CN101365881A - 泵以及使用该泵的泵送系统 - Google Patents

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Abstract

一种泵送装置以及使用该装置的泵送系统，该系统包括：安装在进水位置的塔，具有内部空间部分和位于内部空间部分上的盛水部分；连接盛水部分和陆地上安装的蓄水池的出水管；与内部空间相通的进水管，从塔的底部延伸到进水位置，具有向上弯折的端部，该端部安装有罩；以及安装在塔中的泵送装置，将通过进水管进入内部空间部分的水泵送到盛水部分，泵送装置进一步包括：垂直安装在塔中的旋转轴；转子，包括螺杆泵送单元和位于螺杆泵送单元上的离心泵送单元，螺杆泵送单元包括沿旋转轴可滑动安装且具有轴承和浮力空间的内本体、与内本体分隔预定距离以围绕内本体的外本体、安装在内本体和外本体之间以形成螺旋泵送通道的多个翼部，离心泵送单元通过离心力使由螺杆泵送单元泵送的水径向喷射；以及安装在所述塔中用以驱动转子的驱动器。

Description

泵以及使用该泵的泵送系统
技术领域
本发明涉及一种泵以及一种使用该泵的泵送系统，具体地，涉及一种具有改进的转子以提高泵送淡水或海水的效率的泵送装置，以及使用该泵送装置的泵送系统
背景技术
根据泵送原理，泵一般分类为涡轮式或容积式。涡轮泵的特点是进给速度高，但是具有相对小的尺寸，其配置适用于大量的低压差液体。离心泵属于涡轮泵。容积泵的配置适用于低流量和高压差，并且在任何压差范围内其进给速度基本上保持不变。容积泵包括齿轮泵、往复泵、螺杆泵等。
离心泵包括叶轮和壳体。离心泵是这样的装置：在通过叶轮使得液体高速转动时会产生离心力，通过离心力造成的压力变化，液体从叶轮的中央导向周边。齿轮泵以这样的方式工作：当壳体中的两个齿轮彼此接合地转动时，将液体从入口推向出口。齿轮泵为小量液体而配置，并且主要用于输送油，例如润滑剂。
至于螺杆泵，实用新型登记号0167567公示一种螺杆操作器，其中，具有防扩散膜的螺杆叶轮插入具有耦合孔和多个引导叶片的壳体部中。
显然地，如上文所描述，作为涡轮泵的离心泵具有代表性的优点，即，能够输送大量液体，但配置适用于低压差。作为容积泵的齿轮泵，为保证高泵送效率可以选择地提升压差，但是由于其结构的特点，齿轮泵具有不能显著地提高进给速度的缺点。螺杆泵可以泵送大量水，但是具有不能提高压差的缺点。
使用螺杆泵或离心泵，以饮水为目的泵送淡水或泵送海水到苗圃时，泵送水的效率相对较低，因此产生相当大的维护成本。
发明内容
技术方案
本发明提供一种泵送装置，其能够通过螺杆的旋转力和离心力而相对地提高泵水效率，本发明还提供了使用该泵送装置的泵送系统。
本发明还提供一种容易维护和管理的泵送系统，并且该系统的泵送深度的易于调节。
本发明又提供一种可以保持进水位置低于水表面以及可以将离心力转换为水的提升力的泵送系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种泵送装置，该装置包括转子，所述转子包括：螺杆泵送单元，其包括旋转体，所述旋转体由安装在框架中的旋转轴可旋转地支承，以及螺杆，安装于所述旋转体的内表面和所述旋转轴的外表面之间，从而形成泵送通道；以及离心泵送单元，其设置于所述螺杆泵送单元上，通过离心力使得由所述螺杆泵送单元泵送的水径向喷射。
所述旋转体和所述螺杆泵送单元的所述螺杆的直径可从所述泵送装置的底部向所述离心泵送单元逐渐减小。
根据本发明的另一方面，提供一种泵送装置，该装置包括转子，所述转子包括：螺杆泵送单元，其包括：内本体，由安装在框架内的旋转轴可旋转地支承；外本体，通过预定本体与所述内本体分隔以围绕所述内本体；以及多个翼部，安装在所述内本体和所述外本体之间，从而形成螺旋泵送通道；以及离心泵送单元，其设置在所述螺杆泵送单元上，通过离心力使得由所述螺杆泵送单元泵送的水径向喷射。
所述内本体的外表面和所述外本体之间的距离可保持不变，所述内本体和所述外本体的直径可从所述泵送装置的底部到顶部逐渐增大。
