CN104314832B - 气体驱动螺旋流恒压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体驱动螺旋流恒压泵，包括泵体、泵壳和叶轮，所述叶轮装配在叶轮旋转轴上，所述泵体设置在所述泵壳右端，泵体包括涡壳及设置在涡壳内的涡轮和涡轮旋转轴，所述涡轮装配在涡轮旋转轴上，所述涡轮旋转轴和叶轮旋转轴相连，所述涡壳上开设有进气口和出气口，所述进气口连接气源，并分别在所述进气口和出气口外加装进气口单向阀和出气口单向阀。本发明解决了水泵一直采用电机作为动力的问题，采用气体驱动螺旋流恒压泵，由于省去了电机的密封装置，故可将本发明的泵体直接放入液体介质中，不仅省去了电机成本，还降低了泵的质量，降低了生产制造成本，节约了能源。

Description

气体驱动螺旋流恒压泵

技术领域

本发明涉及水泵领域，具体而言，涉及一种气体驱动螺旋流恒压泵。

背景技术

目前市场上最常见的水泵通常包括泵壳、泵体和叶轮，叶轮采用圆弧形的前叶片，这类传统的水泵更注重能量的效率，所以在很多领域广泛使用，但是现有的泵都是由附加电机来实现驱动工作，在某些程度场合中没有必要采用电机驱动泵体工作，这样就浪费了能源，加大了成本。

现有的专利200710098031.5名称为《一种螺旋流恒压泵》的发明专利提供了一种螺旋流恒压泵，包括一泵壳和一叶轮，泵壳内壁为圆弧形，叶轮包括一具有一轮毂部分的后盖板、位于后盖板前侧与后盖板形成一体的多个前叶片和位于后盖板后侧与后盖板形成一体的多个付叶片，每个前叶片在靠近后盖板圆形边缘处向逆时针方向弯折并向顺时针方向倾斜，与后盖板的前表面形成一定夹角的弯折倾斜部分，付叶片直线延伸至叶轮外边缘，此泵转动时弯折倾斜部分后根部的出口离心力大于弯折倾斜部分前自由边的出口离心力，后根部的液流压力也相应高于前自由边的液流压力，液流方向由后根部指向自由边，产生纵向流动，随着叶轮转动产生旋转流动形成螺旋流，再进入叶轮上多个前叶片之间的空间，再次加压，其作用类似多级离心泵，从而得到高扬程和恒压输出。

上述螺旋流恒压泵虽然能达到恒压特性，但其驱动方式任然采用电机方式，其配套的泵体结构复杂，质量大，这样就增加了泵的生产制造成本，泵体笨重，移动不便。另外，泵在工作时，由于常常工作与液体介质中，这就给泵体及电机的密封带来很大的麻烦，增加了成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种气体驱动螺旋流恒压泵，包括泵体、泵壳和叶轮，所述叶轮装配在叶轮旋转轴上，所述泵体设置在所述泵壳右端，泵体包括涡壳及设置在涡壳内的涡轮和涡轮旋转轴，所述涡轮装配在涡轮旋转轴上，所述涡轮旋转轴和叶轮旋转轴相连，所述涡壳上开设有进气口和出气口，所述进气口连接气源，并分别在所述进气口和出气口外加装进气口单向阀和出气口单向阀。

根据本发明实施例的气体驱动螺旋流恒压泵通过压缩气体推动涡轮旋转，将旋转动力直接传递给叶轮，进行恒压输出液体。气体通过进气口单向阀进入涡壳内，在气压的作用下，推动涡轮旋转，涡轮带动叶轮工作后，将多余的气体通过开设在气体蜗壳上的出气口排出，同时高速涡轮在旋转时所产生的热量可直接通过气体排出，保证了泵运行的可靠性。本发明解决了水泵一直采用电机作为动力的问题，采用气体驱动螺旋流恒压泵，由于省去了电机的密封装置，故可将本发明的泵体直接放入液体介质中，不仅省去了电机成本，还降低了泵的质量，降低了生产制造成本，节约了能源。

另外，根据本发明实施例的气体驱动螺旋流恒压泵可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述泵壳内壁为圆弧形，所述叶轮包括一具有一轮毂部分的后盖板、位于后盖板前侧与后盖板形成一体的多个前叶片和位于后盖板后侧与后盖板形成一体的多个付叶片，每个前叶片在靠近后盖板圆形边缘处向逆时针方向弯折并向顺时针方向倾斜，与后盖板的前表面形成一定夹角的弯折倾斜部分，付叶片直线延伸至叶轮外边缘。

