CN105756946A - 一种自吸泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自吸泵。包括设有进液口和出液口的泵壳及可转动地安装在泵壳内的转轴，所述泵壳内安装有至少一个增压室和气液分离室，所述转轴上每一个增压室内安装一个叶轮。其中在所述增压室与进液口之间设有储液室，所述自吸泵还包括一具有入口端和出口端的连通管，所述连通管安装于所述泵壳，并设于所述增压室与进液口之间，所述连通管的入口端连接于所述进液口，在与所述介质流动方向相垂直的方向的多个截面中，所述连通管有至少一个截面高于所述叶轮的吸入口的最低点，且至少有一个截面位于所述入口端上方。

Description

一种自吸泵

技术领域

本发明涉及一种自吸泵。

背景技术

参见图20，图20是公开号为CN101493092A的多级离心泵的结构示意，其中只示意出上半部分结构。该多级离心泵包括具有进液口300和出液口310的泵壳320、固定安装在泵壳320内的至少一个增压室330以及可转动地安装在泵壳320上的转轴340。每一个增压室330内设有一个叶轮350，叶轮350固定在转轴340上。转轴340在泵壳320的出液侧伸出泵壳320，并与马达或电机的输出轴联接。多级离心泵启动前要先将泵壳320内灌入足够量的水，多级离心泵启动后，转轴340带动叶轮350转动，水由进液口300依次流经各级叶轮350增压后由出液口310流出泵壳320。

从图1可以看出，传统的多级离心泵的进液口300在泵壳320上的位置比较低，一般在转轴340中心线处或者在转轴340中心线以下，当离心泵停止工作时，泵壳320内存留的液体液面只能维持在进液口300处或进液口300以下，也就是说，离心泵在停止工作时，泵壳320内无法存留液体或者只能存有少量液体。因此，离心泵每次启动之前，都需要向泵壳以及入口管内灌水。故传统的多级离心泵使用麻烦。为了能在泵壳320内存水，需要在进液管进口安装底阀，但底阀会使泵工作时造成很大的水力损失。

自吸泵在泵启动前不需灌水(仅需于安装后第一次启动时向泵壳中灌水，无需向进水管中灌水)，经过短时间运转，靠泵本身的自吸功能，即可以把水吸上来，投入正常工作。自吸泵与传统的离心泵相比，使用操作简单，不但省去了启动前向入口管内灌注大量引水的麻烦，也省去了进水管底阀，减少了进水阻力，减少能量损失。自吸泵的结构与普通离心泵有很多相同之处，例如都具有泵壳、增压室、叶轮、马达等。但是，自吸泵为了实现自吸功能，泵壳内必须能储存足够量的水。因此，如何充分利用传统离心泵结构，并在此基础上将其改造成自吸泵是业界共同关注的难题。

另外，实现气液分离也是将非自吸泵改为自吸泵的必要条件。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种自吸泵。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，一种自吸泵，包括设有进液口和出液口的泵壳及可转动地安装在泵壳内的转轴，所述泵壳内安装有至少一个增压室和气液分离室，所述转轴上每一个增压室内安装一个叶轮。其中在所述增压室与进液口之间设有储液室，所述自吸泵还包括一具有入口端和出口端的连通管，所述连通管安装于所述泵壳，并设于所述增压室与进液口之间，所述连通管的入口端连接于所述进液口，在与所述介质流动方向相垂直的方向的多个截面中，所述连通管有至少一个截面高于所述叶轮的吸入口的最低点，且至少有一个截面位于所述入口端上方。

根据本发明的一个方面，一种自吸泵，包括设有进液口和出液口的泵壳及可转动地安装在泵壳内的转轴，所述泵壳内安装有至少一个增压室和气液分离室，所述转轴上每一个增压室内安装一个叶轮。其中，在所述增压室与进液口之间设有储液室，所述自吸泵还包括一具有入口端和出口端的连通管，所述连通管安装于所述泵壳，并设于所述增压室与进液口之间，所述连通管的入口端连接于所述进液口，所述连通管的出口端高于入口端，且高于所述叶轮的吸入口。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明自吸泵中安装有连通管，连通管的入口端连接于进液口，在与介质流动方向相垂直的方向的多个截面中，至少有一个截面高于叶轮的吸入口的最低点，且至少有一个截面位于入口端上方。因此，泵壳内能储存液体的液面高度有所增加，即泵壳内储水量有所增加，以供自吸过程使用。

本发明中通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1A是本发明的高位储水引导装置第一实施例的立体图；