根据本发明的另一方面，提供了一种泵送系统，包括：塔，安装在进水位置处，所述塔具有内部空间部分和位于所述内部空间部分上的盛水部分；出水管，使所述盛水部分与安装在陆地上的蓄水池相连接；进水管，其与所述内部空间部分相连通，从所述塔的底部延伸到所述进水位置，所述进水管具有向上弯折的端部，所述向上弯折的端部安装有罩；以及泵送装置，安装在所述塔中，将通过所述进水管进入所述内部空间部分中的水泵送到所述盛水部分，所述泵送装置包括：旋转轴，其垂直安装在所述塔中；转子，其包括螺杆泵送单元以及设置于所述螺杆泵送单元上的离心泵送单元，所述螺杆泵送单元包括沿所述旋转轴可滑动地安装且具有轴承和浮力空间的内本体、与所述内本体分隔预定距离以围绕所述内本体的外本体、以及安装在所述内本体和所述外本体之间以形成螺旋泵送通道的多个翼部，所述离心泵送单元通过离心力使得由所述螺杆泵送单元泵送的水径向喷射；以及驱动器，其安装在所述塔中，用以驱动所述转子。
所述驱动器可包括马达，所述马达包括：从动轮，其长度与所述转子沿由所述轴承支承的所述旋转轴的提升距离基本相同；以及传动轮，其通过皮带连接至所述从动轮。
所述螺杆泵送单元的所述内本体的外表面与所述外本体之间的距离可保持不变，所述内本体和所述外本体的直径可从所述泵送装置的底部到顶部逐渐增大。
有益效果
如上所述，本发明提供一种泵送装置和使用该装置的泵送系统。泵送装置可以安置在进水位置处安装的塔内，包括螺杆泵送单元和离心泵送单元，因此，水的提升和抽吸可以通过螺杆同时执行，从而提升泵水功率。
虽然通过参考示例性的实施方式具体地显示和描述本发明，但本领域技术人员可以理解，本发明示例性实施方式可以具有不同形式和细节变化。
因此，本发明要保护的范围仅由所附权利要求来限定。
附图说明
图1为显示一种根据本发明实施方式的泵送系统的安装的正面示意图；
图2为显示一种根据本发明实施方式、安装在塔中的泵送装置的截面图；
图3为显示根据本发明另一实施方式的泵送装置的截面图；
图4为显示根据本发明又一实施方式的泵送装置的截面图；
图5为显示根据本发明再一实施方式的泵送装置的截面图；
图6为图5中的转子的局部分解立体图；
图7为图5的、安装于塔中的驱动装置的另一实施方式的立体图；以及
图8为显示根据本发明另一实施方式的泵送装置的截面图。
具体实施方案
根据本发明的泵送系统安装在江河、湖泊或海洋的附近，以通过延伸至进水位置的进水管朝着陆地抽取淡水、海水等，以及将抽取的水泵送至安装在陆地上的蓄水池。一种泵送系统的实施方式如图1和图2所示。
参考图1和2，泵送系统10安装于河边、湖边、或海边，包括：塔13，塔13中包括垂直空间部分11和设置在垂直空间部分11上的盛水部分12；蓄水池100，安装在陆地上，为苗圃区域、饮用水净化系统或工业用途的工厂提供水；出水管14，其连接限定于塔13的上部中的盛水部分12和蓄水池100；以及进水管16，其与垂直空间部分11连通，并且从塔13的下部延伸到江河、湖泊、或海洋的较深区域，进水管16向上弯折，并在向上弯折的端部安装有罩15。
塔13包括泵送装置20，泵送装置20将通过进水管16供应到垂直空间部分11中的水泵送至盛水部分12，然后通过出水管14提供至蓄水池100。
塔13是混凝土结构，并且其中包括垂直空间部分11和设置在垂直空间部分11上的盛水部分12，以接收泵送装置20泵送的水。沿着塔13的盛水部分12的内表面限定有流动通道，从而使得泵送的水通过转子的离心泵送单元排放到出水管14，下文将详细描述。
尽管并未显示，但在塔13上可以设置观察台，并且可以在塔13的外表面上安装附加设备。
泵送装置20用于将通过进水管16进入塔13的垂直空间部分11的水泵送到盛水部分12。泵送装置20的一种实施方式在图2显示。
协同图1参考图2，泵送装置20安装在塔13中并用于将通过进水管16进入垂直空间部分11的水泵送到盛水部分12。泵送装置20包括：转子21，转子21包括使水垂直提升的螺杆泵送单元22和从螺杆泵送单元22径向泵水的离心泵送单元23；以及驱动器25，其驱动转子21的旋转轴24。
转子21的螺杆泵送单元22包括：旋转体22a，其围绕可转动地垂直安装在垂直空间部分11中的旋转轴24，并与旋转轴24径向间隔预定距离；以及螺杆22c，安装在旋转轴24的外表面与旋转体22a的内表面之间，从而形成螺旋泵送通道22b。如图3所示，相对于螺杆泵送单元22，螺杆22c和旋转体22a的直径可以从其底部向顶部逐渐缩小，从而相对地增加初始进水量。
