CN108644148A - 一种液体杂质泵及其液体传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体杂质泵及其液体传输方法。液体杂质泵包括了进流管、固定转轴、悬挂式单向阀门、泵室、气缸、气孔、活塞、活塞推杆、滑块、固定导向杆、飞轮、电动机转轴、连接杆、电动机等。本发明解决了含杂质液体自动化传输难，使用传统水泵易堵塞，使用污水泵能耗高、噪声大、颗粒物结构被破坏等问题。它能在不破坏液体中原有颗粒物结构的情况下，高效地传输含杂质液体，使大颗粒杂质能保持原样且不会发生堵塞。本发明具有结构简单、成本低廉、效率高、运行稳定、社会经济效益显著等优点，极具研究与推广价值。
Description
技术领域
本发明属于一种水泵技术领域，特别涉及一种液体杂质泵及其液体传输方法。
背景技术
水泵作为一种提水设备，是用于将水自低处抽到高处，现有的大部分水泵不能输送杂质，常用的叶轮泵在抽取污水特别是具有大颗粒杂质的污水时，容易破坏叶轮而致使叶轮转动不灵活，并且极易堵塞、损坏水泵。为此，人们发明了一些具有切割功能的污水泵，但这些带有切割功能的污水泵的结构非常复杂，不利于加工、装配与维修，且污水泵还存在能耗高、噪声大、原颗粒物结构被破坏等问题；即使是隔膜泵，其输送的杂质粒径也非常有限。因此，迫切需要寻找更多的、经济实用的、能传输更大粒径杂质的水泵技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种液体杂质泵及其液体传输方法。本发明所采用的具体技术方案如下：
一种液体杂质泵，其包括进流管、进流口固定转轴、进流口悬挂式单向阀门、泵室、出流口悬挂式单向阀门、出流口固定转轴、气缸、气孔、活塞、活塞推杆、滑块、固定导向杆、滑块凸轴、飞轮、连接杆和飞轮凸轴；进流管安装在泵室一侧，进流口固定转轴布置在进流管与泵室的结合处的顶部，进流口悬挂式单向阀门吊装在进流口固定转轴上，出流口固定转轴布置在泵室的另一侧顶部，出流口悬挂式单向阀门吊装在出流口固定转轴上；所述的进流口悬挂式单向阀门单向开启，开向朝向泵室；所述的出流口悬挂式单向阀门单向开启，开向背向泵室；泵室与气缸连通，活塞封闭在气缸内，活塞的边壁与气缸的内壁紧密贴合，活塞推杆的一端垂直连接活塞，另一端穿过气孔固定连接滑块，与活塞推杆平行的固定导向杆穿过滑块后安装在气缸的外部，滑块与固定导向杆构成滑动副；滑块与飞轮上分别设有滑块凸轴和飞轮凸轴，且飞轮凸轴在飞轮上偏心设置，连接杆的两端分别套在滑块凸轴和飞轮凸轴上且均构成转动副，飞轮由驱动装置驱动旋转且在转动时通过连接杆带动滑块在固定导向杆上做直线往复运动。
作为优选，所述的进流口悬挂式单向阀门尺寸大于进流管的口径，进流口固定转轴水平布置，进流口悬挂式单向阀门自由悬挂于进流口固定转轴上，且在自然垂悬状态下进流口悬挂式单向阀门覆盖整个进流口。
作为优选，所述的出流口悬挂式单向阀门尺寸大于泵室的出流口口径，出流口固定转轴水平布置，出流口悬挂式单向阀门自由悬挂于出流口固定转轴上，且在自然垂悬状态下出流口悬挂式单向阀门覆盖整个出流口。
作为优选，所述的驱动装置为电动机，飞轮的中心通过电动机转轴连接电动机，从而实现电机驱动；电动机接有供电线。
作为优选，所述的进流管从进口处到出口处为口径逐渐增大的倒喇叭形。
作为优选，所述的飞轮凸轴的设置位置靠近飞轮的边缘。
