CN109404300B - 一种防淤泥堵塞潜水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防淤泥堵塞潜水泵，属于潜水泵技术领域。它包括支架以及设置于泵体底部的长条状体旋转结构装置，支架能够提高潜水泵相对于工作面的高度，在一定程度上提高潜水泵工作时的淤泥堆积耐受量，还可保证潜水泵工作时的稳定性；长条状体旋转结构装置安装于潜水泵加长的转子轴上，通过高速旋转，能将潜水泵底部堆积的淤泥迅速打散、分离，防止了因淤泥堆积造成的潜水泵的堵塞；本发明具有结构简单、设计合理、易于制造的优点。

Description

一种防淤泥堵塞潜水泵

技术领域

本发明属于潜水泵技术领域，更具体地说，涉及一种防淤泥堵塞潜水泵。

背景技术

潜水泵是一种非常重要的地下水提取设备，在农村、工厂、矿山、自来水公司、地热开发和油田等地或领域都有非常广泛的应用，不论是污水提升、增压给水以及深井取水，都需要应用到潜水泵。潜水泵在使用过程中，最容易遇到的问题就是潜水泵因异物的吸入，导致发生堵塞，对泵的泵腔和转子产生大量的磨损，严重时会烧坏电机；而导致潜水泵发生堵塞的原因，除了水体中颗粒物杂质，另一个最主要的因素是堆积的淤泥。相较于地面泵，潜水泵最大的特点就是需要长期浸没在水中进行工作，在使用过程中，淤泥会不断地堆积，潜水泵在使用时如果沉入泥中，会导致散热不良而烧坏电机绕组。因此，潜水泵一定不能在淤泥环境中使用。

一般为了为防止潜水泵沉入淤泥中，都会在潜水泵下水前清除其工作环境内的淤泥，虽然这样可以在一定程度上改善淤泥堆积对潜水泵带来的不利影响，但是每次清堵会耗费大量的人力物力。有条件时会采用栅栏护罩把潜水泵罩住，或者在水泵的进水口设置过滤网，以避免废弃物堵住进水栅栏，导致电机发热、出水不畅，但是运用此种方法，针对水中大颗粒杂质有一定效果，但是对淤泥的拦截作用不明显，并且为了避免滤网本身被堵塞，大多数滤网则选用网眼规格较大的，结果导致过滤效果降低，叶轮等受损，降低了潜水泵的使用寿命，仍不能很好的解决问题。如中国发明专利，申请号：201510931996.2，申请日：2015.12.11，公开了一种防堵塞潜水泵组件，通过在吸水管管口上设置第一过滤网，吸水管中部设置第二过滤网，来实现组织淤泥阻塞的目，但是过滤网只能暂时阻挡一部分的淤泥进入泵体，却无法阻止淤泥在泵体进水口的堆积问题。又如中国专利，申请号：201510764268.7，申请日：2015.11.11，公开了一种防堵潜水泵，包括一个电机、叶轮以及导流罩，导流罩的一侧设有一个进水口，进水口中心安装有一个转轴，所述的转轴内侧安装有一个水轮、其外侧安装有一个扫轮，所述的扫轮上连接有进水网罩，使用时，当潜水泵工作时，进水口进入高速水流，水流带动水轮旋转，水轮带动扫轮高速旋转，扫轮前端的钢丝把堵在进水网罩通孔上的杂质扫掉，防止潜水泵被水池中的杂质堵住。但是，扫轮在打散淤泥的同时，因旋流以及扫轮多叶片设置的结构，会形成一个流体通道，导致泥水进入泵体，而泥水中存在大量的大颗粒异物，会与泵内叶轮叶片产生撞击，泥水越粘稠，异物颗粒浓度越大，对叶片造成的磨损也就越大。

