CN108087277A - 组合分配器双级液环泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合分配器双级液环泵，包括泵体、第一级叶轮和第二级叶轮；第一级叶轮和第二级叶轮采用连体共轴的结构，紧固在泵轴上并偏心配置于泵体内，由第一级和第二级叶轮上的隔板与泵体上的隔板共同将第一级叶轮和第二级叶轮分隔开来；第一级叶轮的长径比较大，采用锥体分配器，第二级叶轮的长径比较小，采用平板分配器；泵体的驱动端由锥体分配器封住端面，形成第一级叶轮工作腔；泵体非驱动端由平板分配器封住端面，第二级叶轮工作腔；驱动端侧盖和非驱动端侧盖安装在泵体的两端，驱动端侧盖和非驱动端侧盖上均设有进气口和排气口。本发明兼有锥体液环泵和平板液环泵的优点，能大幅度提高液环泵的工作效率。

Description

组合分配器双级液环泵

技术领域

本发明属于液环泵制造技术领域，具体涉及一种同时把锥体分配器和平板分配器组合在一起使用的双级液环泵。

背景技术

现有的液环泵，根据其所采用的分配器的结构之不同，可分为锥体液环泵和平板液环泵两大类。

锥体液环泵采用锥体分配器作为进排气机构。除了进气、排气以外，锥体分配器插入到叶轮内，还同时起到了相当于叶轮轮毂的作用。在锥体液环泵工作时，锥体分配器与液环(泵体内的工作液随着叶轮的旋转而形成的空间形态)一起组成月牙形的工作空腔，外界的气体从锥体分配器上的吸、排气口吸入和排出到所述工作空腔内。由于气体的吸入和排出方向近乎径向并且与叶轮的转向相符，故锥体分配器在理论上有利于吸排气，并且锥体分配器端面的进排气口面积也可以比平板分配器设计得更大，从而有利降低吸排气的阻力，使液环泵具有更高的工作效率。然而，锥体液环泵也存在某些不足，主要是叶轮轮毂由锥体分配器代替，形状也因此受到限制，不能很好的与液环形状相匹配，这又会在事实上造成效率的下降。此外，为了安装锥体分配器，需把叶轮做成“空心”(把轮毂的部位去除)，这就使得叶轮的支撑点只能设置在中间分隔的部位，从而导致轴和轴承的受力过大。

平板液环泵采用平板分配器作为进排气机构，平板分配器安装在叶轮的两端面，其吸排气口形状和液环泵月牙形的工作空腔匹配，从而实现进排气。一般说来，叶轮轮毂的形状不会受分配器的影响和限制，与液环的形状匹配性更好，因此，平板液环泵在吸排气面积能满足设计要求的情况下，其工作效率会高于锥体泵。此外，叶轮的支撑点在叶轮的两端，轴和轴承的受力相对较好，并且结构也相对简单，容易生产制造。然而，平板液环泵也存在不足，主要是平板分配器的吸排气口形状受限于月牙形的工作空腔，吸排气面积相对较小，而且需要从端面轴向进排气。

总之，锥体液环泵和平板液环泵各有其优点，当叶轮的长径比较小时，平板分配器的进排气面积能满足要求，其优势明显。当叶轮的长径比较大时，吸排气量增大，锥体分配器具有更大的吸排气面积，而且能径向进排气，阻力较小，因而更具优势。由于现有的液环泵要么使用锥体分配器作进排气机构，要么使用平板分配器作吸排气机构，故不能兼得两者的优点。

发明内容

本发明的目的在于，将锥体分配器和平板分配器各自的优点结合起来，从而全面提高液环泵在各种工况下的工作效率。这一目的是通过下述技术方案实现的：

一种组合分配器双级液环泵，包括泵体、第一级叶轮和第二级叶轮；第一级叶轮和第二级叶轮采用连体共轴的结构，紧固在泵轴上并偏心配置于泵体内，由第一级叶轮和第二级叶轮上的隔板与泵体上的隔板共同将第一级和第二级叶轮分隔开来；第一级叶轮的长径比(长度与直径之比)较大，采用锥体分配器，第二级叶轮的长径比较小，采用平板分配器；泵体的驱动端由锥体分配器封住端面，形成第一级叶轮工作腔；泵体非驱动端由平板分配器封住端面，形成第二级叶轮工作腔；驱动端侧盖和非驱动端侧盖安装在泵体的两端，驱动端侧盖和非驱动端侧盖上均设有进气口和排气口。

