CN111828340A - 一种高效节能自吸离心水力系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效节能自吸离心水力系统，涉及水泵技术领域，其技术方案要点是：包括泵体，泵体设有离心叶轮、进水通道、离心腔、出水通道，泵体设有射流器、储能仓、连通通道、自适应调节阀，自适应调节阀包括外壳、自适应浮球体，外壳设有绕流腔、进水口、出水口，绕流腔包括导向段，进水通道具有窄口段，储能仓设有补水进口，进水通道的内壁设有阶梯环槽，离心叶轮的端部设有凸部，出水通道的内壁设有回流腔，回流腔的内壁设有弹性弧板。通过设置射流器、自适应调节阀，减小泵体的能量损耗，提高泵体对能量利用率高，使泵体更加高效节能；通过设置窄口段，提高泵体的自吸能力；通过设置弹性弧板，进一步提高泵体对能量利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及水泵技术领域，特别涉及一种高效节能自吸离心水力系统。
背景技术
目前水泵是输送液体或使液体增压的机械，它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体。
吸离心泵为水泵的一种，自吸泵是靠泵自身的特殊结构而产生自吸作用的单级单吸离心泵，和普通离心泵相比，在泵体结构上有显著差别：一是泵进口位置提高，有时还装上吸入阀；二是在出水侧设置了一个水气分离室。
现有的离心自吸泵普遍采用填充式的自吸结构，通常采用在进水口对自吸泵进行补水，而在抽水的过程中内部的水气分离室与离心叶轮腔中水体的循环仍在进行，仍在进行自吸，造成的能量损耗较高，存在能量利用率低的缺陷，无法满足大流量高吸程的要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高效节能自吸离心水力系统，能够减小泵体的能量损耗，提高泵体对能量利用率高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高效节能自吸离心水力系统，包括泵体，所述泵体设有离心叶轮，所述泵体内部设有进水通道、供离心叶轮安装的离心腔、出水通道，所述泵体设有射流器、用于储水的储能仓、用于将储能仓与射流器连通的连通通道，所述射流器的喷嘴与进水通道连通，所述连通通道的内壁设有用于控制连通通道中水体流通的自适应调节阀；
当泵体开始自吸运行时，所述自适应调节阀打开使储能仓中的水体通过射流器射入进水通道；
当泵体开始正常传输外部水体时，所述自适应调节阀关闭使储能仓中的水体无法进入进水通道。
通过采用上述技术方案，通过设置射流器、储能仓对泵体的提供水体，提高其自吸能力，无需在泵体起动时，通过打开进水口对泵体进行补水，较为方便，当泵体开始正常传输外部水体时，自适应调节阀将射流器关闭，使泵体不再进行自吸作用，减小泵体的能量损耗，提高泵体对能量利用率高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述自适应调节阀包括外壳、自适应浮球体，所述外壳设有绕流腔、进水口、出水口，所述进水口、出水口与绕流腔连通，所述自适应浮球体位于绕流腔内，所述自适应浮球体位于进水口与出水口之间，所述自适应浮球体能够受通过的水流推动朝向出水口运动将出水口封闭。
通过采用上述技术方案，当泵体开始自吸运行时，储能仓中的水的动能由进水通道于储能仓的气压差提供，其流速较缓对自适应浮球体的冲击力较小，水体通过自适应浮球体与绕流腔之间的间隙从出水口流出，再通过射流器射入进水通道；当泵体开始正常输送外部水体时，由于水体的受离心叶轮的离心效果要比气体强，产生的吸力更大，储能仓与进水通道的压强差增大，使通过绕流腔的水体动能变强，水体推动自适应浮球体向出水口运动，直至自适应浮球体的侧壁与出水口的口壁相紧贴。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述绕流腔包括用于连通出水口的导向段，所述导向段呈圆台状其横截面积朝向出水口渐缩。
通过采用上述技术方案，导向段的设置使自适应浮球体能够准确到达将出水口封闭的位置，便于自适应浮球体受通过的水流推动朝向出水口运动将出水口封闭。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述进水通道具有窄口段，所述窄口段的截面积小于进水通道其他部分的截面积，所述射流器位于窄口段中。
