CN110439845B - 一种低水位单口双吸自平衡潜水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，属于水泵技术领域，具有便于潜水泵工作时自平衡的优点，其技术方案如下，包括叶轮段、电机段，所述叶轮段底部设有吸入段，所述电机段内的电机轴贯穿吸入段与叶轮段连接，所述吸入段内中部设有与叶轮段相通的球形吸入腔，所述电机轴竖向贯穿球形吸入腔，所述球形吸入腔内设有竖向固定的固定套，所述电机轴位于固定套内，所述吸入段外圆周侧面圆周阵列有与球形吸入腔中部位置相通的吸入通道，所述球形吸入腔内设有节流环，所述节流环外圆周侧面设有与球形吸入腔壁面相适配的弧面，所述节流环内侧面与固定套之间设有间隙，所述节流环顶部外圈直径等于球形吸入腔直径。

Description

一种低水位单口双吸自平衡潜水泵

技术领域

本发明涉及水泵技术领域，特别涉及一种低水位单口双吸自平衡潜水泵。

背景技术

潜水泵是深井提水的重要设备。使用时整个机组潜入水中工作，把地下水提取到地表，是生活用水、矿山抢险、工业冷却、农田灌溉、海水提升、轮船调载，还可用于喷泉景观。

如应用与煤矿开采的过程中，随着煤矿开采深度的不断增加，煤矿的排水量也越大，因此也就更加需要大流量的潜水泵，而且要求潜水泵吸入水位要低。目前，双吸潜水电泵在煤矿排水应用比较广。常规的双吸潜水电泵在潜水泵的上端和下端各设有一个吸入口，由于潜水泵的上端设有吸入口，因此常规的双吸潜水电泵在工作时，需要将整个潜水泵均安装在液面以下，因此对水位的要求很高，当水位低于潜水泵的上端设有吸入口时，整个电泵将不能工作，从而给矿山生产带来许多困难，申请公布号为CN104405649A的中国专利公开了单吸入口双吸自平衡潜水泵，它不但减少了潜水泵的长度，使泵的结构变得简单，还降低了整个潜水泵的重量，节省了材料和能耗，同时也降低了潜水泵对水位的要求。

但是双吸式潜水泵在一些水下环境下平衡性要求较高，通过叶轮的旋转仍然无法较好的满足平衡性要求，不利于潜水泵正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，其具有便于潜水泵工作时自平衡的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，包括叶轮段、电机段，所述叶轮段底部设有吸入段，所述电机段内的电机轴贯穿吸入段与叶轮段连接，所述吸入段内中部设有与叶轮段相通的球形吸入腔，所述电机轴竖向贯穿球形吸入腔，所述球形吸入腔内设有竖向固定的固定套，所述电机轴位于固定套内，所述吸入段外圆周侧面圆周阵列有与球形吸入腔中部位置相通的吸入通道，所述球形吸入腔内设有节流环，所述节流环外圆周侧面设有与球形吸入腔壁面相适配的弧面，所述节流环内侧面与固定套之间设有间隙，所述节流环顶部外圈直径等于球形吸入腔直径。

通过采用上述技术方案，在工作过程中，电机段通过电机轴驱动叶轮段进行工作，因此叶轮段产生吸力，使外界的液体通过吸入通道进入球形吸入腔内，再进入叶轮段进行液体输送，节流环由于没有与球形吸入腔完全固定，因此能在球形吸入腔内能进行小幅度的翻转，因此当潜水泵产生倾斜时，节流环由于本身重力作用其在球形吸入腔内中心轴线依旧保持与水平面竖直，因此导致节流环覆盖各个位置的吸入通道的面积也不同，从而使远离潜水泵倾斜方向的吸入通道吸入量大于靠近潜水泵倾斜方向的吸入通道吸入量，因此综合各个方向的吸力后，综合吸水力产生对潜水泵产生远离潜水泵倾斜方向的力，因此便于潜水泵在工作过程中保持较好的姿态。

