择性地将马达与其中一个叶轮配合。除了选择合适的叶轮之外，离合器可以调整马达输出的扭矩和速度，以适合所选择的叶轮和介质。
108.单个马达(122)用于驱动空气叶轮(124)和水叶轮(130)两者。马达(122)的输出轴与水叶轮齿轮(156)和空气叶轮齿轮(158)之间的选择性连接可以包括与马达(122)的输出轴连接并由其驱动的马达齿轮(154)。当马达(122)开启时，马达齿轮(154)可以通过离合器齿轮(160)选择性地与水叶轮齿轮(156)或空气叶轮齿轮(158)接合。水叶轮齿轮(156)和空气叶轮齿轮(158)可以各自配置有直径和齿轮齿配置，其调整动力传递参数以更有效地配置叶轮中的每一者的动力输出。
109.水叶轮齿轮(156)固定到并驱动水叶轮轴(132)。当致动器(150)移动与离合器齿轮(160)附接的致动器臂(152)时，水叶轮齿轮(156)由离合器齿轮(160)驱动，使得离合器齿轮(160)与水叶轮齿轮(156)啮合接合。空气叶轮齿轮(158)固定到并驱动空气叶轮轴(126)。当致动器(150)移动与离合器齿轮(160)附接的致动器臂(152)时，空气叶轮齿轮(158)由离合器齿轮(160)驱动，使得离合器齿轮(160)与空气叶轮齿轮(158)啮合接合。
110.离合器齿轮(160)由马达齿轮(154)驱动。它安装在致动器臂(152)上，并在两个位置之间移动——与(a)马达齿轮(154)和水叶轮齿轮(156)或(b)马达齿轮(154)和空气叶轮齿轮(158)接合。在优选实施例中，致动器(150)可以采取螺线管或类似机电装置的形式。
111.在这种类型的实施例的替代版本中，可以提供两个分开的离合器齿轮。第一离合器齿轮可以选择性地接合/脱离空气叶轮齿轮(158)，并且第二离合器齿轮可以选择性地接
合/脱离水叶轮齿轮(156)。两个离合器齿轮中的每一者都可以设置有其自己的致动器，以根据检测到的流体将相应的离合器齿轮移动成与其相关联的叶轮齿轮(156或158)和马达齿轮(154)接合/脱离。如果需要，例如，当检测到流体的组合时，通过同时激活两个致动器，这种版本还允许两个叶轮齿轮(156、158)同时接合和驱动。
112.替代地，可以从实施例中去除致动器，以利于将叶轮齿轮(156、158)中的一个或两个与马达齿轮(154)选择性地接合/脱离的离合器系统，诸如本文别处描述的系统之一或其组合。在一个版本中，水叶轮齿轮(156)可以配置为直接接合马达齿轮(154)，而离合器机构将空气叶轮齿轮(158)与马达齿轮(154)选择性地接合/脱离。在这个示例中，水叶轮齿轮(156)将全天候保持与马达齿轮(154)接合，而空气叶轮齿轮(158)仅在检测到空气时选择性地与水叶轮齿轮(156)一起接合，再次导致两个叶轮齿轮(156、158)被同时驱动。在变型中，水叶轮齿轮(156)也可以设置有离合器机构，使得其仅在检测到水时选择性地与马达齿轮(154)接合，这将导致能量消耗降低。
113.如在第一实施例中，控制器(140)负责控制马达(122)和致动器(150)的运行。控制器(140)——在一些实施例中，与一个或多个传感器合作——确定泵(100)是否在空气或水环境中运行。响应于来自电源开关(138)和传感器的启动信号，控制器(140)向致动器(150)发送信号以移动致动器臂(152)，使得离合器齿轮(160)移动成与水叶轮齿轮(156)或空气叶轮齿轮(158)接合。控制器(140)随后将动力引导到马达(122)以驱动所选择的齿轮、轴和叶轮组合。离合器齿轮(160)的两个位置在图9a至图9b所示。
114.在手动控制的替代实施例中，控制器(140)和致动器(150)可以用选择器开关代替，用户手动在例如“空气设置”、“水设置”、“多重设置”和/或“自动设置”之间移动，如上述示例性实施例中所述，当遇到流体的组合时，“多重设置”可以涉及两个叶轮齿轮同时接合，“自动设置”允许为当前使用环境自动选择合适的齿轮/叶轮组合。
