CN101021216A

CN101021216A - 一种消防水泵及其运动方法

Info

Publication number: CN101021216A
Application number: CN 200610036638
Authority: CN
Inventors: 黄振优
Original assignee: HUADONGNANFANG FORESTRY FIRE FIGHTING TOOLS FACTORY HUADU DISTRICT GUANGZHOU
Current assignee: HUADONGNANFANG FORESTRY FIRE FIGHTING TOOLS FACTORY HUADU DISTRICT GUANGZHOU
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: CN100432445C

Abstract

一种消防水泵及其工作方法，消防水泵包括泵壳、安装在泵壳内的电机及二级或二级以上串联的叶轮组，在电机与叶轮组之间的泵壳上设有进水口，叶轮组同轴串联安装在叶轮轴上，叶轮轴固定在电机轴上或与电机轴同轴，叶轮组包括依次安装的推进器、叶轮、端盖，在推进器和叶轮的周圈设有挡圈，在推进器上设有第一叶片，在叶轮上设有与第一叶片个数相同且位置对应的第二叶片，推进器固定在叶轮轴上，叶轮枢接在叶轮轴上，端盖穿过叶轮轴；抽水时的运动过程包括叶轮轴随着电机轴一起转动，叶轮轴带动固定在叶轮轴上的推进器转动，叶轮组的叶轮、挡圈、端盖在推进器的作用下不规则转动，具有扬程高、输送距离远的优点。

Description

一种消防水泵及其运动方法

技术领域

本发明涉及一种水泵及该水泵的运动方法，特别是涉及一种森林消防用的潜水泵该水泵的运动方法。

背景技术

对于山地地形地貌，林区地形复杂、地势陡险、草灌繁茂、植被丰富，一旦发生森林火灾，火强度大、火速快，用风力灭火机、二号工具、灭火弹和背负式灭火水枪34等直接扑救森林火灾，其难度极大、危险性高，特别是控制树冠火、上山火火头、高强度火线，以上常规扑火工具更是无能为力，只能望火兴叹。

水能克火，并是最普遍、最廉价、最有效的天然灭火剂，以水灭火是当今许多林业发达国家首选的林火扑救方法。现有的一些经济条件较好的地方已率先应用水泵、水车、背负式水枪34灭火。但水灭火的水源受火场山高坡陡和距离较远的制约。背负式水枪34灭火受负荷重和火场上没有后续水源供应的制约，普遍只用于清理火场，无法用于有效控制火线，特别是高强度的火线。水车成本高，受地形限制，对一些车辆无法达到的地方，不适用。

现有的消防水泵，通常用电机带动皮带轮进行工作，扬程小，为了实现一定高度的扬程，通常是在一定高度放置一个水泵，通过多级水泵串连，逐级将水抽到需要的高度。当前这种水泵灭火的″多级驳接、无限输水″应用模式，一方面，因泵与泵之间抽水压力不平衡，常出现抽空水带33而死机的现象，普遍无法输水到火线，不能有效发挥以水灭火的效果；另一方面，增加成本和运输困难，特别是由于需要安装多个水泵在不同高度的不同地方，安装时间长，对一些地形比较复杂的场合，还可能无法安装，由于安装时间的延长，灭火时间的推后，使灭火难度大大增加。

森林火灾发生在森林山地，山高坡陡，道路不通，水来源困难，森林火灾以水灭火不需要大流量，但需要远距离高扬程输水。因此，森林消防水泵应当采用较低流量、较高扬程、较轻重量、较小体积的设备以便于携带和在山地作业，而不能直接应用流量偏大、扬程偏低、尺寸和重量不便于上山的城市消防水泵设备。

