CN101985930B - 转子式深水潜水泵 - Google Patents

Abstract

本发明是适用于深井作业的转子式深水潜水泵，由泵体、转子、转子套、活塞、浮动隔舌、偏心轴、泵盖、电机联接架、过滤网和潜水电机组成。本发明将隔舌制成浮动式，通过弹性块的压力将浮动隔舌推向转子套的表面，使之径向间隙为零；同时将隔舌的宽度制成大于转子套的径向通道的宽度，从而加长了密封的长度，两者结合可以明显提高密封性能，达到提高排出压力的目的。当潜水电机带动转子旋转时，活塞绕偏心轴一边旋转一边作往复运动，吸排液体，由于高速运转，每转活塞输液两次，因此液流输出平稳无脉冲、振动小、噪音低；此外，体积小、零件少、成本低、水力损失和容积损失都小，本泵不作任何改动，可作深井油泵。

Description

转子式深水潜水泵

技术领域

本发明涉及一种容积泵，特别是适用于深井作业的转子式深水潜水泵.

背景技术

众所周知，当天上的雨水不能满足人们生活和生产需求时，普遍关注和设法提取地表水来补充，随着地表水的逐年下降，甚至要取用地下水时，则对提取工具的水泵的扬程的要求越来越高。

目前公知的深水潜水泵或深井泵都是离心式水泵，由于离心泵的单级扬程有限，高扬程时需多级串联，如RTC型深水潜水泵当流量每小时为10吨水、扬程为104米时需26级叶轮串联，长度长、重量重、耗材多、积累误差大、刚性差，效率也不理想，只有62％。

对于高扬程的泵来说，往复泵具有优势，往复式活塞泵效率高扬程也高，专利ZL92236391.9“一种容积式深井泵”和专利ZL98210995.4“柱塞式潜水深井泵装置”都公开了活塞式深井泵结构，但两者都将原动机、变速机构、传动机构放在地面上，由地面上的传动机构带动活塞杆作往复运动，或带动传动杆旋转，再通过传动杆上的斜盘带动活塞杆往复运动，其结果是水愈深，杆子愈长，重量愈重，振动愈大；专利申请号为200710099747.7“液力抽油泵”提出了用液压油来推动活塞往复运动的结构，这种结构同样需很长的输油管和回油管；专利申请号为200410023948.5“电潜式永磁直线往复泵”提出了用永磁直线电机带动活塞运动，它和上述三种专利一样仍保留了传统往复式活塞泵的阀结构，其缺点是由于阀的滞后现象，往复次数极低，无法采用高速旋转的潜水电机直联来减少体积与重量，同时阀结构对杂质敏感，影响阀的密封性能，从而影响泵的正常使用；本人在申请号201010202658.2“小型转子式潜水泵”专利中提出了由潜水电机直接带动无阀结构的转子泵吸排水的新型潜水泵，具有效率高、体积小、重量轻、结构紧凑的优点，但其分隔高压腔和低压腔的隔舌密封性能还不能满足在深水中作业的要求。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述各种潜水泵存在的缺点，在转子式潜水泵的基础上，提出一种体积小的、结构简单的、高压腔和低压腔之间密封性能更加完善的、有效提高扬程的、高效节能的转子式深水潜水泵。

为了达到上述目的，本发明转子式深水潜水泵，包括潜水电机17、带有吸入口和排出口的泵体1、装在泵体1内腔并和潜水电机17伸出轴直联的转子2、和泵体1固接的泵盖13，所述转子2沿轴向制有至少一排径向通孔，该径向通孔内装有借助偏心轴的作用可移动的活塞3；所述转子2的外圆固装一转子套6，该转子套6上开有和转子2的径向通孔同轴的直径较小的径向孔，该径向孔的两侧制有和径向孔相通的窄槽，形成径向流道；所述偏心轴4两端被支承并可被动旋转，所述偏心轴4穿过活塞3腰部相对应的长槽，并与之铰接，铰接处套有滚圈5；所述泵体1内腔设置一对等宽并将泵体1的内腔分隔为吸入腔和排出腔的隔舌，其特殊之处在于：泵体1内的隔舌是可以拆卸的浮动隔舌7，该浮动隔舌7内置有和吸入腔相通的吸入单向阀8以及和排出腔相通的排出单向阀9，该隔舌的宽度大于转子套6上的径向流道。

