CN106351851A - 双螺旋污水污物潜水电泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双螺旋污水污物潜水电泵，包括底座、泵体、叶轮以及通过一转动轴带动所述叶轮转动的电动机，所述泵体的进口与出口方向相互垂直，所述叶轮由两个螺旋式叶片组成，每一所述叶片包括进口端和出口端，沿所述转动轴方向轴顺时针方向扭曲螺旋，形成2-4层的螺旋面。本发明的双螺旋污水污物潜水电泵包括由于叶轮仅由两个螺旋式叶片组成,且每一所述叶片沿所述转动轴方向轴顺时针方向扭曲螺旋，形成的螺旋在2-4层圈，这样形成的流体流道空间很大，流道相对长度适中，易于杂物，特别是柔性杂物通过，不易堵塞，而且，这种叶轮的效率，与其它双螺旋污水污物潜水电泵相比效率明显提高，性能也良好，在大流量或高扬程时，输入功率都是平稳的，不会产闭式叶轮大流量时超功率的问题出现，可以在各个扬程所需点使用，特别适合排污。

Description

双螺旋污水污物潜水电泵

技术领域

本发明涉及一种水泵，特别是用于排污的潜水电泵。

背景技术

目前市场上的污水潜水电泵以及污水切割排污泵主要采用传统结构的半开式离心叶轮或闭式离心叶轮。由于以上两种叶轮的结构原因，半开式离心叶轮在满足水泵在大流量及有效的颗粒物通过能力外，水泵的扬程相对偏低，应用范围受到限制。闭式离心叶轮很好地解决了扬程不高的问题，但是，污水中颗粒物的通过率较低，也就是容易被颗粒杂物堵塞，以及在大流量低扬程的使用环境下电机容易超功率运行，超功率运行会使电机更容易发热，这样长时间运行容易降低电机使用寿命，甚至引起电机烧毁。因此，人们一直在寻找一种流程与扬程都可以，但颗粒物通过能力又很高的排污泵。

在污水处理及污水提升领域的使用环境中，水里往往会出现稻草、毛巾、工作手套、口罩等棉质污物，也会出现避孕套、橡胶手套等具有柔韧性的污物或杂物，甚至会出现畜牧类粪便、家禽类羽毛等恶劣的工作环境。如果使用传统的半开式及开式离心叶轮，上述污物进入泵体后很快会缠绕在叶轮上，造成叶轮卡死，水泵停止工作。为此，目前市场上的污水切割泵都是在污水潜水电泵的基础上，在叶轮前端另设一个或多个切割装置，这也大大增加了制造成本。特别，由于使用的还是传统的半开式叶轮，在水泵的性能方面并没有提高，甚至在切割过程中性能变弱，导致功耗增大，从而恶劣环境中使用时容易导致电机烧毁。

公开号为CN201013653Y的中国本实用新型专利公开了一种适用于各种排污场所的切割式污水污物潜水电泵，包括有电机、泵体、电泵的密封组件和切割装置，其中切割装置由叶轮和安装在泵体进水口位置处的切割盘组成，切割盘上开设有入水口，利用切割盘上的锯齿形刀刃与叶片内侧端上的刀头，以及切割盘表面上的半圆形斜槽棱边与叶片外侧棱边，相互形成锯割和剪切，将介 质中的杂物进行切割等，避免了杂物在刃口产生滑移、堆积而导致切割效果下降的弊端，这种切割盘上的锯齿形刀刃，由于刀刃不是在泵入口的径向布置，切块杂物效果不理想，而且，该专利公开的泵的叶轮是一离心泵，流道本身就很狭窄，排污的效果并不理想。

在国家标准上轴流泵与污水排污泵就是两种不同的泵。轴流泵排污泥及水混合物,流量大，扬程低，而污水排污泵主要是小型项目的污水排放，因为污水中使用环境比较恶劣会有杂物进入。CN102434487中国发明专利公开了一种双螺旋轴流泵叶轮设计方法，其双螺旋叶片能够改善叶轮平衡效果，减小泵运行时的振动和噪声，但这种按照轴流(进出口方向一致)泵的螺旋叶片不适合也并没有用在小型潜水离心电泵上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种效率高且可有效排出带有柔性污物等杂质的双螺旋污水污物潜水电泵。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