现有的这种消防水泵，一是对森林以水灭火认识不足，没有在认识上走出森林以水灭火也需要大流量、高水压和远射程的误区；二是对森林以水灭火的应用理念和模式研究不够，森林火灾蔓延的特点决定了火线的动态性，因而形成火场面积不断扩大、火线不断加长，对此，缺少有针对性的有效实施″分兵合围、多点突破″的应用模式；三是水并非随处可得，在林区特定条件下要应用以水灭火，必须首先解决水源取得、输送和保障，而目前的水泵不能满足森林灭火需高扬程、远距离输水及耐高压、铺设快、分水灵活的小口径水带33等需要。

现在还有一种用于深井作业的潜水泵，如专利号01271640.5，潜水泵包括机壳、安装在机壳内的电机、套筒及套筒内的多级叶轮，电机上端设一端盖，下端设一轴承座，叶轮串联在叶轮轴上，叶轮轴经联轴器与电机轴连接，在电机与叶轮之间的机壳上设有进水口等。这种结构的潜水泵，相对于用电机带动皮带轮进行工作的潜水泵，体积小、压力大，扬程高、安装简单的优点。但现有的这种潜水泵，由于只是利用多级叶轮的离心力来增压，增压有限，扬程还不能满足消防的需要，因此一般用于深井作业上，还没有用做消防水泵。现有的这种水泵的运动方法，只有叶轮转动，而没有推进器，因而现有的这种潜水泵的这种运动方法不能形成螺旋隔离的推进方式来进一步增大水压，因而扬程和输水距离还很难满足消防的需要，因而现有的潜水泵还没有应用到消防上，特别是森林消防上。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种通过增大潜水泵叶轮组之间的压力来提高扬程以满足消防需要的消防水泵。

本发明的第二个目的在于提供一种距离远、扬程高、耐压强的消防水泵的运动方法。

实现本发明的一种消防水泵，包括泵壳、安装在泵壳内的电机及安装在泵壳内圆柱形空腔中的二级或二级以上串联的叶轮组，在电机与叶轮组之间的泵壳上设有进水口，叶轮组同轴串联安装在叶轮轴上或与电机轴同轴，叶轮轴固定在电机轴上，叶轮组包括推进器、叶轮、端盖、挡圈，在端盖的中心设有第一通孔；推进器包括中心轴、三个或三个以上的第一叶片、第一轮毂和第二轮毂，第一叶片置于第一轮毂和第二轮毂之间，第一轮毂、第一叶片、第二轮毂之间形成三个或三个以上的第一导流槽，在中心轴内设有与叶轮轴配合的第二通孔，推进器通过第二通孔固定在叶轮轴上；叶轮包括与第一叶片个数相同的第二叶片、第三轮毂和第四轮毂，第二叶片的位置与第一叶片的位置对应，第二叶片置于第三轮毂和第四轮毂之间，第三轮毂、第二叶片、第四轮毂之间形成与第一导流槽个数相同的第二导流槽，在叶轮的中心设有与推进器的中心轴配合的第三通孔；叶轮的第三轮毂支撑在推进器的第二轮毂上，推进器的中心轴枢接在叶轮的第三通孔内，挡圈安装在叶轮和推进器的外周圈上，端盖安装在叶轮上；端盖的通孔、推进器的第一导流槽、叶轮的第二导流槽和挡圈间形成周边密封的水流通道；相邻的两个叶轮组之间的端盖和推进器安装在一起，叶轮组之间形成周边密封的水流通道。本技术方案与现有的用于深井作业的潜水泵最大的不同是叶轮组的结构。抽水时，叶轮轴随着电机轴一起转动，叶轮轴带动固定在叶轮轴上的推进器转动，叶轮轴带动固定在叶轮轴上的推进器转动，叶轮组的叶轮、挡圈、端盖在推进器的作用下不规则转动，因而形成螺旋隔离的推进方式，增大了水压，使供水距离长，扬程高，且体积小、不需要再一定高度安装一个消防水泵，只需将水管拉到需要的位置即可，安装快速、方便，不受地形限制，适用范围广，能满足消防的需要。