作为优选，所述的活塞的运动范围不超过气缸的范围，当飞轮凸轴转到离气孔最远时，活塞离气孔最近，当飞轮凸轴转到离气孔最近时，活塞离气孔最远。
本发明的另一目的在于提供一种使用上述任一方案所述液体杂质泵的液体传输方法，其具体步骤为：开始工作时，开启电动机，固定在电动机转轴上的飞轮开始旋转，通过连接杆带动滑块沿固定导向杆进行周期性的往复移动，固定在滑块上的活塞推杆则带动活塞在气缸内进行周期性的往复运动；当活塞向气孔运动时，泵室内的压强开始降低，出流口悬挂式单向阀门逐渐关闭，进流口悬挂式单向阀门逐渐打开，流体经过进流管进入泵室内，当活塞到达气缸的顶部时，泵室内进入最多流体，当活塞背向气孔运动时，泵室内的压强开始增大，进流口悬挂式单向阀门逐渐关闭，出流口悬挂式单向阀门逐渐打开，流体从泵室的出流口流出，当活塞到达气缸的底部时，泵室流出最多流体；周而复始，不断推动活塞在气缸内进行周期性的往复运动，从而实现液体的抽取；当传输作业完成后，关闭电动机，液体杂质泵停止工作。
作为优选，所述的进流管的进口端在液体杂质泵作业时需要始终保持在液面以下。
作为优选，传输的目标液体中包含的杂质不大于进流管口径。
本发明给出一种结合连通管传压、气缸变压、飞轮传动和悬挂式单向阀门控制等原理的液体杂质泵，解决了含杂质液体自动化传输难，使用传统水泵易堵塞，使用污水泵能耗高、噪声大、颗粒物结构被破坏等问题。它能在不破坏液体中原有颗粒物结构的情况下，高效地传输含杂质液体，使大颗粒杂质能保持原样且不会发生堵塞。本发明具有结构简单、成本低廉、效率高、运行稳定、社会经济效益显著等优点，极具研究与推广价值。
附图说明
图1是一种液体杂质泵正视示意图；
图2是一种液体杂质泵侧视示意图；
图3是一种气缸水平布置的液体杂质泵示意图；
图4是一种液体杂质泵采用履带带动飞轮的示意图。
图1～4中附图标记分别为：液面1、进流管2、进流口固定转轴3、进流口悬挂式单向阀门4、泵室5、出流口悬挂式单向阀门7、出流口固定转轴8、气缸9、气孔10、活塞11、活塞推杆12、滑块13、固定导向杆14、滑块凸轴15、飞轮16、电动机转轴17、连接杆18、飞轮凸轴19、电动机20、供电线21、转轮22、履带23。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1、2、3所示，一种液体杂质泵，其主要部件包括进流管2、进流口固定转轴3、进流口悬挂式单向阀门4、泵室5、出流口悬挂式单向阀门7、出流口固定转轴8、气缸9、气孔10、活塞11、活塞推杆12、滑块13、固定导向杆14、滑块凸轴15、飞轮16、电动机转轴17、连接杆18、飞轮凸轴19、电动机20、供电线21。液体杂质泵的功能主体是一个设有进流口和出流口的泵室5。进流管2安装在泵室5一侧，进流管2与泵室5的结合处为进流口，进流口固定转轴3布置在进流管2与泵室5的结合处的顶部，进流口悬挂式单向阀门4吊装在进流口固定转轴3上。泵室5的进流口对面为出流口，出流口后方也可以连接出流管。出流口固定转轴8布置在泵室5的出流口顶部，出流口悬挂式单向阀门7吊装在出流口固定转轴8上。为了顺利实现液体的输送，进流口悬挂式单向阀门4和出流口悬挂式单向阀门7均需要设置成单向开启，其中进流口悬挂式单向阀门4的开向朝向泵室5，出流口悬挂式单向阀门7的开向背向泵室5。