所以如何能够有效的避免淤泥的堆积对泵体造成的堵塞，提高工作效率，降低因泵体堵塞所造成的人力物力耗费具有实际的意义。

发明内容

1、要解决的问题

针对潜水泵在使用过程中，淤泥堆积，堵塞网罩，影响潜水泵工作的问题，本发明提供一种防淤泥堵塞潜水泵，能够防止异物进入泵体，避免泵腔和转子产生磨损导致的潜水泵工作效率低下；清除潜水泵周围堵塞的淤泥，且避免泥水进入泵体，延长潜水泵的使用寿命。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种防淤泥堵塞潜水泵，包括潜水泵泵体、支架以及设置于泵体底部的长条状体旋转结构装置，所述的长条状体旋转结构装置通过轴套与泵体的加长的转子轴相连接，所述支架与泵体外壳相连接的，用于稳定支撑潜水泵。

优选地，所述的支架由三个及以上支脚构成，各支脚倾斜设置，均匀的沿圆周分布，所述的倾斜角度β范围为15～60°；所述的支脚长度与潜水泵机组的最大纵向尺寸的比值L₁:Φ为0.33～0.5；

其中：L₁—支脚长度，mm；

Φ—潜水泵机组的最大纵向尺寸，mm。

优选地，所述的长条状体旋转结构装置包括旋转刮板；所述旋转刮板的下端面与支脚底部的相对高度差满足以下关系式：

ΔH＝(L₁cosβ)/10 (1)

其中：ΔH—旋转刮板的下端面与支脚底部的相对高度差，mm；

β—支脚的倾斜角度。

优选地，所述的旋转刮板的最大高度，满足以下关系：

L_z＝(L₁cosβ)/10 (2)

L_z—旋转刮板的最大高度，mm；

所述的旋转刮板最大长度与潜水泵的输水叶轮外径尺寸比值L_y:D为0.5～1；

其中：L_y—旋转刮板的最大长度，mm；

D—潜水泵的输水叶轮外径尺寸，mm；

所述的旋转刮板的最大宽度，满足以下关系：

L_x＝L_y/10 (3)

L_x—旋转刮板的最大宽度，mm。

优选地，所述的旋转刮板呈S形，所述的转子轴的旋转方向与旋转刮板的外弧的朝向与一致。

优选地，所述的长条状体旋转结构装置为单层体旋转结构，设有一个旋转刮板。

优选地，所述的长条状体旋转结构装置为双层体旋转结构，设有两个旋转刮板，所述的两个旋转刮板上下纵向相切呈十字形设置，上下旋转刮板之间间隔小于所述旋转刮板的下端面与支脚底部的相对高度差ΔH。

优选地，所述的支脚选用角钢。

优选地，所述的支架还包括网罩，所述的网罩固定在支脚上将长条状体旋转结构装置包裹在内。

优选地，所述的网罩为钢网，网眼尺寸为25*25～40*40mm。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明所提供的防淤泥堵塞潜水泵，设支架和长条状体旋转结构装置，具有以下优势：

①所述支架设有多个支脚，能够提高潜水泵相对于工作面的高度，在一定程度上提高潜水泵工作时的淤泥堆积耐受量；支脚均匀分布在圆周内，保证了潜水泵工作时的稳定性；支脚长度与潜水泵规格尺寸为基准，结合支脚倾斜角度，提供了最优的稳定性，并相应的调节潜水泵的进水口与水体底部杂物的距离，尽量避免杂物进入泵体；

②将长条状体旋转结构装置安装于潜水泵加长的转子轴上，当潜水泵通电后，通过潜水泵自身转子轴的旋转带动长条状体旋转结构装置的高速旋转，将潜水泵底部堆积的淤泥迅速打散、分离，无需外加动力机构。