图1B是本发明的高位储水引导装置第一实施例另一角度的立体图；

图1C是图1B的主视图；

图1D是图1C的俯视图；

图1E是沿图1C中沿A-A面取的剖视图；

图2A是本发明的高位储水引导装置第二实施例的立体图；

图2B是图2A的主视图；

图2C是图2B的俯视图；

图2D是沿图2B中沿B-B面取的剖视图；

图3A是本发明的高位储水引导装置第三实施例的立体图；

图3B是本发明的高位储水引导装置第三实施例另一角度的立体图；

图3C是图3B的主视图；

图3D是图3C的俯视图；

图3E是沿图3C中沿C-C面取的剖视图；

图4A是本发明的高位储水引导装置第四实施例的立体图；

图4B是本发明的高位储水引导装置第四实施例另一角度的立体图；

图4C是图4B的主视图；

图4D是图4C的俯视图；

图4E是沿图4C中沿D-D面取的剖视图；

图5A是本发明的高位储水引导装置第五实施例的立体图；

图5B是本发明的高位储水引导装置第六实施例的剖面图；

图6是本发明的自吸泵第一实施例的剖视结构示意图；

图7是表示本发明的自吸泵第一实施例中的高位储水引导装置在泵壳上安装的结构示意图；

图8是沿图7中沿E-E面取的剖视图；

图9A是本发明的自吸泵第二实施例的剖视结构示意图；

图9B是图9A的俯视图；

图10A是本发明的自吸泵第三实施例的剖视结构示意图；

图10B是图10A的右视图；

图11A表示密封结构与转轴关系的结构示意图；

图11B是图11A中沿F-F面取的剖视图；

图12是本发明的用于自吸泵的气液分离器第一实施例的立体图，其中分离圆筒与端壁为一体结构；

图13是本发明的用于自吸泵的气液分离器第一实施例的立体图，其中分离圆筒与端壁为分体结构；

图14是本发明的用于自吸泵的气液分离器第一实施例的立体图，其中分离圆筒为分体结构；

图15是本发明的用于自吸泵的气液分离器第二实施例的立体图；

图16是本发明的用于自吸泵的气液分离器第三实施例的立体图；

图17是本发明的用于自吸泵的气液分离器第四实施例的立体图；

图18是本发明的用于自吸泵的气液分离器第五实施例的立体图；

图19是本发明的用于自吸泵的气液分离器第五实施例的立体分解结构示意图；

图20是传统的多级离心泵的结构示意图。

其中，主要元件符号说明如下：

1、弯管51、灌水孔

11、入口端52、堵塞

12、出口端10、马达或电机

2、圆盘20、输出轴

21、突起部30、进液口

22、密封凹槽40、出液口

23、贯穿孔50、泵壳

3、凸缘60、转轴

31、密封凹槽70、储液室

4、肋条80、增压室

5、外环90、气液分离室

6、筒体100、法兰

7、筋板71、通孔

91、分离圆筒914、连接过渡部

911、液体出口9141、定位块

912、气体出口9142、凸出部

92、端壁94、扰流板

921、液体入口95、封盖

931、环形板72、回流阀

936、挡片9311、环形板导流缺口

922、凸环932、第一板部

913、圆周壁933、第二板部

9131、定位卡口934、弧形板部

935、导流开口

具体实施方式

本发明的发明构思在于：在传统的泵壳或其它容器中，通过在较低的开口处(如进液口)安装高位储水引导装置来提高泵壳或其它容器内储存液体的液面高度，从而增加泵壳或其它容器的储液量，继而有助于泵壳或其它容器一些特殊功能的实现。对于水泵来说，借助高位储水引导装置，可以实现自吸功能，从而提高水泵效率。下面将详细描述本发明的具体实施例。

本发明的高位储水引导装置，包括连通管和安装部。连通管是中空的，具有两个开口端：入口端和出口端。当将本发明的高位储水引导装置安装于水泵泵壳上或者其它容器上时，连通管的入口端和出口端可以不在同一水平面上，从而在一定高度差范围内，较高的开口能够阻挡液体由较低的开口流出，从而起到提高泵壳或容器内储水液位的作用，继而保证水泵自吸功能的实现或者其它功能的实现。此外，连通管的形状可以多种多样，例如可以是只有一个弯折角度的弯管，或者是具有多个弯折角度的曲线型管，或者是弧形管，甚至可以是倾斜放置的直管等，特别是，连通管呈U形，这样，在与连通管内介质由入口端至出口端流动方向相垂直的方向的多个截面中，至少有一个截面位于入口端上方，从而防止介质由出口端至入口端方向流动。本发明的各个实施中，实施例1～5以只有一个弯折角度的弯管为例进行说明，实施例6以一U形管为例进行说明。安装部用于将连通管安装到水泵壳或其它容器上，对连通管起到支撑作用。连通管固定连接于安装部上，二者可以一体成型，也可以通过焊接等方式连接固定。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

高位储水引导装置实施例1

参见图1A至图1E。本发明的高位储水引导装置第一实施例，包括弯管1和安装部。其中弯管1的两端分别为入口端(较低端)11和出口端(较高端)12。在弯管1内的介质由入口端11至出口端12流动方向相垂直的方向的多个截面中，至少有一个截面位于所述入口端11上方，例如出口端12的端面高于入口端11，该种设计可用以防止介质反向流动即由出口端12至入口端11方向流动。

