CN101550950B - 一种气动旋转喷射污泥泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动旋转喷射污泥泵，包括同轴线分布的吸入锥管、吸入直管、气流外管和泵体外管，在气流外管上设进气管，气流外管的内锥面与吸入直管的端部之间形成环形喷嘴，气流外管的内表面与吸入直管的外表面之间形成环形空隙，在该环形空隙中设叶轮，所述的叶轮通过叶轮管套套在所述的吸入直管上，叶轮上设有多个沿圆周方向均布的叶轮片采用上述技术方案，既可泵送含有固体物料的液体或粘稠状的湿料、也可以泵送块状、颗粒状的干物料，扩大了泵的使用范围，克服了深水作业的困难，避免了泵的堵塞、磨损和机件的损坏，提高了泵的使用效率；采用叶轮结构，避免喷射气流产生紊流，并使气流产生高速旋转，提高污泥泵的功效。

Description

一种气动旋转喷射污泥泵

技术领域

本发明涉及用于抽吸污泥的泵，具体地说，本发明涉及一种用气体的喷射压力作为抽吸污泥动力的气动旋转喷射污泥泵。

背景技术

目前，在各类生产和工程施工中，需要抽吸送含有块状、颗状状物料的液体，或者抽吸粘稠的液体，如混凝土、沙浆、污泥等，一般采用污水泵、潜污泵或旋流泵。这类泵有共同的缺陷，即泵体内都设有运动的部件；其动力源如电动机只能设置在泵体附近，因此泵体不能深入液面以下工作。受吸程的限制，这些泵更不能在深水作业；为了防止堵塞，有时需在吸入管口设置过滤装置。受其结构的限制，容易造成过滤装置或泵体的堵塞，运动部件易磨损甚至损坏，且磨损无法实现补偿。特别是这类泵不能用于抽送块状、颗粒状的干物料的场合。

针对上述问题，现在已出现了一种气动喷射泵的技术，如中国专利号为2005100414173的发明专利“一种气动喷射泵”，该专利所采取的技术方案是：

这种气动喷射泵，包括吸入管、泵体、输出管，的泵体上按吸入管至输出管的顺序即物料输送方向，在吸入管和输出管之间的同一轴线上设置喷嘴外套、混合管、扩散增压管，套在吸入管上的喷嘴外套的内锥面与吸入管的端部之间形成锥状的环形喷嘴，其锥形的收缩方向由吸入管指向输出管；

在喷嘴外套上设喷气管，喷嘴外套、混合管、扩散增压管及输出管，均为同轴线的管壁紧固联接；

喷嘴外套与吸入管之间设置密封装置，密封装置与喷嘴外套之间为永久性的紧固联接，与吸入管之间设螺纹调节机构，并由锁紧螺母锁紧，密封装置在朝向吸入管出口方向一端设置导向装置，与吸入管之间为间隙配合，并在配合面上设柔性密封圈。

采用以上所述的气体喷吸的方式，不使用运动的零部件，且将泵的动力源如电动机与泵体分离，既可泵送含有固体物料的液体或粘稠状的湿料如混凝土、沙浆、污泥等，也可以泵送块状、颗粒状的干物料如谷类、煤炭、水泥、盐、糖等，扩大了泵的使用范围，克服了深水作业的困难，避免了泵的堵塞、磨损和机件的损坏，提高了泵的使用效率。

但是，上述技术方案仍然存在缺陷：高速、高压喷射的气体在进入环形喷嘴的环状空隙内后，由于其环状空隙圆周是连通的，所以会产生气流的互相干扰，形成紊流，产生气流的阻滞，使气流喷射的动力性降低，影响污泥泵的工作效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种气动旋转喷射污泥泵，其目的是避免喷射气流产生紊流，降低气流的内阻，提高污泥泵的功效。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的这种气动旋转喷射污泥泵，包括同轴线分布的吸入锥管、吸入直管、气流外管和泵体外管，在气流外管上设进气管，所述的气流外管的内锥面与吸入直管的端部之间形成环形喷嘴，所述的气流外管的内表面与吸入直管的外表面之间形成环形空隙，在该环形空隙中设叶轮，所述的叶轮通过叶轮管套套在所述的吸入直管上，所述的叶轮设有多个沿圆周方向均布的叶轮片。