115.图10至图14a示出了双马达单个叶轮的泵(200)。在这个泵(200)中，联动齿轮(260)用于将旋转从马达(222、228)传递到叶轮(224)。在这个泵(200)中，当空气马达(222)被激活时，空气马达(222)的输出轴与空气叶轮齿轮(258)接合并旋转地驱动空气叶轮齿轮(258)。当马达(228)被激活时，水马达(228)与水叶轮齿轮(256)接合并旋转地驱动水叶轮齿轮(256)。
116.联动齿轮(260)连接到叶轮轴(226)并驱动叶轮轴(226)。叶轮轴(226)选择性地与水叶轮齿轮(256)或空气叶轮齿轮(258)接合并由其驱动，这取决于哪个马达(222、228)在运行。在例示的实施例中，联动齿轮(260)永久地与水叶轮齿轮(256)和空气叶轮齿轮(258)接合，消除了对离合器机构将联动齿轮(260)从与一个齿轮的接合移动到另一个齿轮的需要。在这样的实施例中，当联动齿轮(260)被主动运行的马达驱动时，它也驱动与不活动的马达相关联的齿轮。在一些实施例中，马达可以用于通过这种被驱动的旋转来重新获取能量。在替代实施例中，可以使用差速器来组合两个马达输出，在这种情况下，空气马达(222)和水马达(228)在设计上可以相同。在其他替代实施例中，类似于泵(100)的离合器齿轮(160)，可移动离合器齿轮可以用于每个马达的选择性接合。
117.同样，控制器(240)负责确定泵(200)运行的介质，并激活适当的马达和齿轮组合。如在其他实施例中，可以替代地使用手动选择器开关。
118.图15至图18例示出双马达单个叶轮的泵(300)的另一个实施例。同样，泵(300)结
合了通过离合器机构与叶轮(324)连接的空气马达(322)和水马达(328)。这个实施例例示出多个离合器机构的可用性，以在离合器齿轮(360)选择性地接合两个马达中的任一者的输出齿轮的位置之间移动离合器齿轮，以将动力从该齿轮传递到叶轮轴(326)。更广泛地，在本公开中描述的离合器系统中的每一者可以结合到本文描述的各种实施例中的任何一者中。
119.更具体地，空气马达(322)与空气叶轮齿轮(358)接合并旋转地驱动空气叶轮齿轮(358)。值得注意的是，空气马达(322)设置有比水马达(328)的输出轴短的输出轴。这种布置将空气叶轮齿轮(358)放置在与水叶轮齿轮(356)不同的平面中，水叶轮齿轮(356)与水马达(328)连接并由其驱动，优选地在离叶轮(324)更大的距离处，从而允许空气叶轮齿轮(358)独立于水叶轮齿轮(356)由离合器齿轮(360)接合。
120.有利的是，水马达(328)设置有比空气马达(322)的输出轴稍长的输出轴。这种布置将水叶轮齿轮(356)放置在比空气叶轮齿轮(358)优选更靠近叶轮(324)的平面中，再次允许水叶轮齿轮(356)独立于空气叶轮齿轮(358)由离合器齿轮(360)接合。轴的长度不应被视为限制因素。在替代实施例中，轴的长度保持相同，并且齿轮在轴上的定位不同，或者马达放置在不同的高度，等等。有许多方法可以完成这种同样的任务。
121.叶轮轴(326)驱动叶轮(324)，并由离合器齿轮(360)驱动。在这个实施例中，叶轮(324)布置成既用于空气中又用于水中，具有来自专用空气和水叶轮中的每一者的特征的组合。图37中包括了叶轮(324)的实施例，图37例示出典型的空气叶轮、典型的水叶轮和空气/水叶轮的实施例之间的比较。再次，当描述叶轮时，空气和水的使用不应被认为是限制性的，图37中所示的叶轮仅用作设计用于特定介质及其组合的叶轮的示例。叶轮(324)的这个实施例呈具有顶板(324a)和底板(324b)的关闭叶片形式。一系列弯曲叶片(324c)固定在这些顶板与底板之间。在这些实施例中，弯曲叶片(324c)没有完全延伸到叶轮(324)的核心，但是可以根据需要到达或延伸超过叶轮的核心。弯曲叶片(324c)的数量比空气叶轮中的叶片少，比水叶轮中的叶片多。相同的叶轮(324)既用于空气中又用于水中。可以想象，对于任何介质，可以使用任何设计的任何叶轮。呈现的形式不应被认为是对本公开范围的限制。这种类型的叶轮可以结合到使用单个叶轮的其他实施例中。