安装部连接于弯管1上，优选地，连接于弯管1的入口端，用于将弯管1安装到水泵泵壳上或者其它容器上。高位储水引导装置可以由塑料、钢或铁等材料制成。

于该第一实施例中，安装部呈盘状，例如是一圆盘2，该圆盘2由弯管1入口端11的圆周侧向外延伸而形成。优选地，圆盘2的外圆周设有突出圆盘2表面的突起部21，突起部21可以呈圆环形状。进一步地，圆盘2连接有一筒体6(参见图5A)，弯管1位于筒体6围成的空间内，且与连通管1连通。为了增强高位储水引导装置与水泵泵壳上或者其它容器之间的密封性能，可以在圆盘2上邻近弯管1入口端11位置设置一个用于容纳密封圈的密封凹槽22。

如图1A、图1E所示，该高位储水引导装置第一实施例中，弯管1是分体结构，包括弯头部14和延伸管部13。此时，弯头部14的第一端为入口端11，延伸管部13的第一端为出口端12，弯头部14的第二端与延伸管部13的第二端通过焊接或其他方式固定连接。延伸管部13可以是直线型的直管，也可以是略带有一定弧度的弧形管。通过选择不同长度的延伸管部13，可以将容器内可储存液体的液位调整至不同的高度。该分体结构的弯管1不仅仅适用于该高位储水引导装置第一实施例，其同样适用于高位储水引导装置的其它实施例中。同时该高位储水引导装置第一实施例中的弯管1也可以是整体结构(参见图2A、图3A、图4A)。当弯管1采用整体结构时，弯管1的整体长度应足够长，以能够将容器或水泵中液体液位提升至所需要的高度。本发明高位储水引导装置的作用在于提高水泵泵壳或者其它容器的储水量，因此，安装高位储水引导装置时，弯管1的入口端与水泵泵壳或者其它容器上的较低流液口连通，且弯管1的出口端12弯向上方，弯管1的出口端12高于水泵泵壳或者其它容器的较低流液口，液体超过该流液口位置也不会流失。因此安装高位储水引导装置的水泵泵壳或者其它容器能增加液体储存量。为了易于识别高位储水引导装置的安装方向(弯管1的出口端朝上)，可以在圆盘2上设置标识，例如箭头等。该第一实施例中，在圆盘2上开设一贯穿孔23，该贯穿孔23的位置与弯管1在圆盘2上的投影重合。该贯穿孔23除了可以用作安装标识外，还可以具有安装定位等其它作用。

高位储水引导装置实施例2

参见图2A至图2D。本发明的高位储水引导装置第二实施例，其与高位储水引导装置第一实施例的不同之处在于安装部的结构。该第二实施例中，安装部是一凸缘3，该凸缘3由弯管1入口端11的圆周侧向外延伸而形成。凸缘3与第一实施例中的圆盘2形状大致相同，但尺寸较小。在凸缘3上邻近弯管1入口端11位置设有一个用于容纳密封圈的密封凹槽31。

该高位储水引导装置第二实施例的其它部分结构与第一实施例相同，这里不再赘述。

高位储水引导装置实施例3

参见图3A至图3E。本发明的高位储水引导装置第三实施例，其与高位储水引导装置第二实施例的不同之处在于：安装部还进一步包括多根肋条4，多根肋条4的一端连接于凸缘3，另一端为自由端，多根肋条4沿着凸缘3圆周方向呈放射状分布。

该高位储水引导装置第三实施例的其它部分结构与第二实施例相同，这里不再赘述。

高位储水引导装置实施例4

参见图4A至图4E。本发明的高位储水引导装置第四实施例，其与高位储水引导装置第三实施例的不同之处在于：安装部还进一步包括连接于多根肋条4的自由端部的外环5。

该高位储水引导装置第四实施例的其它部分结构与第三实施例相同，这里不再赘述。

高位储水引导装置实施例5

参见图5A。本发明的高位储水引导装置第五实施例，其与高位储水引导装置第四实施例的不同之处在于：在凸缘3与外环5之间仅设有两根肋条4，且在凸缘3与外环5之间还连接有一块筋板7，筋板7、两根肋条4在圆周方向上均匀布置。筋板7的位置与弯管1相对应，且筋板7上设有一个通孔71。外环5上连接有一筒体6，筒体6向弯管1方向延伸，弯管1位于筒体6围成的空间内。

该高位储水引导装置第五实施例的其它部分结构与第四实施例相同，这里不再赘述。

在其它实施例中，弯管1还具有一避让凹部15(见图10A)。

需要说明的是：该第五实施例中的筒体6也可以适用于其它实施例，例如在第一实施例中的圆盘2外圆周或者突起部21可以连接一筒体，第三实施例中的多根肋条4的自由端部也可以连接一筒体6。