进一步的，所述节流环顶部设有支撑在球形吸入腔表面的支撑体。

通过采用上述技术方案，支撑体有效的支撑节流环，使工作过程中节流环外壁均能与球形吸入腔内部接触，提升节流环翻转时的稳定性。

进一步的，所述支撑体包括支撑环、支撑架，所述支撑环通过支撑架固定连接在节流环顶部，所述支撑环外侧面抵触在球形吸入腔壁面上。

通过采用上述技术方案，支架架支撑支撑环，在保证节流环翻转稳定的同时，减少对球形吸入腔内液体流动的影响。

进一步的，所述节流环包括固定连接的上环与下环，所述上环密度小于下环密度。

通过采用上述技术方案，下环的重量大于上环的重量，使节流环的重心尽可能的靠下，从而便于节流环依靠重力作用下保持中心轴线与水平面竖直的状态。

进一步的，所述上环由陶瓷制成，所述下环由铜制成。

通过采用上述技术方案，陶瓷与铜均有较好的抗腐蚀作用，且具有较好的耐磨性，提升节流环的使用寿命。

进一步的，所述节流环内圈形成向下扩开的扩口。

通过采用上述技术方案，扩口有效的提升节流环的可翻转范围，提升对吸入通道吸入量的调节效果。

进一步的，所述球形吸入腔底部连通有配重腔，所述节流环底部均匀设有多个向配重腔延伸的连接杆，所述连接杆向远离电机轴方向倾斜，所述连接杆连接有配重块。

通过采用上述技术方案，配重块提升节流环底部位置的重量。

进一步的，所述吸入段外侧设有过滤罩。

通过采用上述技术方案，过滤罩有效提升过滤效果，减少杂物流入。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过节流环的重力平衡作用，改变各个位置吸水力度，通过吸水反作用力提升潜水泵的自平衡效果；

2、节流环在球形吸入腔内翻转稳定，减少对吸水的影响，保证潜水泵正常工作。

附图说明

图1是本实施例的整体结构图；

图2是本实施例竖向状态时吸入段的内部状态图；

图3是本实施例倾斜状态时吸入段的内部状态图；

图4是本实施例节流环与支撑体的连接状态图。

图中，1、叶轮段；2、电机段；21、电机轴；3、吸入段；31、球形吸入腔；32、固定套；33、吸入通道；34、间隙；35、扩口；36、配重腔；4、过滤罩；5、节流环；51、上环；52、下环；53、弧面；54、连接杆；55、配重块；6、支撑体；61、支撑环；62、支撑架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，如图1、2所示，包括叶轮段1、电机段2，叶轮段1底部设有吸入段3，电机段2内的电机轴21贯穿吸入段3与叶轮段1连接，电机段2进行通电工作后，通过电机轴21带动叶轮段1进行工作，从而叶轮段1能从吸入段3进行吸收液体向叶轮段1顶部进行液体输出，且吸入段3外侧设有过滤罩4，过滤罩4有效提升过滤效果，减少杂物流入叶轮段1而影响叶轮段1的工作，保证抽水效果。

如图1、2所示，吸入段3内中部设有与叶轮段1相通的球形吸入腔31，电机轴21竖向贯穿球形吸入腔31，球形吸入腔31内设有竖向固定的固定套32，电机轴21位于固定套32内，从而有效的隔绝伸入球形吸入腔31内的电机轴21与液体接触，保证电机轴21的正常运行，也避免电机轴21的转动影响液体流动。

如图1、2所示，吸入段3外圆周侧面圆周阵列有与球形吸入腔31中部位置相通的吸入通道33，当叶轮段1进行吸液后，外界的液体首先通过过滤罩4进行有效的过滤，再依次通过吸入通道33、球形吸入腔31再进入叶轮段1中，由于吸入通道33圆周阵列设置，因此使吸入段3能四周进行同时吸液。

如图1、2所示，球形吸入腔31内设有节流环5，节流环5外圆周侧面设有与球形吸入腔31壁面相适配的弧面53，节流环5内侧面与固定套32之间设有间隙34，节流环5顶部外圈直径等于球形吸入腔31直径, 节流环5顶部设有支撑在球形吸入腔31表面的支撑体6,支撑体6包括支撑环61、支撑架62，支撑环61通过支撑架62固定连接在节流环5顶部，支撑环61外侧面抵触在球形吸入腔31壁面上，因此通过节流环5侧面与球形吸入腔31壁面的支撑以及支撑环61与球形吸入腔31壁面的支撑，从而有效的使节流环5侧面能持续的与球形吸入腔31壁面进行接触，提升节流环5翻转时的稳定性，且支撑架62能在节流环5顶部形成工液体流动的空间，在保证节流环5翻转稳定的同时，减少对球形吸入腔31内液体流动的影响，其中节流环5内圈形成向下扩开的扩口35，通过扩口35的设置，提升节流环5可翻转的角度。

在潜水泵进行工作时，如图1、2所示，电机段2通过电机轴21驱动叶轮段1进行工作，驱动的叶轮段1进行高速旋转产生吸力，因此使外界的液体通过吸入通道33进入球形吸入腔31内，再进入叶轮段1进行液体输送，当潜水泵处于竖直状态时，节流环5由于重力作用位于球形吸入腔31底部位置，且节流环5重心位于电机轴21位于，重心方向也刚好与电机轴21方向相同保持竖向状态，因此电机轴21刚好与节流环5上端面保持竖直状态，由于吸入段3外圆周侧面圆周阵列有与球形吸入腔31中部位置相通的吸入通道33，节流环5顶部外圈直径等于球形吸入腔31直径，因此此时节流环5此时节流环5侧面能封闭每个吸入通道33一半的通入球形吸入腔31的面积，因此各个吸入通道33的液体吸入速率是相同的，因此吸入段3各个较低的吸液反作用力也相同，因此有效的避免因单侧吸液产生反作用力而导致潜水泵倾斜。