通过采用上述技术方案，按照文丘里原理，当气流流向窄口段时，气流的流速加快，其静压力会进一步减小，增加射流器内外的压强差，进一步提高射流器的流量，加强泵体的自吸能力。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述射流器的喷嘴口与离心叶轮的轴线同轴并朝向离心叶轮。
通过采用上述技术方案，喷嘴口与离心叶轮同轴设置，使离心叶轮产生的吸力能够充分传递到喷嘴处，提高喷嘴喷出的水体量，提高泵体的自吸能力，使之能够快速将进入正常工作状态。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述窄口段靠近离心腔。
通过采用上述技术方案，窄口段的位置使射流器喷出的水体能够直接进入离心腔中，避免水体与进水管道的内壁接触而造成动能损失，进一步提高泵体的自吸能力。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述储能仓设有补水进口，所述补水进口连通离心腔，所述补水进口位于离心叶轮下方，所述进水通道靠近离心腔一端的内壁设有阶梯环槽，所述离心叶轮的端部设有用于嵌入阶梯环槽的凸部，所述阶梯环槽的侧壁与凸部相贴，所述储能仓的顶部高于阶梯环槽的底壁。
通过采用上述技术方案，储能仓中的水体通过补水口进入离心腔内，离心腔中水体的水平面高过阶梯环槽的底壁，阶梯环槽与凸部之间形成迷宫密封，而水体进入阶梯环槽中通过渗透作用，将凸部与阶梯环槽侧壁之间的间隙填充形成水密封，使离心叶轮与进水通道内壁之间的密封性较好，离心腔内的空气不易进入进水通道而对使进水通道与离心腔之间的压强差减小，而导致泵体的自吸效果变差。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述出水通道的内壁设有回流腔，所述回流腔的底壁具有回流通道，所述回流通道连通储能仓。
通过采用上述技术方案，回流腔的设置能使储能仓喷出的部分水流返回储能仓，对储能仓内的水体进行补充，使之能够重复被泵体所利用提高其自吸力，延长人员对储能仓的补水间隔时间。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述回流腔的内壁设有弹性弧板，所述弹性弧板将回流腔分隔为进水部、回流部，所述出水通道与进水部连通，所述回流通道位于回流部内，所述弹性弧板与回流腔的腔壁之间具有水流通过的间隙；
当所述进水部的水压增大时，所述弹性弧板受水压作用，将进水部、回流部阻隔。。
通过采用上述技术方案，当泵体自吸抽气时，进水部中的气体作用与弹性弧板的压力较小无法使弹性弧板弯曲，弹性护板与回流腔腔壁之间的间隙保持打开状态，使离心过来的水体能够通过该间隙流入回流腔中，继而回流到储能仓内，当泵体排气完毕抽水时，进水部中水体冲击弹性弧板的压力使弹性弧板发生弹性形变，弹性弧板的端部与回流腔的内壁相紧贴，将进水部、回流部阻隔。使泵体正常工作下，水体无法回流，减少回流造成的能量损失，提高泵体对能量利用率，满足大流量高吸程的要求。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1、通过设置射流器、自适应调节阀，减小泵体的能量损耗，提高泵体对能量利用率高，使泵体更加高效节能；
2、通过设置窄口段，提高泵体的自吸能力；
3、通过设置弹性弧板，进一步提高泵体对能量利用率高。
附图说明
图1为实施例的一种高效节能自吸离心水力系统的局部剖视图；
图2为实施例的自适应调节阀的剖视图。
图中，1、泵体；11、进水通道；12、离心腔；13、出水通道；14、储能仓；141、补水进口；15、连通通道；16、窄口段；17、阶梯环槽；18、回流腔；181、进水部；182、回流部；183、弹性弧板；2、离心叶轮；21、凸部；3、射流器；4、自适应调节阀；41、外壳；42、自适应浮球体；43、绕流腔；44、进水口；45、出水口；46、导向段。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1和图2，为本发明公开的一种高效节能自吸离心水力系统，包括泵体1，泵体1设有离心叶轮2，离心叶轮2由泵体1内的电机驱动转动，泵体1内部设有进水通道11、供离心叶轮2安装的离心腔12、出水通道13。
泵体1设有射流器3、用于储水的储能仓14、用于将储能仓14与射流器3连通的连通通道15，射流器3与泵体1固定连接，储能仓14位于进水通道11下方，射流器3的喷嘴位于进水通道11中，射流器3的喷嘴口与离心叶轮2的轴线同轴并朝向离心叶轮2。喷嘴口与离心叶轮2同轴设置，使离心叶轮2产生的吸力能够充分传递到喷嘴处，提高喷嘴喷出的水体量，提高泵体1的自吸能力，使之能够快速将进入正常工作状态。