(2)本发明所提供的防淤泥堵塞潜水泵中，长条状体旋转结构装置为简单生物旋转刮板，与普通风叶式叶轮相比具有以下优点：

①会本发明中的长条状体旋转结构装置仅将淤泥打散，而不会产生向上的吸力，产生液体通道，进而带动泥水进入泵体，(进入泵体的泥水同样会对泵体内部叶轮等产生磨损)；

②本发明中的长条状体旋转结构装置直接安装于潜水泵加长的转子轴上，若选用普通的多叶片叶轮，在打散淤泥时叶轮叶片的受力面积相应增大，不仅对叶片造成磨损，同时，会加大潜水泵发动机的负载，增大负载功率，导致潜水泵的工作效率降低，严重时，会烧坏电机；本发明中的长条状体旋转结构装置为简单的旋转刮板，在工作时，受力面积小，能够减小电机的功率损失，在尽量减小发动机负载的情况下，打散淤泥，防止淤泥阻塞潜水泵；

③潜水泵壳体内的叶轮尺寸会影响潜水泵工作时的水体流量，而水体流量又与水体中泥沙的移输量成正比，因此，潜水泵的叶轮尺寸对淤泥堆积量有极大的影响，本发明中，长条状体旋转结构装置的大小规格，以潜水泵叶轮外径尺寸为参照，可以在尽量减小发动机负载的情况下，有效的打散淤泥，实现潜水泵的防堵塞与节能；

④旋转刮板优选为由两端弧形刮板构成的S形，并且，弧形刮板的外弧朝向与转子轴的旋转方向一致，降低旋转刮板在旋转过程中产生的阻力，(与淤泥，与水体)进一步的降低了对潜水泵发动机产生的负载。

(3)本发明所提供的防淤泥堵塞潜水泵，可以根据使用的水体环境的不同，以及杂物泥沙的含量状况，选择单层体旋转结构或者双层体旋转结构，并且在双层体旋转结构时，可以根据需要调整上下两个旋转刮板的距离，使用灵活方便。

(4)本发明所提供的防淤泥堵塞潜水泵，还设有过滤网罩，能够避免水中存在的大颗粒杂质进入潜水泵，防止潜水泵的堵塞。

(5)本发明所提供的防淤泥堵塞潜水泵，结构简单，设有支架、网罩以及长条状体旋转结构装置；长条状体旋转结构装置为简单旋转刮板，易于制造，节省材料；长条状体旋转结构装置安装于潜水泵加长的转子轴上，利用潜水泵自身动力，打散淤泥，无需外加动力设备，设计合理。

附图说明

图1为防淤泥堵塞潜水泵的结构示意图；

图2为防淤泥堵塞潜水泵的整体结构示意图以及局部结构的立体图；

图3为防淤泥堵塞潜水泵的整体结构示意图以及局部结构的俯视图；

图4a-e为旋转刮板的结构示意图；

图中：1、潜水泵；11、泵体外壳；12、转子轴；2、长条状体旋转结构装置；210、外弧；3、轴套；4、支脚；5、网罩。

具体实施方式

如图1所示的一种防淤泥堵塞潜水泵，包括潜水泵泵体、支架以及设置于泵体底部的长条状体旋转结构装置2，所述的长条状体旋转结构装置2由旋转刮板构成，所述的旋转刮板中部设有一个连接轴，可拆卸的(通过轴套3)与泵体的加长的转子轴12相连接，便于长条状体旋转结构装置2的更换维修；支架与泵体外壳11相连接，用于稳定支撑潜水泵1。

支脚4长度与潜水泵机组的最大纵向尺寸的比值L₁:Φ为0.33～0.5；

其中：L₁—支脚4长度，mm；

Φ—潜水泵机组的最大纵向尺寸，mm。

旋转刮板的下端面与支脚4底部的相对高度差满足以下关系式：

ΔH＝(L₁cosβ)/10 (1)

其中：ΔH—旋转刮板的下端面与支脚4底部的相对高度差，mm；

β—支脚(4)的倾斜角度。

旋转刮板的最大高度，满足以下关系：

L_z＝(L₁cosβ)/10 (2)

L_z—旋转刮板的最大高度，mm；

旋转刮板最大长度与潜水泵的输水叶轮外径尺寸比值L_y:D为0.5～1；

其中：L_y—旋转刮板的最大长度，mm；

D—潜水泵的输水叶轮外径尺寸，mm；

旋转刮板的最大宽度，满足以下关系：

L_x＝L_y/10 (3)