双螺旋污水污物潜水电泵，包括：

底座，

设置在所述底座上的泵体；

设置在所述泵体内的叶轮；

通过一转动轴带动所述叶轮转动的电动机；

所述泵体的进口与出口方向相互垂直，所述叶轮由两个螺旋式叶片组成，每一所述叶片包括进口端和出口端，沿所述转动轴方向轴顺时针方向扭曲螺旋，形成2-4层的螺旋面。

在本发明的一个实施例中，所述叶片形成的螺旋面是2层。

在本发明的一个实施例中，所述每一叶片的进口端形成与所述转动轴垂直的边。

在本发明的一个实施例中，所述每一叶片的进口端形成与所述转动轴垂直的面。

在本发明的一个实施例中，所述每一叶片的出口端形成与所述转动轴平行 的边。

在本发明的一个实施例中，所述每一叶片的出口端形成与所述转动轴平行的面。

在本发明的一个实施例中，所述叶片从所述进口端到所述出口端螺旋环绕展开角度范围在220°到360°。

在本发明的一个实施例中，所述叶片的直径D与叶片沿轴向的厚度H比H/D为3-6。

在本发明的一个实施例中，在所述叶轮的前端设有用来切割进入叶轮前的污水中含有的杂物的切割装置。

在本发明的一个实施例中，所述切割装置是形成在每一叶片的进口端的刀刃。

在本发明的一个实施例中，所述切割装置设有若干切割刀，所述切割刀沿叶轮的径向方向延展布置。

在本发明的一个实施例中，所述切割装装置是一圆形刀盘，所述刀盘设有内圈和外圈，所述切割刀沿叶轮的径向方向延展形成在所述内圈和外圈之间，在所述切割刀迎接水流的一边设有刀刃。

在本发明的一个实施例中，每一所述切割刀的两边都设有刀刃。

在本发明的一个实施例中，所述刀刃是连续的。

在本发明的一个实施例中，所述刀刃是间隔的，由若干个尖端刀刃组成。

在本发明的一个实施例中，在每一所述外圈的里面设有切割刀刃。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的双螺旋污水污物潜水电泵包括由于叶轮仅由两个螺旋式叶片组成,，且每一所述叶片沿所述转动轴方向轴顺时针方向扭曲螺旋，形成的螺旋在2-4层圈，在所述泵体的进口与出口方向相互垂直的情况下，这样形成的流体流道空间很大，流道相对长度也适中，易于杂物，特别是柔性杂物的通过，不易造成堵塞，而且，这种叶轮的效率，与其它双螺旋污水污物潜水电泵相比效率明显提高，性能也良好，在大流量或高扬程时，输入功率都是平稳的，不会产生闭式叶轮大流量时超功率的问题出现，可以在各个扬程所需点使用，特别适合潜水电泵的排污。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的双螺旋污水污物潜水电泵结构示意图；

图2是本发明双螺旋污水污物潜水电泵叶轮的一个实施例的立体图；

图3A和3B是本发明的双螺旋污水污物潜水电泵的叶轮和切割装置的组合和分解图；

图4A-4D是切割装置的各个实施例的结构示意图；

图5是图2的叶轮的结构示意图；

图6是图5的叶轮的剖面图；

图7是本发明的水力性能效率测试图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明的双螺旋污水污物潜水电泵与常用的潜水电泵结构形式类似，包括底座3、泵体1、电动机(未示意出)、叶轮2。泵体1设置在底座2上，叶轮2设置在泵体1内。电动机通过转动轴8带动叶轮2转动。切割装置5设置在叶轮2的前端，用来切割进入叶轮2前的污水中含有的杂物(污物)。

从图1中可以看出，本发明的泵体1的进口11与出口12的方向相互垂直，类似常用的离心泵，不是轴流泵。液体从进口11进入，经过叶轮2，从出口12出来。

参见图2，本发明的一个实施例的叶轮2设有两个叶片21、22以及底板23，叶片21、22是螺旋式叶片。

叶片21设有进口端211和出口端212，进口端211形成一与转动轴8垂直的边，当然，由于叶片21本身有厚度，实际上也可以形成了一个面；该边或 面与转动轴8几乎垂直，也就是与底板23的面几乎平行。出口端212形成与转动轴8几乎平行的边，由于叶片21本身有厚度，也可以形成了一个面，该边或面与底板23的面几乎垂直。

同样，叶片22设有进口端221和出口端222，进口端221形成一与转动轴8垂直的边，当然，由于叶片22本身有厚度，实际上也可以形成了一个面；该边或面与转动轴8几乎垂直，也就是与底板23的面几乎平行。出口端222形成与转动轴8几乎平行的边，由于叶片22本身有厚度，也可以形成了一个面，该边或面与底板23的面几乎垂直。

叶片21、22分别沿转动轴方向轴及从各自进口端211、221顺时针方向扭曲螺旋到出口端221、222终止。在本实施例中，每一叶片形成的螺旋面是2层。本发明的双螺旋污水污物潜水电泵的叶片形成的螺旋面可在2-4层圈的范围内，这样效果很好，能够达到本发明的目的。

