CN104265641A - 一种流量可控的绞吸泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种流量可控的绞吸泵，属于机电技术领域。它解决了现有的绞吸泵由于流量不可控而易损的问题。本流量可控的绞吸泵，包括泵壳、叶轮、泵轴、进流口和排出管，所述叶轮设置在泵壳内且与泵轴相连接，所述进流口设置在泵壳的前部，所述排出管设置在泵壳的顶部，其特征在于，所述泵壳内具有一用于调整流体流量的导轮和能带动导轮前后伸缩的液压缸，所述导轮的前端正对于进流口，所述导轮的后端通过导轮轴与液压缸相连接。它通过导轮调整泵壳内的流体流量，减少和防止砂石对绞吸泵的磨损，延长绞吸泵的使用寿命。

Description

一种流量可控的绞吸泵
技术领域
本发明属于机电技术领域，涉及一种绞吸泵，特别是一种流量可控的绞吸泵。
背景技术
随着我国进出口贸易规模的不断扩大，港口吞吐量稳步增长，对港口建设和进出港航道的要求越来越高，《全国沿海港口布局规划》涉及的长江三角洲、珠江三角洲、环渤海湾、东南沿海和西南沿海港口群以及上海、宁波、舟山等航运中心建设均对疏浚业务形成了旺盛的市场需求。同时，由于水土流失加剧，工业、农业及生活污水增加等原因，河道、湖泊、港口污染严重导致功能严重退化，淤积日益严重，特别是河、湖、港口入口段淤积都特别严重，致使泄洪排沙不畅、深度变浅，因此，必需定期维护维持其设计水深和通航尺度。可见，江河湖海的疏浚日趋重要，疏浚一般都是用船只上配备绞吸泵来进行作业的，绞吸泵是绞吸挖泥船的关键部件，然而由于其工作环境恶劣，工况变动大，如其泥沙流量及浓度随着水下泥质条件的不同会有很大变化，这对泵体及输送管路的气蚀及磨碎会有很大的影响。泥沙对泵体磨损严重，特别是泥沙颗粒较大较硬时，有时一个泵用不到一个星期就坏了。此外，泵壳及输送管路的内壁也极容易由于汽蚀而破损，所谓汽蚀是指：液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡，这种产生气泡的现象即称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭，这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。泵在运转中，若其过流部分的局部区域通常是叶轮叶片进口稍后的某处因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。目前为了延长绞吸泵的使用寿命，人们做了多方面的尝试，如中国专利【授权公告号CN202324036U】公开了一种绞吸式挖泥船吸泥口的结构改进，包括吸泥口管、安装主轴外侧的与吸泥口管连接的护罩，其特征在于：所述吸泥口外侧设有弧形护栏，所述弧形护栏的一端焊接在护罩外壁上，弧形护栏的另一端焊接在吸泥口下沿的吸泥口管外壁上。该实用新型采用上述技术方案，虽然能够有效地降低绞吸泵的吸泥口堵塞和损坏几率，但是由于其无法对泵的流量进行调节，不能从根本上解决由于流量过大而导致的汽蚀和磨碎，实用性较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种流量可控的绞吸泵，它通过导轮调整泵壳内的流体流量，减少和防止砂石对绞吸泵的磨损，延长绞吸泵的使用寿命。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种流量可控的绞吸泵，包括泵壳、叶轮、泵轴、进流口和排出管，所述叶轮设置在泵壳内且与泵轴相连接，所述进流口设置在泵壳的前部，所述排出管设置在泵壳的顶部，其特征在于，所述泵壳内具有一用于调整流体流量的导轮和能带动导轮前后伸缩的液压缸，所述导轮的前端正对于进流口，所述导轮的后端通过导轮轴与液压缸相连接。