L_x—旋转刮板的最大宽度，mm。

上述的防淤泥堵塞潜水泵的工作流程及原理：潜水泵1下部设有由多个(三个及以上)支脚4构成的支架，可以提高潜水泵1相对于淤泥面的高度，支脚4倾斜设置，均匀的沿圆周分布，可以增大潜水泵1的稳定性。

将潜水泵1置于需要工作的水环境中，启动电机，潜水泵1的转子轴12转动，同时，带动潜水泵1内的输水叶轮以及长条状体旋转结构装置2高速旋转；进入潜水泵泵体中的水体随着输水叶片一起旋转，在离心力的作用下，水体飞离输水叶轮从泵出口向外射出；周围水环境中的水体连续不断地流向泵体，进而被抽吸进泵体，又连续不断地从排出管流出；在水体流向泵体的过程中，水体中的淤泥会随着迁移，逐渐向泵体堆积；当淤泥在泵体下的堆积高度达到甚至超过旋转刮板的下端面与支脚4底部的相对高度差时，高速转动的旋转刮板会将淤泥打散，避免淤泥堆积过高，堵塞潜水泵1；

潜水泵壳体内的叶轮尺寸会影响潜水泵1工作时的水体流量，而水体流量又与水体中泥沙的移输量成正比，因此，长条状体旋转结构装置2的大小规格，以潜水泵输水叶轮外径尺寸为参照，可以在尽量减小发动机负载的情况下，有效的打散淤泥，实现潜水泵1的防堵塞，并尽量减小能耗。

下面结合具体附图以及实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

结合图1和图2，本实施例中的一种防淤泥堵塞潜水泵，选用的潜水泵机组的最大纵向尺寸Φ为400mm；潜水泵的输水叶轮外径尺寸D为100mm；

支架由三个倾斜设置的支脚3构成，各支脚3倾斜设置，均匀的沿圆周分布，支脚4倾斜角度β为60°；

本实施例中，支脚4长度L₁(单位：mm)为：L₁＝0.33Φ；

旋转刮板的最大长度L_y(单位：mm)为：L_y＝0.5D；

因此，本实施例中，支脚4的长度L₁为132mm；旋转刮板的最大高度L_z为6.6mm；旋转刮板的最大长度L_y为50mm；旋转刮板的最大宽度L_x为5mm；旋转刮板底面高于支脚4底面，二者之间的相对高度ΔH为6.6mm。

实施例2

本实施例基本结构与实施例1相同，作为进一步地改进：如图2所示，本实施例中，旋转刮板呈S形，所述的转子轴12的旋转方向与旋转刮板的外弧210的朝向与一致，降低旋转刮板在旋转过程中产生的阻力，(与淤泥，与水体)进一步的降低了对潜水泵发动机产生的负载。

本实施例中的一种防淤泥堵塞潜水泵，选用的潜水泵机组的最大纵向尺寸Φ为480mm；潜水泵的输水叶轮外径尺寸D为150mm；

支架由倾斜设置的型号为∟50*50*5的角钢支脚4构成，倾斜角度β为15°；

本实施例中，支脚4长度L₁(单位：mm)为：L₁＝0.5Φ；

旋转刮板的最大长度L_y(单位：mm)为：L_y＝D；

因此，本实施例中，支脚4的长度L₁为240mm；旋转刮板的最大高度L_z为23.28mm；旋转刮板的最大长度L_y为150mm；旋转刮板的最大宽度L_x为15mm；旋转刮板底面高于支脚4底面，二者之间的相对高度ΔH为23.28mm。

实施例3

如图3所示，本实施例基本结构与实施例2相同，作为进一步地改进：如图3所示，本实施例中，长条状体旋转结构装置2为双层体旋转结构，设有两个旋转刮板，所述的两个旋转刮板上下纵向相切呈十字形设置，上下旋转刮板之间间隔小于所述旋转刮板的下端面与支脚4底部的相对高度差ΔH，为7mm，适用于淤泥量大的水体环境；支架上罩有网眼尺寸为25*25mm的网罩5；