进水通道11具有窄口段16，窄口段16的截面积小于进水通道11其他部分的截面积，射流器3位于窄口段16中，窄口段16靠近离心腔12。根据文丘里原理，当气流流向窄口段16时，气流的流速加快，其静压力会进一步减小，增加射流器3内外的压强差，进一步提高射流器3的流量，加强泵体1的自吸能力，窄口段16的位置使射流器3喷出的水体能够直接进入离心腔12中，避免水体与进水管道的内壁接触而造成动能损失，进一步提高泵体1的自吸能力。
储能仓14设有补水进口141，补水进口141连通离心腔12，补水进口141于离心腔12的端口位于离心叶轮2下方，进水通道11靠近离心腔12一端的内壁设有阶梯环槽17，阶梯环槽17与离心叶轮2同轴，离心叶轮2朝向进水通道11的端部设有用于嵌入阶梯环槽17的凸部21，阶梯环槽17的侧壁与凸部21相贴，形成迷宫密封，储能仓14的顶部高于阶梯环槽17的底壁，储能仓14中的水体通过补水口进入离心腔12内，离心腔12中水体的水平面高过阶梯环槽17的底壁，阶梯环槽17与凸部21之间形成迷宫密封，水体进入阶梯环槽17中通过渗透作用，将凸部21与阶梯环槽17侧壁之间的间隙填充形成水密封，使离心叶轮2与进水通道11内壁之间的密封性较好，离心腔12内的空气不易进入进水通道11而对使进水通道11与离心腔12之间的压强差减小，而导致泵体1的自吸效果变差，造成能量浪费。
出水通道13的内壁设有回流腔18，回流腔18位于储能仓14的上方，回流腔18的底壁具有回流通道，回流通道连通储能仓14的顶部，回流腔18的内壁固设有弹性弧板183，弹性弧板183的侧壁与回流腔18的腔壁相贴，弹性弧板183的周向侧壁设有橡胶层，弹性弧板183的材质采用不锈钢，弹性弧板183将回流腔18分隔为进水部181、回流部182，出水通道13与进水部181连通，回流通道位于回流部182内，弹性弧板183的一端与回流腔18的内壁固定连接，另一端与回流腔18的腔壁之间具有供水流通过的间隙。
当泵体1抽气时，进水部181中的气体作用与弹性弧板183的压力较小无法使弹性弧板183弯曲，弹性护板与回流腔18腔壁之间的间隙保持打开状态，使离心过来的水体能够通过该间隙流入回流腔18中，继而回流到储能仓14内，当泵体1排气完毕抽水时，进水部181中水体冲击弹性弧板183的压力使弹性弧板183发生弹性形变，弹性弧板183的端部与回流腔18的内壁相紧贴，将进水部181、回流部182阻隔。使泵体1正常工作下，水体无法回流，减少回流造成的能量损失，提高泵体1对能量利用率，满足大流量高吸程的要求。
连通通道15的内壁设有用于控制连通通道15中水体流通的自适应调节阀4，自适应调节阀4包括外壳41、自适应浮球体42，外壳41与连通通道15固定连接，外壳41的周向外部与连通通道15的内壁相贴，外壳41设有绕流腔43、进水口44、出水口45，进水口44、出水口45分别贯通至外壳41的两端，进水口44、出水口45与绕流腔43连通，自适应浮球体42位于绕流腔43内，进水口44呈十字形，使水流能够正常通过自适应浮球体42，自适应浮球体42位于进水口44与出水口45之间，绕流腔43的截面积大于自适应浮球体42的截面积，自适应浮球体42的截面积大于出水口45的截面积，绕流腔43包括用于连通出水口45的导向段46，导向段46位于自适应浮球体42上方，导向段46呈圆台状其横截面积朝向出水口45渐缩，导向段46的设置使自适应浮球体42能够准确到达将出水口45封闭的位置，便于自适应浮球体42受通过的水流推动朝向出水口45运动将出水口45封闭。
本实施例的实施原理为：当泵体1开始自吸运行时，储能仓14中的水的动能由进水通道11于储能仓14的气压差提供，其流速较缓对自适应浮球体42的冲击力较小，水体通过自适应浮球体42与绕流腔43之间的间隙从出水口45流出，再通过射流器3射入进水通道11；当泵体1开始输送外部水体时，由于水体的受离心叶轮2的离心效果要比气体强，产生的吸力更大，储能仓14与进水通道11的压强差增大，使通过绕流腔43的水体动能变强，水体推动自适应浮球体42向出水口45运动，直至自适应浮球体42的侧壁与出水口45的口壁相紧贴，将连通通道15封闭，同时离心水体冲击弹性弧板183使之形变，将回流部182封闭，使泵体1内的水体的自循环不再进行，减小泵体1的能量损耗，提高泵体1对能量利用率。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高效节能自吸离心水力系统，包括泵体(1)，所述泵体(1)设有离心叶轮(2)，所述泵体(1)内部设有进水通道(11)、供离心叶轮(2)安装的离心腔(12)、出水通道(13)，其特征是：所述泵体(1)设有射流器(3)、用于储水的储能仓(14)、用于将储能仓(14)与射流器(3)连通的连通通道(15)，所述射流器(3)的喷嘴与进水通道(11)连通，所述连通通道(15)的内壁设有用于控制连通通道(15)中水体流通的自适应调节阀(4)；
