CN109209896B - 高扬程扬水装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种高扬程扬水装置，包括：泵体、主叶轮轴、副叶轮轴、齿轮组和动力装置，泵体具有逐级增压腔、并列增压腔和齿轮箱；逐级增压腔上连接有进水口，并列增压腔上连接有出水口；主叶轮轴横向设置在逐级增压腔内，并穿过并列增压腔和齿轮箱，主叶轮轴上的多个主离心叶轮位于逐级增压腔内；多个副叶轮轴横向分布在并列增压腔内，并穿过齿轮箱，每个副叶轮轴上的副离心叶轮轮均位于并列增压腔内；齿轮组设置在齿轮箱捏，主叶轮轴与每个副叶轮轴通过齿轮组传动连接；动力装置的主轴与主叶轮轴通过联轴器传动连接。本申请的高扬程扬水装置，可在保证高扬程的前提下分减少摊主轴上的轴向力，降低主叶轮轴的长度。

Description

高扬程扬水装置
技术领域
本申请涉及扬水装置技术领域，特别是涉及一种高扬程扬水装置。
背景技术
现有超大扬程的扬水设备都是通过一个叶轮轴上的多个离心叶轮逐级增加水压，以此提高扬程。尤其是在扬程能够达到1500米的扬水设备中，与水流方向相反的轴向压力都集中在叶轮轴上，使叶轮轴的轴承承担极大的轴向力，加速了叶轮轴的轴承的磨损。而且，如果叶轮轴随着泵组横向设置，叶轮轴上需要安装的叶轮越多，叶轮轴也加工得越长，叶轮轴的中部的重力变形就越大。在高速旋转时，叶轮轴上会发生较大的震动，严重影响了叶轮轴的使用寿命以及扬水设备的性能。
发明内容
本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
本申请提出一种高扬程扬水装置，包括：
泵体，其具有逐级增压腔、并列增压腔和齿轮箱；所述逐级增压腔上连接有进水口，所述逐级增压腔的一侧与所述并列增压腔相连通，所述并列增压腔上连接有出水口，所述齿轮箱位于所述并列增压腔的另一侧；
主叶轮轴，所述主叶轮轴横向设置在所述逐级增压腔内，并穿过所述并列增压腔和所述齿轮箱，所述主叶轮轴上设置有多个主离心叶轮，多个主离心叶轮位于所述逐级增压腔内；
副叶轮轴，数量为多个，多个所述副叶轮轴横向分布在所述并列增压腔内，并穿过所述齿轮箱，每个副叶轮轴上对应分别设置有副离心叶轮，每个副离心叶轮均位于所述并列增压腔内；
齿轮组，其设置在所述齿轮箱内，所述主叶轮轴与每个所述副叶轮轴通过所述齿轮组传动连接；
动力装置，其具有主轴，所述动力装置的主轴与所述主叶轮轴通过联轴器传动连接。
本申请的高扬程扬水装置还具有以下可选特征。
可选地，所述逐级增压腔的一端与所述并列增压腔通过多个连通口相连通，所述副叶轮轴穿过所述连通口伸入所述逐级增压腔内。
可选地，多个所述副叶轮轴在所述并列增压腔和所述齿轮箱内以所述主叶轮轴为圆心呈圆周阵列分布。
可选地，所述齿轮组包含主动齿轮和多个从动齿轮，所述主动齿轮设置在所述主叶轮轴上，每个所述从动齿轮设置在一个所述副叶轮轴上，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合。
可选地，还包括过渡轴，多个所述过渡轴在所述齿轮箱内以所述主叶轮轴为圆心呈圆周阵列分布。
可选地，所述齿轮组包含主动齿轮、多个过渡齿轮和多个从动齿轮，所述主动齿轮设置在所述主叶轮轴上，每个所述过渡齿轮设置在一个所述过渡轴上，每个所述从动齿轮设置在一个所述副叶轮轴上，所述主动齿轮与多个所述过渡齿轮相啮合，每个所述过渡齿轮与一个所述从动齿轮相啮合。
可选地，所述主叶轮轴的一端从所述齿轮箱的一端通出，所述动力装置设置在所述齿轮箱的一端。
可选地，所述主叶轮轴的一端从所述逐级增压腔的一端通出，所述动力装置设置在所述逐级增压腔的一端。
可选地，所述动力装置为空气动力装置。
可选地，所述动力装置为电机或燃料动力装置。
本申请的高扬程扬水装置在泵体的逐级增压腔的一侧依次设置并列增压腔和齿轮箱，并列增压腔内的每个副叶轮轴上都设置有副离心叶轮，通过动力装置带动主叶轮轴旋转的同时，也通过齿轮组带动每个副叶轮轴旋转，使每个副离心叶轮也和每个主离心叶轮同时旋转增压，使高压水流从并列增压腔中的出水口流出，这样可使每个副叶轮轴都为主叶轮轴分担轴向压力。
进一步地，本申请的高扬程扬水装置减少了主叶轮轴上的轴承的磨损，同时缩短了主叶轮轴的长度，减少了主叶轮轴的重力变形，降低了主叶轮轴转动时的震动，提高了主叶轮轴的使用寿命以及设备整体的性能。