两个单向阀门的具体结构可根据对应的单向开启方向进行合理设计，在本实施例中，进流口悬挂式单向阀门4呈矩形片状，出流口悬挂式单向阀门7呈矩形片状。其中，进流口悬挂式单向阀门4的尺寸大于进流管2的口径但不大于进流口内径，进流口固定转轴3水平布置，进流口悬挂式单向阀门4自由悬挂于进流口固定转轴3上且位于进流口内，在自然垂悬状态下进流口悬挂式单向阀门4覆盖整个进流口。自由悬挂是指阀门的挂接位置与轴之间能够自由转动，没有其他限制力。图1所示的进流口处右侧口径大于左侧进流管2口径，进流口悬挂式单向阀门4在口径突变处的右侧，因此进流口悬挂式单向阀门4在自然垂悬状态下只能逆时针旋转，而不能顺时针旋转，在泵室5处于负压抽吸和正压压出时，起到了液体只进不出的单向阀作用。另外，出流口悬挂式单向阀门7尺寸也大于泵室5的出流口口径，出流口固定转轴8水平布置，出流口悬挂式单向阀门7自由悬挂于出流口固定转轴8上且位于出流口外部，在自然垂悬状态下出流口悬挂式单向阀门7覆盖整个出流口。由于出流口悬挂式单向阀门7的尺寸大于泵室5的出流口，因此其在图1状态下只能逆时针旋转，而不能顺时针旋转，在泵室5处于负压抽吸和正压压出时，起到了液体只出不进的单向阀作用。而且由于两个单向阀门均自由悬挂，因此使得其能够随着泵内正负压的变化同步实现灵活启闭。
泵室5与气缸9连通，活塞11封闭在气缸9内，活塞11的边壁与气缸9的内壁紧密贴合，活塞11上方的气缸9顶部开设有气孔10。活塞推杆12的一端垂直连接活塞11，另一端穿过气孔10固定连接滑块13，与活塞推杆12平行的固定导向杆14穿过滑块13后安装在气缸9的外部。滑块13与固定导向杆14构成滑动副，使滑块13能够在固定导向杆14上滑动，滑块13与飞轮16上分别设有滑块凸轴15和飞轮凸轴19，且为了使飞轮凸轴19在飞轮16上偏心设置，设置位置尽量靠近飞轮16边缘，连接杆18的两端分别套在滑块凸轴15和飞轮凸轴19上且均构成转动副，飞轮16由驱动装置驱动旋转且在转动时通过连接杆18带动滑块13在固定导向杆14上做直线往复运动。
驱动装置可以是任何能够驱动飞轮16转动的设备，在本实施例中驱动装置为电动机20，飞轮16的中心通过电动机转轴17连接电动机20，从而实现电机驱动。电动机20接有供电线21，连接外部电源和开关。
另外，为了防止进流管2堵塞，保证液体杂质泵的正常工作，液体杂质泵的进流管2从进口处到出口处为口径逐渐增大的倒喇叭形。
为了控制液体杂质泵气缸内活塞做周期性往复运动，本实施例中利用固定导向杆14对滑块13的自由度进行限制，由于滑块13与固定导向杆14构成滑动副，就限制飞轮16转动时滑块13仅能够沿固定导向杆14发生位移，从而通过活塞推杆12推动活塞11在气缸9中发生位移；当飞轮凸轴19转到离气孔10最远时，活塞11离气孔10最近，当飞轮凸轴19转到离气孔10最近时，活塞11离气孔10最远，活塞11的运动范围不超过气缸9的范围。
使用上述的液体杂质泵的液体传输方法，其具体过程为：开始工作时，开启电动机20，固定在电动机转轴17上的飞轮16开始旋转，通过连接杆18带动滑块13沿固定导向杆14进行周期性的往复移动，固定在滑块13上的活塞推杆12则带动活塞11在气缸9内进行周期性的往复运动；当活塞11向气孔10运动时，泵室5内的压强开始降低，出流口悬挂式单向阀门7逐渐关闭，进流口悬挂式单向阀门4逐渐打开，流体经过进流管2进入泵室5内，当活塞11到达气缸9的顶部时，泵室5内进入最多流体，当活塞11背向气孔10运动时，泵室5内的压强开始增大，进流口悬挂式单向阀门4逐渐关闭，出流口悬挂式单向阀门7逐渐打开，流体从泵室5的出流口流出，当活塞11到达气缸9的底部时，泵室5流出最多流体，由此完成了一个抽吸-压出的液体输送过程，而该过程中由于没有桨叶，因此即使输送的液体中含有杂质也不会对泵造成损伤。