作为改进，沿推进器的第一轮毂小端的外周边背离第一轮毂的方向设有第一定位圈，第一定位圈安装在端盖的第一通孔内并与第一通孔配合，使装配方便。

作为改进，沿着叶轮的第四轮毂的外周边的大端朝向第四轮毂小端的方向设有第二定位圈，在第二定位圈上设有第一台阶部，挡圈的内周边与第一台阶部的外周边配合，便于装配和密封水流通道。

作为改进，在端盖上设有第三台阶部和第四台阶部，第三台阶部的外周边与挡圈的内周边配合，第四台阶部的外周边与第二定位圈的内周边配合，便于装配和密封水流通道。

作为改进，端盖、挡圈、第二定位圈的最大外径相等，便于置放在泵壳内。

作为改进，所述的叶轮组的级数为30级至74级，推进器第一叶片的的个数为3至12个，使单泵输水距离/扬程可达2500m/100m～1500m/200m。

推进器的第一轮毂和第二轮毂为开口同向的伞状，第一轮毂与第二轮毂平行。叶轮的第三轮毂和第四轮毂为开口同向的伞状，第三轮毂第四轮毂平行，这种形状有利于增大水压。在叶轮的第三通孔与推进器的中心轴之间安装有橡胶垫圈，可减少推进器的中心轴与叶轮之间的摩擦和相互碰撞，使消防水泵耐用。

作为改进，第一轮毂的最大大于第二轮毂的最大外径，第四轮毂的最大外径大于第三轮毂的最大外径，第二轮毂与第三轮毂的最大外径基本相同，便于水流顺畅，从而增大消防水泵的输水距离和增大了扬程；第一叶片的螺旋方向与第二叶片的螺旋方向相反。

作为进一步改进，泵壳为圆柱形，便于制造；推进器、叶轮、端盖、挡圈为不锈钢材料，泵壳为圆柱形，增加了耐磨性和密封性，对水质要求不高，由于不锈钢材料在高速旋转时，不会和塑胶材料一样，会产生较大的变形，因而因而泵体可横放、斜放、竖放和适应各种水质。

一种消防水泵的运动方法，消防水泵包括泵壳、安装在泵壳内的电机及二级或二级以上串联的叶轮组，在电机与叶轮组之间的泵壳上设有进水口，叶轮组同轴串联安装在叶轮轴上，叶轮轴固定在电机轴上或与电机轴同轴，叶轮组包括依次安装的推进器、叶轮、端盖，在推进器和叶轮的周圈设有挡圈，在推进器上设有第一叶片，在叶轮上设有与第一叶片个数相同且位置对应的第二叶片，推进器固定在叶轮轴上，叶轮枢接在叶轮轴上，端盖穿过叶轮轴；抽水时的运动过程包括叶轮轴随着电机轴一起转动，叶轮轴带动固定在叶轮轴上的推进器转动，叶轮轴带动固定在叶轮轴上的推进器转动，叶轮组的叶轮、挡圈、端盖在推进器的作用下不规则转动。消防水泵的这种运动方法形成螺旋隔离的推进方式，增大了水压，使供水距离长，扬程高，能满足消防的需要。

本发明的有益效果是由于采用了类似深井作业的潜水泵结构，并增加了推进器，因而形成螺旋隔离的推进方式，增大了推进水压，使供水距离长，扬程高，汲水容易；单泵输水距离/扬程可达2500m/50m～1000m/200m，水泵每小时有效输水流量/扬程可达到6.0m/50m～3.0m/2000m；且体积小、安装快速、方便，不受地形限制、适用范围广；推进器、叶轮采用不锈钢材料，增加了耐磨性和密封性，对水质要求不高，由于不锈钢材料在高速旋转时，不会和塑胶材料一样，会产生较大的变形，因而泵体可横放、斜放、竖放和适应各种水质。

