CN111664045A - 一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，包括用于收集水流动能的螺旋叶片，与所述螺旋叶片固定相连的中空主动轴，穿过所述中空主动轴并通过轴承与所述中空主动轴相连的出水管，与所述中空主动轴相连的从动轴，连接于所述从动轴上且与所述出水管相连的水泵，以及与所述水泵相连的进水管。本发明通过合理的结构设计，使螺旋叶片在流水的冲击作用下旋转，从而带动水泵转动而泵水，本发明结构简单，便于安装，仅用流水动力作为驱动力的水冲式泵水装置，用以满足偏远缺电区域的泵水需求。

Description

一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵
技术领域
本发明涉及水泵技术领域，具体涉及到一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵。
背景技术
实际生产生活中使用的无动力水泵主要为传统的水轮泵或水锤泵，但水轮泵和水锤泵具有一旦安装就难以移动、安装时需要改变流水路径、要求流水落差较大、制造成本较高等缺点，因此难以推广，本发明装置提供一种成本极低、使用方便、无需专门安装，无需耗电耗油，只要有流水即可工作的便携式前置螺旋叶片水冲式无动力水泵，适合于类似我国西南地区，或西北地区那样，山地较多，水流落差较大，又缺少电源的区域使用，使用时只需将装置抛入流水中，或挂在瀑布的落水中，即可将水泵至高处，集中储存后供人们使用，使用结束后收起装置即可，可广泛用于农业灌溉、水景营造、鱼类养殖、生活用水等领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，依靠流水的天然动力，将水源泵至高处集中存储使用，满足缺电区域的农业灌溉、生活用水等。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，包括用于收集水流动能的螺旋叶片，与所述螺旋叶片固定相连的中空主动轴，穿过所述中空主动轴并通过轴承与所述中空主动轴相连的出水管，与所述中空主动轴相连的从动轴，连接于所述从动轴上且与所述出水管相连的水泵，以及与所述水泵相连的进水管。
进一步地，所述出水管上还固定设有用于对所述螺旋叶片、所述水泵、以及所述进水管进行防护的装置。
进一步地，所述防护装置整体呈纺锤形，且包括沿着水流方向依次设置的前拦渣网，用于防护所述螺旋叶片的叶片防护罩，以及后拦渣网。
进一步地，所述后拦渣网的后端还设有用于存储所述进水管进水的存水器，其中，所述进水管的进水口位于所述存水器内。
进一步地，所述进水管的进水口还设有带有滤网的吸水罩。
进一步地，所述从动轴和所述水泵之间还设有变速箱，其中所述变速箱配设有用于调速的档位调节钮。
进一步地，所述变速箱包括与所述从动轴相连的变速主动轴，设置于所述变速主动轴上的多个大小不同的调速主动齿轮，与所述水泵的输入轴相连的变速输出轴，以及设置于所述变速输出轴上且与所述调速主动齿轮相配合的多个调速从动齿轮；其中，不同的调速主动齿轮与不同的调速从动齿轮相齿合实现变速输出轴不同转速的调节。
进一步地，所述水泵为离心泵、罗茨泵、三叶泵、四叶泵、齿轮泵、螺杆泵、柱塞泵中的任一种。
进一步地，所述存水器上还设有渣滓清理口。
进一步地，所述出水管上还设有便于固定挂接的挂环。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过设置的螺旋叶片在水流的流动动力作用下转动，通过中空主动轴和从动轴的传动，带动水泵运行将低处的水源泵至高处，满足农业灌溉、生活用水等，本发明将各部件合理的布局，设计出了一种结构简单，设计合理，只需要以水流动力作为驱动动力的水冲式无动力泵，杜绝了电力等额外动力的使用，特别适用于缺电的偏远区域泵水。
(2)本发明在拦渣网的后端设置存水器，并将进水管的进水口设置在存水器内，使本装置竖立时可以正常使用，充分有效地保证进水管进水口的水量，提升泵水的效率，同时，在进水管的进水口设置有滤网的吸水罩，通过吸水罩将水流中的渣滓拦截，有效保证进水的进水质量，进一步提升泵水的效率，减少故障发生。
(3)本发明设置变速箱，可以将水泵的转速设置成多种不同的工作模式，进一步地提升了泵水的多样性需求；同时，在出水管上设置挂环，通过挂环可以便捷的将其挂接固定在水流中，进一步提升本发明的安装便捷性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明剖面示意图。