不断推动活塞11在气缸9内进行周期性的往复运动，上述抽吸-压出过程周而复始，即可实现液体的输送。当传输作业完成后，关闭电动机20，液体杂质泵停止工作。
当然，在泵体使用过程中，进流管2的进口端在液体杂质泵作业时需要始终保持在液面1以下。而且为了防止泵体堵塞，传输的目标液体中包含的杂质应当不大于进流管2口径。优选的，进流管2的入口处可以设置滤网等设备预先过滤直径大于进流管2口径的杂质。
为了满足实际布置的需要，气缸9不仅可以垂直布置在泵室5上下方，还可以水平布置在泵室5的侧面，即如图3所示。
而飞轮的驱动装置也可以根据需要进行调整，例如根据图4所示，飞轮16也可以使用电动机20通过转轮22带动履带23进行传动。
本发明解决了含杂质液体自动化传输难，使用传统水泵易堵塞，使用污水泵能耗高、噪声大、颗粒物结构被破坏等问题。它能在不破坏液体中原有颗粒物结构的情况下，高效地传输含杂质液体，使大颗粒杂质能保持原样且不会发生堵塞。本发明既适用于无杂质的液体，也适用于含多种大颗粒杂质的液体，还可用于抽吸河面垃圾、河底淤泥以及城市污水等，可以在低能耗的前提下高效输送液体杂质，用途广泛，成本低廉、可靠性高，社会经济效益显著，具有十分广阔的研究与推广应用前景。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，如进流管和泵室可以制造成圆形或方形等、电动机可以用其他发动机代替、悬挂式单向阀门可以有不同的位置和形状、泵室出流口可以连接出流管及出流口悬挂式单向阀门安装在两者结合处等，因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种液体杂质泵，其特征在于，包括进流管(2)、进流口固定转轴(3)、进流口悬挂式单向阀门(4)、泵室(5)、出流口悬挂式单向阀门(7)、出流口固定转轴(8)、气缸(9)、气孔(10)、活塞(11)、活塞推杆(12)、滑块(13)、固定导向杆(14)、滑块凸轴(15)、飞轮(16)、连接杆(18)和飞轮凸轴(19)；进流管(2)安装在泵室(5)一侧，进流口固定转轴(3)布置在进流管(2)与泵室(5)的结合处的顶部，进流口悬挂式单向阀门(4)吊装在进流口固定转轴(3)上，出流口固定转轴(8)布置在泵室(5)的另一侧顶部，出流口悬挂式单向阀门(7)吊装在出流口固定转轴(8)上；所述的进流口悬挂式单向阀门(4)单向开启，开向朝向泵室(5)；所述的出流口悬挂式单向阀门(7)单向开启，开向背向泵室(5)；泵室(5)与气缸(9)连通，活塞(11)封闭在气缸(9)内，活塞(11)的边壁与气缸(9)的内壁紧密贴合，活塞推杆(12)的一端垂直连接活塞(11)，另一端穿过气孔(10)固定连接滑块(13)，与活塞推杆(12)平行的固定导向杆(14)穿过滑块(13)后安装在气缸(9)的外部，滑块(13)与固定导向杆(14)构成滑动副；滑块(13)与飞轮(16)上分别设有滑块凸轴(15)和飞轮凸轴(19)，且飞轮凸轴(19)在飞轮(16)上偏心设置，连接杆(18)的两端分别套在滑块凸轴(15)和飞轮凸轴(19)上且均构成转动副，飞轮(16)由驱动装置驱动旋转且在转动时通过连接杆(18)带动滑块(13)在固定导向杆(14)上做直线往复运动。