122.离合器弹簧(362)围绕叶轮轴(326)设置在离合器齿轮(360)与壳体(312)的内底表面之间。这种布置优选地导致离合器弹簧(362)能够根据离合器弹簧(362)是被压缩还是被拉伸而相对于壳体(312)底部升高或降低离合器齿轮(360)。
123.离合器弹簧(362)的压缩和拉伸随泵(300)在其中运行的介质和介质施加在叶轮(324)上的运动学力的结果差而变。更具体地，当介质被真空泵在一个方向上拉动时，它在拉动元件(泵叶轮)上施加相反的反作用力，这导致拉动元件被拉向介质。空气和水的不同性质导致那些介质中的每一者在拉动元件上施加更大(水)或更小(空气)的反向力。水施加在叶轮(324)上的更大的力向前拉动叶轮。这又在相同的方向上拉动叶轮轴(326)，并随之拉动离合器齿轮(360)。离合器弹簧(362)压缩以适应这种运动。随着叶轮轴(326)和离合器齿轮(360)被拉向壳体(312)的底部，离合器齿轮(360)移动到与水叶轮齿轮(356)接合的位置。
124.值得注意的是，离合器弹簧(362)被设计成具有这样的尺寸和弹簧力，其优选地导致弹簧力大于空气施加在叶轮(324)上的反作用力，但是小于水施加在叶轮(324)上的反作
用力。以这种方式，当泵(300)在水中运行时，离合器弹簧(362)可以被压缩，但是当泵(300)在空气环境中运行时，离合器弹簧可以伸展并在离合器齿轮(360)上施加向上的力。因此，当泵(300)在空气环境中运行时，离合器弹簧(362)伸展并将离合器齿轮(360)推到其上部位置，在其上部位置，离合器齿轮与空气叶轮齿轮(358)接合。在替代实施例中，弹簧布置可以反向实施以实现相同的效果，利用当泵在空气环境中运行时拉动离合器齿轮(360)的弹簧。再次，这些机制的描述不应被认为是限制性的。
125.图19至图32所示的实施例均采用了根据泵的使用环境来改变单个叶轮结构的元件。在图19至图22的实施例的情况下，单个叶轮(400)具有如例如图22所示的两部分布置。叶轮(400)的第一分段(402)和第二分段(404)围绕叶轮轴同心运行，但是可以如图所示相对于彼此轴向地移动。
126.第一分段(402)可以设置有与第二分段(404)不同的直径。第一分段(402)可以具有具有顶板(402a)和底板(402b)的关闭叶片形式。一系列叶片(402c)固定在这些顶板与底板之间。底板(402b)可以设置有一系列弯曲槽(402d)——在图21中看得最清楚。这些弯曲槽(402d)在数量、尺寸和定向上对应于第二分段(404)的叶片(404c)，并且如下所述与那些叶片(404c)接合。
127.第二分段(404)类似地设置有底板(404a)和一系列叶片(404c)，但是优选地没有顶板。第二分段(404)的叶片(404c)优选配置为在其折叠状态下在空气中提供最佳性能。叶片(404c)还布置成可插入并穿过第一分段(402)的弯曲槽(402d)。
128.结果，第一分段(402)和第二分段(404)可以在第一位置之间移动，在第一位置，第二分段(404)的叶片(404c)穿过第一分段(402)的弯曲槽(402d)，并且第二分段(404)的底板(404a)压靠第一分段(402)的底板(402b)，或者更优选地，第二分段(404)的叶片(404c)的上边缘压靠第一分段(402)的上板(402a)。在这个位置，两个分段的叶片(402c、404c)能够一起运行，模拟传统的空气叶轮。在优选实施例中，第一分段(402)和第二分段(404)的组合叶片布置成用于在空气环境中具有最佳性能。可以看出，通过叶轮(400)的组合的第一分段和第二分段吸入流体(空气)。
