CN109630423A - 水泵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水泵装置，包括：驱动装置、第一驱动结构、第二驱动结构与过渡通道；所述第一驱动结构经所述过渡通道连通至所述第二驱动结构，以使得自所述第一驱动结构排出的流体能够经所述过渡通道进入所述第二驱动结构；所述驱动装置用于通过第一输出轴驱动所述第一驱动结构中的第一驱动组件旋转，并同时通过第二输出轴驱动所述第二驱动结构中的第二驱动组件旋转；所述第一驱动组件用于在被驱动旋转时驱动流体自所述第一驱动结构的进口输送至所述过渡通道；所述第二驱动组件用于在被驱动旋转时驱动流体自所述过渡通道输送至所述第二驱动结构的出口。本发明可有效提高了驱动效率，也有利于对成本的降低。

Description

水泵装置

技术领域

本发明涉及流体机械领域，尤其涉及一种水泵装置。

背景技术

现有的相关技术中，用于流体输送的水泵可以采用三相异步电动机驱动的，同步转速在3000r/min以下，受制于三相异步电动机自身的特点，在电动机输出功率下降时，电动机效率明显降低，一定程度上造成能源浪费。由于电动机转速相对较低，导致水泵组外形尺寸较大，材料成本提高。同时，随着永磁材料技术的发展，流体输送的水泵也可以采用永磁同步电动机。提高水泵的泵组效率，降低水泵的外形体积，减少水泵的材料投入成本。

然而，不论采用何种电动机，水泵装置中利用单个电动机进行驱动时，其始终存在运行效率低，且生产成本高等问题。

发明内容

本发明提供一种水泵装置，以解决运行效率低，且生产成本高的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种水泵装置，包括：驱动装置、第一驱动结构、第二驱动结构与过渡通道；所述第一驱动结构经所述过渡通道连通至所述第二驱动结构，以使得自所述第一驱动结构排出的流体能够经所述过渡通道进入所述第二驱动结构；

所述驱动装置用于通过第一输出轴驱动所述第一驱动结构中的第一驱动组件旋转，并同时通过第二输出轴驱动所述第二驱动结构中的第二驱动组件旋转；

所述第一驱动组件用于在被驱动旋转时驱动流体自所述第一驱动结构的进口进行第一次加压后输送至所述过渡通道；

所述第二驱动组件用于在被驱动旋转时驱动流体自所述过渡通道进行第二次加压后输送至所述第二驱动结构的出口。

可选的，所述的装置，还包括设于所述第二驱动结构的泄压腔，以及泄压管，所述泄压腔分别连通至所述泄压管的一端与所述第二驱动结构中流通流体的内腔，所述泄压管的另一端连通至所述第一驱动结构的进口。

可选的，所述第二驱动组件套设在所述第二输出轴上，所述泄压腔包括一节流环，套设在所述第二驱动组件上，所述第二驱动组件与所述节流环之间具有缝隙。

可选的，所述缝隙介于0.2mm～2mm之间，所述泄压管的孔径为所述第一驱动结构的进口的孔径的1/20～1/4。

可选的，所述第一驱动结构与所述第二驱动结构均为离心泵，所述第一驱动组件与所述第二驱动组件均包括叶轮。

可选的，所述离心泵为单级泵或多级泵。

可选的，所述第一输出轴与所述第二输出轴是同步同轴旋转的。

可选的，所述的装置，还包括过渡管，所述过渡通道设于所述过渡管内，所述过渡管的两端分别连接所述第一驱动结构的出口与所述第二驱动结构的进口。

可选的，所述过渡通道围绕所述驱动装置，成为冷却腔。

可选的，所述第一驱动结构与所述第二驱动结构对称设于所述驱动装置的两侧。

可选的，所述驱动装置转速的取值范围为300圈/分钟以上，所述驱动装置为永磁驱动装置，所述驱动装置的极数为4极或6极。

本发明提供的水泵装置，利用一个驱动装置的双输出轴，可分别为两个驱动结构中驱动组件的旋转同时提供动力，由于两个驱动结构通过过渡通道连通，在一个动力源的情况下，可利用两个驱动结构为流体的运动提供驱动作用，有效提高了驱动效率，同时，可避免使用多个驱动装置，进一步有利于对成本的降低。

进一步的，本发明采用了泄压腔，实现了自泄压设计，可以降低高速带来的高压冲击对水泵的影响，使得高速高扬程水泵得以实现，并有效降低损耗，提高了产品质量。

进一步的，本发明采用了自冷却设计，降低了成本，提高了产品质量。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中水泵装置的结构示意图；