本发明的高位储水引导装置中，安装部不限于上述例举的具体结构形式，实际应用中，只要能将弯管1牢固可靠地安装于需要提高储存水位的泵壳或容器的任何结构都是可行的。

高位储水引导装置实施例6

参见图5B。本发明的高位储水引导装置第六实施例，包括连通管1和安装部。

连通管1具有入口端11和出口端12，该实施例6中，入口端11和出口端12在同一水平面上，其他实施例中，二者也可以不在同一水平面。连通管1中部向一侧凸出，例如向上方凸出，形成倒U形，连通管1内的液体由入口端11至出口端12流动方向相垂直的方向具有多个截面，例如截面M1-M1，M2-M2，M3-M3，M4-M4，M5-M5，M6-M6，等等。其中至少有一个截面例如M3-M3截面，高于入口端11，进一步地还可以高于出口端12。因此，如果有液体从出口端12一侧向入口端11一侧流动时，在出口端12一侧的液面必须高于该M3-M3截面的底沿才能流通，而低于该该M3-M3截面的液体不能流通，从而起到了一定了防止液体反向流动的作用。在其他实施方式中，连通管1的形状不限于倒U形，只要连通管1上存在这样一个能防止液体反向流动的截面即可。

安装部的结构可以与其他实施例相同，这里不再赘述。

自吸泵实施例1

参见图6、图7和图8。本发明的自吸泵第一实施例，包括马达或电机10、设有进液口30和出液口40的泵壳50以及可转动地安装在泵壳50内的转轴60以及自吸循环组件。泵壳50内由进液侧(邻近进液口30一侧)至出液侧(邻近出液口40一侧)依次安装有储液室70、5个增压室80和气液分离室90。转轴60上相应于每一个增压室80安装一个叶轮810，叶轮810具有进液口811。转轴60在泵壳50的出液侧伸出泵壳50，并与马达或电机10的输出轴20联接。其中，增压室80的数量不限于5个，可根据实际需要任意设定。

在泵壳50内邻近进液口30位置安装有本发明的高位储水引导装置。高位储水引导装置中的弯管1位于储液室70内，并弯向上方。弯管1的入口端11朝向水平方向，与进液口30连通，弯管1的出口端12朝向上方，与储液室70连通，弯管1的出口端12底边缘高于进液口30顶边缘。需要说明的是：弯管1的入口端11和出口端12的方向并不限于图中所示的方向，只要出口端12的底边缘高于入口端11的顶边缘即可。比如，出口端12也可以开于侧面。如图6所示，进液口30的中心线与转轴60的中心线在同一条直线上，进液口30顶边缘相对于转轴60的中心线的高度为H₁，弯管1的出口端12的底边缘相对于转轴60的中心线的高度为H₂，如图6所示，H₁<H₂。因此，当泵壳50安装了高位储水引导装置，泵壳50内的液体只能通过弯管1的出口端12流经弯管1，再经进液口30，再流出泵壳50，而不能直接通过进液口30流出泵壳50外，由于弯管1弯向上方，因此弯管1提高了泵壳50内能够存储液体的液面高度，使泵壳50能够存储的液体量比较大，为自吸功能的实现创造了条件。

高位储水引导装置在泵壳50上的安装可以多种形式，下面以本发明前述的高位储水引导装置具体实施方式的结构为例进行说明。

参见图1A。高位储水引导装置的安装部是一圆盘2，该圆盘2由弯管1的入口端的圆周侧向外延伸而形成。安装时，使弯管1的入口端抵接于进液口30，并在二者之间设置密封圈；同时使圆盘2的圆周部分抵接于储液室70。由于弯管1的入口端与进液口30对接，所以弯管1入口端11的形状优选为与进液口30的端部形状一致，当然不以此为限。进一步地，当圆盘2外圆周设有突出圆盘表面的突起部21，则安装时，使突起部21抵接于储液室70，弯管1的入口端仍抵接于进液口30。在一实施例中，泵壳50上设有灌水孔51，灌水孔51位于进液口30的上方，这时可以在圆盘2上开设一个贯穿孔23，贯穿孔23的位置与弯管1在圆盘2上的投影重合，贯穿孔23与灌水孔51对正。当在灌水孔51内塞入堵塞52(参见图7)时，堵塞52也同时穿过圆盘2上的贯穿孔23，从而在圆周方向上对圆盘2起到进一步的定位作用。

参见图2A。高位储水引导装置的安装部是是一凸缘3，该凸缘3由弯管1入口端的周侧向外延伸而形成。进液口30的端部设有凹槽(图中未示出)，安装高位储水引导装置时，使凸缘3与凹槽卡接连接即可。另外也可以将凸缘3直接焊接到泵壳50上，并使弯管1的入口端11正对进液口30。

参见图3A。高位储水引导装置的安装部包括一凸缘3和多根肋条4，凸缘3由弯管1入口端的周侧向外延伸而形成，多根肋条4的一端连接于凸缘3，另一端为自由端，多根肋条沿着凸缘3圆周方向呈放射状分布。安装时，使弯管1的入口端抵接于进液口30，使凸缘3的自由端部抵接于储液室70即可。进一步地，当安装部还包括连接于多根肋条的自由端部的外环5(参见图4A和图7)，此时使外环5抵接于储液室70，弯管1的入口端仍抵接于进液口30。需要说明的是，当安装部包括多根肋条4时，如果泵壳50上进液口30上方设置有灌水孔51，应使灌水孔51恰好位于相邻两根肋条4之间，一方面确保了灌水孔51内能盖上堵塞52，另一方面盖上堵塞52后，堵塞52也会在圆周方向上对安装部起到进一步定位作用。参见图5A，为了避让泵壳50上的灌水孔51，也可以在凸缘3与外环5之间设置筋板7，筋板7与弯管1相对应，筋板7上开设通孔71，通孔71与泵壳50上的灌水孔51对正。

