CN110735789B - 一种螺旋管泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺旋管泵，涉及液体输送技术领域，解决了现有技术中存在的放射性溶液提升装置实用性能不佳的技术问题。该螺旋管泵，包括固定架、伺服电机、螺旋管道和液体收集箱；所述伺服电机与所述固定架固定连接，所述螺旋管道与所述伺服电机的输出端固定连接，所述伺服电机驱动所述螺旋管道周向转动；所述液体收集箱与所述固定架固定连接，所述螺旋管道的两端竖直方向上，上下排布，所述螺旋管道的上端口位于所述液体收集箱的内部；所述液体收集箱的底部设置有排液口。本发明用于提升放射性溶液。

Description

一种螺旋管泵

技术领域

本发明涉及液体输送技术领域，尤其是涉及一种螺旋管泵。

背景技术

用于提升放射性液体的泵或装置必须具有耐腐蚀、耐辐照、故障率极低、可通过机械手维修，最好免维修，因此，可用于传输放射性液体的泵种类很少。目前，主要有空气喷射泵和蒸汽喷射泵，这两种泵都属于免维修泵，空压提升也是常用的提升方式，在要求严格计量被提升液体体积的场合，都采用柱塞式计量泵。其它类型的泵如蠕动泵、薄膜泵、齿轮泵、螺杆泵等，由于各自的缺点都不适合用于放射性液体的提升或输送。

空气喷射泵和蒸汽喷射泵本身无任何活动部件，只要通入压缩空气或压缩蒸汽就能提升放射性液体，且控制压缩空气或压缩蒸汽的阀安装在远离放射性的区域，因此更换与维修都很方便，由于这些特点使之成为提升放射性液体的主流设备。但空气喷射泵和蒸汽喷射泵在提升放射性液体过程会产生大量放射性气溶胶，给尾气处理系统带来巨大压力，特别是在提升易产生放射性气溶胶的液体时，这个缺点更为显著，达到不可接受的程度。

空压提升确切的说不是一种泵，而是一种方式，虽然没有活动部件，但在提升时与料液罐相连的管道上的阀门必须处于完好的关闭状态，而这些阀门必须安装在放射性区域，若有一个相关的阀门发生故障，就不能进行提升，甚至出现串料现象，尽管如此，空压提升仍然是一种比较常用的提升方式。

柱塞式计量泵只有在流量较小且需要计量被提升液体体积时才使用，从使用寿命和易维修方面评价，都不适合提升放射性液体，是目前不得不采用的方式。

除空气喷射泵和蒸汽喷射泵外，在其他所有泵中螺杆泵的结构最为简单，由一个螺杆(动子)和一个约束管(定子)组成，结实耐用，若被提升或输送的液体中含有一定颗粒时也不影响工作。但螺杆泵在启动时，必须先给泵灌入液体，起润湿作用，否则就会出现动子与定子之间的干磨现象，这对于放射性液体操作是非常困难的，也是不允许的。另外，螺杆泵要求螺杆(动子)和约束管(定子)之间紧密配合，因此，短粗的螺杆泵就容易加工，细长的螺杆泵就很难加工，细长的螺杆泵约束管往往采用柔软一点的材料，柔软一些的材料如塑料或橡胶类材料又不耐辐照，这就限制了螺杆泵在提升放射性液体方面的应用。

本发明(螺旋管泵)是螺杆泵的变种。将适合于传输放射性液体的管子沿着一个支撑杆盘成螺旋状，并焊接在支撑杆上，形成动子，当被输送液体到达动子下端时，就会被吸入旋转的盘管内部，并不断在盘管上升，在出口处被甩入液体收集腔。螺旋管泵具备了螺杆泵结构简单、结实耐用的优点，且克服了螺杆泵不能空转和不能制造细长泵的缺点，具有较强的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋管泵，以解决现有技术中存在的放射性溶液提升装置实用性能不佳的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种螺旋管泵，包括固定架、伺服电机、螺旋管道和液体收集箱；所述伺服电机与所述固定架固定连接，所述螺旋管道与所述伺服电机的输出端固定连接，所述伺服电机驱动所述螺旋管道周向转动；所述液体收集箱与所述固定架固定连接，所述螺旋管道的两端竖直方向上，上下排布，所述螺旋管道的上端口位于所述液体收集箱的内部；所述液体收集箱的底部设置有排液口。

