CN106351848A - 低噪音的喷射泵 - Google Patents

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尹招琴
许骁
俱达
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    • F04D9/04—Priming; Preventing vapour lock using priming pumps; using booster pumps to prevent vapour-lock
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Abstract

本发明公开了一种低噪音的喷射泵。它以现有自吸喷射泵结构为基础，在靠近喷管处的喷管入口腔体与离心叶轮出口下游的压水室之间设有电磁阀，电磁阀与智能喷射泵的控制系统相连，可以根据不同的使用需要进行开、关及开度调整等关键执行动作。本发明通过流动分析和泵阀智能一体化，针对喷射泵噪音源，在保证其流量、扬程、自吸等优势性能的基础上，有效降低喷射泵噪音。

Description

低噪音的喷射泵
技术领域
本发明涉及一种喷射泵，尤其涉及一种降低噪音的喷射泵，属于流体机械领域。
背景技术
泵是一种产量丰富、用途广泛，且对能量需求巨大的通用流体机械。它将原动机的机械能或其他能量部分传递给液体，并使液体的机械能增加，从而达到输送并使液体增压的目的。而自吸喷射泵是一种新型、高效、节能的泵类产品。喷射泵与旋涡泵相比吸力强、自吸稳定、效率高，是一种量大面广的泵类产品。在种类繁多的泵类产品中，喷射泵广泛应用于矿山机械、船舶制造、石油化工等多种工业领域。
自吸式喷射泵包括泵体和电机，泵体的一端和电机的一端通过主轴相连，且伸入到泵体内。泵体内设有离心叶轮，叶轮与主轴相连而电机带动主轴旋转带动叶轮转动。泵体前端设有进水口，上端设有出水口，电机底部设有安装底座。其基本工作原理是工作流体在离心叶轮高速转动下加压后进入压水室，压水室的一部分高压流体经喷管高速喷出，在喷管出口由于流体的高速运动产生一个很强的负压，进口附近的流体（气、水或气液两相流）将在这个负压的作用下被吸入，在喷管出口附近与高压工作流体一起射入扩散管并进行充分混合，最后经离心叶轮入口进入叶轮，在离心叶轮的离心作用下重新增压后由叶轮出口导叶导流进入压水室，大部分高压流体经出口流出完成流体的增压输送，另一部分则循环进入喷管，重复上述过程，这部分流体称为工作流体。由上述喷射泵的工作原理可知，自吸式喷射泵本质上是离心泵和传统无叶射流泵（喷射泵）的结合，即核心部件包括一个喷射器与一个离心叶轮。喷射泵的叶轮实际上就是离心泵的闭式叶轮，流体在离心叶轮作用下的增压与离心泵相同，即叶轮转动使水在离心力的作用下被甩向叶轮边缘；喷射器的高压工作流体则由离心叶轮增压至压水室的流体一小部分提供。
具体来说，这种喷射泵的噪音源的主要有两个：由于叶轮高速旋转带动流体高速旋转并在离心力作用下甩出叶轮出口时，冲击导叶以及壳体内壁产生较大的噪音，并且在某一流量点下叶轮会因此会产生共振；压水室的高压流体随喷管的截面迅速缩小被急剧加速，产生接近音速甚至超音速的射流，随后与被吸流体一起进入扩散管，期间发生壁面-流体与流体之间碰撞导致喷管与扩散管内的噪音相当大。从工作原理上看，喷射泵相比同等级的自吸泵（旋涡泵）或小型离心泵具有更加强劲、更加稳定的吸力与更为出色的流量和扬程，唯一的不足是喷射泵的噪音相比后两种泵要差一些，也因此暂时无法进入人们的起居空间，而多装于户外或远离人们的活动空间，巨大的市场潜力无法释放。所以如何降噪是喷射泵扩大其应用范围与市场中亟待解决的关键问题。