进一步，每一叶片从其进口端到出口端的螺旋环绕展开角度范围在300°到420°，在本实施例，是360°

再参见图2，本实施例的叶片21、22的进口端211、221形成锋利的刀刃(面)，刀刃线与转动轴8垂直的面几乎平行，这样，易于首先切割从泵进口11进来还未进入叶轮2的流道的污物。

特别是，在没有安装象切割装置5一样的另外的切割装置，这种在叶片21、22的进口端设置成刀刃，即，切割刀，对提高本发明的双螺旋污水污物潜水电泵的排污能力起到了进一步的改善效果。而且，可以看到，本发明人通过研究和分析，利用本发明的螺旋开放式叶片21、22形成的进口端211、221，在该进口端行程切割刀刃，并使刀刃线与转动轴8几乎垂直的面平行，可正面迎对流来的污(染)物，较易切割污物，同时，也不影响在叶轮前再布置其他切割或导流装置，这样形成的切割装置，也不需要增加另外的结构，结构简单，有效降低生产成本，也是本发明的一个显著特点。

同样，本实施例的叶片21、22的出口端221、222形成锋利的刀刃，即，切割刀，刀刃线与转轴几乎平行，这样，进一步切割可能进入叶轮流道内的污物。此时，该刀刃的方向也面对从流道内流出来的污物，切割效果更好，也不影响叶轮2的转动。而且，这样形成的切割刀，不需要另外的结构，结构简单、 巧妙，有效降低生产成本。

参见图3A和3B，切割装置5布置在叶轮2的前端。切割装置5设有圆形刀盘54和若干切割刀(杆)51。切割装置5可安装在叶轮2的前端(见图3B)。

再参见图4A-4C，刀盘54有内圈541和外圈542构成，切割刀杆51是一杆状，沿叶轮2的径向方向延展布置，两端分别与内圈541和外圈542相连。在切割刀杆51上沿叶轮2的径向方向延展可在一边形成切割刀刃，这种切割刀刃可以是连续的，也可以如实施例，间隔形成多个尖端刀刃(菱型尖角刀刃)511。当然，在切割刀杆51的两边也可形成切割刀刃(下面将进一步描述)。

在图4A的实施例中，刀盘54有3个切割刀杆51，每个切割刀杆51有3个尖端刀刃511。

在图4B的实施例中，刀盘54有4个切割刀杆51，每个切割刀51有3个尖端刀刃511。

在图4C的实施例中，刀盘54有3个切割刀杆51，每个切割刀51有2个尖端刀刃511。

图4D是本发明的双螺旋污水污物潜水电泵的切割装置5的另一个实施例。在该实施例中，切割装置5由例如3个径向布置的刀501组成，每一刀501是叶片状，有刀刃562，固定在中央座502上，该中央座502可以与转动轴8固定，例如，中央座502可以设有孔551，通过一键或销套在转动轴8的叶轮2的前端伸出的部分而固定，当然，也可以通过螺纹与该伸出的部分的螺纹相互旋转而固定。当然，上述切割装置5也可以布置2个，4个，或其它数量的刀501。

本发明人通过研究发现，对于图4A-4C这种刀盘状的切割装置5，如果在外圈542的内部圆周上再设有周向切割刀52(参见图4A)，不仅仅是切割刀的数量简单增加，而是通过与径向布置的切割刀杆51相互作用，使得在任一瞬间，切割刀杆51与周向切割刀52可同时在不同方向对杂物进行撕裂式切割，这种切割的效果特别理想，达到了预料不到的切割效果，特别对各种柔性杂物，如塑料、橡胶、纺织品类，杂物仍有较强的切割能力，这是现有的排污泵的切割装置所没有的，因而，它使得泵的排污能力大大提高。

另外，参见图4A-4C,刀盘54的切割刀51或52，采取多个菱型尖角刀刃 511，优点在于切割过程中多个菱型尖角可以防止杂质打滑，有利于达到更好的切割效果。另外，切割刀杆51采用双面刀口设计，即在另一边也设有多个菱型尖角刀刃511’,这样，在使用过程中磨损后，经专业维修人员可将刀盘54翻过来，就可再次使用，有效延长刀盘5的使用寿命，构思巧妙。

参见图5和图6，在该实施例中，叶轮2的叶片21、22的展开角α为360°，理想范围在270°到420°之间。另外，叶片的直径D与叶片沿轴向的厚度H比H/D较佳为4.8，理想范围是3-6。