在上述技术方案的基础上，本发明可采用下述附加的技术特征对上述技术方案进行进一步限定：

在所述平板分配器的排气口上设置有柔性阀板。

进一步地，第一级叶轮长度为第二级叶轮长度的2～2.7倍，两级叶轮的直径相同。亦即第一级叶轮的长径比为第二级叶轮的长径比的2～2.7倍。

进一步地，第一级叶轮工作腔的出口与第二级叶轮工作腔的进口之间通过分离连通器连通，分离连通器包括中间段、进气段和出气段，中间段的管径大于进气段和出气段的管径，进气段和出气段与中间段垂直连通，分布在中间段两端部的侧面。

进一步地，在分离器连通器的中间段上设有泄压接口。

本发明的优点是：1、第一级叶轮采用锥体分配器，叶轮的长度可以比采用平板分配器时的叶轮做得更长，从而加大叶轮的工作容积，在叶轮直径不变的情况下可提高液环泵的进、排气量，从而提高液环泵的工作效率。2、第二级叶轮的长径比较小，采用平板式分配器，不但比锥体分配器有更高的效率，而且结构简单，第二级叶轮有轮毂的结构比单一的锥体泵两端“空心”的结构整体强度更高，轴承受力也相对较好。3、第二级叶轮采用平板式分配器，可以方便在排气口上安装柔性阀板自动根据工况调节排气角度，使两级叶轮的匹配性更好。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的驱动端的结构示示图；

图2是本发明的一个实施例中的主要部件的分解示意图；

图3是本发明的一个实施例的横截剖面图。

图1至图3中的附图标记的含义如下：

1、驱动端侧盖的进气口； 2、驱动端侧盖；

3、驱动端侧盖的排气口； 4、分离连通器；

5、泄压接口； 6、回水管路；

7、非驱动端侧盖的进气口； 8、非驱动端侧盖的排气口；

9、非驱动端侧盖； 10、泵体；

11、供水管； 12、平板分配器；

13、第二级叶轮(非驱动端叶轮)； 14、叶轮上的隔板；

15、第一级叶轮(驱动端叶轮)； 16、泵轴；

17、锥体分配器； 18、泵体上的隔板；

19、第一级叶轮的工作腔； 20、第二级叶轮的工作腔；

21、锥体分配器的进气口； 22、锥体分配器的水流道；

23、锥体分配器的排气口； 24、平板分配器的进气口；

25、平板分配器的排气口； 26、平板分配器的供水口；

27、柔性阀板

具体实施方式

以下结合附图，介绍本发明的实施例。

如图1、图2和图3所示(图中未加标记的箭头方向表示气流或水流的前进方向)，一种组合分配器双级液环泵，包括泵体10、第一级叶轮15 (也称为驱动端叶轮)和第二级叶轮13(也称为非驱动端叶轮)；第一级叶轮15和第二级叶轮13采用连体共轴的结构，紧固在泵轴16上并偏心配置于泵体10内，由第一级叶轮15和第二级叶轮13上的隔板14与泵体10上的隔板18共同将第一级叶轮15和第二级叶轮13分隔开来；第一级叶轮15的长径比较大，采用锥体分配器17，第二级叶轮13的长径比较小，采用平板分配器12；泵体10的驱动端由锥体分配器17封住端面，形成一个独立的工作腔——第一级叶轮15的工作腔19(也称为驱动端工作腔)；泵体10的非驱动端由平板分配器12封住端面，形成另一个独立的工作腔——第二级叶轮13的工作腔20(也称为非驱动端工作腔)。驱动端侧盖2和非驱动端侧盖9安装在泵体10的两端，驱动端侧盖2和非驱动端侧盖9上均设有进气口和排气口。驱动端侧盖2和非驱动端侧盖9共同起支撑转子和分隔、连通进、排气口的作用。