申请号为201420013812.5的中国专利公开了一种低噪音喷射泵，其主要结构包括电机，以叶轮，扩散管，混合室，壳体。喷射泵壳体包括外壳与内壳，其中填充着吸引棉以用来降噪。该专利的不足之处，1、壳体中腔填充吸音棉，但专利并未指出如何填充吸音棉，而且空腔狭长而复杂，其可行性不足；2、填充物为吸音棉，若内壳发生泄漏可能导致流体受污染，甚至于吸音棉进入水体循环进入叶轮区域，阻碍叶轮的正常旋转，造成喷射泵不能正常工作。
发明内容
针对现有喷射泵降噪方法存在的不足，本发明的目的在于提供一种降噪效果显著，可行性高，安全性好的喷射泵。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种降低噪音的喷射泵。以现有自吸喷射泵结构为基础，在靠近喷管处的喷管入口腔体与离心叶轮出口下游的压水室之间设有电磁阀，电磁阀与智能喷射泵的控制系统相连，可以根据不同的使用需要进行开、关及开度调整等关键执行动作。
本发明的工作原理：一部分工作流体在叶轮高速旋转带动下，增压后进入压水室，经喷管入口腔体进入喷管形成的亚音速或超音速的射流。于是在喷管出口高速流体附近产生一个极强的负压，喷射泵入口的被吸流体将因此被吸入与高速工作流体一起进入扩散管混合。混合的流体进入离心叶轮重新增压，最后经过喷射泵出口流出，而另一部分工作流体再次进入喷管入口腔体，如此循环往复，周而复始。其中，当喷射泵处于自吸排气阶段，入口的被吸流体为气体，在喷管出口强负压的作用下与预灌的工作流体一起在喷管出口相汇、在扩散管混合后进入叶轮增压，而后在压水室由于气泡的上浮发生气液分离，完成排气，这就是喷射泵排气能力强的原因。
如果电磁阀关闭两个腔体被隔开，工作流体并不能从压水室进入喷管入口腔体的喷管，所以流体内循环被切断，这时候所有被输送流体只能由进口直接进入到扩散管后被吸入叶轮，叶轮转动通过离心力将水体甩出进入到压水室最后由只由喷射泵出口排出。此时由于没有流体内循环，喷管无法产生射流，由射流高速流体引起的噪音不复存在，噪音将大大减少。喷射泵此时就相当于一个单纯的离心泵在工作。当电磁阀打开时，喷管入口腔体与压水室被连通，此时工作流体重新进行内循环。这时喷射泵处于一直自吸的正常工作状态。由喷射泵的性能试验可知，当喷射泵处于某一流量点下叶轮会发生共振，由于叶轮与导叶及泵体壁面的碰撞、摩擦会产生极大的噪音，这时通过调整电磁阀开度可以顺利避开这个共振点，有效降低噪音。
通过电磁阀的开关与开度调整来控制喷射泵不同的工作状态，电磁阀关闭或开度调整避开共振点，噪音大大减少，可以适用于对噪音要求高的环境；而电磁阀全开，喷射泵将重获自吸能力，又可以适用于对吸程要求高的场合。
通过采用以上技术方案，具有的有益效果是：
1、喷管入口腔体与压水室之间仅以电磁阀连接，通过电磁阀开关与开度调整来控制喷管的射流强度。由于工作流体的必须经由压水室进入喷管入口腔体，才能产生射流，当电磁阀关闭，两边泵腔被隔开，这时候喷射泵高速射流就不存在了，所以喷射泵的主要噪音源之一将被切断，这样从原理上就减少了噪音。
2、当电磁阀全开时，本发明喷射泵等同于现有喷射泵，回归正常的工作状态时喷管持续地产生射流，能够适应泵初始运行阶段的排气等高吸程的工作需求。
3、当喷射泵处于某一流量点而发生叶轮共振时，此时通过调整电磁阀的开度可以有效避开共振点，减小突发共振的噪音，提升喷射泵的舒适性。