图7是本发明的双螺旋污水污物潜水电泵的水力性能测试图。该行测试石油浙江省机电产品检测所出具的。该图反应了扬程H、效率EM以泵功率之间的关系。根据图7可知，功率P1的曲线图始终是比较平坦的，这说明，在各宗扬程H的条件下，输入功率都很平稳。特别是，输入功率在大流量或高扬程时的输入功率仍然平稳，这也说明本发明的开放式的双螺旋叶片叶轮，水力性能较佳，污染物通过性好。而现有的封闭式叶轮在大流量时通常功率异常高，出现超功率的问题出现。

其中，经过测试，本发明1.5千瓦的双螺旋污水污物潜水电泵与国家标准要求的性能的对比如下：

标准	本发明
		流量标准值：15m3/h	符合标准
扬程标准值：大于10m	15.48m
		效率：32.3％	实测效率：44.96％

其中0.7倍至1.3倍额度流量是的最大输出功率1.474KW。

通过上面的描述可以看出，本发明提供的双螺旋污水污物潜水电泵的泵体的进口与出口方向相互垂直，叶轮2由两个螺旋式叶片组成,，每一叶片2包括进口端21和出口端22，沿转动轴8的方向轴顺时针方向扭曲螺旋，形成的螺旋在2-4层圈，这种开放式的叶轮既解决了离心封闭或半封闭也轮的流道狭窄，不利于污染物通过而引起的堵塞问题，同时，水力效率很好，在大流量或高扬程时，输入功率仍很稳定，效率很好。同时，如果再配合本发明的切割装置5一起，效果更佳。

需要指出的是，对于本领域的技术人员，根据限定条件“所述叶轮由两个 螺旋式叶片组成，每一所述叶片包括进口端和出口端，沿所述转动轴方向轴顺时针方向扭曲螺旋，形成2-4层的螺旋面”以及本领域的泵叶轮叶片流体的特性，就可以制造出达到本发明目的的叶片。

通过上面的描述，对于本领域的技术人员，在上述公开的发明内容的基础上，仍可以做出下列改变或调整，同样可以实现本发明的目的：

1、本发明的切割装置5可以省去，它的污染物通过性能仍很好。

2、在叶片21、22的进口端设置成刀刃也可以与图4A到4D的切割装置配合使用，效果更佳。

3、进口端211既可形成一与转动轴垂直的边，也可以形成了一个端面。该边或面与转动轴8几乎垂直就可以，不必要完全垂直。

4、出口端212面既可形成与转动轴平行的边，也可以形成了一个端面。由于叶片21本身有厚度，也可以形成了一个面。该边或面与转动轴8几乎平行就可以，不必要完全平行。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (16)

1.双螺旋污水污物潜水电泵，包括：

底座，

设置在所述底座上的泵体；

设置在所述泵体内的叶轮；

通过一转动轴带动所述叶轮转动的电动机；

其特征在于，

所述泵体的进口与出口方向相互垂直，所述叶轮由两个螺旋式叶片组成，每一所述叶片包括进口端和出口端，沿所述转动轴方向轴顺时针方向扭曲螺旋，形成2-4层的螺旋面。

2.如权利要求1所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述叶片形成的螺旋面是2层。

3.如权利要求1所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述每一叶片的进口端形成与所述转动轴垂直的边。

4.如权利要求1所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述每一叶片的进口端形成与所述转动轴垂直的面。

5.如权利要求1所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述每一叶片的出口端形成与所述转动轴平行的边。

6.如权利要求1所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述每一叶片的出口端形成与所述转动轴平行的面。

7.如权利要求1所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述叶片从所述进口端到所述出口端螺旋环绕展开角度范围在220°到360°。

8.如权利要求1所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述叶片的直径D与叶片沿轴向的厚度H比H/D为3-6。

9.如权利要求1所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，在所述叶轮的前端设有用来切割进入叶轮前的污水中含有的杂物的切割装置。

10.如权利要求9所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述切割装置是形成在每一叶片的进口端的刀刃。

11.如权利要求9所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述切割装置设有若干切割刀，所述切割刀沿叶轮的径向方向延展布置。

12.如权利要求11所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述切割装装置是一圆形刀盘，所述刀盘设有内圈和外圈，所述切割刀沿叶轮的径向方向延展形成在所述内圈和外圈之间，在所述切割刀迎接水流的一边设有刀刃。

13.如权利要求12所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，每一所述切割刀的两边都设有刀刃。

14.如权利要求13所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述刀刃是连续的。

15.如权利要求13所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，所述刀刃是间隔的，由若干个尖端刀刃组成。

16.如权利要求12所述的双螺旋污水污物潜水电泵，其特征在于，在每一所述外圈的里面设有切割刀刃。