本技术方案中，当泵的流量太大时，控制液压缸使导轮朝向进流口伸出，从而减小泵体进流口，降低泵的流量；当泵的流量太小时，控制液压缸使导轮缩回，从而增大泵体进流口，增加泵的流量。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述泵轴的前端与叶轮相连接，后端与电机相连接，所述泵轴的轴心位置具有一用于容置导轮轴及液压缸的空腔。电机轴插设在空腔中，导轮轴能沿着泵轴的轴向伸缩，将导轮轴及液压缸内置于泵轴内部，既能减少整个轴结构的尺寸和体积，又能保证导轮轴和泵轴同轴度。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述叶轮套装在泵轴的前端端部，所述导轮轴向前穿出泵轴且与导轮的后端面相连接，所述导轮位于叶轮的前侧。流体先经过导轮导流后再由叶轮进行抽送，可以保护叶轮，延长叶轮的使用寿命。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述导轮轴伸出泵轴部位的侧壁具有限位块。该限位块用于对导轮轴的后移行程进行限位，避免导轮轴过度收缩而导致导轮过度接近叶轮，甚至与叶轮相接触而损坏。该限位块可以为设置在导轮轴侧壁上的块状结构，也可以为环设在导轮轴侧壁上的环状结构。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述导轮轴与导轮相固连，所述导轮轴与泵轴同轴设置且导轮轴与泵轴通过离合卡销相连接。导轮轴与泵轴离合式连接，即通过调整离合卡销的位置可调整导轮轴与泵轴的连接关系，使得泵轴能够独立转动或者能够带动导轮轴随着泵轴联合转动。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述导轮轴的侧壁具有一用于与离合卡销相配合的凹槽，所述凹槽的槽向沿着导轮轴轴向设置，所述离合卡销穿过泵轴侧壁后连接在凹槽上。当离合卡销的底部插设在凹槽内时，导轮轴能随着泵轴转动，当离合卡销拔出后，导轮轴与泵轴相脱离。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述离合卡销包括销套、销柱、复位弹簧和限位套，所述销套通过螺纹旋接在泵轴的侧壁上，所述限位套通过螺纹旋接在销套的上部，所述销柱由上往下穿过限位套和销套，所述销柱的下部具有挡沿，所述复位弹簧套装在销柱上，所述复位弹簧的上端与限位套的底面相抵靠，下端与挡沿相抵靠，所述限位套具有卡槽和托块，所述销柱具有能卡设在卡槽内且架设在托块上的卡块。当销柱提起并使得卡块架设在托块上时，导轮轴和泵轴相脱离，当转动销柱使得卡块脱离托块时，销柱在复位弹簧的作用下向下移动，并使得卡块卡在卡槽内，销柱的底部连接在导轮轴的凹槽内，从而使得导轮轴能够随着泵轴联动。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述液压缸与泵轴相固连，所述导轮轴滑动连接在泵轴的空腔中且能在泵轴的空腔中周向转动。导轮轴能在液压缸作用下进行伸缩，且导轮轴与液压缸为非固定结构，当液压缸随着泵轴转动时，导轮轴可以保持不动。由于液压缸与泵轴相固连，还可以对泵轴起到支撑的作用，提高泵轴的结构强度，避免泵轴由于制为中空后强度降低。而且由于液压缸与泵轴位置相固定，导轮的前移运动行程可以由导轮轴的长度进行限制，避免导轮过度前移而堵塞进流口。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述导轮为圆锥状结构，所述导轮轴连接在导轮的圆锥底面上，所述导轮的圆锥面朝向进流口。当液压泵推动导轮朝向进流口移动时，可以逐渐减少进流口，当液压泵拉动导轮背向进流口移动时，可以逐渐增大进流口。
在上述的流量可控的绞吸泵中，所述导轮的圆锥面上设置有若干个螺旋叶片。螺旋叶片能起到导流作用，同时还能够减少流体对导轮的冲击，避免导轮损坏，延长导轮的使用寿命。
与现有技术相比，本发明具有以下的优点：
1、通过调整圆锥状导轮的位置，可以对进流口的大小进行调整，从而实现对泵体的流体流量控制；
2、导轮在随着泵轴及叶轮转动时，起到改变流体流态的作用，当导轮的导轮轴与泵轴相脱离时，导轮可随着流体自由转动，只起到限制流量的作用；
3、导轮圆锥面上的螺旋叶片即能起到导流作用，又能保护导轮，延长使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A处放大图。