根据本发明的一个实施例，所述进气口和出气口沿涡壳沿圆周切线方向开设。

根据本发明的一个实施例，所述叶轮旋转轴与涡轮旋转轴为同一轴。

根据本发明的一个实施例，所述进气口和出气口的位置在涡壳上相隔90-360°。

根据本发明的一个实施例，所述进气口和出气口的位置在涡壳上相隔270°。

根据本发明的一个实施例，所述涡壳包括连接板和设置于连接板右端的泵后盖，所述泵壳位于所述连接板左端，所述泵壳、连接板和泵后盖之间用螺钉固定在一起。

根据本发明的一个实施例，所述涡轮旋转轴的两端通过轴承分别安装在所述连接板和泵后盖上。

根据本发明的一个实施例，所述涡轮通过传动键安装在所述涡轮旋转轴上。

根据本发明的一个实施例，所述涡轮包括若干均匀排布的叶片，所述叶片的外表面与所述涡壳的内壁相配合，每个叶片包括一个前表面和一个后表面，所述进气口对应所述前表面的中部，所述前表面为凹面，并在涡轮旋转轴轴向方向上前表面的中部凹于其两端。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的气体驱动螺旋流恒压泵的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的气体驱动螺旋流恒压泵的涡轮部分的结构示意图。

图3是根据本发明实施例的气体驱动螺旋流恒压泵的涡轮的结构示意图。

附图标记说明：

101、泵壳；102、涡轮；103、泵后盖；104、出气口单向阀；105、进气口单向阀；106、连接板；200、叶轮；300、前轴承；400、中心轴；500、后轴承；600、传动键； 107、叶片；108、前表面；109、后表面。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照图1-3描述根据本发明实施例的气体驱动螺旋流恒压泵。如图1-3所示，根据本发明实施例的气体驱动螺旋流恒压泵包括泵体、泵壳101和叶轮200。

具体而言，叶轮200装配在叶轮旋转轴上，泵体设置在泵壳101右端，泵体包括涡壳及设置在涡壳内的涡轮102和涡轮旋转轴，涡轮102装配在涡轮旋转轴上，涡轮旋转轴和叶轮旋转轴相连，涡壳上开设有进气口和出气口，进气口连接气源，并分别在进气口和出气口外加装进气口单向阀105和出气口单向阀104。

气体驱动螺旋流恒压泵通过压缩空气经进气口单向阀105进入涡壳内，由气体驱动涡轮102旋转，涡轮102伴随着压缩气体高速旋转，多余的气体经出气口单向阀104排处，同时，带动叶轮200高速转动，在叶轮200和涡壳的作用下，实现恒压输出液体。其采用气体驱动叶轮200，由于省去了电机的密封装置，故可将本发明的泵体直接放入液体介质中，不仅省去了电机成本，还降低了泵的质量，降低了生产制造成本，节约了能源。其中，涡轮102可采用高速涡轮，轴承300、500可采用高速轴承。

在本发明的一些示例中，泵壳101内壁为圆弧形，叶轮200包括一具有一轮毂部分的后盖板、位于后盖板前侧与后盖板形成一体的多个前叶片和位于后盖板后侧与后盖板形成一体的多个付叶片，每个前叶片在靠近后盖板圆形边缘处向逆时针方向弯折并向顺时针方向倾斜，与后盖板的前表面形成一定夹角的弯折倾斜部分，付叶片直线延伸至叶轮200外边缘。此泵转动时弯折倾斜部分后根部的出口离心力大于弯折倾斜部分前自由边的出口离心力，后根部的液流压力也相应高于前自由边的液流压力，液流方向由后根部指向自由边，产生纵向流动，随着叶轮200转动产生旋转流动形成螺旋流，再进入叶轮200上多个前叶片之间的空间，再次加压，其作用类似多级离心泵，从而得到高扬程和恒压输出。

如图2所示，在本发明的一些示例中，进气口和出气口沿涡壳的圆周切线方向开设。切线方向可以表示进气口和出气口在同一切线方向上，也可不在同一切线方向上。进气口设在沿涡壳圆周切线方向上使压缩空气进入涡壳内后直接作用于涡轮102，使结构简单，并增加压缩空气对涡轮102的推动力；出气口设在沿涡壳圆周切线方向上以便于压缩空气直接排出涡壳，减少空气排出的阻力。

在本发明的一些示例中，叶轮旋转轴与涡轮旋转轴为同一轴，称为中心轴400。如图1所示，中心轴400的左端安装所述叶轮200，中部和右端分别通过前轴承300和后轴承500安装在涡壳上。