当高位储水引导装置在泵壳50上的安装完成后，再用法兰100通过螺栓将泵壳50紧固到马达或电机10上。

本发明的自吸泵第一实施例，自吸泵正常泵水工作之前的自吸过程为：自吸泵运转后，马达或电机带动叶轮810高速转动，在叶轮810的叶轮入口811处形成负压，泵壳50内、进液口30内及与进液口30连接的进液管(图中未示出)内的液体(初次启动自吸泵时，需要通过灌水孔51向泵壳50内灌入足量的液体)与气体的混合液由叶轮810的叶轮入口811进入，并在叶轮810高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮810流道里的混合液由叶轮810的叶轮出口被甩出，再经增压室的液体流道流出进入下一级增压室内叶轮810的叶轮入口811，如此依次增压，由最后一级增压室的叶轮810甩出的混合液进入气液分离室90，进行气液分离，已分离出来的气体由出液口40排出，未来得及分离出的气体连同液体由泵壳50与气液分离室90、增压室80、储液室70之间的间隙，以及储液室70底部的回流阀72流回储液室70；再次由叶轮810的叶轮入口811进入循环，直到将液体内混杂的所有气体都分离出去，自吸过程完成，自吸泵进入正常的泵水工作。回流阀72也可以安装于增压室80的底部(见图10A)。自吸过程中自吸循环回路不限于上述具体的结构形式，也可借助于设置在储液室70与气液分离室90之间供混合液回流的回流管完成，或者其它现有的结构。

针对本发明的自吸泵第一实施例进行的实现表明：通过灌水孔51向泵壳50内灌水，直到泵壳50内的液面接近弯管1的出水端12，进液口30没有液体流出。灌水完成后启动自吸泵，液体在自吸循环回路中循环，分离出的气体由出液口40排出，自吸泵在8米深的液面下2分钟完成自吸过程，开始正常泵水工作。因此，本发明的自吸泵能够实现自吸功能，提高了水泵效率。

该自吸泵第一实施例还包括用于防止气体由高压区向低压区渗漏的密封结构，例如密封结构可防止气液分离器90内的气体进入储液室70。

当使用实施例6的高位储水引导装置时，在与液体流动方向相垂直的方向的多个截面中，至少有一个截面高于叶轮的吸入口的最低点，进一步地，可高于叶轮的整个吸入口，并且至少有一个截面位于入口端11上方，可实施良好的储水功能。

参见图11A和图11B。转轴60上套设有多段轴套65，每段轴套65的两端分别抵接于叶轮根部的侧面，换言之，每个叶轮借由两段轴套65轴向定位。

密封结构包括保持架61和设于保持架61内的密封圈62。保持架61环设于转轴60上，在沿转轴60的轴向方向，保持架61一端抵接于一叶轮，另一端抵接于一间套64。间套64的结构与轴套65相同，长度可以相同，也可以不同。例如，为了保持各叶轮间的间距相同，可以使间套64与保持架61的轴向长度之和等于轴套65的轴向长度。当然保持架61也可以通过其它方式设置于转轴60上。

密封圈62可以由弹性橡胶制成，故可以被压缩后置于保持架61内而与保持架61紧密贴合。密封圈62内侧设有密封凸起621，密封凸起621的尺寸稍大于转轴60的键槽的横截面尺寸，从而密封凸起621能紧密配合于键槽内。密封圈62的密封凸起621能有效阻止气液分离室内的气体沿着转轴60的键槽渗入到储液室70，从而大幅度提升了自吸泵的密封性能。

自吸泵实施例2

参见图9A和图9B。本发明的自吸泵第二实施例，其与自吸泵第一实施例的不同之处仅在于：高位储水引导装置还包括一筒体6，该筒体6代替了自吸泵第一实施例中的储液室70。安装高位储水引导装置时，弯管1的入口端仍抵接于进液口30，筒体6抵接于增压室80。

该自吸泵第二实施例的其它部分结构与第一实施例相同，这里不再赘述。

由于本发明的高位储水引导装置能够提高水泵泵壳内储水液位，即能提高储水量，从而可以方便地将传统的单级或多级离心泵改造成自吸泵，同时能够充分利用传统离心泵的其它结构。

自吸泵实施例3

参见图10A和图10B。本发明的自吸泵第三实施例，其与自吸泵第一实施例的不同之处仅在于：高位储水引导装置中的弯管1在对应于所述转轴60位置设有还具有一避让凹部15，避让凹部15一方面方便了安装，另一方面在工作过程中可防止转轴60与弯管1发生干涉。

上述自吸泵中的气液分离室90在结构上有改进，从而大幅度提高了气液分离效率，下面介绍气液分离室90的结构。

用于自吸泵的气液分离器实施例1

参见图12至图14。本发明的用于自吸泵的气液分离器第一实施例，包括：分离圆筒91、端壁92和导流元件。分离圆筒91的第二开口端部抵接于泵壳50的泵盖53，气液出口912位于分离圆筒91的顶部，且靠近出液口40，转轴60穿过气液分离器中的端壁92的液体入口921。