本发明的技术解决方案中的所述浮动隔舌7远离转子套6的端面上可以放置有将浮动隔舌7压向转子套6表面的弹性块11。

本发明的技术解决方案中的所述浮动隔舌7上设置有可调节浮动隔舌7和转子套6结合面之间间隙大小的调节螺钉(26)。

本发明的技术解决方案中的所述的浮动隔舌内的吸入单向阀8和排出单向阀9可以为钢球单向阀。

本发明转子式深水潜水泵中取消了阀结构，其高压腔与低压腔的隔离是依靠隔舌的间隙密封，根据间隙密封的原理，间隙越小，密封面积越长，密封效果越好，为此，本发明中将隔舌制成浮动式，通过弹性块的压力将浮动隔舌推向转子套的表面，使之径向间隙为零；或用调节螺钉来调节隔舌和转子套之间的径向间隙，使之达到最佳值；同时将隔舌的宽度制成大于转子套的径向通道的宽度，从而加长了密封的长度，两者结合可以明显提高密封性能，达到提高排出压力的目的。

隔舌的宽度制成大于转子套的径向通道的宽度后，产生了封闭区，活塞在封闭区运行时，要产生困液闷车现象，为此在浮动隔舌内设置了吸入单向阀和排出单向阀，用于活塞在封闭区内运行时，瞬时疏通液流。

图1中显示了其主要结构，图中有泵体1、转子2、活塞3、偏心轴4、滚圈5、转子套6、浮动隔舌7、吸入单向阀8、排出单向阀9、盖板10、小槽12，其中小槽12是使吸入单向阀8能和吸入腔连通。

图2是三种不同密封结构的密封面积对比图，图中的网格线表示密封面积的投影，a图表示传统转子泵的密封结构，一般将活塞孔的直径E与隔舌的宽度F做成相等，其密封面积最小，当活塞孔转到对上隔舌宽度时，其直径处的密封长度瞬时为零；b图表示本人在申请号为201010202658.2的发明专利“小型转子式潜水泵”中提出的改进的密封结构，将转子套上的径向通道的宽度E制成与隔舌宽度F相等，由于径向通道中的径向孔小于活塞孔，并在径向孔的两侧制成窄槽，从而增加了密封面积；c图是本发明的密封结构，将隔舌的宽度F制成大于转子套上的径向通道，密封面积和长度都增加了，即使转子套的径向通道对上隔舌的宽度，则两侧仍然有密封面，消除了密封长度瞬时为零的缺陷。

本发明的积极效果是；明显提高间隙密封性能和效果，解决了长期困扰转子泵扬程无法提高的瓶颈，提高了排出压力，使之能在深水中使用。

附图说明

图1是本发明基本结构图；

图2是三种不同密封结构的密封面积对比图；

图3是本发明实施例的结构图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5具有调节螺钉的浮动隔舌的结构图。

具体实施方式

图3是本发明实施例的结构图，图4是图3的A-A剖视图；图中显示泵体1、转子2、活塞3、偏心轴4、滚圈5、转子套6、浮动隔舌7、吸入单向阀8、盖板10、弹性块11、泵盖13、轴承盖14、转子接头15、电机联接架16、潜水电机17、轴封装置18、轴承19、偏心套20、轴承21、轴承22、轴承23、泵排出口24、过滤网25。

