[发明专利]具有自适应泵级的离心泵

权利要求书

1.一种泵，包括：

第一叶轮，所述第一叶轮被配置成提供动能以使流体流动通过所述泵，所述第一叶轮具有多个几何尺寸；

第一扩压器，所述第一扩压器连接到所述第一叶轮，所述第一扩压器被配置成将由所述第一叶轮提供的动能转换成静压能以使所述流体流动通过所述泵；

自适应材料，所述自适应材料附接到所述第一叶轮，所述自适应材料被配置成在所述泵的操作期间修改所述多个几何尺寸的几何尺寸以改变通过所述泵的流体流；

其中所述第一叶轮和所述第一扩压器形成第一泵级，其中所述泵还包括与所述第一泵级串联连接的第二泵级，所述第二泵级包括：

第二叶轮，所述第二叶轮被配置成提供动能以使流体流动通过所述泵；和

第二扩压器，所述第二扩压器连接到所述第二叶轮，所述第二扩压器被配置成将由所述第二叶轮提供的动能转换成静压能以使所述流体流动通过所述泵，其中，所述第二泵级不包括自适应材料。

2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述多个几何尺寸包括叶轮外径和叶轮叶片后缘角。

3.根据权利要求2所述的泵，其中，所述第一叶轮包括具有所述叶轮叶片后缘角的叶轮叶片，其中所述自适应材料被配置成在所述泵的操作期间增加或减小所述叶轮叶片后缘角。

4.根据权利要求3所述的泵，其中，所述叶轮叶片的前缘或后缘由所述自适应材料制成。

5.根据权利要求3所述的泵，其中，所述叶轮叶片的后部区域由所述自适应材料制成。

6.根据权利要求1所述的泵，其中，所述自适应材料包括被配置为响应于外部刺激而改变的性能，所述外部刺激包括应力、温度、湿度、pH、电场或磁场中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的泵，其中，所述自适应材料包括被配置成响应于外部刺激而修改所述几何尺寸的压电材料、磁致伸缩材料或形状记忆材料。

8.根据权利要求1所述的泵，其中，在所述泵的操作期间的泵状态包括在所述泵的操作期间的泵温度，所述自适应材料在所述泵状态下修改所述几何尺寸。

9.根据权利要求1所述的泵，其中，所述自适应材料包括pH敏感性聚合物、温敏聚合物、磁流变流体、电活性聚合物或热电材料中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的泵，还包括附接到所述扩压器的自适应材料，附接到所述扩压器的所述自适应材料被配置成在所述泵的操作期间修改所述扩压器的几何尺寸以改变通过所述泵的所述流体流。

11.根据权利要求1所述的泵，还包括连接到所述第一叶轮的电荷源，所述电荷源被配置成提供电荷以修改所述几何尺寸。

12.根据权利要求1所述的泵，还包括连接到所述第一叶轮的磁场源，所述磁场源被配置成提供磁场以修改所述几何尺寸。

13.一种用于制造和使用具有自适应泵级的泵的方法，包括：

通过将自适应材料附接到泵的第一叶轮而形成所述泵的第一泵级，所述第一叶轮被配置成提供动能以使流体流动通过所述泵，所述第一叶轮具有多个几何尺寸，所述自适应材料被配置成在所述泵的操作期间修改所述多个几何尺寸的几何尺寸以改变通过所述泵的流体流，其中所述第一叶轮连接到第一扩压器，所述第一扩压器被配置成将由所述第一叶轮提供的动能转换成静压能以使所述流体流动通过所述泵；

形成第二泵级，所述第二泵级包括第二叶轮和连接到所述第二叶轮的第二扩压器，其中所述第二泵级不包括自适应材料；

将所述第一泵级和所述第二泵级以流体连通的方式串联连接；和

在所述泵的操作期间激活所述自适应材料以修改所述第一叶轮的几何尺寸。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个几何尺寸包括叶轮外径和叶轮叶片后缘角。