分离圆筒91呈圆筒状，具有第一开口端部和第二开口端部。气液分离室90的圆周设有至少一个与出液口40相通的孔，无论气体或液体都可以通过出液口排出，例如，分离圆筒91的圆周设有4个液体出口911和一个气液出口912。其中液体出口911的数目不以4个为限，可以根据需要适当增加或减少，例如图12中示出5个液体出口911。4个液体出口911和1个气液出口912沿着分离圆筒91圆周方向均匀分布，也可不均匀分布。液体出口911和气液出口912的形状可以相同或不同。该第一实施例中，液体出口911和气液出口912均为沿着分离圆筒91圆周方向延伸的长孔。在其它一些实施方式中，可以不设置液体出口911，离圆筒91圆周只设有一个气液出口912，液体和气体均由气液出口912流出。

端壁92可以呈盘形或板状，连接于分离圆筒91的第一开口端部。端壁92中央设有液体入口921，端壁92与分离圆筒91共同围成气液分离室。

导流元件设于气液分离室内，并位于液体入口921与液体出口911之间。同时在液体入口921与气液出口912之间不设置导流元件，导流元件的作用在于引导液体流向所述气液出口(912)，同时防止气体从所述液体出口(911)逸出。

在该气液分离器第一实施例中，导流元件是一环形板931，在对应气液出口912位置具有导流缺口9311。

参见图12，分离圆筒91与端壁92可以一体铸造成型，环形板931一体成型于端壁92上。

参见图13，分离圆筒91与端壁92也可以是分体结构，通过焊接或卡接等连接方式连接到一起。这时，如果欲将环形板931设于端壁92上，则可以在分离圆筒91与端壁92连接的一端向分离圆筒91中心方向延伸一凸环922，环形板931一体成型或焊接到凸环922上。当然，也可以将环形板931一体成型或焊接于端壁92上。

参见图14，分离圆筒91也可以是分体结构，包括圆周壁913和连接于圆周壁913一端部的连接过渡部914。在分离圆筒91为分体结构情况下，一般可将环形板931设于连接过渡部914。具体设置方式可以由连接过渡部914向其中心方向延伸一凸出部9142，环形板931固设于凸出部9142上。当然，也可以将环形板931固设于圆周壁913上。

为了使圆周壁913和连接过渡部914组装方便，且方便调整环形板931与液体出口911、气液出口912的相对位置关系，也就是使环形板931能遮蔽液体出口911并暴露气液出口912，可以在圆周壁913上设有3个定位卡口9131，连接过渡部914上设有分别与3个定位卡口9131相配合的3个定位块9141。当二者组装后，导流缺口9311正对着气液出口912。

优选地，本发明的气液分离器还包括扰流元件，扰流元件设置于气液分离室内，并邻近气液出口912。扰流元件可固定于分离圆筒91上或者端壁92上，用于将气水混合液击碎，以使其中的气体更加容易地分离出来。进一步地，扰流元件位于相应于气液出口912中间位置。在该第一实施例中扰流元件是沿着分离圆筒91径向布置的扰流板94。当然扰流元件不限于板状，也可以是其它结构。

本发明的气液分离器的工作原理为：气水混合液由液体入口921进入气液分离室，容积突然变大很多，所以气和水容易分离开。进入气液分离室的气水混合液在环形板931(导流元件)所围成的区域内形成旋流，当气水混合液旋转到环形板931顶端的导流缺口9311时，大部分气体由顶端的气液出口912溢出，再经出液口40排出泵壳50外。少部分没有来得及溢出的气体仍与水混合在一起，形成含气体量较少的气水混合液，这部分气水混合液会由导流缺口9311流入环形板931与分离圆筒91之间的空间，并由液体出口911流出；由液体出口911流出的气水混合液再次由液体入口921进入气液分离室，或者经外循环混入更多的气体后再次由液体入口921进入气液分离室再将进行气液分离；如此循环，直到将气水混合液中的所有气体全部分离出去为止。

经试验，本发明的气液分离器即使不设置导流元件和扰流元件，由于气水混合液由液体入口921进入气液分离室，容积突然变大很多，所以气和水也能实现分离。本发明中的导流元件增加了气水混合液在气液分离室内的旋转路径，延长了在气液分离室内的旋转时间，因此大幅度提高了气液分离效率；同时本发明中的扰流元件击碎了气水混合液，使裹挟其中的气体更容易释放出来，因此进一步提高了气液分离效率。

用于自吸泵的气液分离器实施例2

参见图15。本发明的用于自吸泵的气液分离器第二实施例，其与第一实施例的结构不同之处仅在于：导流元件包括第一板部932、第二板部933和弧形板部934。第一板部932和第二板部933对称布置在液体入口921两侧，进一步地，第一板部932和第二板部933互相平行。弧形板部934连接第一板部932的一端和第二板部933的一端，第一板部932的另一端和第二板部933的另一端不连接，形成导流开口935，该导流开口935与气液出口912相对应。