图3是图2中的B-B截面图。
图4是本发明中离合卡销的结构示意图。
图中，1、泵壳；2、叶轮；3、泵轴；4、进流口；5、排出管；6、导轮；6a、螺旋叶片；7、导轮轴；7a、限位块；7b、凹槽；8、液压缸；9、电机轴；10、电机；11、离合卡销；11a、销套；11a1、外螺纹一；11a2、内螺纹一；11b、销柱；11b1、挡沿；11b2、卡块；11b3、销帽；11c、复位弹簧；11d、限位套；11d1、卡槽；11d2、托块；11d3、外螺纹二；12、定位销。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
参照图1，本发明为一种流量可控的绞吸泵，包括泵壳1、叶轮2、泵轴3、进流口4和排出管5，叶轮2设置在泵壳1内，进流口4设置在泵壳1的前部，排出管5设置在泵壳1的顶部，泵壳1内具有一用于调整流体流量的导轮6和能带动导轮6前后伸缩的液压缸8，导轮6的前端正对于进流口4，导轮6的后端通过导轮轴7与液压缸8相连接。泵轴3的前端与叶轮2相连接，后端与电机10相连接，泵轴3的轴心位置具有一用于容置导轮轴7及液压缸8的空腔，液压缸8固连在泵轴3的空腔中，并与电机轴9相抵靠，导轮轴7滑动连接在泵轴3的空腔中且能在泵轴3的空腔中周向转动。叶轮2套装在泵轴3的前端端部，导轮轴7向前穿出泵轴3且与导轮6的后端面相固连，导轮6位于叶轮2的前侧。导轮轴7伸出泵轴3部位的侧壁具有限位块7a，用于避免导轮6过度后移。
参照图1，本实施例中的导轮6为圆锥状结构，导轮轴7连接在导轮6的圆锥底面上，导轮6的圆锥面朝向进流口4且导轮6的圆锥面上设置有若干个螺旋叶片6a。导轮6的底面直径小于进流口4的尺寸，以保证导轮6在液压缸8推动作用下朝向进流口4运动时，不会堵塞进流口4而导致绞吸泵损坏。
参照图1、图2和图3，导轮轴7与泵轴3同轴设置且导轮轴7与泵轴3通过离合卡销11相连接。导轮轴7的侧壁具有一用于与离合卡销11相配合的凹槽7b，凹槽7b的槽向沿着导轮轴7轴向设置，离合卡销11穿过泵轴3侧壁后连接在凹槽7b上。
参照图1、图2、图3和图4，本实施例中的离合卡销11包括销套11a、销柱11b、复位弹簧11c和限位套11d，销套11a的外侧壁上具有外螺纹一11a1，销套11a垂直旋接在泵轴3的侧壁上。销套11a的内侧壁具有内螺纹一11a2，限位套11d的底部具有用于与内螺纹一11a2相配合的外螺纹二11d3，限位套11d通过螺纹旋接在销套11a的上部。限位套11d的上部具有2个对称设置的托块11d2，2个托块11d2之间构成卡槽11d1。销柱11b由上往下穿过限位套11d和销套11a，销柱11b的中下部具有挡沿11b1，销柱11b的顶部具有销帽11b3，销帽11b3便于对销柱11b进行提拉操作。本实施例中的销帽11b3和/或挡沿1通过螺纹旋接在销柱11b上，以便于装配和调整间隙。复位弹簧11c套装在销柱11b上，复位弹簧11c的上端与限位套11d的底面相抵靠，下端与挡沿11b1相抵靠，限位套11d具有卡槽11d1和托块11d2，销柱11b具有能卡设在卡槽11d1内且架设在托块11d2上的卡块11b2。当销柱11b提起并使得卡块11b2架设在托块11d2上时，导轮轴7和泵轴3相脱离，当转动销柱11b使得卡块11b2脱离托块11d2时，销柱11b在复位弹簧11c的作用下向下移动，并使得卡块11b2落入到卡槽11d1内，销柱11b的底部连接在导轮轴7的凹槽7b内，从而使得导轮轴7能够随着泵轴3联动。
本实施例的控制方法如下：当泵的流量太大时，控制液压缸8使导轮6伸出，减小泵体进流口4的流量。当汽蚀严重时，通过控制离合卡销11使导轮6与叶轮2同步转动，导轮6起到增加入口流体压力减小液体汽化的目的。当泵的流量太小时，控制液压缸8使导轮6缩回，增大泵体进流口4，如果还需增大流量，可通过控制离合卡销11使导轮6与叶轮2同步转动，从而增大流量。