图3为本发明设置变速箱后的剖面示意图。
图4为本发明三级变速箱结构示意图。
图5为本发明中三叶泵结构示意图。
图6为本发明竖立放置时结构示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-螺旋叶片，2-中空主动轴，3-轴承，4-出水管，5-从动轴，6-水泵，7-进水管，8-防护装置，9-前拦渣网，10-叶片防护罩，11-后拦渣网，12-存水器，13-吸水罩，14-变速箱，15-档位调节钮，16-变速主动轴，17-调速主动齿轮，18-变速输出轴，19-调速从动齿轮，20-渣滓清理口，21-挂环，22-一级调速从动齿轮，23-一级调速主动齿轮，24-二级调速从动齿轮，25-二级调速主动齿轮，26-三级调速从动齿轮，27-三级调速主动齿轮，28-水泵主输入轴，29-水泵副输入轴，30-第一泵叶，31-第二泵叶。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1～6所示：
一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，通过合理的结构设计，将其设置成结构简单，便于安装，仅用流水动力作为驱动动力的水冲式泵水装置，用以满足偏远缺电区域的泵水需求，其具体结构包括螺旋叶片1、中空主动轴2、从动轴5、进水管7、出水管4、水泵6等。出水管4位于中心位置，螺旋叶片1与中空主动轴2相连，中空主动轴2呈中空结构，出水管4穿过中空主动轴2并通过轴承3连接在中空主动轴上，中空主动轴2可绕着出水管自由转动。螺旋叶片1在流水流动作用下带动中空主动轴2转动，中空主动轴2与从动轴5通过齿合的方式连接，中空主动轴2转动带动从动轴5转动，从动轴5连接水泵6，水泵6连接进水管7，从动轴转动驱动水泵工作，将从进水管进入的水从出水管4中泵出。
为了对螺旋叶片、水泵等部件进行防护，避免漂浮物缠绕，设置防护装置8对其进行防护；防护装置8固定在出水管4上，整体梭形(或者纺锤形)，使其符合流体力学的结构特点，其主要由前拦渣网9、叶片防护罩10和后拦渣网11三部分组成，其中，前拦渣网9位于最前端(沿着水流方向)，主要用于拦截过滤水流中的大型漂浮物，防止对螺旋叶片的缠绕；叶片防护罩10位于中间位置，主要用于螺旋叶片径向的防护；后拦渣网11位于后端，主要用于水泵和进水管的防护。同时，为了对进水管的进水口进水进行过滤，在进水管7的进水口还设有带有滤网的吸水罩13。
当本发明在瀑布或者落差较大的流水中使用并收集水能时，需要进行竖直或者斜向的安放，如图6所示，为了保证该种状态下时，进水管进水口拥有足够的吸入水量，在后拦渣网11的尾端还设有一个存水器12，存水器12能将瀑布状的水流存储在存水器中，并将进水管的进水口设置在存水器内，这样就能保证进水管的进水口有足够的水量来提供给水泵进行泵水。同时，为了便于存水器12中渣滓的清理，在存水器12上设置渣滓清理口20。
在流水冲击力不变，水泵功率不变的情况下，如果水泵齿叶(或凸轮)转速较高，单位时间内泵水量就会相对较多，但相应的机械阻力也较大，消耗的功率也较大，泵水的扬程高度就会相应降低，这种情况适合在扬程要求不高而用水量较大的情况下使用，即所谓的“水量优先”模式；反之，当需要的扬程较高时，在水泵功率不变的情况下，应将水泵工作模式切换至“扬程优先”模式，即水泵转速变慢，单位时间内的泵水量降低，但可以将水泵至较高海拔使用；当水的流速较慢，冲击力也较小，装置不易启动时，也可以将调节钮调至“扬程优先”模式，以降低变速箱高速转动造成的阻力，保证装置在水流较慢时可以继续工作。为了实现水泵不同工作模式的需求，在从动轴5和水泵6之间还设置变速箱14，并配设相应的档位调节钮15。具体地，变速箱14包括与从动轴5相连的变速主动轴16，设置于变速主动轴16上的多个大小不同的调速主动齿轮17，与水泵6的输入轴相连的变速输出轴18，以及设置于变速输出轴18上且与调速主动齿轮17相配合的多个调速从动齿轮19；其中，不同的调速主动齿轮17与不同的调速从动齿轮19相齿合实现变速输出轴18不同转速的调节。