图2是本发明另一实施例中水泵装置的结构示意图；

图3是本发明再一实施例中水泵装置的结构示意图；

图4是本发明一实施例中水泵装置的局部结构示意图；

图5是本发明一实施例中水泵装置的局部结构示意图。

附图标记说明：

1-第一输出轴；

2-第二输出轴；

3-第一驱动结构；

31-第一驱动组件；

311-叶轮；

32-导叶；

4-第二驱动结构；

41-第二驱动组件；

411-叶轮；

42-导叶；

5-驱动装置；

6-过渡通道；

7-过渡管；

8-泄压腔；

9-泄压管；

10-节流阀；

11-缝隙；

12-凹陷；

13-泄压腔通过孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

发明人在长期的生产研究中发现，由于扬程与转速成二次方关系，因此转速越快，压强越大，扬程越大。但是，速度受限于具体装置，不能够无限制的提升，目前的水泵大多是多个泵串联起来，以获得相应的输出(即扬程)，但是，这种形式占据场地大，功耗大，成本高，且容易产生多种问题，例如轴向力的问题，例如后级泵易发生故障等问题。基于此，发明人提出一种双输出的水泵装置，使得驱动装置两侧皆设置有输出轴，从而可以平衡轴向力，并更好的提高输出，例如使得流体输出压强更大，获得更大扬程。

图1是本发明一实施例中水泵装置的结构示意图。

请参考图1，水泵装置，包括：驱动装置5、第一驱动结构3、第二驱动结构4与过渡通道6；所述第一驱动结构3经所述过渡通道6连通至所述第二驱动结构4，以使得自所述第一驱动结构3排出的流体能够经所述过渡通道6进入所述第二驱动结构4。

其中一种实施方式中，第一驱动结构3与第二驱动结构4内部可具有可流通流体的内腔，该内腔可分别连通至一个进口与一个出口，故而，以上所涉及的过渡通道6的一端可连通至第一驱动结构3出口，另一端可连通至第二驱动结构4的进口，从而可实现以上所涉及的流向。

所述驱动装置5，可理解为用于通过第一输出轴1驱动所述第一驱动结构3中的第一驱动组件31旋转，并同时通过第二输出轴2驱动所述第二驱动结构4中的第二驱动组件41旋转。

其中的驱动装置5，可具体为双输出轴的驱动装置，该双输出轴可以是对称分布于驱动装置5两端的，驱动装置的转子可直接连接两个输出轴，也可经传动组件和/或减速组件传动两个输出轴。

在图1所示实施方式中，第一输出轴1、第二输出轴2，第一驱动结构3与第二驱动结构4的数量可以均为一个，其他可选实施方式中，第一输出轴1、第二输出轴2的数量也可以是多个，例如：两个第一驱动结构3的出口均通过过渡通道6连接到一个第二驱动结构4的进口，再例如：一个第一驱动结构3的出口可通过过渡通道6连接到两个第二驱动结构4的进口。

所述第一驱动组件31，可以理解为用于在被驱动旋转时驱动流体自所述第一驱动结构3的进口输送至所述过渡通道6；具体可以指驱动流体自第一驱动结构3的进口输送至第一驱动结构3的出口，进而进入到过渡通道6。

所述第二驱动组件41，可以理解为用于在被驱动旋转时驱动流体自所述过渡通道6输送至所述第二驱动结构4的出口；具体可以指驱动流体自第二驱动结构4的进口输送至第二驱动结构4的出口。

其中一种实施方式中，所述第一输出轴1与所述第二输出轴2是同步同轴旋转的。其中的同轴可理解为绕同一轴心旋转，其可以是指两个输出轴固定连接，以形成同一个整体的实体轴，也可以指两个输出轴分别被传动，在实体结构上虽然是分离的，但是其轴心是相同的，其也可理解为第一输出轴1与第二输出轴2的轴心共线。

另一实施方式中，第一输出轴1与第二输出轴2也可以非同步或者非同轴旋转的，有关于其中的非同步，可例如：第一输出轴1与第二输出轴2的转速，可以与第一驱动结构3的进口与出口的尺寸，以及第二驱动结构4的进口与出口的尺寸相关联；同时，第一输出轴1与第二输出轴2的转速，也可以与第一驱动结构3、第二驱动结构4的数量相关联。

其中，不同输出轴的不同转动，可通过不同的传动组件来实现。

此外，在一种实施方式中，除了第一驱动结构3、第二驱动结构4、第一输出轴1与第二输出轴2，本实施例也可进一步包括第三驱动结构与第三输出轴，该第三驱动结构可参照第一驱动结构与第二驱动结构理解，其进口可连通至第二驱动结构4的出口，该第三输出轴可以是所述驱动装置5驱动的，也可以是其他驱动装置驱动的。

可见，本实施例所涉及的装置并不限于两个驱动结构与两个输出轴，其可理解为：只要在装置中存在任意两个互相通过过渡通道连接的驱动结构，以及其对应的输出轴，就不脱离本实施例的描述。

