CN1112204A

CN1112204A - 可变泵

Info

Publication number: CN1112204A
Application number: CN 95100909
Authority: CN
Inventors: 柴国良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1995-11-22

Abstract

本发明的可变泵，属于泵技术领域。已知的空心流体泵，只有增压功能，功能不能变更，用途狭窄。可变泵的泵体2可以转动，内壁处有动叶片3，可使水形成环状水层19，输出管9伸入泵体2内。可变泵具有增压和离心分离功能，功能可以变更，单级泵的工作压力可超过100MPa，适用于农业上的远距离喷灌、污水净化、水力采矿。

Description

本发明属于泵技术领域。

背景技术中的空心流体泵（根据中国实用新型专利公告中所公开的空心流体泵，公开号2093250U，公告日1992年1月15日，申请号90222168.X），其特征是：

（1）.泵体是固定的;

（2）.泵体内有空心轮;

（3）.输出管与泵体连接在一起。

空心流体泵有下列缺点：

（1）.泵体与泵轴之间必需有轴封装置，容易泄漏，不能长期运转;

（2）.泵体内充满水，承压面积大，使结构显得笨重;

（3）.由于泵体是密封性部件，压力越高，密封的难度越大，不适于作为高压泵;

（4）.该种泵只有增压功能，功能不能变更。

本发明的目的，是提供一种功能可以变更的可变泵;由增压功能变为离心分离功能，也可以逆变。

技术方案

可变泵属于多功能离心式液体泵。图2是可变泵工作原理示意图。

泵体2安装在泵轴1上，泵体2的一侧有敞开的大孔，在工作时可与大气连通。

动叶片3安装在泵体2的内壁处。

固定的输入管23伸入泵体2内，管端弯成60°～90°，使水顺着泵体2的旋转方向流出，当泵体2起动时，先向泵体2内加入适量的引水，然后由辅助设备送来的水，经输入管23流入二列动叶片3之间，形成环状水层19。

输出管9伸入泵体2内，并插入环状水层19内，管口迎着环状水层19的旋转方向，水进入管内后，产生压力。输出管9可由1-4条管道组成，这4条管可以并联地工作，也可以分列地工作，4条管道自左至右进行编号，当并联工作时，可视为一条管道，所以在图1中的输出管9包含了四条管道，在图2中的输出管9只用一条管道进行表示。为了扩大每条管道的体积流率，每条管道可由若干条支管组合而成，各条支管在同一圆周上应均匀分布。输出管9的入口端插入环状水层19内的深度，可以由调节架24进行变更。当水中含有几种密度不同的物质时，在环状水层19内会产生分层现象，输出管9可对密度不同的物质进行选择。输出管9的入口端在环状水层19内的设置深度可分为4种：入口端设置在近水层的表面，可将比水轻的油类等输出，此项工作可由第一条管道担任;入口端设置在水层中部，可将净化后的水输出，此项工作可由第二条管道担任;入口端设置在水层底部附近，可将比水重的浓缩液输出，此项工作可由第三条管道担任;入口端设置在水层底部，可将比水重的泥沙输出，此项工作可由第四条管道担任。由于输出管9的入口端在环状水层19内的设置深度是可以变更的，因此，泵的功能也可以变更，可以由1种功能变成2种功能，也可以由2种功能变更成1种功能。

固定的信号管7伸入泵体2内，入口端弯成60°～90°，管口迎着环状水层19的旋转方向，管口的小部分插入环状水层19内，当水层厚度超过额定值时，信号管7可输出一个压力信号，使液压式自动阀6关小。

喷射器21用于向泵体2自动补充水。

可变泵主要由泵轴1、液压式自动阀6、信号管7、喷射器21、输入管23、调节架24组成，其特征在于：（1）.安装在所述泵轴[1]上的泵体[2];（2）.安装在所述泵体[2]内壁处的动叶片[3];（3）.伸入所述泵体[2]内的输出管[9]。

有益效果：

（1）.已知的空心流体泵，必需有轴封装置，容易泄漏。可变泵不需要轴封装置，可避免泄漏;

（2）.已知的空心流体泵，在泵体内充满水。可变泵的环状水层19只占泵体2内10-20%的空间，承压面积可减少80-90%。因此，泵体2的质量可大幅度的减少;

（3）.已知的空心流体泵，泵体是密封性部件，工作压力越高，密封越困难。可变泵的泵体2是敞开性部件，没有密封方面的困难，适宜于作为高压泵。背景技术中的旋转式高压泵，都采用多级串联法，多级泵的造价大，目前的中国农村难以承受。单级可变泵的工作压力可以满足各方面的需要，而且造价比多级泵较低。例如，用直流电动机驱动的单级可变泵，转速为300S^-1，泵体直径为0.4m时，工作压力可达70MPa，可满足农业上远程喷灌的要求;当泵体直径为0.5m时，工作压力可达150MPa，可满足水力采矿的要求;