附图说明

图1是本发明的潜水泵与其外接设备连接的示意图。

图2为本发明的潜水泵截出部分叶轮组结构沿中心位置剖切的示意图。

图3是本发明一个叶轮组旋转180°的立体分解示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种消防水泵29，包括圆柱形的不锈钢金属泵壳1、安装在泵壳1内的电机(未示出)及52级串联的叶轮组30，在电机与叶轮组30之间的泵壳1上设有进水口31，叶轮组30同轴串联安装在叶轮轴2上，叶轮轴2为外六角型的金属轴，叶轮轴2通过联轴器固定在电机轴(未示出)上并与电机轴同轴联动。

叶轮组30包括不锈钢的端盖3、不锈钢的推进器4、不锈钢的叶轮5、不锈钢的挡圈6。

推进器4包括中心轴7、三个第一叶片8、第一轮毂9和第二轮毂10。推进器4的第一轮毂9和第二轮毂10为开口同向的伞状，第一轮毂9与第二轮毂10平行，第一轮毂9的最大外径大于第二轮毂10的最大外径。第一叶片8置于第一轮毂9和第二轮毂10之间，第一轮毂9、第一叶片8、第二轮毂10之间形成三个第一导流槽11。在中心轴7内设有与叶轮轴2配合的第二通孔12，第二通孔12为内六角型，推进器4通过第二通孔12固定在叶轮轴2上。沿推进器4的第一轮毂9小端的外周边背离第一轮毂9的方向设有第一定位圈13。

叶轮5包括与第一叶片8个数相同的第二叶片14、第三轮毂15和第四轮毂16，第二叶片14的位置与第一叶片8的位置对应。叶轮5的第三轮毂15和第四轮毂16为开口同向的伞状，第三轮毂15第四轮毂16平行，第三轮毂15的最大外径小于第四轮毂16的最大外径。第二叶片14置于第三轮毂15和第四轮毂16之间，第三轮毂15、第二叶片14、第四轮毂16之间形成与第一导流槽11个数相同的第二导流槽17。在叶轮5的中心设有与推进器4的中心轴7配合的第三通孔18，在叶轮5的第三通孔18内固定有橡胶垫圈19；沿着叶轮5的第四轮毂16的外周边的大端朝向第四轮毂16小端的方向设有第二定位圈20，在第二定位圈20上设有第一台阶部21，挡圈6的内周边与第一台阶部21的外周边配合。

在端盖3的中心设有第一通孔22，第一定位圈13安装在端盖3的第一通孔22内并与第一通孔22配合；在端盖3上设有第三台阶部23和第四台阶部24，第三台阶部23的外周边与挡圈6的内周边配合，第四台阶部24的外周边与第二定位圈20的内周边配合。

端盖3、挡圈6、第二定位圈20的最大外径相等，第二轮毂10与第三轮毂15的最大外径基本相同；第一叶片8的螺旋方向与第二叶片14的螺旋方向相反。

橡胶垫圈19固定在叶轮的第三通孔18内，推进器4的中心轴7装入叶轮5的橡胶垫圈19内，叶轮5的第三轮毂15支撑在推进器4的第二轮毂10上，挡圈6安装在叶轮5和推进器4的外周边并与叶轮5的第一台阶部21配合，推进器4的中心轴7固定座叶轮轴2上，叶轮5通过橡胶垫圈19枢接在推进器4的中心轴7上；相邻叶轮组30的推进器4与端盖3安装在一起，端盖3的第四台阶部24的外周边与叶轮5的第二定位圈20的内周边配合；端盖3的通孔、推进器4的第一导流槽11、叶轮5的第二导流槽17和挡圈6间形成周边密封的水流通道，叶轮组30之间形成周边密封的水流通道。

潜水泵的电机与发电机32连接，潜水泵安装叶轮组30的一端与水带33连接，水带33与设水枪34连接。第一叶片的个数为3个，潜水泵采用采用52级叶轮组，采用1.5寸1200m长的消防水带作输水管，用水带3条，喷枪口直径为15mm，喷枪口个数为一个。由卫星定位仪测量得出，最后出水位置离水位的扬程为200米，出水量为3.2立方米/小时，喷出的水射程在10米，能满足消防的需要。