129.相反，在第二位置，其中第二分段(404)的叶片(404c)从第一分段(402)的弯曲槽(402d)缩回，这两个分段可以不相互配合，并且分段中的一者可以单独使用。在替代实施例中，第二分段仍然可以快速旋转，但从流体流中移除。在所示实施例中，仅通过第一分段(402)吸入流体(水)。注意，可以颠倒叶轮分段的相应叶片和板的布置。
130.图19至图22的可变叶轮泵(500)利用离合器弹簧(562)，其方式有点类似于结合上述双马达/单个叶轮泵(300)所描述的方式。更具体地，离合器弹簧(562)的运行源自空气和水施加在叶轮上的不同运动学力。叶轮轴(526)设置有狭窄分段，狭窄分段在这个狭窄分段的上方和下方被较大尺寸的分段环绕。
131.第一叶轮分段(402)可滑动地安装在叶轮轴(526)的较窄分段上，较窄分段具有大于第一叶轮分段(402)的厚度的长度。第一叶轮分段(402)的中心孔口的尺寸允许与叶轮轴(526)的狭窄分段滑动地接合，但是在尺寸上小于位于轴(526)的狭窄分段上方和下方的叶轮轴(526)的较大分段。这种布置提供了第一叶轮分段(402)仅沿着由离合器弹簧(562)的作用控制的叶轮轴(526)的狭窄分段的移动滑动范围，其中叶轮轴(526)的较大尺寸分段用作第一叶轮分段(402)的移动范围的上限和下限。
132.在这种情况下，叶轮轴(526)通过第二叶轮分段(404)的中心孔口插入，并且第二叶轮分段(404)通过壳体(512)的元件和/或叶轮轴(526)的特征与叶轮轴(526)保持相对恒定的轴向关系。第二叶轮分段(404)被留下来围绕叶轮轴(526)自由地快速旋转。因此，第二叶轮分段(404)从不由叶轮轴(526)直接驱动。相反，由于第二叶轮分段(404)的叶片(404c)与第一叶轮分段(402)的弯曲槽(402d)接合，第二叶轮分段(404)仅由第一叶轮分段(402)驱动。然而，在替代实施例中，第二叶轮分段(404)可以由叶轮轴(526)驱动。
133.这种接合由离合器弹簧(562)和作用在叶轮(400)上的运动学选择性地产生。由水施加在叶轮(400)上的更大的力将第一叶轮分段(402)拉向介质(远离泵体)，从而使第二叶轮分段(404)的叶片(404c)与第一叶轮分段(402)的弯曲槽(402d)脱离。第二叶轮分段(404)现在脱离第一叶轮分段(402)并且不由叶轮轴(526)驱动，成为泵送动作的非功能部分。这使得第一叶轮分段(402)(其中其叶片(402c)为水性能而配置)成为唯一的主动泵送部件。在第二叶轮分段(404)仍由叶轮轴(526)驱动的替代实施例中，将第二叶轮分段(404)轴向地定位成更远离流动允许其成为泵送动作的非功能部分。
134.再次，离合器弹簧(562)被设计成具有这样的尺寸和弹簧力，其优选地导致弹簧力大于空气施加在叶轮上的反作用力，但是小于水施加在叶轮上的反作用力。以这种方式，当泵(500)在水中运行时，离合器弹簧(562)可以被压缩，但是当泵(500)在空气环境中运行时，离合器弹簧可以伸展并在第一叶轮分段(402)上施加向上的力。结果，当泵(500)在空气环境中运行时，离合器弹簧(562)伸展并迫使第一叶轮分段(402)朝向第二叶轮分段(404)，从而允许第二叶轮分段(404)的叶片(404c)接合第一叶轮分段(402)的弯曲槽(402d)。在这个位置，第一叶轮分段(402)能够驱动第二叶轮分段(404)旋转，并且这两个分段的叶片可以结合以更有效地将空气吸入泵(500)中。
135.注意，由于电池(546)在壳体(512)内的不同布置，位于盖(514)正下方的部件由板(515)支撑。