本实施例中的一种防淤泥堵塞潜水泵，选用的潜水泵机组的最大纵向尺寸Φ为440mm；潜水泵的输水叶轮外径尺寸D为125mm；

支架由倾斜设置的型号为∟30*30*3的角钢支脚4构成，倾斜角度β为45°；

本实施例中，支脚4长度L₁(单位：mm)为：L₁＝0.42Φ；

旋转刮板的最大长度L_y(单位：mm)为：L_y＝0.8D；

因此，本实施例中，支脚4的长度L₁为184.8mm；旋转刮板的最大高度L_z为13.07mm；旋转刮板的最大长度L_y为100mm；旋转刮板的最大宽度L_x为10mm；旋转刮板底面高于支脚4底面的相对高度ΔH为13.07mm。

实施例4

结合图4，本实施例基本结构与实施例3相同，作为进一步地改进：本实施例中，长条状体旋转结构装置2的旋转刮板(不锈钢)选用三棱柱。所述的上下旋转刮板之间间隔为10mm，支架上罩有网眼尺寸为40*40mm的网罩5；

本实施例中的一种防淤泥堵塞潜水泵，选用的潜水泵机组的最大纵向尺寸Φ为480mm；潜水泵的输水叶轮外径尺寸D为150mm；

支架由四根倾斜设置的型号为∟40*40*4的角钢支脚4构成，倾斜角度β为30°；

本实施例中，支脚4长度L₁(单位：mm)为：L₁＝0.4Φ；

旋转刮板的最大长度L_y(单位：mm)为：L_y＝0.6D；

因此，本实施例中，支脚4的长度L₁为192mm；旋转刮板的最大高度L_z为16.7mm；旋转刮板的最大长度L_y为90mm；旋转刮板的最大宽度L_x为9mm；旋转刮板底面高于支脚4底面的相对高度ΔH为16.7mm。

上述的旋转刮板也可以选用如图4a-e所示的，包括棱柱、棱台等在内的长条状立体结构。

实施例5

与实施例4相比较，本实施例中的一种防淤泥堵塞潜水泵，选用的潜水泵机组的最大纵向尺寸Φ为400mm；潜水泵的输水叶轮外径尺寸D为120mm；

支架由六根倾斜设置的支脚4构成，各支脚4倾斜设置，均匀的沿圆周分布，支脚4倾斜角度β为45°；支架上罩有网眼尺寸为30*30mm的网罩5；

本实施例中，支脚4长度L₁(单位：mm)为：L₁＝0.35Φ；

旋转刮板的最大长度L_y(单位：mm)为：L_y＝0.83D；

因此，本实施例中，支脚4的长度L₁为140mm；旋转刮板的最大高度L_z为9.9mm；旋转刮板的最大长度L_y为99.6mm；旋转刮板的最大宽度L_x为9.96mm；旋转刮板底面高于支脚4底面的相对高度ΔH为9.9mm。

对比例1

本对比例的基本结构与实施例1基本相同，且工作参数相同，区别之处在于：本对比例中，所用的长条状体旋转结构装置2的旋转刮板的最大长度L_y(为150mm)远大于潜水泵输水叶轮的外径。

旋转刮板直接安装在潜水泵电机的转子轴12上，由于选用的材料具有一定重量，则体积越大(与实施例1相比)重量越大，在工作过程中给潜水泵电机增加的工作负荷合就越大，造成更大的功率损失，影响潜水泵1的工作效率。

对比例2

本对比例的基本结构与实施例2基本相同，且工作参数相同，区别之处在于：本对比例中，支脚4的长度L₁为500mm。此时，一方面，潜水泵1相对于水环境底部的具有极大的相对高度(为483mm)，若水环境中整体水面高度低于483mm时，则潜水泵1无法再进行工作。