该自吸泵的气液分离器第二实施例的其它结构及工作原理与第一实施例相同，这里不再赘述。

用于自吸泵的气液分离器实施例3

参见图16。本发明的用于自吸泵的气液分离器第三实施例，其与第一实施例的结构不同之处仅在于：导流元件包括多块挡片936，每一个液体出口911对应一块挡片936。在对应气液出口912位置不设置挡片936。

该自吸泵的气液分离器第三实施例的其它结构及工作原理与第一实施例相同，这里不再赘述。

用于自吸泵的气液分离器实施例4

参见图17。本发明的用于自吸泵的气液分离器第四实施例，其与第一实施例的结构不同之处仅在于：4个液体出口911对称分布在气液出口912两侧，并且4个液体出口911分布在靠近气液出口912位置，在远离气液出口912位置不设置液体出口911。如图17所示，4个液体出口911分布在分别圆筒91的中上部，而下部不设置液体出口911。

该自吸泵的气液分离器第四实施例的其它结构及工作原理与第一实施例相同，这里不再赘述。

用于自吸泵的气液分离器实施例5

参见图18、图19。本发明的用于自吸泵的气液分离器第五实施例，其与第一实施例的结构不同之处仅在于：气液分离器还包括封盖95，封盖95通过卡接连接或者压接等方式连接于分离圆筒91的第二开口端部。封盖95用于盖住分离圆筒91的第二开口端部，使气液分离器的气液分离室相对封闭，从而使进入气液分离室的液体只能通过液体出口911流出，而不能由分离圆筒91的第二开口端流出。

需要说明的是：本发明的自吸泵的气液分离器并不必然具备封盖95，因为，将本发明的自吸泵的气液分离器安装于自吸泵或者其它装置时，可借助自吸泵或者其它装置的结构构成相对封闭的气液分离室。例如安装于自吸泵时，可以由自吸泵的泵盖盖住分离圆筒91的第二开口端。

该自吸泵的气液分离器第五实施例的其它结构及工作原理与第一实施例相同，这里不再赘述。

自吸循环组件可以采用传统结构，即设置一根分别与储液室70和气液分离室连通的回流管。

在本实施方式中，为了缩小本发明的自吸泵的体积，对自吸循环组件进行优化设计，详细说明如下：

本发明的自吸泵中的气液分离器90、5个增压室80、储液室70沿轴向依次相互压接连接，且气液分离器90、5个增压室80、储液室70的外圆周与泵壳50之间分别具有间隙，形成回流通道54。在储液室70底部安装有回流阀72。从而由回流通道54、回流阀72组成了自吸循环组件。回流阀72在自吸循环过程中为打开状态，连通储液室70与回流通道54；回流阀72在自吸泵正常泵液状态关闭。进一步地，气液分离器90、5个增压室80和储液室70的外周面位于同一个圆筒面上，这样，使回流通道54形成圆环状，有利于进一步减小液体回流阻力。

本发明的自吸泵，自吸泵正常泵水工作之前的自吸过程为：自吸泵运转后，马达或电机带动叶轮810高速转动，在叶轮810的叶轮入口811处形成负压，泵壳50内、进液口30内及与进液口30连接的进液管(图中未示出)内的液体(初次启动自吸泵时，需要通过灌水孔51向泵壳50内灌入足量的液体)与气体的混合液由叶轮810的叶轮入口811进入，并在叶轮810高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮810流道里的混合液由叶轮810的叶轮出口被甩出，再经回流通道54进入下一级增压室内叶轮810的叶轮入口811；如此依次增压，由最后一级增压室的叶轮810甩出的混合液进入气液分离室90，进行气液分离，已分离出来的气体由出液口40排出，未来得及分离出的气体连同液体经回流通道54以及储液室70底部的回流阀72流回储液室70；随着叶轮810的旋转，流回到储液室70内的气液混合物再次裹挟一部分气体，由叶轮810的叶轮入口811进入循环，直到将液体内裹挟的所有气体全部分离出去，自吸过程完成，自吸泵进入正常的泵液工作。另外，由于自吸循环组件中的回流通道形成于泵壳内部，不占用泵壳外部空间，因此，本发明的自吸泵气体小。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种自吸泵，包括设有进液口(30)和出液口(40)的泵壳(50)及可转动地安装在泵壳(50)内的转轴(60)，所述泵壳(50)内安装有至少一个增压室(80)和气液分离室(90)，所述转轴(60)上每一个增压室(80)内安装一个叶轮(810)，其特征在于，在所述增压室(80)与进液口(30)之间设有储液室(70)，所述自吸泵还包括一具有入口端(11)和出口端(12)的连通管(1)，所述连通管(1)安装于所述泵壳(50)，并设于所述增压室(80)与进液口(30)之间，所述连通管(1)的入口端(11)连接于所述进液口(30)，在与所述介质流动方向相垂直的方向的多个截面中，所述连通管(1)有至少一个截面高于所述叶轮(810)的吸入口的最低点，且至少有一个截面位于所述入口端(11)上方。