为使本发明更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并提高本发明的新颖性和创造性：

以上所述的叶轮片的外形与所述的气流外管的内表面、吸入直管的外表面均为间隙配合。

所述的叶轮管套与吸入直管的外圆表面为间隙配合。

以上所述的叶轮片通过其一边与叶轮管套紧固连接为一体，所述的叶轮片的片体上至少一条直线与所述的叶轮管套的轴线垂直相交。

以上所述的进气管为两个，并沿所述的气流外管的轴线对称分布；所述的进气管的内腔与所述的气流外管和吸入直管之间的环形空隙为相切连通。

以上所述的叶轮片的片体平面倾斜设置，与通过所述的叶轮管套的轴线的平面形成一个夹角，使该平面在所述的叶轮管套的位置与所述的叶轮片相交。

以上所述的叶轮片倾斜方向为：所述的进气管进入的气流在叶轮片上产生的轴向分力，朝向泵的出口方向。

在以上所述的泵体外管内设通气管，所述的通气管的两端分别设在吸入锥管的位置和泵体外管的出口位置。

在以上所述的泵体外管内设轴承套，所述的轴承套通过平面轴承与所述的吸入直管连接；所述的轴承套的一端与所述的气流外管连接。

以上所述的叶轮管套与所述的吸入直管固定连接为一体。

以上所述的轴承套与所述的气流外管连接结构为：所述的气流外管的端部套在轴承套上，为螺纹连接；设调节螺母旋在轴承套上，并与气流外管的端部旋紧。

本发明采用上述技术方案，既可泵送含有固体物料的液体或粘稠状的湿料、也可以泵送块状、颗粒状的干物料，扩大了泵的使用范围，克服了深水作业的困难，避免了泵的堵塞、磨损和机件的损坏，提高了泵的使用效率；采用叶轮结构，避免喷射气流产生紊流，并使气流产生高速旋转，提高污泥泵的功效。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的叶轮结构的横截面示意图；

图3为本发明中的叶轮结的纵向剖视示意图；

图4为本发明所涉及的叶轮上的叶轮片的倾斜方向示意图；

图5为本发明在进气管位置的横剖面的结构示意图(图6中的A-A剖视图)；

图6为本发明中从吸入锥管至环形喷嘴的局部剖视图；

图7为本发明中从环形喷嘴至出口管的局部剖视图；

图8为本发明中的吸入锥管的结构示意图。

图中标记为：

1、吸入锥管，2、轴承套，3、填料压盖，4、填料套，5、吸入直管，6、平面轴承，7、调节螺母，8、填料，9、螺钉，10、气流外管，11、叶轮，12、通气管，13、泵体外管，14、混合管，15、螺钉，16、加压管，17、通气管螺母，18、出口管，19、进气管，20、进气管密封套，21、密封圈，22、螺钉，23、叶轮管套，24、叶轮片，25、进气管连接嘴，26、进气管密封端盖，27、泵体吊环。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1至图8所表达的本发明的结构，是一种气动旋转喷射污泥泵，包括同轴线分布的吸入锥管1、吸入直管5、气流外管10和泵体外管13，所述的气流外管10的一段内径大于吸入直管5的外径，该部分套在吸入直管5的朝向出口的一段外，所述的气流外管10的内锥面与吸入直管5的端部之间形成环形喷嘴，所述的气流外管10的内表面与吸入直管5的外表面之间形成环形空隙。

吸入直管5位于环形喷嘴的端部设有一个外倒角，形成锥度，该倒角的角度为26°左右。其目的是使气流喷射的阻力更小。

气流外管10的气流的出口方向的端部，与混合管14同轴线连接，混合管14的直径朝向出口方向的直径逐渐增大；所述的混合管14的气流的出口方向的端部，与加压管16连接，加压管16的直径朝向出口方向的直径逐渐增大；混合管14与加压管16通过螺钉15连接；所述的加压管16的气流的出口方向的端部，与出口管18连接。

从吸入锥管1至出口管18的方向，是污泥的抽吸输送的方向。

如图1、图5和图6所示，在气流外管10上设进气管19，所述的进气管19穿过泵体外管13与气流外管10连接并形成气流通路，使喷射的气流进入气流外管10的内腔，并通过环形喷嘴喷入混合管14。

如图5所示，进气管19与气流外管10的连接方式是：在气流外管10上焊接进气管连接嘴25，进气管19通过外螺纹旋入进气管连接嘴25的内螺纹。进气管19与泵体外管13的连接方式是：在泵体外管13上设与其为焊接连接的进气管密封套20，通过进气管密封端盖26将进气管19固定在进气管密封套20上。

进气管19接入由高压气泵送来的高压气体，经过环形喷嘴锥形导向喷出后进入扩散用的混合管14和加压管16，并在混合管14的前端形成真空，其负压将吸入直管5内的物料吸入，使物料通过加压管16被压入出口管18。

混合管14和加压管16，按物料输送方向，管的口径由小到大，管体呈锥形，其目的在于减慢气体与物料混合后的流动速度，增大其输送压力。

泵前端的轴承结构上设密封装置，其作用是防止将吸入直管5外的气体或物料吸入。

如图7所示，在泵体外管13上设置两个泵体吊环27，在气动旋转喷射污泥泵使用过程中起吊、安装和运输时，用于给吊钩的勾起。

气流外管10、混合管14、加压管16及出口管18均为同轴线的管壁法兰紧固联接，气流外管10与吸入锥管1之间设置密封装置。进气管19接入由高压气泵送来的高压气体，经过环形喷嘴的锥形导向喷出后进入加压管16，并在混合管14的前端形成真空，其负压将吸入锥管1内的物料吸入，使物料通过加压管16被压入出口管18。其密封装置的作用是防止将吸入管6外的气体或物料吸入。