优选地，所述伺服电机的输出端设置有磁力联轴器。

优选地，所述螺旋管道竖直设置，所述螺旋管道贯穿所述液体收集箱的底部；在所述液体收集箱的底部，所述螺旋管道的贯穿处，还竖直设置有中空的防护柱，所述防护柱的底部与所述液体收集箱的底部密封连接；所述防护柱的高度小于所述液体收集箱的深度，竖直方向上，所述螺旋管道的上端口位于所述液体收集箱的顶部与所述防护柱的顶部之间；水平方向上，所述螺旋管道的上端口处设置有引流管，所述引流管的一端与所述螺旋管道的上端口连通，所述引流管的另一端突出所述防护柱。

优选地，所述液体收集箱底部还竖直设有溢流管，所述溢流管贯穿所述液体收集箱的底部，与所述液体收集箱密封连接，所述溢流管的上端口低于所述防护柱的顶部。

优选地，所述液体收集箱开设有呼吸口，竖直方向上，所述呼吸口高于所述防护柱的顶部。

优选地，所述螺旋管道的中部还设置有支撑杆，所述支撑杆与所述螺旋管道的中心轴线重合，且两者固定连。

优选地，所述螺旋管道外侧还固定设置有套管，所述套管呈圆柱型，套管的内径与所述螺旋管道的外径大小相等，两的中心轴线相互重合。

优选地，所述螺旋管道的外侧还设置有波纹管，所述波纹管的两端分别连接所述固定架和溶液储纳装置。

优选地，所述螺旋管道的外侧还套设有滚动轴承，所述滚动轴承的中心轴线与所述螺旋管道的中心轴线重合，所述滚动轴承的外侧与所述固定架可拆卸固定连接。

优选地，所述液体收集箱的排液口处设置有电磁三通阀；所述电磁三通阀的第一端口与所述液体收集箱的排液口连通；所述电磁三通阀的第二个端口设置有回流管，回流管把所述三通阀的第二个端口与溶液储纳装置连通；所述电磁三通阀的第三个端口处设置有排液管。

本发明提供的螺旋管泵，利用伺服电机带动螺旋管道旋转，进入螺旋管道的溶液在惯性作用下，伴随着螺旋管道的旋转螺旋上升，通过调整伺服电机启动的时间控制提升溶液计量的多少；相较于空气喷射泵和蒸汽喷射泵，本发明所涉及的螺旋管泵，能够有效避难溶液挥发；相较于空压提升方式，本发明所涉及的螺旋管泵，机构简单，操作方便，适应性能更强；相较于柱塞式计量泵，本发明所涉及的螺旋管泵，便于对溶液进行大剂量提取；向较于螺杆泵，本发明所涉及的螺旋管泵，启动时不需要提前润湿(用放射性溶液进行泵体润湿极为困难)，且尺寸上容错性更高；综上所述，本发明所涉及的螺旋管泵，用于提升放射性溶液，具有极佳的实用性能。

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是本发明所涉及的螺旋管泵的结构示意图；

图2是本发明说涉及的螺旋管道部分的横截面示意图。

图中1、固定架；2、伺服电机；3、螺旋管道；31、支撑杆；32、套管；4、液体收集箱；41、防护柱；42、溢流管；43、呼吸口；44、波纹管；5、磁力联轴器；6、滚动轴承；7、电磁三通阀；8、回流管；9、排液管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种螺旋管泵，包括固定架1、伺服电机2、螺旋管道3和液体收集箱4；伺服电机2与固定架1固定连接，螺旋管道3与伺服电机2的输出端固定连接，伺服电机2驱动螺旋管道3周向转动；液体收集箱4与固定架1固定连接，螺旋管道3的两端竖直方向上，上下排布，螺旋管道3的上端口位于液体收集箱4的内部；液体收集箱4的底部设置有排液口，液体收集箱4底部上表面向排液口处倾斜，排液口位于液体收集箱4底面的最低点；伺服电机2外侧还设置有防护罩，有利于保障伺服电机2在放射性环境下能够稳定运行。通过伺服电机2带动螺旋管道3旋转，进入螺旋管道3的溶液在惯性作用下，伴随着螺旋管道3的旋转螺旋上升，调整伺服电机2启动的时间控制提升溶液计量的多少；本发明所涉及的螺旋管泵，结构简单，更组件具有较强的抗辐射性能，用于提升放射性溶液具有较高的使用价值。

