CN105782062A - 一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置 - Google Patents

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方运惠
钟碧良
徐虎
黄田珍
王涛
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Abstract

一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置，包括轴流透平装置、离心泵系统装置和密封装置，轴流透平装置包括轴流透平叶轮、轴流透平管路部件、轴流透平转轴和轴流透平转子部件，所述的离心泵系统装置包括离心泵叶轮、离心泵管路部件、离心泵转轴和离心泵转子部件，轴流透平转子部件和轴流透平叶轮通过轴流透平转轴相连，离心泵转子部件与离心泵叶轮通过离心泵转轴相连，当轴流透平叶轮通过轴流透平转轴带动轴流透平转子部件转动，通过磁场耦合带动离心泵转子部件转动，进而通过离心泵转轴带动离心泵叶轮转动。余压能磁力耦合泵装置可利用用户的排水的能量直接做功将用户给水提高到较高的压头，实现了能量的最大限度回收。

Description

一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置
技术领域
本发明涉及一种新型余压能驱动的磁力耦合泵装置，具体涉及余压能磁力耦合泵装置的轴流泵系统，离心泵系统、密封装置系统及其相互作用。
背景技术
自然界、工业及建筑民用领域中常有大量的排水，富裕水头较高
同时，工业及建筑民用领域中需要将给水输送到较高的压头利用农田灌溉，污水净化，海水淡化等领域。
如果能将管路中的排水富裕压力能回收，进而提升给水的压头，将能有效回收排水的余压能，实现节能减排。
现有的相关管道余压能回收产品，需要复杂的轴封结构，摩擦损失大，能量转化效率低。
发明内容
为了克服上述不足，本发明的目的在于：
1.功率输出系统采用轴流透平，利用排水带动，采用轴流叶轮，减小启动转矩，易于排水，使得轴流泵易于启动。
2.功率输入系统采用离心泵，对给水做功，采用离心叶轮，将给水提高到较高压头。
3.功率转化系统采用密封装置系统，轴流透平的转子部件与离心泵的转子部件通过密封装置进行磁力耦合，不需要采用轴封，减小了摩擦阻力，提高了能量转化效率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
.一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置，包括轴流透平装置、离心泵系统装置和密封装置，其特征在于：离心泵装置和轴流透平装置通过密封装置连接在一起，轴流透平装置包括轴流透平叶轮、轴流透平管路部件、轴流透平转轴和轴流透平转子部件，所述的离心泵系统装置包括离心泵叶轮、离心泵管路部件、离心泵转轴和离心泵转子部件，所述的轴流透平转子部件和离心泵转子部件封装在密封装置内，轴流透平转子部件和轴流透平叶轮通过轴流透平转轴相连，离心泵转子部件与离心泵叶轮通过离心泵转轴相连，当轴流透平叶轮通过轴流透平转轴带动轴流透平转子部件转动，通过磁场耦合带动离心泵转子部件转动，进而通过离心泵转轴带动离心泵叶轮转动。
所述的轴流透平转子部件为圆盘结构，永磁铁以圆形阵列嵌入圆盘结构内，永磁铁以N级S级交替布置沿着圆周间距分布。
所述的离心泵系统装置的离心泵转子部件为圆环结构，永磁铁以圆形阵列嵌入圆环结构内，永磁铁以N级S级交替布置沿着圆周间距分布。
所述的密封装置，有两个接口位置，其中与轴流透平装置相连的接口为筒状结构，与离心泵装置相连的接口为环状结构。
所述的离心泵转子部件和轴流透平转子部件，通过上密封装置系统感应的磁场变化，转子部件完全封装在管路内部，避免采用轴密封部件。
所述的轴流透平管路部件包括管体，管体设有轴流透平进口、轴流透平出口和轴流透平法兰。
所述的离心泵管路部件包括设在管体上的离心泵进口和离心泵出口。
所述的离心泵转轴设有相应的离心泵转轴套管和离心泵转轴轴承。
本发明的有益效果：
采用上述结构，本发明较现有的传统型余压能发电装置的优点在于：
1.功率输出系统采用轴流透平，可有效利用自然界、工业及建筑领域的大流量低压头排水，由于采用轴流叶轮，减小启动转矩，使得轴流泵易于启动。
2.功率输入系统采用离心泵，可将小流量的给水，利用离心叶轮，提高到较高压头，可方便地利用于农田灌溉，污水净化，海水反渗透膜淡化等领域。
3.省去了复杂的轴封，功率转化系统采用密封装置系统，轴流透平的转子部件与离心泵的转子部件通过密封装置进行磁力耦合，进行能量转化，有效提高了能量转化效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明的系统示意图；
图2为本发明的系统剖面爆炸示意图；
图3为本发明的离心泵装置结构示意图1；
图4为本发明的离心泵装置结构示意图2；
图5为本发明的轴流透平装置结构示意图；
图6为本发明的密封装置结构示意图1；
图7为本发明的密封装置结构示意图2；
图8为本发明的密封装置密封筒结构示意图1；
图9为本发明的密封装置密封筒结构示意图2；