采用上述技术方案，既可泵送含有固体物料的液体或粘稠状的湿料、也可以泵送块状、颗粒状的干物料，扩大了泵的使用范围，克服了深水作业的困难，避免了泵的堵塞、磨损和机件的损坏，提高了泵的使用效率。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现避免喷射气流产生紊流、降低气流的内阻、提高污泥泵的功效的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1至图5所示，本发明所提供的这种气动旋转喷射污泥泵，在所述的气流外管10的内表面与吸入直管5的外表面之间形成的环形空隙中设叶轮11，所述的叶轮11通过叶轮管套23套在所述的吸入直管5上，所述的叶轮11设有多个沿圆周方向均布的叶轮片24。

采用以上所述的叶轮结构，避免喷射气流在吸入直管5的内腔产生紊流，并使气流产生高速旋转，提高污泥泵的功效。

上述所述的叶轮11的作用：

一是使高速气流互相之间不会发生混合，避免紊流的产生，使气流的阻力减小。这是由于每两个叶轮片24之间，均形成了独立的空间，不会使不同位置、不同方向的气流混合而产生内阻的能量消耗；

二是使高速气流在喷出环形喷嘴后仍然保持高速旋转的状态，使气流外管10及混合管14的轴线位置附近的中心区域的压力更小，对吸入直管5内的物料起到更好的抽吸作用。

下面是本发明的具体实施示例，供本领域的技术人员在实施本发明时参考、借鉴和选择应用：

实施例一：

如图1、图5和图6所示，本发明所述的叶轮片24的外形与所述的气流外管10的内表面、吸入直管5的外表面均为间隙配合。

所述的叶轮管套23与吸入直管5的外圆表面为间隙配合。

上述结构的作用是：使叶轮11空套在吸入直管5上，当气流喷射进入时，叶轮11旋转，而吸入直管5可以固定。

实施例二：

如图2和图3所示，本发明所述的叶轮片24通过其一边与叶轮管套23紧固连接为一体，所述的叶轮片24的片体上至少一条直线与所述的叶轮管套23的轴线垂直相交。

叶轮片24的数量一般在8～12之间。

实施例三：

如图5所示，本发明所述的进气管19为两个，并沿所述的气流外管10的轴线对称分布；所述的进气管19的内腔与所述的气流外管10和吸入直管5之间的环形空隙为相切连通。

进气管19为成对布置，可以采用一对，也可以采用一对以上。在泵体的横切剖面上，吸入直管5与气流外管10之间形成圆环形空隙，进气管19与该圆环相切且每对喷气管相对圆环的圆心成旋转对称。采取这种方法，以减少气体阻力，气压损失小，提高了泵的效率，保证气体顺畅进入混合管14。

实施例四：

如图4所示，本发明所述的叶轮片24的片体平面倾斜设置，与通过所述的叶轮管套23的轴线的平面形成一个夹角，使该平面在所述的叶轮管套23的位置与所述的叶轮片24相交。

图4中的θ角可取为15°±3°，在该角度范围内可以获得较好气体喷射的效果。

实施例五：

如图4所示，本发明所述的叶轮片24倾斜方向为：所述的进气管19进入的气流在叶轮片24上产生的轴向分力，朝向泵的出口方向。

上述结构的目的，是当叶轮11空套在吸入直管5上时，使叶轮11向出口方向运动至与锥面接触，不会使叶轮11与填料压盖3接触而影响叶轮的旋转。

实施例六：

如图1、图6和图7所示，在本发明所述的泵体外管13内设通气管12，所述的通气管12的两端分别设在吸入锥管1的位置和泵体外管13的出口位置。

通气管12在泵体外管13的出口位置，通过通气管螺母17固定在出口管18上。通气管12的端口，伸出泵体外。

通气管12在吸入锥管1的一端，穿过吸入锥管1的法兰盘，伸到吸入锥管1的锥体及法兰盘之间的空隙内。

通气管12的作用是：当被吸的污泥处于密闭的条件，则污泥无法抽吸，需要通入空气，进行容积的补偿。

实施例七：

如图6所示，在本发明所述的泵体外管13内设轴承套2，所述的轴承套2通过平面轴承6与所述的吸入直管5连接；所述的轴承套2的一端与所述的气流外管10连接。

轴承套2的端面通过螺钉与吸入锥管1的法兰盘连接，共同组成封闭的结构，防止污泥进入泵体内部。

在轴承套2朝向吸入锥管1的一端，设填料套4，设填料压盖3和填料8，形成该端部的密封结构。所述的填料套4通过螺钉22固定在轴承套2上。所述的填料压盖3通过螺钉9固定在填料套4上。