为了说明本发明中变速箱的变速原理，本方案中采用三级调速结构为例来进行变速箱的变速说明。如图4所示，图中变速箱处于中速档位，此时，二级调速主动齿轮25与二级调速从动齿轮24咬合，当档位调节钮15往左移动时，带动变速箱一级调速从动齿轮22整体向左移动，此时变速箱一级调速主动齿轮23与一级调速从动齿轮22咬合转动，而其他齿轮则同时分离，此时变速箱输出轴18高速转动，带动水泵6高速旋转，此时水泵处于“水量优先”的工作模式；当档位调节钮15从图中所在位置往右移动时，此时变速箱三级调速主动齿轮27与三级调速从动齿轮26咬合转动，而其他齿轮则同时分离，此时变速箱输出轴18低速转动，带动水泵6低速旋转，此时水泵处于“扬程优先”的工作模式。
本发明中的水泵6可以选择离心泵或者容积泵(如罗茨泵、三叶泵、四叶泵、齿轮泵、螺杆泵、柱塞泵等)。为了说明本发明水泵的工作过程，在本实施方式中选用三叶泵来进行说明。如图5所示，三叶泵的水泵主输入轴28与变速箱输出轴18或者从动轴5(无变速箱时)相连，水泵主输入轴28通过齿轮连接的方式连接有水泵副输入轴29，水泵主输入轴28上设有第一泵叶30，水泵副输入轴29上设有第二泵叶31，变速箱输出轴18或者从动轴5转动，带动水泵主输入轴28和水泵副输入轴29同频转动，从而带动第一泵叶30和第二泵叶31咬合并转动，使齿叶(或凸轮)进、出水空间的容积交替变化，从而将水泵至出水管，同时也将水吸至进水管并实现泵水。
为了便于本发明水冲式无动力泵的便捷安装，在出水管4上设置挂环21，通过挂环可以便捷地将本发明安装挂接在水流中，极大的提升其安装便捷度。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：包括用于收集水流动能的螺旋叶片(1)，与所述螺旋叶片(1)固定相连的中空主动轴(2)，穿过所述中空主动轴(2)并通过轴承(3)与所述中空主动轴(2)相连的出水管(4)，通过齿轮与所述中空主动轴(2)相连的从动轴(5)，连接于所述从动轴(5)上且与所述出水管(4)相连的水泵(6)，以及与所述水泵(6)相连的进水管(7)。
2.根据权利要求1所述的一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：所述出水管(4)上还固定设有用于对所述螺旋叶片(1)、所述水泵(6)、以及所述进水管(7)进行防护的装置(8)。
3.根据权利要求2所述的一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：所述防护装置(8)整体呈纺锤形，且包括沿着水流方向依次设置的前拦渣网(9)，用于防护所述螺旋叶片(1)的叶片防护罩(10)，以及后拦渣网(11)。
4.根据权利要求3所述的一种前置螺旋叶片(1)水冲式无动力泵，其特征在于：所述后拦渣网(11)的后端还设有用于存储所述进水管(7)进水的存水器(12)，其中，所述进水管(7)的进水口位于所述存水器(12)内。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：所述进水管(7)的进水口还设有带有滤网的吸水罩(13)。
6.根据权利要求1～4任一项所述的一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：所述从动轴(5)和所述水泵(6)之间还设有变速箱(14)，其中所述变速箱(14)配设有用于调速的档位调节钮(15)。
7.根据权利要求6所述的一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：所述变速箱(14)包括与所述从动轴(5)相连的变速主动轴(16)，设置于所述变速主动轴(16)上的多个大小不同的调速主动齿轮(17)，与所述水泵(6)的输入轴相连的变速输出轴(18)，以及设置于所述变速输出轴(18)上且与所述调速主动齿轮(17)相配合的多个调速从动齿轮(19)；其中，不同的调速主动齿轮(17)与不同的调速从动齿轮(19)相齿合实现变速输出轴(18)不同转速的调节。
8.根据权利要求4或7所述的一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：所述水泵(6)为离心泵、罗茨泵、三叶泵、四叶泵、柱塞泵、齿轮泵、螺杆泵中的任一种。
9.根据权利要求4所述的一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：所述存水器(12)上还设有渣滓清理口(20)。
10.根据权利要求4或7所述的一种前置螺旋叶片水冲式无动力泵，其特征在于：所述出水管(4)上还设有便于固定挂接的挂环(21)。
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