其中一种实施方式中，所述第一驱动结构3与所述第二驱动结构4对称设于所述驱动装置5的两侧，进而，轴向力可以有效的缓解，可保障装置整体的结构稳定。

其中一种实施方式中，所述驱动装置5转速的取值范围为300圈/分钟以上，例如2000圈/分钟、3000圈/分钟、5000圈/分钟、6000圈/分钟、8000圈/分钟、10000圈/分钟、20000圈/分钟、30000圈/分钟、50000圈/分钟等，所述驱动装置例如为电动机、柴油机、汽油机等等，又如，可以是永磁驱动装置等，所述驱动装置的极数可以为4极或6极，利用双输出永磁驱动装置所形成的水泵也可理解为一种双输出的永磁高速水泵，其实现了体积小巧、效率高、无轴向力，运行稳定可靠性高等优点。所述驱动装置还可以是其他种类的驱动装置，不限于永磁驱动装置。

图2是本发明另一实施例中水泵装置的结构示意图。

请参考图2，其中一种实施方式中，所述第一驱动结构3与所述第二驱动结构4均为离心泵，所述第一驱动组件31与所述第二驱动组件41均包括叶轮，即图2所示的叶轮311与叶轮411。叶轮311的导出流体的一侧可设有导叶32，叶轮411的导出流体的一侧可设有导叶42，即离心泵压出式为导叶结构。

具体实施过程中，两端的离心泵可以呈对称布置，叶轮布置方向为背对背或口对口。

同时，本实施例也不排除其他泵结构。若采用其他泵结构，例如旋涡泵、液环泵等，其布置方式，以及与过渡通道的连接关系等，均可参照离心泵，以及驱动结构的相关描述理解。

可见，本实施例所涉及的第一驱动结构3与第二驱动结构4可理解为以旋转运动为驱动源的能够实现流体驱动的任意泵结构。

进而，当流体进入到第一驱动组件31后，随着离心泵中叶轮311的旋转，流体可沿径向引导外流，进而经相关的外侧通道进入到第一驱动结构3的出口，从第一驱动结构3的出口送出的流体经过渡通道6进入到第二驱动结构4中的第二驱动组件41，随着离心泵中叶轮411的旋转，流体可沿径向引导外流，进而经外侧通道进入到第二驱动结构4的出口，从第二驱动结构4的出口被送出。

具体实施过程中，所述离心泵可以为单级泵或多级泵，或者也可理解为：以上所称的第一驱动结构与第二驱动结构可以为单级驱动的泵结构，也可以为多级驱动的泵结构；对应的，若离心泵为单级泵，其中叶轮411与叶轮311的数量可以为一个，若离心泵为多级泵，其中叶轮411与叶轮311的数量可以为多个。

请参考图2，所述的装置，还包括过渡管7，所述过渡通道6设于所述过渡管7内，所述过渡管7的两端分别连接所述第一驱动结构3的出口与所述第二驱动结构4的进口。该实施方式下，过渡管7可外接于驱动装置5、第一驱动结构3与第二驱动结构4之外。

上述双输出结构下，还可以实现自冷却效果，例如在使用永磁电动机作为驱动装置时，通过自冷却，可以防止驱动装置受损，实现持续的高输出。具体的：

图3是本发明再一实施例中水泵装置的结构示意图。

请参考图3，其中的过渡通道6可以不利用外置的过渡管7来实现，例如，所述过渡通道6可以为所述驱动装置5的冷却腔，即驱动装置5可以采用带水冷腔的水冷驱动装置，所述冷却腔环绕所述驱动装置5排布，从而在实现流体流动的同时，带走驱动装置5产生的热量。可见，以上实施方式可充分丰富冷却腔的作用，以此作为流体流动的传输媒介，同时，由于无需另外增加结构，可有效降低成本，并保障各流体的密封性，实现对驱动装置5的保护，还可有利于提高整体装置的稳定性。

进一步的，发明人研究后发现，上述装置可以产生较高输出压强(例如为输入时的10倍～50倍甚至更多)，但是，例如在高速状态下，输出压强会进一步提升，但同时高压会对第二驱动结构产生不良影响，例如对第二驱动结构产生较大冲击，影响使用寿命等。于是，发明人提出一种更优选择，实现自泄压，从而在确保驱动结构高速运作提供高压、高扬程的基础上，使得第二驱动结构所受冲击降低，获得更好的效果，延长使用寿命。具体的：