4、另外因为电磁阀比较轻便，安装后不会过多增加喷射泵的重量，方便喷射泵的运输、安装。
5、由于电磁阀是固定安装在喷管入口腔体与压水室之间的连接处，所以安装电磁阀不会影响喷射泵的安全性与稳定性。
6、由于电磁阀结构简单，价格便宜，安装方便，控制方案和触发信号都可沿用现有智能喷射泵的控制系统，控制上的成本较低，而电磁阀可以使这种喷射泵适应不同的工况，增加了喷射泵的工作范围。
附图说明
图1为本发明新型降噪的喷射泵的主要结构剖面示意图。
附图标记：1、进水口；2、止回阀；3、注水孔；4、出水口；5、泵体外壳；6、放水口；7、泵体后盖；8、喷管；9、密封圈；10、扩散管；11、导叶；12、离心叶轮；13、电磁阀；14、喷管入口腔体；15、压水室。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于发明保护的范围。
参照图1对本发明做进一步说明：一种降低噪音的喷射泵，泵体外壳5内设有离心叶轮12，叶轮与主轴相连而主轴旋转带动叶轮转动，叶轮另一面与导叶11同轴松配合，而导叶11与扩散管10相连。喷管8与腔体连接处套有密封圈9。泵体前端设有进水口1，以及进水口的下端靠近底部开有放水口6，进水口下游安装有止回阀2。泵体上端设有出水口4，出水口的前端设有注水口3。另外，在靠近喷管处的喷管入口腔体14与喷管外部的压水室15被电磁阀13分隔开，由电子阀13控制两者的连通和分隔，与泵体外壳连接的是泵体后盖7。
所述的水泵通过电磁阀13开关来控制喷管入口腔体14与压水室15的连通状态。由于工作流体的循环必需由压水室进入喷管入口腔体才能产生高速射流，如果电磁阀关闭，两边泵腔被隔开，这时候作为喷射泵主要噪音源之一的射流就不存在了，所以喷射泵噪音因此大大降低。
喷射泵当电磁阀13打开时，压水室15与喷管入口腔体14将连通，此时工作流体重新进行循环，这时喷射泵正常工作。
所述水泵当电磁阀13打开时喷射泵又回归正常的工作状态，这时又可以适应高吸程的工作环境，所以增加了电磁阀13可以使这种喷射泵适应不同的工况，增加了喷射泵的工作范围。
在靠近喷管处的喷管入口腔体14与喷管外部的压水室15密封分隔并仅通过电磁阀13连接。
所述水泵安装的电磁阀比较轻便，安装后不会明显增加喷射泵的重量，方便喷射泵的运输。
除此之外，由于电磁阀是固定安装于喷管入口腔体与压水室连接处的，并随流体运动所以不会像吸音棉可能泄漏到喷射泵的内部，时间长了以后阻塞流道与叶轮，影响正常使用。所以安装电磁阀不会影响喷射泵的安全性与稳定性。
所述的阀门为开度可控的电磁阀。
由于电磁阀结构简单，价格便宜，安装方便。使用后不会显著增加喷射泵的成本。
本发明通过流动分析和泵阀智能一体化，针对喷射泵噪音源，在保证其流量、扬程、自吸等优势性能的基础上，有效降低喷射泵噪音。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.低噪音的喷射泵，其特征在于：以现有自吸喷射泵结构为基础，在靠近喷管处的喷管入口腔体与离心叶轮出口下游的压水室之间设有电磁阀，电磁阀与智能喷射泵的控制系统相连，通过电磁阀的开关与开度调整来控制喷射泵不同的工作状态。
2.根据权利要求1所述的低噪音的喷射泵，其特征在于：当电磁阀关闭或开度调整时，可避开叶轮的共振点，从而适用于对噪音要求高的环境；而当电磁阀全开时，喷射泵将重获自吸能力，又可适用于对吸程要求高的场合。
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