136.图23至图32的实施例也利用了可变配置叶轮(600)，但是其设计与前述实施例有些不同。第一叶轮分段(配置用于水中)(602)的等同物代表叶轮(600)的核心，而第二叶轮分段(配置用于与第一叶轮分段一起用于空气中)(604)在第一叶轮分段(602)的外围。与叶片和槽的接合不同，第一叶轮分段和第二叶轮分段通过与每个分段相关联的一系列磁体选择性地接合。在替代实施例中，可以使用摩擦扭矩离合器来代替磁体，并且接合方法不应该被认为是限制性的。第一组磁体(606)附于第一叶轮分段(602)。第二组磁体(608)附于第二叶轮分段(604)。第一组磁体(606)和第二组磁体(608)具有吸引极性，使得它们协作以共面且同心的配置磁性地联动第一叶轮分段(602)和第二叶轮分段(604)，其中叶轮分段彼此一起移动。正是连接第一组磁体(606)和第二组磁体(608)的磁场强度导致第二叶轮分段(604)由第一叶轮分段(602)驱动。
137.在图23至图27的实施例中，第二(空气)叶轮分段(604)以自由快速旋转的方式安装在叶轮轴(726)上，并且相对于叶轮轴(726)保持在相对恒定的轴向位置。邻近叶轮轴(726)外端定位的弹簧(762)在第一叶轮分段(602)上施加朝向第二叶轮分段(604)的力。弹簧(762)也可以由具有相反极性的磁体、橡胶垫片或任何类似物组成。弹簧(762)的组成和设计不应被认为是限制性的。
138.如在前面的实施例中，第一叶轮分段(602)和第二叶轮分段(604)的接合通过被泵
送的介质的运动学动作来控制。然而，尽管在前一实施例中是离合器弹簧配置为与该运动学动作相协调，但是在这个实施例中，第一组磁体(606)和第二组磁体(608)的磁场力以及弹簧(762)相对于由空气和水施加的不同运动学力被校准。在替代实施例中，可以使用弹簧，可以使用扭矩离合器，或者可以根据需要实施任何可以想到的联动系统。联动系统不应该被认为是限制性的。更具体地，当泵送水时，磁场强度和弹簧(762)的弹力优选小于水施加在叶轮(600)上的运动学力。这导致第一叶轮分段(602)脱离第二叶轮分段(604)，使得第二叶轮分段(604)不再与第一叶轮分段(602)磁联接，也不再由第一叶轮分段(602)驱动。
139.在空气环境中，施加在叶轮(600)上的运动学力不再足以打破第一组磁体(606)和第二组磁体(608)的磁引力或者克服弹簧(762)的弹力。因此，弹簧(762)迫使第一叶轮分段(602)朝向第二叶轮分段(604)，其中第一组磁体(606)和第二组磁体(608)可以再次在第一叶轮分段(602)与第二叶轮分段(604)之间形成磁联接，使得第二叶轮分段(604)再次由第一叶轮分段(602)驱动。
140.图28至图32d所例示的泵实施例(800)利用相同的叶轮(600)布置。然而，在这个实施例中，第一叶轮分段(602)不能相对于第二叶轮分段(604)轴向地移动，因此，在泵(800)的所有运行期间，第一叶轮分段(602)和第二叶轮分段(604)保持共面布置。为此，没有使用轴向作用的弹簧或其他机构。只有第一叶轮分段(602)与叶轮轴(826)接合并由其驱动。
141.为了控制第二叶轮分段(604)的旋转，提供制动装置或任何可想到的止动元件(864)，其作用在第二叶轮分段(604)的圆周表面上。制动装置(864)可绕枢轴柱(866)沿着弧枢转。在弧的一端处，制动装置(864)的远端接合第二叶轮分段(604)以限制其运动并断开磁体(606、608)之间的连接，从而允许第一叶轮分段(602)自身被驱动和泵送。当制动装置(864)远离第二叶轮分段(604)移动时，磁体(606、608)可以保持两个叶轮分段(602、604)之间的磁联接，并允许第二叶轮分段(604)由第一叶轮分段(602)驱动。制动装置(864)可以布置成通过抵靠第二叶轮分段(604)的叶片中的一者闩锁，或者通过防止第二叶轮分段(604)旋转的任何其他可想到的方法，摩擦地接合第二叶轮分段(604)的圆周表面。制动元件的形式或存在不应被认为是对本公开的限制。