（4）.已知的空心流体泵，泵体是固定的，只有单纯的增压功能，没有离心分离功能。可变泵的泵体2是转动的，具有增压和离心分离功能;

（5）.已知的空心流体泵，输出管与泵体连接在一起，不能对泵体内的物质进行选择。可变泵的输出管9与泵体2之间的相对位置是可以变更的，因此，泵的功能也可以变更，使可变泵具有下列实用性：

（1）.目前，在中国农村中许多零星分布的菜地，需要喷灌，大都在附近缺乏清洁的水源，只好采用人力浇灌。可变泵能将由附近取得的泥浆水，净化成清水后喷出，使植物表面不会被泥浆覆盖，在喷灌的同时还可以把化肥、农药加入泵体2内，可节省劳动力;

（2）.可使自来水厂省略沉淀工序;

（3）.造纸厂、漂染厂排出的废水，加入絮凝剂后，经过可变泵的净化，就能回用，可避免对环境的污染;

（4）.啤酒的原液，经过可变泵的净化后，可提高压滤机的效力。

图面说明

图1是泵体2与辅助设备之间的联结方式示意图;其中的泵体2、泵颈4、泵盖5是沿轴线的剖视图;

图2是可变泵的工作原理示意图;

图3是导向头25立体图;

图4是动叶片3立体图;

图5是泵轴1、泵体2、子泵28、锥形导向体30沿轴线的剖视图。

实施例

（1）.泵轴1

泵轴1的结构形式有二种，一种是空芯轴，另一种为实芯轴，最佳为实芯轴;

（2）.泵体2

泵体2安装在泵轴1上，安装方式有二种，一种是将泵体2安装在轴端，另一种是将泵体2安装在轴的中间，由二个轴承支承，这种安装方式为最佳;

泵体2的结构形式有A、B、C三种：

A型为单侧型，其特征是：动叶片3安装在辐板29的一侧;

B型为双侧型，其特征是：动叶片3安装在辐板29的双侧;

C型为母子型，其特征是：在泵体2的内部再安装1-2个能独立工作的泵体，称为子泵28。

用于农业方面，最佳为A型泵体2，结构简单;用于工业方面，最佳为C型泵体2，因子泵28可为母泵提供润滑油。

输入泵体2内的水中如含有泥沙，在泵体2的内壁处应附加耐磨的、可以更换的衬材（金属或尼龙）。

不要用铸铁、粉末冶金制造泵体2，防止在转动时碎裂。

泵体2最好在防护罩内工作，防护罩的内壁最好具有吸音材料;

（3）.动叶片3

动叶片3的适宜形状有二种，第一种为分列式动叶片3，它的横截面为半圆形或扁圆形，这种形状的动叶片适用于将动叶片3与泵体2铸在一起的制造工艺;第二种为连体式动叶片3，将一条不锈钢带弯曲成锯齿状，再与一条弹性较好的平形金属带26用铆钉27合在一起，然后将平形金属带26弯成圆形，锯齿状在圆圈的内侧，每个锯齿状的部分即为动叶片3，图4中的动叶片3即为连体式动叶片3。将连体式动叶片3安装在泵体2内的环形槽中，安装时应加入粘结剂，防止滑动，也可用键防止滑动。连体式动叶片3是最佳的形状，适用于各种直径的泵体2。

排列在同一圆圈上的若干个动叶片3，编为一“列”，可变泵只少需一列动叶片3，增加动叶片3的列数，可增强净化性能，最佳为六列;

（4）.泵颈4

在泵体2的一侧加装泵颈4和泵盖5，是为了适用于下列特殊情况：泵送有毒或易燃的液体、泵送发电厂的凝结水。当泵颈4转动时，使泵盖5上的环形槽内的水作圆周运动，形成水封，将泵体2内的空间与大气隔离。如果泵体2与泵盖5之间采用汽封方式，泵颈4可以省略;

（5）.泵盖5

泵盖5是固定的部件，中部有若干个孔，让输入管23等通过，孔与管道之间用弹性物质加以密封;

（6）.液压式自动阀6

液压式自动阀6用于自动控制输入管23内的体积流率，可用已知技术中的电磁阀代替;

（7）.信号管7

信号管7用于测量环状水层19的厚度，并为液压式自动阀6提供动力，可以用已知技术中的电接点测量元件代替;

（8）.溢出管8

当液压式自动阀6失效时，多余的水从溢出管8排出，也可不用;