如图2所示，在本发明的一些示例中，进气口和出气口的位置在涡壳上相隔90-360°，优选270°-360°，可以为270°。此时，进气口和出气口相隔较远，压缩空气绕涡轮102圆周旋转大部分，高速涡轮102在旋转时所产生的热量能够充分与压缩空气进行热交换，有利于通过压缩空气将热量排出，保证了泵运行的可靠性。同时，由于压缩空气吸收大量热量，气体膨胀，压力变大，空气排出较为充分。

如图1所示，在本发明的一个具体示例中，涡壳包括连接板106和设置于连接板106右端的泵后盖103，泵壳101位于所述连接板106左端，泵壳101、连接板106和泵后盖103之间用螺钉固定在一起。所述连接板106在中部两端分别具有与叶轮200和涡轮102相配合的平面，连接板106边缘不一定是平的。泵壳101和连接板106之间形成容纳叶轮200的空间，泵后盖103与连接板106之间形成容纳涡轮102的空间。泵后盖103包裹大部分涡轮102，进气口和出气口开设在该泵后盖103上。涡轮旋转轴（或两轴为同轴时的中心轴400）的左右两端分别通过前轴承300和后轴承500分别安装在所述连接板106和泵后盖103上。

在本发明的一个具体示例中，涡轮102通过传动键600安装在涡轮旋转轴（或两轴为同轴时的中心轴400）上。

如图3所示，在本发明的一些示例中，涡轮102包括若干均匀排布的叶片107，叶片107的外表面与所述涡壳的内壁相配合（留有一定空隙），每个叶片107包括一个前表面108和一个后表面109，进气口对应所述前表面108的中部，前表面108为凹面，并在涡轮旋转轴（或两轴为同轴时的中心轴400）轴向方向上前表面108的中部凹于其两端。在涡轮102旋转方向上，进气口的进气方向与涡壳内壁表面相切，使压缩空气直接正面作用于叶片107的前表面108，增加压缩空气的推动力。前表面108具有中部凹于涡轮旋转轴轴向方向的两端的凹面，一方面使压缩空气的作用力作用于凹面中部的一点，增加推动力；另一方面，当叶片107的前表面108旋转至进气口时，由于前表面108两端的面朝向前表面108的中部，因而前表面108两端的面具有对充入的压缩空气有朝向前表面108中部的反作用力，因而压缩空气的推动力更强，防止这个空间突然增大带来相对大的负压对压缩空气的吸能作用。

具体地，所述叶片107具有6个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种气体驱动螺旋流恒压泵，包括泵体、泵壳和叶轮，所述叶轮装配在叶轮旋转轴上，其特征在于，所述泵体设置在所述泵壳右端，泵体包括涡壳及设置在涡壳内的涡轮和涡轮旋转轴，所述涡轮装配在涡轮旋转轴上，所述涡轮旋转轴和叶轮旋转轴相连，所述涡壳上开设有进气口和出气口，所述进气口连接气源，并分别在所述进气口和出气口外加装进气口单向阀和出气口单向阀。

2.根据权利要求1所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述泵壳内壁为圆弧形，所述叶轮包括一具有一轮毂部分的后盖板、位于后盖板前侧与后盖板形成一体的多个前叶片和位于后盖板后侧与后盖板形成一体的多个付叶片，每个前叶片在靠近后盖板圆形边缘处向逆时针方向弯折并向顺时针方向倾斜，与后盖板的前表面形成一定夹角的弯折倾斜部分，付叶片直线延伸至叶轮外边缘。

3.根据权利要求1所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述进气口和出气口沿涡壳的圆周切线方向开设。

4.根据权利要求1所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述叶轮旋转轴与涡轮旋转轴为同一轴。

5.根据权利要求1所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述进气口和出气口的位置在涡壳上相隔90-360°。

6.根据权利要求5所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述进气口和出气口的位置在涡壳上相隔270°。

7.根据权利要求1所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述涡壳包括连接板和设置于连接板右端的泵后盖，所述泵壳位于所述连接板左端，所述泵壳、连接板和泵后盖之间用螺钉固定在一起。

8.根据权利要求7所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述涡轮旋转轴的两端通过轴承分别安装在所述连接板和泵后盖上。

9.根据权利要求1所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述涡轮通过传动键安装在所述涡轮旋转轴上。

10.根据权利要求1-9任一项所述的气体驱动螺旋流恒压泵，其特征在于，所述涡轮包括若干均匀排布的叶片，所述叶片的外表面与所述涡壳的内壁相配合，每个叶片包括一个前表面和一个后表面，所述进气口对应所述前表面的中部，所述前表面为凹面，并在涡轮旋转轴轴向方向上前表面的中部凹于其两端。