转子21的离心泵送单元23包括：底板部件23a，其从旋转体22a的顶端径向延伸；顶板部件23b，安装于旋转轴24，并与底板部件23a以预定距离分隔；叶片23c，位于顶板部件23b和底板部件23a之间，从而相对于旋转轴24径向延伸。叶片23c以预定角度螺旋扭曲。旋转体22a通过螺杆22c与旋转轴24连接，由此螺杆泵送单元22和离心泵送单元23都与旋转轴24一起转动。
转子21的旋转轴24可旋转地安装为旋转轴24的两端支承于塔13中。为了防止旋转时的振动，螺杆泵送单元22外表面的至少一侧可由轴颈轴承或辊支承。当然，旋转轴24也可由单独的框架可旋转地支承。
驱动器25可以是安装在塔13的上部之中并驱动旋转轴24的马达25a。马达25a的驱动轴可以通过电力传输元件(例如传动轮和传动带，以及从动轮和从动带)连接至旋转轴24。
图4显示根据本发明另一实施方式的泵送装置30。图4中与之前实施方式中相同的部件由相同的附图标记代表。
参考图4，类似于前文所描述的实施方式，泵送装置30包括：安装在塔13中的垂直的旋转轴31；安装于旋转轴31的转子32；以及驱动旋转轴31的驱动器35。
转子32包括螺杆泵送单元33和离心泵送单元34。螺杆泵送单元33包括：内本体33a，其与旋转轴31同轴地安装；外本体33b，其与内本体33a以预定距离间隔，并具有比内本体33a的直径大的直径；以及翼部，其安装在内本体33a和外本体33b之间，从而形成泵送通道33c。
离心泵送单元34的结构基本与前述实施方式相同，包括：底板部件34a，其从外本体33b的顶端径向延伸；顶板部件34b，其安装于旋转轴31，并与底板部件34a以预定距离分隔；叶片34c，位于顶板部件34b和底板部件34a之间，从而相对于旋转轴31径向延伸。叶片34c的数量可以与翼部33d的数量相同，并且叶片34c可以相对于翼部33d径向延伸。
驱动器35具有与前文所述实施方式相同的结构，因此，对其的描述将被省略。
图5和6显示根据本发明又一实施方式的泵送装置40。
参考图5和6，泵送装置40包括：安装在塔13中的垂直的旋转轴41；转子42，其安装为通过进入塔13中的水的浮力沿旋转轴41上下运动；以及驱动器46，安装在塔13中，用于使得转子42转动。
转子42具有生成浮力的空间，并且包括螺杆泵送单元43和离心泵送单元44。螺杆泵送单元43包括：内本体43b，具有浮力空间43a并安装为可沿着旋转轴41滑动运动；外本体43c，以预定的距离与内本体43b分隔并围绕内本体43b；以及翼部43e，安装在内本体43b和外本体43c之间，以形成泵送通道43d。
为了使内本体43b安装为可沿旋转轴41滑动运动，轴承43f的安装为穿过内本体43b的浮力空间43a，旋转轴41由轴承43f可滑动地支承。轴承43g可以安装在轴承43f和旋转轴41之间。
离心泵送单元44与前文所述实施方式中的结构基本相同，因此，对其的描述将被省略。
驱动器46包括：从动轮46a，其沿着旋转轴41从转子42的上部延伸并具有预定的直径；传动轮46c，安装于塔13中安装的马达46b的旋转轴处；皮带46d，其连接从动轮46a和传动轮46c。驱动器46的从动轮46a具有与转子42的提升距离相等的长度。
如图7所示，驱动器46还可以包括：马达53，其安装于框架52处，框架52可以沿安装在塔13的内表面的引导装置51上下地运动；旋转轴54，其连接至马达53的驱动轴。在此情况下，转子42的必须安装为可通过浮力空间43a自由地上下运动，并且可以由安装在塔13的内表面的多个引导辊可转动地支承。
如图8中所示，螺杆泵送单元43可以构建为使内本体43b和外本体43c的直径从底部向顶部逐渐增加，同时保持泵送空间的宽度(例如，内本体43b和外本体43c之间的距离)不变。
下面将描述根据本发明的、具有上述结构特点的泵送系统的操作。
首先参考图1、2，通过从塔13延伸的进水管16提供清水到塔13的垂直空间部分11中。此时，由于进水管16的端部向上弯折，而且在弯折端安装有罩15，因此可以防止沉淀物或外来杂物进入进水管16。