图中：1、离心泵装置；2、密封装置；3、轴流透平装置；4、离心泵叶轮；5、离心泵出口；6、离心泵蜗壳；7、离心泵连接法兰；8、螺栓螺母组件；9、轴流透平进口；10、轴流透平转轴；11、轴流透平叶轮；12、轴流透平出口；13、轴流透平法兰；14、轴流透平转子部件；15密封筒；16、离心泵转子部件；17、离心泵转轴套管；18、离心泵进口；19、离心泵转轴轴承；20、离心泵转轴；21、离心泵转轴轴孔；22、轴流透平转轴；23、密封装置环形接口；24、密封装置筒形接口。
具体实施方式
如图1所示，一种新型余压能驱动的磁力耦合泵装置，主要包括离心泵装置1、密封装置2和轴流透平装置3。
如图3和图4所示为本发明的离心泵装置结构示意图，离心泵装置主要包括离心泵叶轮4，管体的离心泵进口18，管体的离心泵出口5，离心泵蜗壳6，离心泵转子部件16，离心泵转轴套管17，离心泵转轴轴承19和离心泵转轴20。离心泵透平转子部件14转动，通过嵌入离心泵转轴轴孔22的离心泵转轴20，带动离心泵叶轮4转动。
如图5所示为本发明的轴流透平结构示意图，轴流透平装置主要包括轴流透平进口9，轴流透平转轴10，轴流透平叶轮11，轴流透平出口12，轴流透平转子部件14和轴流透平法兰7.轴流透平叶轮11转动，通过转轴带动轴流透平转子部件14转动。
如图6和7所示为本发明的离心泵密封装置结构示意图，轴流透平转子部件14和离心泵转子部件16通过密封筒15相连。
所述的轴流透平转子部件14和离心泵转子部件16封装在密封装2置内，轴流透平转子部件14和轴流透平叶轮11通过轴流透平转轴10相连，离心泵转子部件16与离心泵叶轮4通过离心泵转轴20相连，当轴流透平叶轮通过轴流透平转轴带动轴流透平转子部件转动。
如图8和9所示为本发明的密封装置密封筒结构示意图，密封筒15两端接口分别为密封装置环形接口23和密封装置筒形接口24，其中密封装置环形接口23与离心泵转子部件16相连，密封装置筒形接口24与轴流透平转子部件14相连。
工作原理：
如图2所示，排水从轴流透平进口9流进，从轴流透平出口12流出，驱动连接在转轴10上的轴流透平叶轮11转动，进而带动轴流透平转子部件14转动，使得磁通量改变，磁场旋转；
离心泵转子部件16通过密封筒15，感应磁通量改变，进而转动，转动方向与磁场转动方向相同，通过嵌入离心泵转轴轴孔22的离心泵转轴20，带动离心泵叶轮4转动做功，进而将给水从离心泵进口18引入，通过离心泵出口5提高较高的压头。
以上所述是本发明的优先实施方式，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置，包括轴流透平装置、离心泵系统装置和密封装置，其特征在于：离心泵装置和轴流透平装置通过密封装置连接在一起，轴流透平装置包括轴流透平叶轮、轴流透平管路部件、轴流透平转轴和轴流透平转子部件，所述的离心泵系统装置包括离心泵叶轮、离心泵管路部件、离心泵转轴和离心泵转子部件，所述的轴流透平转子部件和离心泵转子部件封装在密封装置内，轴流透平转子部件和轴流透平叶轮通过轴流透平转轴相连，离心泵转子部件与离心泵叶轮通过离心泵转轴相连，当轴流透平叶轮通过轴流透平转轴带动轴流透平转子部件转动，通过磁场耦合带动离心泵转子部件转动，进而通过离心泵转轴带动离心泵叶轮转动。
2.根据权利要求1所述的一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置,其特征在于：所述的轴流透平转子部件为圆盘结构，永磁铁以圆形阵列嵌入圆盘结构内，永磁铁以N级S级交替布置沿着圆周间距分布。
3.根据权利要求1所述的一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置,其特征在于：所述的离心泵系统装置的离心泵转子部件为圆环结构，永磁铁以圆形阵列嵌入圆环结构内，永磁铁以N级S级交替布置沿着圆周间距分布。
4.根据权利要求1所述的一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置，其特征在于：所述的密封装置，有两个接口位置，其中与轴流透平装置相连的接口为筒状结构，与离心泵装置相连的接口为环状结构。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置,其特征在于：所述的离心泵转子部件和轴流透平转子部件，通过上密封装置系统感应的磁场变化，转子部件完全封装在管路内部，避免采用轴密封部件。
6.根据权利要求1所述的一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置，其特征在于：所述的轴流透平管路部件包括管体，管体设有轴流透平进口、轴流透平出口和轴流透平法兰。
7.根据权利要求1所述的一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置，其特征在于：所述的离心泵管路部件包括设在管体上的离心泵进口和离心泵出口。
8.根据权利要求1所述的一种新型的余压能驱动的磁力耦合泵装置，其特征在于：所述的离心泵转轴设有相应的离心泵转轴套管和离心泵转轴轴承。
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