图4是本发明一实施例中水泵装置的局部结构示意图。

请参考图4，所述的装置，还包括设于所述第二驱动结构4的泄压腔8，以及泄压管9，所述泄压腔8分别连通至所述泄压管9的一端与所述第二驱动结构4中流通流体的内腔，具体地，泄压腔8可连通第二驱动结构4中第二驱动组件41的前端，即第二驱动组件41与第二驱动结构4的进口之间，所述泄压管9的另一端连通至所述第一驱动结构3的进口。

图5是本发明一实施例中水泵装置的局部结构示意图。

其中，所述第二驱动组件41套设在所述第二输出轴2上，所述泄压腔8包括一节流环10，套设在所述第二驱动组件41上，所述第二驱动组件41与所述节流环10之间具有缝隙11。

在一个实施例中，所述缝隙11介于0.2mm～2mm之间。

所述泄压腔可以是通过泄压腔通过孔13与所述泄压管9相连接，所述泄压腔通过孔13与所述泄压管9可以是一一对应，具体数量可以是一个，也可以是多个，所述泄压腔通过孔13与所述泄压管9的孔径例如一致或基本一致，所述泄压管9的孔径为所述第一驱动结构3的进口的孔径的1/20～1/4。

在以上实施方式中，水从图4所示的右边的第一驱动结构3到达左边的第二驱动结构4，其中的节流阀10与输出轴2之间可具有缝隙，使得少量的流体经泄压腔8进入泄压管9，之后可经过泄压阀10泄压至第一驱动结构3的进口，其泄压管9的截面直径可例如10毫米。

具体实施过程中，泄压管9的数量与截面尺寸可随着所需的泄压压力进行调节变化，即泄压管9的数量与截面尺寸与所需的泄压压力相关联。

进一步的，所述节流阀10与所述第二驱动组件41相邻近处，即缝隙处的节流阀10，可以具有多个凹陷12，所述凹陷可以是环状，也可以是多个方型排布而成，通过设置所述凹陷12，可以进一步提高泄压能力，以进一步降低高压对水泵尤其是对第二驱动结构产生的不良影响。

综上所述，本发明提供的水泵装置，利用一个驱动装置的双输出轴，可分别为两个驱动结构中驱动组件的旋转同时提供动力，由于两个驱动结构通过过渡通道连通，在一个动力源的情况下，可利用两个驱动结构为流体的运动提供驱动作用，有效提高了驱动效率，同时，可避免使用多个驱动装置，进一步有利于对成本的降低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种水泵装置，其特征在于，包括：驱动装置、第一驱动结构、第二驱动结构与过渡通道；所述第一驱动结构经所述过渡通道连通至所述第二驱动结构，以使得自所述第一驱动结构排出的流体能够经所述过渡通道进入所述第二驱动结构；所述第一驱动结构与所述第二驱动结构分列于所述驱动装置的相对侧；

所述驱动装置用于通过第一输出轴驱动所述第一驱动结构中的第一驱动组件旋转，并同时通过第二输出轴驱动所述第二驱动结构中的第二驱动组件旋转；

所述第一驱动组件用于在被驱动旋转时驱动流体自所述第一驱动结构的进口进行第一次加压后输送至所述过渡通道；

所述第二驱动组件用于在被驱动旋转时驱动流体自所述过渡通道进行第二次加压后输送至所述第二驱动结构的出口。

2.根据权利要求1所述的水泵装置，其特征在于，还包括设于所述第二驱动结构的泄压腔，以及泄压管，所述泄压腔分别连通至所述泄压管的一端与所述第二驱动结构中流通流体的内腔，所述泄压管的另一端连通至所述第一驱动结构的进口。

3.根据权利要求2所述的水泵装置，其特征在于，所述第二驱动组件套设在所述第二输出轴上，所述泄压腔包括一节流环，套设在所述第二驱动组件上，所述第二驱动组件与所述节流环之间具有缝隙。

4.根据权利要求3所述的水泵装置，其特征在于，所述缝隙介于0.2mm～2mm之间，所述泄压管的孔径为所述第一驱动结构的进口的孔径的1/20～1/4。

5.根据权利要求1至4任一项所述的水泵装置，其特征在于，所述第一驱动结构与所述第二驱动结构均为离心泵，所述第一驱动组件与所述第二驱动组件均包括叶轮，优选的，所述离心泵为单级泵或多级泵。

6.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一输出轴与所述第二输出轴是同步同轴旋转的。

7.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，还包括过渡管，所述过渡通道设于所述过渡管内，所述过渡管的两端分别连接所述第一驱动结构的出口与所述第二驱动结构的进口。

8.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述过渡通道围绕所述驱动装置，成为冷却腔。

9.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一驱动结构与所述第二驱动结构对称设于所述驱动装置的两侧。

10.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述驱动装置转速的取值范围为300圈/分钟以上，所述驱动装置为永磁驱动装置，所述驱动装置的极数为4极或6极。