当泵体(1)开始自吸运行时，所述自适应调节阀(4)打开使储能仓(14)中的水体通过射流器(3)射入进水通道(11)；
当泵体(1)开始正常传输外部水体时，所述自适应调节阀(4)关闭使储能仓(14)中的水体无法进入进水通道(11)。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能自吸离心水力系统，其特征是：所述自适应调节阀(4)包括外壳(41)、自适应浮球体(42)，所述外壳(41)设有绕流腔(43)、进水口(44)、出水口(45)，所述进水口(44)、出水口(45)与绕流腔(43)连通，所述自适应浮球体(42)位于绕流腔(43)内，所述自适应浮球体(42)位于进水口(44)与出水口(45)之间，所述自适应浮球体(42)能够受通过的水流推动朝向出水口(45)运动将出水口(45)封闭。
3.根据权利要求2所述的一种高效节能自吸离心水力系统，其特征是：所述绕流腔(43)包括用于连通出水口(45)的导向段(46)，所述导向段(46)呈圆台状其横截面积朝向出水口(45)渐缩。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能自吸离心水力系统，其特征是：所述进水通道(11)具有窄口段(16)，所述窄口段(16)的截面积小于进水通道(11)其他部分的截面积，所述射流器(3)位于窄口段(16)中。
5.根据权利要求4所述的一种高效节能自吸离心水力系统，其特征是：所述射流器(3)的喷嘴口与离心叶轮(2)的轴线同轴并朝向离心叶轮(2)。
6.根据权利要求5所述的一种高效节能自吸离心水力系统，其特征是：所述窄口段(16)靠近离心腔(12)。
7.根据权利要求1所述的一种高效节能自吸离心水力系统，其特征是：所述储能仓(14)设有补水进口(141)，所述补水进口(141)连通离心腔(12)，所述补水进口(141)位于离心叶轮(2)下方，所述进水通道(11)靠近离心腔(12)一端的内壁设有阶梯环槽(17)，所述离心叶轮(2)的端部设有用于嵌入阶梯环槽(17)的凸部(21)，所述阶梯环槽(17)的侧壁与凸部(21)相贴，所述储能仓(14)的顶部高于阶梯环槽(17)的底壁。
8.根据权利要求1所述的一种高效节能自吸离心水力系统，其特征是：所述出水通道(13)的内壁设有回流腔(18)，所述回流腔(18)的底壁具有回流通道，所述回流通道连通储能仓(14)。
9.根据权利要求8所述的一种高效节能自吸离心水力系统，其特征是：所述回流腔(18)的内壁设有弹性弧板(183)，所述弹性弧板(183)将回流腔(18)分隔为进水部(181)、回流部(182)，所述出水通道(13)与进水部(181)连通，所述回流通道位于回流部(182)内，所述弹性弧板(183)与回流腔(18)的腔壁之间具有水流通过的间隙；
当所述进水部(181)的水压增大时，所述弹性弧板(183)受水压作用，将进水部(181)、回流部(182)阻隔。
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Denomination of invention: An efficient and energy-saving self priming centrifugal hydraulic system Effective date of registration: 20231013 Granted publication date: 20220906 Pledgee: Wenling sub branch of Postal Savings Bank of China Ltd. Pledgor: Puxunt Pump Co.,Ltd. Registration number: Y2023980060803 |
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