本实例为倒置式潜水泵，潜水电机17在最下面，泵体1在上面，泵排出口24在顶部，特别适合深井中使用；图中显示转子2通过转子接头15与潜水电机17的伸出轴直联，并支承在两个轴承21、22上，转子2沿轴线安装了两个活塞3；双支承的偏心轴4，一端支承在泵盖13内的轴承23上，另一端支承在转子2内腔轴承19中偏心轮20上，转子2沿轴向有两排径向孔，径向孔内装有活塞3，转子2外圆固装有转子套6，转子套6对应转子2径向孔处制有与其同轴并直径较小的径向孔，径向孔的两侧开有与其相通的窄槽，形成径向通道，泵体1上对应转子套6径向通道部位，装有一对浮动隔舌7，浮动隔舌7内设置有吸入单向阀8与排出单向阀9，偏心轴4穿过活塞3腰部的长槽，与之铰接，铰接处，偏心轴4外圆套有滚圈5，泵体1通过电机联接架16与潜水电机17法兰连接。

本实例中的所有轴承可采用不锈钢轴承或陶瓷轴承。结构中的摩擦副的表面要求作硬化处理或镀复处理，用以延长使用寿命。

图5具有调节螺钉26的浮动隔舌的结构图，图中显示通过调节螺钉26可以调节浮动隔舌7和转子套6之间的径向间隙达到最佳值。

本泵利用偏心机构的运动原理，实现泵的吸排功能，，当潜水电机17带动转子2旋转时，活塞3绕偏心轴4一边旋转一边沿转子2上的径向通孔作相对往复运动，往复运动的行程是偏心轴4的偏心距的二倍，活塞3的往复运动产生容积变化，从吸入腔吸入液体再从排出腔排出液体，由于泵体1上的浮动隔舌7的阻隔，使排出腔和吸入腔之间产生压力差；这种容积变化的容积泵原理，水力损失和容积损失都小，效率很高，可达75％以上；活塞3是双作用工作，转子每旋转一周送液两次，互错90°的两个活塞每转送液四次，在电机高速运转下，液流输出平稳无脉冲，振动小、噪音低；本发明采用最简单的结构和最少量的零部件组成泵的总成，长度大大短于现有多级离心潜水泵，加工工艺性好，成本也低。

本实施例中所述隔舌7的吸入单向阀和排出单向阀采用了钢球单向阀，如果隔舌7的空间位置许可，也可采用平板单向阀或锥形单向阀。

此外，本泵具有良好的自吸性能和宽敞的流道，除能泵吸水类液体外，还可泵吸粘性液体如油品、挥发性液体、带纤维状或带颗粒状杂质的液体，扩大了泵的使用范围。

Claims (4)

1.一种转子式深水潜水泵，包括潜水电机(17)、带有吸入口和排出口的泵体(1)、装在泵体(1)内腔并和潜水电机(17)伸出轴直联的转子(2)、和泵体(1)固接的泵盖(13)，所述转子(2)沿轴向制有至少一排径向通孔，该径向通孔内装有借助偏心轴(4)的作用可移动的活塞(3)；所述转子(2)的外圆固装一转子套(6)，该转子套(6)上开有和转子(2)的径向通孔同轴的直径较小的径向孔，该径向孔的两侧制有和径向孔相通的窄槽，形成径向流道；所述偏心轴(4)两端被支承并可被动旋转，所述偏心轴(4)穿过活塞(3)腰部相对应的长槽，并与之铰接，铰接处套有滚圈(5)；所述泵体(1)内腔设置一对等宽并将泵体(1)的内腔分隔为吸入腔和排出腔的隔舌，其特征在于：泵体(1)内的隔舌是可以拆卸的浮动隔舌(7)，该浮动隔舌(7)内置有和吸入腔相通的吸入单向阀(8)以及和排出腔相通的排出单向阀(9)，该隔舌的宽度大于转子套(6)上的径向流道。

2.根据权利要求1所述的转子式深水潜水泵，其特征在于：所述浮动隔舌(7)远离转子套(6)的端面上放置有将浮动隔舌(7)压向转子套(6)表面的弹性块(11)。

3.根据权利要求1所述的转子式深水潜水泵，其特征在于：所述浮动隔舌(7)上设置有可调节浮动隔舌(7)和转子套(6)结合面之间间隙大小的调节螺钉(26)。

4.根据权利要求1所述的转子式深水潜水泵，其特征在于：所述浮动隔舌(7)内的吸入单向阀(8)和排出单向阀(9)为钢球单向阀。

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