（9）.输出管9

输出管9的入口端有二种方式，一种是弯曲成60°～90°的弯头，另一种方式是在管口处套上导向头25，采用导向头25的方式为最佳，可减少能量损耗。

输出管9的入口端在环状水层19内的设置深度是可以变更的，变更方式有三种：第一种方式是使泵体2在机座上移动或升降;第二种方式是使输出管9的支架进行移动;第三种方式是使输出管9夹持在调节架24上，通过调节调节架24上的调节螺栓，实现精细的变更，这是最佳的变更方式。

输出管9在调节架24之前部分，应呈曲线状-螺旋状或波形状;

（10）.高压液体输出阀10

高压液体输出阀10可采用已知技术中的手动阀;

（11）.流率放大器进水阀11

流率放大器进水阀11可采用已知技术中的手动阀;

（12）.流率放大器自动调节阀12

流率放大器自动调节阀12用于对流率放大器17的进水压力进行自动调节，可以采用已知技术中的液压式自动阀或电磁阀;

（13）.低压信号阀13

低压信号阀13可采用已知技术中的液压式过压阀，当流率放大器17的出水压力超过规定时，输出压力信号，使流率放大器自动调节阀12关闭;

（14）.低压液体输出阀14

低压液体输出阀14可采用已知技术中的手动阀;

（15）.低压管道安全阀15

低压管道安全阀15可采用已知技术中的弹簧式过压阀，当流率放大器17的出水压力超过上限值时，将管道内的水排放到水源处;

（16）.水源16

如果可变泵在农田中工作，可以利用附近的浅水沟或浅水洼作为水源16，允许断续地补充水;

（17）.补充水的方式以及流率放大器17

向泵体2内补充水的方式有四种：第一种方式，可采用已知技术中的离心泵;第二种方式，是在泵体2内设置锥形导向体30和侧叶31，使泵体2具有自吸性，水从泵轴中心孔32进入;第三种方式，是采用喷射器21向泵体2内补充水;第四种方式，是采用流率放大器17向泵体2内补充水，这是最佳的方式。

流率放大器17的工作原理同已知技术中的喷射器一样，结构上有些改进，使高压液体从100多个小孔喷出，喷射方向一致，带动周围的液体作定向的流动，起到放大作用。由流率放大器17输出的低压液体，分成二部分，其中的小部分向泵体2内补充，其中的大部分用于农田的排灌。

在干旱地区吸取地下水，吸程大都在10m以上，离心泵无法工作，可将流率放大器浸入地下水中，就可吸水;

（18）.环形隔板18

环形隔板18的周边有许多缺口，可让水沿轴向流动。环形隔板18安装在二列动叶片3之间，可增强可变泵的净化性能，如果可变泵的工作任务是单纯的增压，环形隔板18可以省略;

（19）.环状水层19

环状水层19是指处于二列动叶片3之间的水层，水层的厚度最佳为0.5-2cm，水层的厚度尺寸应与动叶片3高度的尺寸相等;

（20）.喷射器进水阀20

喷射器进水阀20可采用已知技术中的手动阀;

（21）.喷射器21

喷射器21的工作原理相同于已知技术中的喷射器，喷射器21用于对泵体2自动补水。

用于农业的可变泵，最好配备二套补水设备，即流率放大器17和喷射器21，因流率放大器17的效率较高，当水源16丰富时，应优先采用，但是当吸水孔露出水面时，效率突然下降，应采用喷射器21维持泵水;

（22）.负压阀22

负压阀22可采用已知技术中的手动阀，负压阀22用于从浅水洼中吸水;

（23）.输入管23

向泵体2内补充水的方式有二种：第一种是通过泵轴中心孔32将水输入;第二种是通过输入管23将水输入，这种方式为最佳。伸入泵体2内的输入管23应由若干条支管并联地工作，支管在圆周上应均匀分布;

（24）.喷射器21、液压式自动阀6最好安装在泵座内。泵体2与喷射器21、流率放大器17之间的联结，最好采用复合管（在尼龙管外面套金属软管）;

（25）.泵体2与泵轴1联结的一侧，称为“A侧”，另一侧称为“B侧”，B侧具有敞开的大孔，这个大孔称为“泵孔”，最好在泵孔处安装一块“缩孔板”，缩孔板是一块中部有孔的幅板，中部的孔称为“缩孔”，缩孔的直径小于泵孔;

（26）.输入流率放大器17的高压液体，最好由子泵28供给。

Claims

1、一种功能可以变更的可变泵，主要由泵轴[1]、液压式自动阀[6]、信号管[7]、喷射器[21]、输入管[23]、调节架[24]组成，其特征在于：(1).安装在所述泵轴[1]上的泵体[2]；(2).安装在所述泵体[2]内壁处的动叶片[3]；(3).伸入所述泵体[2]内的输出管[9]。