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是本申请的高扬程扬水装置的一种实施例的结构示意图；
图2是图1中的高扬程扬水装置的齿轮组的一种实施例的结构示意图；
图3是图1中的高扬程扬水装置的齿轮组的另一种实施例的结构示意图；
图4是图1中A-A处的截面结构示意图。
在以上图中：1泵体；110逐级增压腔；111进水口；120并列增压腔；121出水口；122连通口；130齿轮箱；2主叶轮轴；3主离心叶轮；4副叶轮轴；5副离心叶轮；6动力装置；7联轴器；8主动齿轮；9从动齿轮；10过渡轴；11过渡齿轮。
具体实施方式
参考图1至图3，本申请的实施例提出一种高扬程扬水装置，包括：泵体1、主叶轮轴2、副叶轮轴4、齿轮组和动力装置6。所述泵体1具有逐级增压腔110、并列增压腔120和齿轮箱130。所述逐级增压腔110上连接有进水口111。所述逐级增压腔110的一端与所述并列增压腔120相连通。所述并列增压腔120上连接有出水口121。所述齿轮箱130位于所述并列增压腔120的另一侧。所述主叶轮轴2横向设置在所述逐级增压腔110内，并穿过所述并列增压腔120和所述齿轮箱130。所述主叶轮轴2上设置有多个主离心叶轮3，多个主离心叶轮3位于所述逐级增压腔110内。副叶轮轴4数量为多个。多个所述副叶轮轴4横向分布在所述并列增压腔120内，并穿过所述齿轮箱130。每个副叶轮轴4上对应设置有副离心叶轮5，每个副离心叶轮5均位于所述并列增压腔120内。所述齿轮组设置在所述齿轮箱130内。所述主叶轮轴2与每个所述副叶轮轴4通过所述齿轮组传动连接。动力装置6具有主轴，所述动力装置6的主轴与所述主叶轮轴2通过联轴器7传动连接。在以上实施例中，为了保证扬水装置的扬程，增压级数必须得到保证，为了降低主叶轮轴2的长度，只能减少主叶轮轴2上的主离心叶轮3数量，同时设置多个副叶轮轴4，在每个副叶轮轴4上设置副离心叶轮5，动力装置6可通过齿轮组同时带动主叶轮轴2和多个副叶轮轴4，使每个副离心叶轮5和主离心叶轮3同时给水流增压。
参考图1和图4，根据本申请的一种实施例，逐级增压腔110的一端与并列增压腔120通过多个连通口122相连通，副叶轮轴4穿过连通口122伸入逐级增压腔110内。逐级增压腔110内的水流被逐级加压后从最后一个主离心叶轮3的周面上的出口甩出后，高压水流可立刻被多个连通口122中的副叶轮轴4上的副离心叶轮5吸入和被甩入并列增压腔120内，减少了高压水流在并列增压腔120内的行程，降低了紊流出现的概率。
参考图2，根据本申请的一种实施例，多个所述副叶轮轴4在所述并列增压腔120和所述齿轮箱130内以所述主叶轮轴2为圆心呈圆周阵列分布。多个副叶轮轴4以主叶轮轴2为圆心呈圆周阵列分布，可使每个副叶轮轴4上产生的震动能够抵消一部分。
参考图2，根据本申请的一种实施例，所述齿轮组包含主动齿轮8和多个从动齿轮9。所述主动齿轮8设置在所述主叶轮轴2上。每个从动齿轮9设置在一个副叶轮轴4上，所述主动齿轮8与每个从动齿轮9相啮合。
参考图3，根据本申请的一种实施例，还包括过渡轴10，多个所述过渡轴10在所述齿轮箱130内以所述主叶轮轴2为圆心呈圆周阵列分布。所述齿轮组包含主动齿轮8、多个过渡齿轮11和多个从动齿轮9，所述主动齿轮8设置在所述主叶轮轴2上，每个所述过渡齿轮11设置在一个所述过渡轴10上，每个所述从动齿轮9设置在一个所述副叶轮轴4上，所述主动齿轮8与多个所述过渡齿轮11相啮合，每个所述过渡齿轮11与一个所述从动齿轮9相啮合。
在以上实施例中，过渡轴10上的过渡齿轮11啮合在主动齿轮8和每个从动齿轮9之间，可以调节每个从动齿轮9的转动方向，使每个从动齿轮9、副叶轮轴4以及副离心叶轮5的转动方向与主叶轮轴2和主离心叶轮3的转动方向相同，这样高压水流从逐级增压腔110被吸入到并列增压腔120时的旋转方向可持一致，可避免出现紊流。
参考图1，根据本申请的一种实施例，所述主叶轮轴2的一端从所述齿轮箱130的一端通出，所述动力装置6设置在所述齿轮箱130的一端。主叶轮轴2上安装主动齿轮8的部位收到的扭矩最大最集中，动力装置6设置在靠近齿轮箱130的一端，可使联轴器7靠近主叶轮轴2上的主动齿轮8部位，有利于降低主叶轮轴2上的转动变形，降低叶轮轴在高速旋转时的轴身震动，提高了主叶轮轴2的耐用性。