作为本发明一种可选地实施方式，伺服电机2的输出端设置有磁力联轴器5(磁力联轴器5采用现有技术，其具体结构不再本发明保护范围内)，放射性溶液实验往往在密封的安全室内部进行，本发明所涉及的螺旋管泵在使用安装过程中，把伺服单机设置在安全室外部，其余部分设置在安全室内部，伺服单机与螺旋管道3之间通过磁力联轴器5实现传动，此外安全室的内外两侧还设置有用于对所述伺服电机2和螺旋管道3的限位底座；把伺服电机2设置在安全室外侧，有利于保障伺服电机2稳定运行，还便于安装维修。

作为本发明一种可选地实施方式，螺旋管道3竖直设置，螺旋管道3贯穿液体收集箱4的底部；在液体收集箱4的底部，螺旋管道3的贯穿处，还竖直设置有中空的防护柱41，防护柱41自身，内侧壁体竖直方向下垂直，便于螺旋管道3安装定位，其外侧壁体上由上至下壁体逐步加宽，稳定的性更强，还有利于溶液排空，防护柱41的底部与液体收集箱4的底部密封连接；防护柱41的高度小于液体收集箱4的深度，竖直方向上，螺旋管道3的上端口位于液体收集箱4的顶部与防护柱41的顶部之间；水平方向上，螺旋管道3的上端口处设置有引流管，引流管的一端与螺旋管道3的上端口连通，引流管的另一端突出防护柱41。溶液提升同等高度的情况下，把螺旋管道3竖直设置，所需要的管道长度缩短，且螺旋管道3竖直设置，溶液提升的经过更平顺，螺旋管泵的运行更平稳；螺旋管道3沿其底部管道口指向的方向旋转，溶液由螺旋管道3底部进入，伴随螺旋管道3旋转，在离心力和惯性的作用下溶液在螺旋管道3内逐步提升，当溶液提升至螺旋管道3的顶部后，在离心力的作用下被甩出螺旋管道3进入液体收集箱4，完成对溶液的提升，之后溶液由液体收集箱4的排液口流出，根据需要流入适当位置。

作为本发明一种可选地实施方式，液体收集箱4底部还竖直设有溢流管42，溢流管42贯穿液体收集箱4的底部，与液体收集箱4密封连接，溢流管42的上端口低于防护柱41的顶部，溢流管42的底部端口与溶液储纳装置(与螺旋管道3底部端口连通同一个溶液储纳装置)联通，能够有效防止液体收集箱4内部的溶液高度超过防护柱41，避免溶液由防护柱41的顶部端口溢出。

作为本发明一种可选地实施方式，液体收集箱4开设有呼吸口43，竖直方向上，呼吸口43高于防护柱41的顶部。

如图2所示，作为本发明一种可选地实施方式，螺旋管道3的中部还设置有支撑杆31，支撑杆31与螺旋管道3的中心轴线重合，且两者固定连，伺服电机2的输出端与支撑杆31固定连，支撑杆31与伺服电机2的输出端的中轴线重合；支撑杆31可选用中空的长直杆，质量更轻动力性能更佳。

作为本发明一种可选地实施方式，螺旋管道3外侧还固定设置有套管32，套管32呈圆柱型，套管32的内径与螺旋管道3的外径大小相等，两的中心轴线相互重合，套管32与支撑杆31对螺旋管道3内外进行包夹，能够避免螺旋管道3外侧壁体粘连出溶液，造成溶液飞溅。