2.如权利要求1所述的自吸泵，其特征在于，在与所述介质流动方向相垂直的方向的多个截面中，所述连通管(1)有至少一个截面高于所述叶轮(810)的吸入口。

3.一种自吸泵，包括设有进液口(30)和出液口(40)的泵壳(50)及可转动地安装在泵壳(50)内的转轴(60)，所述泵壳(50)内安装有至少一个增压室(80)和气液分离室(90)，所述转轴(60)上每一个增压室(80)内安装一个叶轮(810)，其特征在于，在所述增压室(80)与进液口(30)之间设有储液室(70)，所述自吸泵还包括一具有入口端(11)和出口端(12)的连通管(1)，所述连通管(1)安装于所述泵壳(50)，并设于所述增压室(80)与进液口(30)之间，所述连通管(1)的入口端(11)连接于所述进液口(30)，所述连通管(1)的出口端(12)高于入口端(11)，且高于所述叶轮(810)的吸入口。

4.如权利要求1或3所述的自吸泵，其特征在于，所述泵壳(50)与所述储液室(70)、增压室(80)、气液分离室(90)之间具有供液体回流的间隙，形成回流通道(54)，所述回流通道(54)或者所述储液室(70)底部设有回流阀(72)，在自吸循环过程中，所述回流阀(72)打开，连通所述储液室(70)与所述回流通道(54)，在所述自吸泵正常工作状态，所述回流阀(72)关闭；所述气液分离室(90)上设有至少一个孔(911，912)。

5.如权利要求1或3所述的自吸泵，其特征在于，所述气液分离室(90)包括：

分离圆筒(91)，其圆周上设有至少一个孔(911，912)，并且所述至少一个孔(911，912)设置于所述分离圆筒(91)的圆周上部；

导流元件，设于所述气液分离室(90)内。

6.如权利要求5所述的自吸泵，其特征在于，所述分离圆筒(91)具有第一开口端部和第二开口端部；所述至少一个孔(911，912)包括位于所述分离圆筒(91)顶部的一个气液出口(912)以及位于所述分离圆筒(91)其它位置的至少一个液体出口(911)；所述气液分离室(90)还包括端壁(92)，该端壁(92)连接于所述分离圆筒(91)的第一开口端部，所述端壁(92)中央设有液体入口(921)；所述导流元件设于所述液体入口(921)与所述液体出口(911)之间，引导液体流向所述气液出口(912)，同时防止气体从所述液体出口(911)逸出；所述导流元件上对应所述气液出口(912)位置设有导流缺口(9311)；所述分离圆筒(91)的第二开口端部抵接于所述泵壳(50)的泵盖(53)，所述气液出口(912)位于所述分离圆筒(91)的顶部，且靠近所述出液口(40)，所述转轴(60)穿过所述端壁(92)的液体入口(921)。

7.如权利要求6所述的自吸泵，其特征在于，所述分离圆筒(91)与所述端壁(92)一体铸造成型；或者所述分离圆筒(91)与所述端壁(92)为分体结构，所述导流元件形成于所述端壁(92)上。

8.如权利要求6所述的自吸泵，其特征在于，所述导流元件是一环形板(931)；或者所述导流元件包括对称布置的第一板部(932)和第二板部(933)，以及连接所述第一板部(932)的一端和第二板部(933)的一端的弧形板部(934)，所述第一板部(932)的另一端和第二板部(933)的另一端不连接，形成导流开口(935)，该导流开口(935)与所述气液出口(912)相对应。

9.如权利要求6所述的自吸泵，其特征在于，所述导流元件包括与所述至少一个液体出口(911)数目相同且各自与所述液体出口(911)相对应的至少一块挡片(936)。

10.如权利要求6所述的自吸泵，其特征在于，所述至少一个液体出口(911)和所述气液出口(912)沿着所述分离圆筒(91)圆周方向均匀分布。

11.如权利要求6所述的自吸泵，其特征在于，所述液体出口(911)的数目为多个，且对称分布在所述气液出口(912)两侧。

12.如权利要求6-11中任意一项所述的自吸泵，其特征在于，所述气液分离器还包括扰流元件，其设置于所述气液分离室内，并邻近所述气液出口(912)。

13.如权利要求12所述的自吸泵，其特征在于，所述扰流元件是沿着所述分离圆筒(91)径向布置的扰流板(94)，并位于相应于所述气液出口(912)中间位置。

14.如权利要求6所述的自吸泵，其特征在于，所述气液分离器还包括封盖(95)，盖住所述分离圆筒(91)的第二开口端部。

15.如权利要求6所述的自吸泵，其特征在于，还包括设于所述转轴(60)上用于防止气体由高压区向低压区渗透的密封结构。

16.如权利要求15所述的自吸泵，其特征在于，所述密封结构包括环设于所述转轴(60)的保持架(61)、套设于所述转轴(60)上并紧密容置于所述保持架(61)内的密封圈(62)，所述密封圈(62)内侧设有能紧密配合于所述转轴(60)的键槽内的密封凸起(621)。