142.值得注意的是，当流体密度增加时，叶轮可以设计成抵抗旋转。例如，外环叶轮可以设计成使得当水流过叶轮轮叶时，由水在叶轮轮叶上产生的扭矩可以减缓或停止叶轮元件的快速旋转。可以想象，内叶轮可以以类似的方式设计，其中水减缓或停止所述叶轮，而外叶轮保持起作用而不受不同流体存在的影响。在任何情况下，由于存在具有不同性质的流体，叶轮可能会减速。这样，在替代实施例中，在仍然保持本发明的预期功能的同时，可以不使用制动装置，并且不应该被认为是限制。
143.图33至图36例示出单个马达/单个叶轮泵(900)的变型。在这个实施例中，采用了一个马达(922)和一个叶轮(924)。更具体地，叶轮(924)布置成既在空气中使用又在水中使用，具有如先前实施例中描述的专用空气和水叶轮中的每一者的特征的组合。然而，在这个实施例中，马达(922)为无刷马达系统，该无刷马达系统配置为检测由泵送空气相对于泵送水的运动学差异导致的叶轮(924)的电流消耗、扭矩和/或旋转速度的变化。马达(922)调整其rpm和扭矩输出的操作，以最好地适应相关介质。无刷马达的使用不应该被认为是限制性的，因为通过使用电压、电流和频率变化、脉宽调制和/或任何其他可想到的方法，其他马达也可以具有可调整的输出。
144.图38至图44例示出单个马达可变配置的叶轮泵(1000)的又一版本。类似于图28至图32d的实施例，这个实施例可以包括任选的制动装置或其他形式的辅助结构(1064)，其可以被结合但对于实施例的运行不是必需的。相反，这个实施例的运行更集中在图43至图44所示的叶轮布置上。
145.叶轮(1100)再次设置有第一叶轮分段(1102)和第二叶轮分段(1104)。第一叶轮分段(配置用于水中)(1102)代表叶轮(1100)的核心，而第二叶轮分段(配置用于与第一叶轮分段一起用于空气中)(1104)在第一叶轮分段(1102)的外围。第一叶轮分段(1102)不能相对于第二叶轮分段(1104)轴向地移动，因此，在泵(1100)的运行期间，第一叶轮分段(1102)和第二叶轮分段(1104)保持共面和同心布置。只有第一叶轮分段(1102)通过轴接合结构(1116)与叶轮轴(1026)接合并由其驱动。
146.第一叶轮分段(1102)设置有一系列棘轮元件(1108)。棘轮元件(1108)围绕第一叶轮分段(1102)的圆周的一部分布置，并且可以附接到中央环形支撑壁(1106)，但是可以利用支撑棘轮元件(1108)的其他装置。棘轮元件(1108)优选地在其外部部分处具有至少一个接合表面(1110)，接合表面(1110)配置为与第二叶轮分段(1104)的相应部分接合，如下所述。棘轮元件(1108)也可以设置有倾斜表面(1112)。棘轮元件(1108)可以配置为使得它们的接合表面(1110)将以与第二叶轮分段(1104)的某种形式的干涉关系与第二叶轮分段(1104)的相应部分接合。当第一叶轮分段(1102)在第一方向上转动时，它迫使第二叶轮分段(1104)与第一叶轮分段(1102)一起快速旋转。可以形成“旁路”关系，其中第一叶轮分段(1102)的倾斜表面(1112)接合第二叶轮分段(1104)的相应部分，以允许当第一叶轮分段(1102)在第二方向上被驱动时，第一叶轮分段(1102)在不与第二叶轮分段(1104)充分接合的情况下自行快速旋转。
147.第一叶轮分段(1102)的周边的不同部分可以设置有一系列叶片(1114)，这些叶片以类似于本文所述的其他叶轮的相应部分的方式以及已知的方式操作。替代地，第一叶轮分段(1102)的叶片(1114)可以与棘轮元件(1108)结合。