在本实施例中，第一级叶轮15的长度为第二级叶轮13的长度的2～2.7 倍，两级叶轮的直径相同。也就是第一级叶轮的长径比为第二级叶轮的长径比的2～2.7倍。本发明组合分配器液环泵工作时，从供水管11通入工作水(也称为工作液)，工作水经锥体分配器17的水流道22流入第一级叶轮15的工作腔19(驱动端工作腔)内，第一级叶轮15旋转时工作水形成液环，气体从驱动端侧盖2的进气口1进入到锥体分配器 17的进气口21，再进入第一级叶轮15与液环形成吸入区，经过压缩后，气体挟带着工作水经锥体分配器17的排气口23排出到驱动端侧盖2 的排气口3。再经过分离连通器4把气体和水分离。分离出来的气体从非驱动端侧盖9的进气口7流经平板分配器12的进气口24进入第二级叶轮13的工作腔20。分离出来的水从回水管路6流经平板分配器12 的供水口26进入到第二级叶轮13的工作腔20内，为第二级叶轮13 的工作腔20提供液环工作水。气体在第二级叶轮13的工作腔20内经压缩后挟带着工作水经平板分配器12的排气口25，再经非驱动端侧盖 9的排气口8排到泵体10外。

作为最佳的实施方式，在第二级叶轮13所采用的平板分配器12 的排气口25外侧装有柔性阀板27，柔性阀板27是有柔韧性的塑料板，第二级叶轮13顺着排气口25方向旋转时，气体不断被压缩排出。当气体压缩没有达到大于泵体外界的压力时，外界压力会把柔性阀板27压紧在平板分配器12的排气口25的外侧封住该排气口25，气休不能排出而继续压缩直至压力大于泵体外界的压力时，柔性阀板27会被推开，气体可从排气口25排出，由此可实现排气角度的自动调节作用，从而可以更好地适应第一级叶轮15的工作压力变化，更好地适用于不同的工况。

另需说明的是，在本实施例中，第一级叶轮15的工作腔19的出口与第二级叶轮13的工作腔20的进口之间的连接采用分离连通器4，而不采用普通的连通管，其原因在于：水的惯性大于气体的惯性而且比重更大，分离连通器4采用直角转向和变径的结构可利用惯性和重力有效的把气水分离开来。具体地说，分离连通器4的的结构如图1所示，其包括中间段、进气段和出气段，中间段的管径大于进气段和出气段的管径(在本实施例中，进气段和出气段的直径相等，中间段的直径是进气段和出气段的直径1.2倍到3倍)，进气段和出气段与中间段垂直连通，分布在中间段两端部的侧面，这意味着含水气体从进气段到中间段、再到出气段会发生流向和流速的剧烈变化，从而有利于气水分离，避免第二级叶轮13的工作腔20中的气体和水相互干扰，进而有利于提高整个泵的工作效率。分离器连通器4的中间段上还设有泄压接口5，其作用是：当第一级叶轮15的工作腔19的吸入口和排出口还没有形成压差时，排出的气体量较大，而第二级叶轮13比较短，其工作腔难以将全部气体排出泵外，因此会在分离连通器4内形成憋压，泄压接口5可通过单向排出阀或其他自动阀门帮助排出气体，避免出现憋压的状况。

Claims (5)

1.一种组合分配器双级液环泵，包括泵体和第一级叶轮，其特征在于：还包括第二级叶轮，第一级叶轮和第二级叶轮采用连体共轴的结构，紧固在泵轴上并偏心配置于泵体内，由第一级叶轮和第二级叶轮上的隔板与泵体上的隔板共同将第一级叶轮和第二级叶轮分隔开来；第一级叶轮的长径比较大，采用锥体分配器，第二级叶轮的长径比较小，采用平板分配器；泵体的驱动端由锥体分配器封住端面，形成第一级叶轮工作腔；泵体非驱动端由平板分配器封住端面，形成第二级叶轮工作腔；驱动端侧盖和非驱动端侧盖安装在泵体的两端，驱动端侧盖和非驱动端侧盖上均设有进气口和排气口。

2.如权利要求1所述的组合分配器双级液环泵，其特征在于：在所述平板分配器的排气口上设置有柔性阀板。

3.如权利要求1所述的组合分配器双级液环泵，其特征在于：第一级叶轮长度为第二级叶轮长度的2～2.7倍，两级叶轮的直径相同。

4.如权利要求1所述的组合分配器双级液环泵，其特征在于：第一级叶轮工作腔的出口与第二级叶轮工作腔的进口之间通过分离连通器连通，第一级叶轮工作腔的出口与第二级叶轮工作腔的进口之间通过分离连通器连通，分离连通器包括中间段、进气段和出气段，中间段的管径大于进气段和出气段的管径，进气段和出气段与中间段垂直连通，分布在中间段两端部的侧面。

5.如权利要求4所述的组合分配器双级液环泵，其特征在于：在所述分离连通器的中间段上设有泄压接口。