对比例3

本对比例的基本结构与实施例4基本相同，且工作参数相同，区别之处在于：本对比例中，旋转刮板底面与支脚4底面的相对高度ΔH为0mm。

在潜水泵1运行中，周围水环境中的水体不断向潜水泵1流动，流动过程中，带动水体中的淤泥或者泥沙不断往潜水泵1下迁移、堆积，导致泵体下面泥沙平台逐渐升高，同时旋转刮板需要不断地进行工作，打散淤泥，没有缓冲时间，持续的给潜水泵电机增加工作负荷，造成功率损失，影响潜水泵1的工作效率。

对比例4

本对比例的基本结构与实施例4基本相同，且工作参数相同，区别之处在于：本对比例中，旋转刮板的最大高度L_z为30mm；旋转刮板的最大宽度L_x为40mm；

旋转刮板直接安装在潜水泵电机的转子轴12上，由于选用的材料具有一定重量，且体积越大，重量越大(与实施例4相比)，在工作过程中给潜水泵电机增加的工作负荷合就越大，造成更大的功率损失，影响潜水泵1的工作效率。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种防淤泥堵塞潜水泵，包括潜水泵泵体，其特征在于：还包括支架以及设置于泵体底部的长条状体旋转结构装置（2），所述的长条状体旋转结构装置（2）与泵体的加长的转子轴（12）相连接，所述支架与泵体外壳（11）相连接，支架可用于稳定支撑潜水泵（1），长条状体旋转结构装置（2）仅将淤泥打散，而不会产生向上的吸力；

所述的长条状体旋转结构装置（2）包括旋转刮板；所述的旋转刮板呈S形，所述的转子轴（12）的旋转方向与旋转刮板的外弧（210）的朝向相一致；

所述旋转刮板的下端面与支脚（4）底部的相对高度差满足以下关系式：

ΔH = (L₁cosβ)/10（1）

其中：ΔH—旋转刮板的下端面与支脚（4）底部的相对高度差，mm;

β—支脚（4）的倾斜角度；

所述的旋转刮板的最大高度，满足以下关系：

L_z = (L₁cosβ)/10（2）

L_z—旋转刮板的最大高度，mm；

所述的旋转刮板最大长度与潜水泵的输水叶轮外径尺寸比值L_y : D为 0.5 ~ 1；

其中：L_y—旋转刮板的最大长度，mm；

D—潜水泵的输水叶轮外径尺寸，mm；

所述的旋转刮板的最大宽度，满足以下关系：

L_x = L_y/10（3）

L_x—旋转刮板的最大宽度，mm；

所述的支架由三个及以上支脚（4）构成，各支脚（4）倾斜设置，均匀的沿圆周分布，所述的倾斜角度β范围为15 ~ 60°；所述的支脚（4）长度与潜水泵机组的最大纵向尺寸的比值L₁: Φ为0.33 ~ 0.5；

其中：L₁—支脚（4）长度，mm；

Φ—潜水泵机组的最大纵向尺寸，mm。

2.根据权利要求1所述的一种防淤泥堵塞潜水泵，其特征在于：所述的长条状体旋转结构装置（2）为单层体旋转结构，设有一个旋转刮板。

3.根据权利要求1~2任一所述的一种防淤泥堵塞潜水泵，其特征在于：所述的长条状体旋转结构装置（2）为双层体旋转结构，设有两个旋转刮板，所述的两个旋转刮板上下纵向相切呈十字形设置，上下旋转刮板之间间隔小于所述旋转刮板的下端面与支脚（4）底部的相对高度差ΔH。

4.根据权利要求1~2任一所述的一种防淤泥堵塞潜水泵，其特征在于：所述的支脚（4）选用角钢。

5.根据权利要求1~2任一所述的一种防淤泥堵塞潜水泵，其特征在于：所述的支架还包括网罩（5），所述的网罩（5）固定在支脚（4）上将长条状体旋转结构装置（2）包裹在内。

6. 根据权利要求5所述的一种防淤泥堵塞潜水泵，其特征在于：所述的网罩（5）为钢网，网眼尺寸为25×25 ~ 40×40 mm。