在轴承套2朝向叶轮11的一端，设填料压盖3及填料8，形成该端部的密封结构。所述的填料压盖3通过螺钉9固定在轴承套2上。

实施例八：

本发明所述的叶轮管套23与所述的吸入直管5固定连接为一体。

本实施例与实施例一是不同的实施方式，其意图通过将叶轮管套23与吸入直管5固定连接为一体，实现叶轮与吸入直管5同步作回转运动，这时，通过平面轴承6起到运动支承的作用。

实施例九：

如图1所示，本发明所述的轴承套2与所述的气流外管10连接结构为：所述的气流外管10的端部套在轴承套2上，为螺纹连接；设调节螺母7旋在轴承套2上，并与气流外管10的端部旋紧。

轴承套2与气流外管10之间，通过密封圈21进行密封。

由于环形喷嘴在长时间使用后的磨损，导致锥形环隙增大而气流速度下降，需要通过螺纹调节机构来调节锥形环隙的大小，实现环形喷嘴磨损的补偿，使环形喷嘴的各处的速度与压力保持均衡。吸入直管5轴向位置调节适当后，用调节螺母7锁紧。由于吸入管6在调节位置时，吸入直管6相对于气流外管10有相对运动，所以采用了间隙配合，因此需要在配合面之间设置环形橡胶质的柔性密封圈21。同理，密封装置与吸入直管5之间为永久性的紧固联接时，也采用同样的方式。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气动旋转喷射污泥泵，包括同轴线分布的吸入锥管(1)、吸入直管(5)、气流外管(10)和泵体外管(13)，在气流外管(10)上设进气管(19)，所述的气流外管(10)的内锥面与吸入直管(5)的端部之间形成环形喷嘴，所述的气流外管(10)的内表面与吸入直管(5)的外表面之间形成环形空隙，其特征在于：

在该环形空隙中设叶轮(11)，所述的叶轮(11)通过叶轮管套(23)空套在所述的吸入直管(5)上，当气流喷射进入时，所述的叶轮(11)旋转，所述的吸入直管(5)固定；所述的叶轮(11)设有多个沿圆周方向均布的叶轮片(24)；

所述的叶轮片(24)的外形与所述的气流外管(10)的内表面、吸入直管(5)的外表面均为间隙配合；所述的叶轮管套(23)与吸入直管(5)的外圆表面为间隙配合。

2.按照权利要求1所述的气动旋转喷射污泥泵，其特征在于：所述的叶轮片(24)通过其一边与叶轮管套(23)紧固连接为一体，所述的叶轮片(24)的片体上至少一条直线与所述的叶轮管套(23)的轴线垂直相交。

3.按照权利要求2所述的气动旋转喷射污泥泵，其特征在于：所述的进气管(19)为两个，并沿所述的气流外管(10)的轴线对称分布；所述的进气管(19)的内腔与所述的气流外管(10)和吸入直管(5)之间的环形空隙为相切连通。

4.按照权利要求3所述的气动旋转喷射污泥泵，其特征在于：所述的叶轮片(24)的片体平面倾斜设置，与通过所述的叶轮管套(23)的轴线的平面形成一个夹角，使该平面在所述的叶轮管套(23)的位置与所述的叶轮片(24)相交。

5.按照权利要求4所述的气动旋转喷射污泥泵，其特征在于：所述的叶轮片(24)倾斜方向为：所述的进气管(19)进入的气流在叶轮片(24)上产生的轴向分力，朝向泵的出口方向。

6.按照权利要求1或2或3或4或5所述的气动旋转喷射污泥泵，其特征在于：在所述的泵体外管(13)内设通气管(12)，所述的通气管(12)的两端分别设在吸入锥管(1)的位置和泵体外管(13)的出口位置。

7.按照权利要求1或2或3或4或5所述的气动旋转喷射污泥泵，其特征在于：在所述的泵体外管(13)内设轴承套(2)，所述的轴承套(2)通过平面轴承(6)与所述的吸入直管(5)连接；所述的轴承套(2)的一端与所述的气流外管(10)连接。

8.按照权利要求1所述的气动旋转喷射污泥泵，其特征在于：所述的叶轮管套(23)与所述的吸入直管(5)固定连接为一体。

9.按照权利要求7所述的气动旋转喷射污泥泵，其特征在于：所述的轴承套(2)与所述的气流外管(10)连接结构为：设调节螺母(7)旋在轴承套(2)上；所述的气流外管(10)的端部套在轴承套(2)上，为螺纹连接；所述的调节螺母(7)与气流外管(10)的端部旋紧。

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