消防水泵29的运动过程包括：

电机轴在电机的带动下转动，叶轮轴2随着电机轴一起转动，叶轮轴2固定在叶轮轴2上的推进器4转动，叶轮组30的叶轮5、挡圈6、端盖3推进器4的作用下不规则转动，因而形成螺旋隔离的推进方式，增大了水压，使供水距离长，扬程高，且体积小、不需要再一定高度安装一个消防水泵29，只需将水管拉到需要的位置即可，安装快速、方便，不受地形限制，适用范围广，能满足消防的需要。

侦察好地形后，远程水泵操作方法包括：

(1)安放设备：连接发电机32与水泵电源线，水泵出水口接驳水带33，将水泵放入水体；(2)开机：钥匙启动发电机32，合上输出电源开关连接控制器，操作控制器启动水泵，抽水同步输出水扑火；(3)关机：操作控制器停泵，合下输出电源开关断开控制器，钥匙关掉发电机32；(4)回收设备：打开泄水减压阀排放带压的水，拆除水泵出水口水带33，令将水泵取出水体，拆除发电机32与水泵电源线已，回收水带33。

远程水泵操作注意事项：(1)检查电源线是否破损，以防漏电；(2)铺设水带33前应先探路和开修铺放通道，以达到顺利铺带；(3)严格按程序开机、关机，否则会影响本设备的寿命；(4)回收水带33前一定要打开泵口泄水阀，待水带33中的水排放完后，才能断开。

实施例2

与实施例1不同的是，第一叶片的个数为6个，潜水泵采用采用52级叶轮组，采用1.5寸1200m长的消防水带作输水管，用水带3条，喷枪口直径为15mm，喷枪口个数为一个。由卫星定位仪测量得出，最后出水位置离水位的扬程为170米，出水量为3.2立方米/小时，喷出的水射程在7.5米，能满足消防的需要。

实施例3

与实施例2不同的是，第一叶片的个数为5个，采用1.5寸1200m长的消防水带作输水管，用水带1条，喷枪口直径为5mm，喷枪口个数为一个。由卫星定位仪测量得出，最后出水位置离水位的扬程为200米，出水量为3.0立方米/小时，喷出的水射程在10米，能满足消防的需要。

实施例4

与实施例2不同的是，第一叶片的个数为7个，采用1.0寸140m长的消防水带33作输水管，用水带3条，喷枪口直径为3mm，喷枪口个数为2个。由卫星定位仪测量得出，最后出水位置离水位的扬程为200米，出水量为3.0立方米/小时，喷出的水射程在10米，能满足消防的需要。

实施例5

与实施例2不同的是，第一叶片的个数为9个，潜水泵采用30级叶轮组，采用1.5寸1200m长的消防水带作输水管，用水带1条，喷枪口直径为15mm，喷枪口个数为一个。由卫星定位仪测量得出，最后出水位置离水位的扬程为50米，出水量为2.2立方米/小时，喷出的水射程在4.0米，能满足消防的需要。

实施例6

与实施例2不同的是，叶轮组30包括塑料的端盖3、塑料的推进器4、塑料的叶轮5、塑料的挡圈6。第一叶片的个数为12个，潜水泵采用75级叶轮组，采用1.0寸1250m长的消防水带作输水管，用水带2条，喷枪口直径为15mm，喷枪口个数为一个。由卫星定位仪测量得出，最后出水位置离水位的扬程为50米，出水量为2.2立方米/小时，喷出的水射程在4.0米，能满足消防的需要。