148.第二叶轮分段(1104)也沿着其周边设置有一系列叶片(1118)。一系列单向离合器元件(1120)沿着第二叶轮分段(1104)的内表面设置。每个单向离合器元件(1120)可以设置有接合表面(1122)，接合表面(1122)对应于第一叶轮分段(1102)的棘轮元件(1108)的接合表面(1110)。每个单向离合器元件(1120)的接合表面(1122)朝向与棘轮元件(1108)的接合表面(1110)相反的方向。单向离合器元件(1120)还设置有与棘轮元件(1108)的倾斜表面(1112)相对应的倾斜表面(1124)。
149.当轴(1026)在第一方向上转动第一叶轮分段(1102)时，棘轮元件(1108)的接合表面(1110)与单向离合器元件(1120)的接合表面(1122)接触。棘轮元件接合表面(1110)的定向使得它们不能滑过单向离合器元件接合表面(1122)，而是在单向离合器元件接合表面(1122)上施加力，从而旋转地驱动第二叶轮分段(1104)。然而，当第一叶轮分段(1102)沿第二方向转动时，是棘轮元件(1108)的倾斜表面(1112)与单向离合器元件(1120)的倾斜表面(1124)接触。相对倾斜表面的这种接合允许棘轮元件(1108)滑过单向离合器元件(1120)而不完全接合它们。结果，可以允许第一叶轮分段(1102)快速旋转，而不驱动第二叶轮分段(1104)。
150.在结合了任选制动装置(1064)的这个实施例的版本中，任选制动装置(1064)可沿
着弧绕枢轴柱(1066)枢转。在弧的一端，制动装置(1064)的远端接合第二叶轮分段(1104)以再次以补充方式帮助限制运动以及断开第二叶轮分段(1104)相对于第一叶轮分段(1102)之间的连接。更具体地，制动装置(1064)可以布置成通过抵靠第二叶轮分段(1104)的叶片中的一者闩锁，或者通过任何其他可想到的方法，摩擦地接合第二叶轮分段(1104)的圆周表面。再次，制动元件的形式或存在不应被认为是对本公开的限制。
151.还设想了使用离合机构的系统的替代实施例。一种这样的系统是当离合机构位于空气叶轮与壳体之间时，其中壳体防止空气叶轮在一个方向上快速旋转。离合元件的位置和配置或方法不应该被认为是限制性的，而是可以应用于本文描述的实施例中的任何一者。
152.应当注意，在前述实施例中，与前面讨论的实施例相比，壳体、马达和电池以稍微不同的关系布置示出。这仅仅是由于使用单个马达、单个叶轮以及没有离合器机构而减少了内部空间需求的结果。虽然这种布置可能是优选的，但是在不脱离本公开的范围的情况下，在公开的实施例中的每一者中，壳体、马达和电池的特定布置可以变化。
153.此外，虽然将本文明确地公开的每个实施例描述为结合了内部电池，并且更具体地，可充电电池、其他电源系统(包括不可充电的、可替换的等电池)和具有或不具有ac/dc转换器的外墙电源插座也在本公开的范围内。虽然内部可充电电池组代表优选实施例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他电源。
154.上面已经描述了本发明的优选实施例，以解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够以发明人所知的最佳方式利用本发明。然而，由于在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本文描述并例示的结构和方法进行各种修改，因此包含在前面的描述中或者在附图中示出的所有内容应该被解释为说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的广度和范围不应受上述示例性实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来定义。