2.如权利要求1所述的液体杂质泵，其特征在于所述的进流口悬挂式单向阀门(4)尺寸大于进流管(2)的口径，进流口固定转轴(3)水平布置，进流口悬挂式单向阀门(4)自由悬挂于进流口固定转轴(3)上，且在自然垂悬状态下进流口悬挂式单向阀门(4)覆盖整个进流口。
3.如权利要求1所述的液体杂质泵，其特征在于所述的出流口悬挂式单向阀门(7)尺寸大于泵室(5)的出流口口径，出流口固定转轴(8)水平布置，出流口悬挂式单向阀门(7)自由悬挂于出流口固定转轴(8)上，且在自然垂悬状态下出流口悬挂式单向阀门(7)覆盖整个出流口。
4.如权利要求1所述的液体杂质泵，其特征在于所述的驱动装置为电动机(20)，飞轮(16)的中心通过电动机转轴(17)连接电动机(20)，从而实现电机驱动；电动机(20)接有供电线(21)。
5.如权利要求1所述的液体杂质泵，其特征在于所述的进流管(2)从进口处到出口处为口径逐渐增大的倒喇叭形。
6.如权利要求1所述的液体杂质泵，其特征在于所述的飞轮凸轴(19)的设置位置靠近飞轮(16)的边缘。
7.如权利要求1所述的液体杂质泵，其特征在于所述的活塞(11)的运动范围不超过气缸(9)的范围，当飞轮凸轴(19)转到离气孔(10)最远时，活塞(11)离气孔(10)最近，当飞轮凸轴(19)转到离气孔(10)最近时，活塞(11)离气孔(10)最远。
8.一种使用如权利要求1～7任一所述的液体杂质泵的液体传输方法，其特征在于开始工作时，开启电动机(20)，固定在电动机转轴(17)上的飞轮(16)开始旋转，通过连接杆(18)带动滑块(13)沿固定导向杆(14)进行周期性的往复移动，固定在滑块(13)上的活塞推杆(12)则带动活塞(11)在气缸(9)内进行周期性的往复运动；当活塞(11)向气孔(10)运动时，泵室(5)内的压强开始降低，出流口悬挂式单向阀门(7)逐渐关闭，进流口悬挂式单向阀门(4)逐渐打开，流体经过进流管(2)进入泵室(5)内，当活塞(11)到达气缸(9)的顶部时，泵室(5)内进入最多流体，当活塞(11)背向气孔(10)运动时，泵室(5)内的压强开始增大，进流口悬挂式单向阀门(4)逐渐关闭，出流口悬挂式单向阀门(7)逐渐打开，流体从泵室(5)的出流口流出，当活塞(11)到达气缸(9)的底部时，泵室(5)流出最多流体；周而复始，不断推动活塞(11)在气缸(9)内进行周期性的往复运动，从而实现液体的抽取；液体杂质泵开始工作时，传输的流体主要是空气，当空气排尽后，传输的流体即为目标液体；当传输作业完成后，关闭电动机(20)，液体杂质泵停止工作。
9.如权利要求8所述的液体传输方法，其特征在于所述的进流管(2)的进口端在液体杂质泵作业时需要始终保持在液面(1)以下。
10.如权利要求8所述的液体传输方法，其特征在于传输的目标液体中包含的杂质不大于进流管(2)的口径。
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2018
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