根据本申请的一种实施例，所述主叶轮轴2的一端从所述逐级增压腔110的一端通出，所述动力装置6设置在所述逐级增压腔110的一端(图中无显示)。
参考图1，根据本申请的一种实施例，所述动力装置6为空气动力装置，空气动力装置上设置有进气口和出气口，往空气动力装置的进气口持续供入高压气体可驱动空气动力装置转动，空气动力装置的主轴通过联轴器7带动主叶轮轴2和主离心叶轮3转动，主叶轮轴2上的主动齿轮8带动从动齿轮9转动，从动齿轮9带动每个副叶轮轴4和副离心叶轮5转动。
参考图1，根据本申请的一种实施例，所述动力装置6为电机、汽油机或柴油机等，以电机为例，电机的主轴通过联轴器7带动主叶轮轴2和主离心叶轮3转动，主叶轮轴2上的主动齿轮8带动从动齿轮9转动，从动齿轮9带动每个副叶轮轴4和副离心叶轮5转动。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高扬程扬水装置，包括：
泵体，其具有逐级增压腔、并列增压腔和齿轮箱；所述逐级增压腔上连接有进水口，所述逐级增压腔的一端与所述并列增压腔相连通，所述并列增压腔上连接有出水口，所述齿轮箱位于所述并列增压腔的另一侧；
主叶轮轴，所述主叶轮轴横向设置在所述逐级增压腔内，并穿过所述并列增压腔和所述齿轮箱，所述主叶轮轴上设置有多个主离心叶轮，多个主离心叶轮位于所述逐级增压腔内；
副叶轮轴，数量为多个，多个所述副叶轮轴横向分布在所述并列增压腔内，并穿过所述齿轮箱，每个副叶轮轴上对应分别设置有副离心叶轮，每个副离心叶轮均位于所述并列增压腔内；
齿轮组，其设置在所述齿轮箱内，所述主叶轮轴与每个所述副叶轮轴通过所述齿轮组传动连接；
动力装置，其具有主轴，所述动力装置的主轴与所述主叶轮轴通过联轴器传动连接；
其中，所述动力装置带动所述主叶轮轴旋转，同时通过齿轮组带动每个副叶轮轴旋转，使每个副离心叶轮和每个主离心叶轮同时旋转增压，以使得高压水流从所述并列增压腔中的出水口流出，进而使得每个副叶轮轴都为所述主叶轮轴分担轴向压力。
2.根据权利要求1所述的高扬程扬水装置，其特征在于，所述逐级增压腔的一端与所述并列增压腔通过多个连通口相连通，所述副叶轮轴穿过所述连通口伸入所述逐级增压腔内。
3.根据权利要求1所述的高扬程扬水装置，其特征在于，多个所述副叶轮轴在所述并列增压腔和所述齿轮箱内以所述主叶轮轴为圆心呈圆周阵列分布。
4.根据权利要求3所述的高扬程扬水装置，其特征在于，所述齿轮组包含主动齿轮和多个从动齿轮，所述主动齿轮设置在所述主叶轮轴上，多个所述从动齿轮与多个副离心叶轮一一对应，每个从动齿轮设置在对应的副叶轮轴上，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合。
5.根据权利要求3所述的高扬程扬水装置，其特征在于，还包括过渡轴，多个所述过渡轴在所述齿轮箱内以所述主叶轮轴为圆心呈圆周阵列分布。
6.根据权利要求5所述的高扬程扬水装置，其特征在于，所述齿轮组包含主动齿轮、多个过渡齿轮和多个从动齿轮，所述主动齿轮设置在所述主叶轮轴上，每个所述过渡齿轮设置在一个所述过渡轴上，每个所述从动齿轮设置在一个所述副叶轮轴上，所述主动齿轮与多个所述过渡齿轮相啮合，每个所述过渡齿轮与一个所述从动齿轮相啮合。
7.根据权利要求1所述的高扬程扬水装置，其特征在于，所述主叶轮轴的一端从所述齿轮箱的一端通出，所述动力装置设置在所述齿轮箱的一端。
8.根据权利要求1所述的高扬程扬水装置，其特征在于，所述主叶轮轴的一端从所述逐级增压腔的一端通出，所述动力装置设置在所述逐级增压腔的一端。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的高扬程扬水装置，其特征在于，所述动力装置为空气动力装置。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的高扬程扬水装置，其特征在于，所述动力装置为电机或燃料动力装置。
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