而当潜水泵产生倾斜时，如图1、3所示，电机轴21为倾斜状态，节流环5由于没有与球形吸入腔31完全固定，因此节流环5能在球形吸入腔31内进行自由的翻转，由于间隙34与扩口35的设置，使潜水泵小幅倾斜时节流环5内侧面不会直接与固定套32接触，因此节流环5由于重力作用保持顶面水平状态，由于潜水泵产生了整体的倾斜，从而球形吸入腔31也产生了倾斜，因此靠近倾斜方向的吸入通道33高度相对低于远离倾斜方向的吸入通道33高度，在节流环5保持不变的情况下，节流环5阻挡靠近倾斜方向吸入通道33的面积大于远离倾斜方向吸入通道33的面积，因此靠近倾斜方向吸入通道33的吸液速率小于远离倾斜方向吸入通道33的面积吸液速率，因此靠近倾斜方向吸入通道33的吸液产生的反作用力小于远离倾斜方向吸入通道33的反作用力，因此综合各个位置的吸入反作用力后，整体反作用力与潜水泵倾斜方向相反，通过整体反作用力的作用使潜水泵进行有效的自平衡，因此便于潜水泵在工作过程中保持较好的姿态。

而当潜水泵进一步倾斜后，如图1、3所示，节流环5进一步的进行封闭靠近倾斜方向的吸入通道33，直至完全关闭靠近倾斜方向的吸入通道33，因此全部的液体吸入口基本朝向远离倾斜方向，因此最大化利用吸入反作用力使潜水泵进行自平衡，且结合叶轮旋转本身的自平衡作用进行姿态保持。

如图2、3所示，其中节流环5包括固定连接的上环51与下环52，上环51密度小于下环52密度，其中上环51由陶瓷制成，下环52由铜制成，陶瓷与铜均有较好的抗腐蚀作用，且具有较好的耐磨性，提升节流环5的使用寿命，下环52的重量大于上环51的重量，使节流环5的重心尽可能的靠下，从而便于节流环5依靠重力作用下保持中心轴线与水平面竖直的状态。

如图2、3所示，且球形吸入腔31底部连通有配重腔36，节流环5底部均匀设有多个向配重腔36延伸的连接杆54，连接杆54向远离电机轴21方向倾斜，连接杆54连接有配重块55，配重块55连成环状，配重块55提升节流环5底部位置的重量，便于节流环5依靠重力作用下保持中心轴线与水平面竖直的状态。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，包括叶轮段(1)、电机段(2)，所述叶轮段(1)底部设有吸入段(3)，所述电机段(2)内的电机轴(21)贯穿吸入段(3)与叶轮段(1)连接，其特征是：所述吸入段(3)内中部设有与叶轮段(1)相通的球形吸入腔(31)，所述电机轴(21)竖向贯穿球形吸入腔(31)，所述球形吸入腔(31)内设有竖向固定的固定套(32)，所述电机轴(21)位于固定套(32)内，所述吸入段(3)外圆周侧面圆周阵列有与球形吸入腔(31)中部位置相通的吸入通道(33)，所述球形吸入腔(31)内设有节流环(5)，所述节流环(5)外圆周侧面设有与球形吸入腔(31)壁面相适配的弧面(53)，所述节流环(5)内侧面与固定套(32)之间设有间隙(34)，所述节流环(5)顶部外圈直径等于球形吸入腔(31)直径。

2.根据权利要求1所述的一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，其特征是：所述节流环(5)顶部设有支撑在球形吸入腔(31)表面的支撑体(6)。

3.根据权利要求2所述的一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，其特征是：所述支撑体(6)包括支撑环(61)、支撑架(62)，所述支撑环(61)通过支撑架(62)固定连接在节流环(5)顶部，所述支撑环(61)外侧面抵触在球形吸入腔(31)壁面上。

4.根据权利要求1所述的一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，其特征是：所述节流环(5)包括固定连接的上环(51)与下环(52)，所述上环(51)密度小于下环(52)密度。

5.根据权利要求4所述的一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，其特征是：所述上环(51)由陶瓷制成，所述下环(52)由铜制成。

6.根据权利要求1所述的一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，其特征是：所述节流环(5)内圈形成向下扩开的扩口(35)。

7.根据权利要求1所述的一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，其特征是：所述球形吸入腔(31)底部连通有配重腔(36)，所述节流环(5)底部均匀设有多个向配重腔(36)延伸的连接杆(54)，所述连接杆(54)向远离电机轴(21)方向倾斜，所述连接杆(54)连接有配重块(55)。

8.根据权利要求1所述的一种低水位单口双吸自平衡潜水泵，其特征是：所述吸入段(3)外侧设有过滤罩(4)。

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