在将水提供到垂直空间部分11中的情况下，如图2所示，作为驱动器25的马达25a驱动，从而使转子21转动。通过转子21的旋转力，将水通过螺旋通道(例如，由安装在旋转体22a和旋转轴24之间的螺旋螺杆22c形成的泵送通道22b)向上泵送。泵送的水由离心泵送单元23生成的离心力再次径向泵送。此时，螺杆泵送单元22可以通过离心泵送单元23吸水，从而提高泵送效率。具体地，如图3所示，当螺杆泵送单元22的底部增大时，可增加初始进水量，因此，将水泵送到离心泵送单元23的进给速度增加，从而提高泵送效率。也就是说，螺杆22c的线速度在螺杆泵送单元22的底部处更大，因此增加了泵送功率。
已被泵出的水通过盛水部分12和出水管14提供到蓄水池100。
参考图5、6，当在转子中形成浮力空间43a时，转子42通过进入塔13内部空间的水而提升。此时，连接马达46b的传动轮46c和从动轮46a的皮带46d与从动轮46a一同上下运动，从而将马达46b的旋转力传送给转子42。
具体地，如图8所显示，在螺杆泵送单元43的宽度从底部到顶部逐步增加的情况下，水受转子42转动所产生的离心力影响。鉴于翼部43e螺旋扭曲，水由离心力的分量径向地泵送。
因此，可提高通过螺杆泵送单元43泵送水的泵送功率。泵送的水由离心泵送单元44再次泵送，从而提升泵送效率。
进一步，具有浮力空间的泵送装置可以在距离地面一定深度处对进入塔的垂直空间部分的水进行泵送。具体地，当泵送海水时，不管由于退潮和潮水的流动而引起的进入垂直空间部分的海水水平面如何变化，都可以进行泵送。

Claims (7)

1.一种泵送装置，包括转子，所述转子包括：
螺杆泵送单元，其包括：旋转体，所述旋转体由安装在框架中的旋转轴可旋转地支承，以及螺杆，安装于所述旋转体的内表面和所述旋转轴的外表面之间，从而形成泵送通道；以及
离心泵送单元，其设置于所述螺杆泵送单元上，通过离心力使得由所述螺杆泵送单元泵送的水径向喷射。
2.如权利要求1所述的泵送装置，其中所述旋转体和所述螺杆泵送单元的所述螺杆的直径从所述泵送装置的底部向所述离心泵送单元逐渐减小。
3.一种泵送装置，包括转子，所述转子包括：
螺杆泵送单元，其包括：内本体，由安装在框架内的旋转轴可旋转地支承；外本体，通过预定本体与所述内本体分隔以围绕所述内本体；以及多个翼部，安装在所述内本体和所述外本体之间，从而形成螺旋泵送通道；以及
离心泵送单元，其设置在所述螺杆泵送单元上，通过离心力使得由所述螺杆泵送单元泵送的水径向喷射。
4.如权利要求3所述的泵送装置，其中，所述内本体的外表面和所述外本体之间的距离保持不变，所述内本体和所述外本体的直径从所述泵送装置的底部到顶部逐渐增大。
5.一种泵送系统，包括：
塔，安装在进水位置处，所述塔具有内部空间部分和位于所述内部空间部分上的盛水部分；
出水管，使所述盛水部分与安装在陆地上的蓄水池相连接；
进水管，其与所述内部空间部分相连通，从所述塔的底部延伸到所述进水位置，所述进水管具有向上弯折的端部，所述向上弯折的端部安装有罩；以及
泵送装置，安装在所述塔中，将通过所述进水管进入所述内部空间部分中的水泵送到所述盛水部分，所述泵送装置包括：
旋转轴，其垂直安装在所述塔中；
转子，其包括螺杆泵送单元以及设置于所述螺杆泵送单元上的离心泵送单元，所述螺杆泵送单元包括沿所述旋转轴可滑动地安装且具有轴承和浮力空间的内本体、与所述内本体分隔预定距离以围绕所述内本体的外本体、以及安装在所述内本体和所述外本体之间以形成螺旋泵送通道的多个翼部，所述离心泵送单元通过离心力使得由所述螺杆泵送单元泵送的水径向喷射；以及
驱动器，其安装在所述塔中，用以驱动所述转子。
6.如权利要求5所述的泵送系统，其中，所述驱动器包括马达，所述马达包括：
从动轮，其长度与所述转子沿由所述轴承支承的所述旋转轴的提升距离基本相同；以及
传动轮，其通过皮带连接至所述从动轮。
7.如权利要求6所述的泵送系统，其中，所述螺杆泵送单元的所述内本体的外表面与所述外本体之间的距离保持不变，所述内本体和所述外本体的直径从所述泵送装置的底部到顶部逐渐增大。
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