Claims

1、一种消防水泵，包括泵壳、安装在泵壳内的电机及安装在泵壳内圆柱形空腔中的二级或二级以上串联的叶轮组，在电机与叶轮组之间的泵壳上设有进水口，叶轮组同轴串联安装在叶轮轴上，叶轮轴固定在电机轴上或与电机轴同轴，其特征在于：叶轮组包括端盖、推进器、叶轮、挡圈，在端盖的中心设有第一通孔；推进器包括中心轴、三个或三个以上的第一叶片、第一轮毂和第二轮毂，第一叶片置于第一轮毂和第二轮毂之间，第一轮毂、第一叶片、第二轮毂之间形成三个或三个以上的第一导流槽，在中心轴内设有与叶轮轴配合的第二通孔，推进器通过第二通孔固定在叶轮轴上；叶轮包括与第一叶片个数相同的第二叶片、第三轮毂和第四轮毂，第二叶片的位置与第一叶片的位置对应，第二叶片置于第三轮毂和第四轮毂之间，第三轮毂、第二叶片、第四轮毂之间形成与第一导流槽个数相同的第二导流槽，在叶轮的中心设有与推进器的中心轴配合的第三通孔；叶轮的第三轮毂支撑在推进器的第二轮毂上，推进器的中心轴枢接在叶轮的第三通孔内，挡圈安装在叶轮和推进器的外周圈上，端盖安装在叶轮上；端盖的通孔、推进器的第一导流槽、叶轮的第二导流槽和挡圈间形成周边密封的水流通道；相邻的两个叶轮组之间的端盖和推进器安装在一起，叶轮组之间形成周边密封的水流通道。

2、如权利要求1所述的一种消防水泵，其特征在于：沿推进器的第一轮毂小端的外周边背离第一轮毂的方向设有第一定位圈，第一定位圈安装在端盖的第一通孔内并与第一通孔配合。

3、如权利要求2所述的一种消防水泵，其特征在于：沿着叶轮的第四轮毂的外周边的大端朝向第四轮毂小端的方向设有第二定位圈，在第二定位圈上设有第一台阶部，挡圈的内周边与第一台阶部的外周边配合。

4、如权利要求3所述的一种消防水泵，其特征在于：在端盖上设有第三台阶部和第四台阶部，第三台阶部的外周边与挡圈的内周边配合，第四台阶部的外周边与第二定位圈的内周边配合。

5、如权利要求4所述的一种消防水泵，其特征在于：端盖、挡圈、第二定位圈的最大外径相等。

6、如权利要求5所述的一种消防水泵，其特征在于：所述的叶轮组的级数为30级至74级，所述的推进器第一叶片的的个数为3至12个。

7、如权利要求6所述的一种消防水泵，其特征在于：推进器的第一轮毂和第二轮毂为开口同向的伞状，第一轮毂与第二轮毂平行；叶轮的第三轮毂和第四轮毂为开口同向的伞状，第三轮毂第四轮毂平行；在叶轮的第三通孔与推进器的中心轴之间安装有橡胶垫圈。

8、如权利要求7所述的一种消防水泵，其特征在于：第一轮毂的最大大于第二轮毂的最大外径，第四轮毂的最大外径大于第三轮毂的最大外径，第二轮毂与第三轮毂的最大外径基本相同；第一叶片的螺旋方向与第二叶片的螺旋方向相反。

9、如权利要求1至8任一权利要求所述的一种消防水泵，其特征在于：所述的泵壳为圆柱形，所述的端盖、推进器、叶轮、挡圈为不锈钢材料，泵壳为圆柱形。

10、一种消防水泵的运动方法，消防水泵包括泵壳、安装在泵壳内的电机及安装在泵壳的圆柱形空腔内的二级或二级以上串联的叶轮组，在电机与叶轮组之间的泵壳上设有进水口，叶轮组同轴串联安装在叶轮轴上，叶轮轴固定在电机轴上或与电机轴同轴，其特征在于：所述的叶轮组包括依次安装的推进器、叶轮、端盖，在推进器和叶轮的周圈设有挡圈，在推进器上设有第一叶片，在叶轮上设有与第一叶片个数相同且位置对应的第二叶片，推进器固定在叶轮轴上，叶轮枢接在叶轮轴上，端盖穿过叶轮轴；抽水时的运动过程包括叶轮轴随着电机轴一起转动，叶轮轴带动固定在叶轮轴上的推进器转动，叶轮组的叶轮、挡圈、端盖在推进器的作用下不规则转动。