作为本发明一种可选地实施方式，螺旋管道3的外侧还设置有波纹管44，波纹管44的两端分别连接固定架1和溶液储纳装置，波纹管44与固定架1以及溶液储纳装置之间通过螺栓连接；螺旋管道3与溶液储纳装置之间有间隙，波纹管44对溶液储纳装置进行进一步密封，有效防止辐射泄露。

作为本发明一种可选地实施方式，螺旋管道3的外侧还套设有滚动轴承6，滚动轴承6的中心轴线与螺旋管道3的中心轴线重合，滚动轴承6的外侧与固定架1可拆卸固定连接(可通过热加工，过盈配合的方式安装连接)。

作为本发明一种可选地实施方式，液体收集箱4的排液口处设置有电磁三通阀7；电磁三通阀7的第一端口与液体收集箱4的排液口连通；电磁三通阀7的第二个端口设置有回流管8，回流管8把三通阀的第二个端口与溶液储纳装置连通(与螺旋管道3底部端口连通同一个溶液储纳装置)；电磁三通阀7的第三个端口处设置有排液管9。电磁三通阀7调整连通路径，当回流管8与液体收集箱4的排液口联通时，本发明涉及的螺旋管泵实现溶液搅拌功能；当排液管9液体收集箱4的排液口联通时，本发明涉及的螺旋管泵实现实现溶液提升功能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种螺旋管泵，其特征在于，包括固定架、伺服电机、螺旋管道和液体收集箱；

所述伺服电机与所述固定架固定连接，所述螺旋管道与所述伺服电机的输出端固定连接，所述伺服电机驱动所述螺旋管道周向转动；所述液体收集箱与所述固定架固定连接，所述螺旋管道的两端竖直方向上，上下排布，所述螺旋管道的上端口位于所述液体收集箱的内部；所述液体收集箱的底部设置有排液口；

所述螺旋管道竖直设置，所述螺旋管道贯穿所述液体收集箱的底部；在所述液体收集箱的底部，所述螺旋管道的贯穿处，还竖直设置有中空的防护柱，所述防护柱的底部与所述液体收集箱的底部密封连接；所述防护柱的高度小于所述液体收集箱的深度，竖直方向上，所述螺旋管道的上端口位于所述液体收集箱的顶部与所述防护柱的顶部之间；水平方向上，所述螺旋管道的上端口处设置有引流管，所述引流管的一端与所述螺旋管道的上端口连通，所述引流管的另一端突出所述防护柱；

所述液体收集箱底部还竖直设有溢流管，所述溢流管贯穿所述液体收集箱的底部，与所述液体收集箱密封连接，所述溢流管的上端口低于所述防护柱的顶部。

2.根据权利要求1所述的螺旋管泵，其特征在于，所述伺服电机的输出端设置有磁力联轴器。

3.根据权利要求1所述的螺旋管泵，其特征在于，所述液体收集箱开设有呼吸口，竖直方向上，所述呼吸口高于所述防护柱的顶部。

4.根据权利要求1所述的螺旋管泵，其特征在于，所述螺旋管道的中部还设置有支撑杆，所述支撑杆与所述螺旋管道的中心轴线重合，且两者固定连。

5.根据权利要求1所述的螺旋管泵，其特征在于，所述螺旋管道外侧还固定设置有套管，所述套管呈圆柱型，套管的内径与所述螺旋管道的外径大小相等，两的中心轴线相互重合。

6.根据权利要求1所述的螺旋管泵，其特征在于，所述螺旋管道的外侧还设置有波纹管，所述波纹管的两端分别连接所述固定架和溶液储纳装置。

7.根据权利要求1所述的螺旋管泵，其特征在于，所述螺旋管道的外侧还套设有滚动轴承，所述滚动轴承的中心轴线与所述螺旋管道的中心轴线重合，所述滚动轴承的外侧与所述固定架可拆卸固定连接。

8.根据权利要求1所述的螺旋管泵，其特征在于，所述液体收集箱的排液口处设置有电磁三通阀；所述电磁三通阀的第一端口与所述液体收集箱的排液口连通；所述电磁三通阀的第二个端口设置有回流管，回流管把所述三通阀的第二个端口与溶液储纳装置连通；所述电磁三通阀的第三个端口处设置有排液管。

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