本实施例的最大特点是导轮6是可动的，在泵轴3内液压缸8的控制下可轴向伸缩，导轮6是圆锥状的，圆锥面上有螺旋叶片6a，伸缩的轮毂可改变泵进流口4的大小，达到控制流体流量的目的。导轮6上还有离合卡销11，用于控制导轮7与泵轴3的连接或分离，当两个轴通过离合卡销11连接时，导轮6与叶轮2同步转动，起到改变流体流态的作用。当两轴分开时，导轮6随着流体自由的转动，只起到限制流量的作用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种流量可控的绞吸泵，包括泵壳(1)、叶轮(2)、泵轴(3)、进流口(4)和排出管(5)，所述叶轮(2)设置在泵壳(1)内且与泵轴(3)相连接，所述进流口(4)设置在泵壳(1)的前部，所述排出管(5)设置在泵壳(1)的顶部，其特征在于，所述泵壳(1)内具有一用于调整流体流量的导轮(6)和能带动导轮(6)前后伸缩的液压缸(8)，所述导轮(6)的前端正对于进流口(4)，所述导轮(6)的后端通过导轮轴(7)与液压缸(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述泵轴(3)的前端与叶轮(2)相连接，后端与电机(10)相连接，所述泵轴(3)的轴心位置具有一用于容置导轮轴(7)及液压缸(8)的空腔。
3.根据权利要求2所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述叶轮(2)套装在泵轴(3)的前端端部，所述导轮轴(7)向前穿出泵轴(3)且与导轮(6)的后端面相连接，所述导轮(6)位于叶轮(2)的前侧。
4.根据权利要求3所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述导轮轴(7)伸出泵轴(3)部位的侧壁具有限位块(7a)。
5.根据权利要求4所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述导轮轴(7)与导轮(6)相固连，所述导轮轴(7)与泵轴(3)同轴设置且导轮轴(7)与泵轴(3)通过离合卡销(11)相连接。
6.根据权利要求5所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述导轮轴(7)的侧壁具有一用于与离合卡销(11)相配合的凹槽(7b)，所述凹槽(7b)的槽向沿着导轮轴(7)轴向设置，所述离合卡销(11)穿过泵轴(3)侧壁后连接在凹槽(7b)上。
7.根据权利要求6所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述离合卡销(11)包括销套(11a)、销柱(11b)、复位弹簧(11c)和限位套(11d)，所述销套(11a)通过螺纹旋接在泵轴(3)的侧壁上，所述限位套(11d)通过螺纹旋接在销套(11a)的上部，所述销柱(11b)由上往下穿过限位套(11d)和销套(11a)，所述销柱(11b)的下部具有挡沿(11b1)，所述复位弹簧(11c)套装在销柱(11b)上，所述复位弹簧(11c)的上端与限位套(11d)的底面相抵靠，下端与挡沿(11b1)相抵靠，所述限位套(11d)具有卡槽(11d1)和托块(11d2)，所述销柱(11b)具有能卡设在卡槽(11d1)内且架设在托块(11d2)上的卡块(11b2)。
8.根据权利要求2或3或4或5或6或7所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述液压缸(8)与泵轴(3)相固连，所述导轮轴(7)滑动连接在泵轴(3)的空腔中且能在泵轴(3)的空腔中周向转动。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述导轮(6)为圆锥状结构，所述导轮轴(7)连接在导轮(6)的圆锥底面上，所述导轮(6)的圆锥面朝向进流口(4)。
10.根据权利要求8所述的流量可控的绞吸泵，其特征在于，所述导轮(6)的圆锥面上设置有若干个螺旋叶片(6a)。
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