CN114909342A - 一种深井泵的压力平衡结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种深井泵的压力平衡结构，属于泵技术领域。它解决了现有深井泵使用寿命低的问题。本深井泵包括内部具有油腔的泵壳，压力平衡结构包括设置在泵壳中且具有弹性的油杯，油杯将油腔与外界隔开，压力平衡结构还包括固定在泵壳中的挡板和挡柱，挡板遮挡油杯的开口，挡板朝向油杯的一侧具有凹入设置的导流槽，导流槽的端部贯穿挡板的边沿，挡柱位于挡板的边沿处且挡柱正对着导流槽的端部设置。本压力平衡结构具有提高深井泵使用寿命的优点。
Description
技术领域
本发明属于泵技术领域，涉及一种深井泵的压力平衡结构。
背景技术
深井泵的最大特点是将电动机和泵制成一体，传统的深井泵注油电机在深水压力下受到内、外压差的影响，密封机构等容易产生损坏和失效，从而引起泄漏、进水现象，造成电机损坏，影响整个潜水泵的使用寿命。
针对以上存在的问题，人们做出各式各样的改进来避免密封机构的损坏，有的还申请了专利，例如中国专利文献资料公开了潜水泵注油电机内、外压力平衡器[申请号：201020279365.X；授权公告号：CN201781355U]，其包括电机的壳体，壳体壁上制有凹环，在壳体内壁安装油囊，油囊的下部为厚壁，厚壁的外圈制有凹槽，在油囊上部制成薄壁，在油囊顶部制有凹盖，油囊的凹槽与壳体的凹环紧配合，在油囊的内壁卡入底盖，在底盖中开有通孔，底盖的底部制有折边，底盖的折边通过卡簧与油囊底面相卡紧。
该种结构的内、外压力平衡器，当内压增大时，油囊的薄壁部分在内压的作用下，向内压缩，同时油囊顶部的凹盖向下挤压，此时油腔体积增大，降低了内压；当外压增大时，油囊薄壁部分在外压的作用下，向四周伸展，并且油囊顶部的凹盖向上挤压，油腔体积变小，降低了外压，保护电机内密封机构。但是该种结构的内、外压力平衡器，在使用的过程中，泥沙等杂质会进入到油囊内，导致油囊内的空间变小，油囊感应内外压差的灵敏度会降低，甚至会导致油囊失效，从而造成密封机构的损坏。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种一种深井泵的压力平衡结构，解决的技术问题是如何使泥沙不易进入到油杯中，提高深井泵的使用寿命。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种深井泵的压力平衡结构，深井泵包括内部具有油腔的泵壳，压力平衡结构包括设置在泵壳中且具有弹性的油杯，所述油杯将油腔与外界隔开，其特征在于,压力平衡结构还包括固定在泵壳中的挡板和挡柱，所述挡板遮挡油杯的开口，所述挡板朝向油杯的一侧具有凹入设置的导流槽，所述导流槽的端部贯穿挡板的边沿，所述挡柱位于所述挡板的边沿处且所述挡柱正对着导流槽的端部设置。
深井泵放置在一定深度的水中用于抽水，深井泵在抽水时，水中的泥沙会随水一起流动。导流槽位于挡板朝向油杯的一侧和导流槽的端部贯穿挡板的边沿，保证油杯内的水能与外界的水进行交换，使油杯可以感知外界水压和油腔中油压的变化而产生内缩或外张，使水压和油压保持平衡，避免密封结构失效，避免水泵的损坏，提高深井泵的使用寿命。同时导流槽该种结构，相当于降低了油杯开口的流通横截面积，降低了油杯内水的流动性，降低了油杯内水的更换频率，降低泥沙随水进入到油杯中的几率，使油杯内不易积累泥沙，保证油杯的灵敏度，提高油杯平衡压力的作用，提高深井泵的使用寿命。挡柱位于挡板的边沿处且挡柱正对着导流槽的端部设置，挡柱的设置起到阻挡的作用，且配合导流槽的端部位置，防止水直接冲向导流槽，降低泥沙随水进入到油杯中的几率，使油杯内不易积累泥沙，提高油杯平衡压力的作用，提高深井泵的使用寿命。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述挡柱正对着导流槽端部的内侧壁为呈弧形状的导流壁，所述导流壁中间到挡板的距离小于导流壁两侧到挡板的距离。导流壁对水流起到导流的作用，保证水流可以流向导流槽，使油杯可以更好的感知外界水的压力，提高油杯平衡压力的作用。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述挡柱与挡板之间具有间隙或者所述挡柱抵靠在挡板上，所述挡柱的宽度大于导流槽端部的宽度。该种结构，使挡柱可以起到更好的挡泥沙的作用，使泥沙不能直接冲向导流槽，降低泥沙进入到油杯中的几率，使油杯内不易积累泥沙，提高油杯平衡压力的作用，提高深井泵的使用寿命。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述导流槽通过冲压挡板的一侧形成，所述挡板的另一侧自然形成凸起设置的导流部，所述导流槽和导流部的横截面均呈弧形。该种结构，通过冲压的方式一次成型，加工方便；导流部凸出设置在挡板的另一侧，泥沙撞击导流部时可以更好的扬起，使泥沙可以更好的被水流带走。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述油杯内的顶部固连有顶盖，所述顶盖包括外环部和内凸部，所述外环部和内凸部之间具有凹入设置的储泥腔，所述外环部贴着油杯开口处的内侧壁设置，所述内凸部的顶部具有通水孔。深井泵在抽水时，依然会有部分泥沙随水进入到导流槽中，泥沙的密度比水大，储泥腔的设置使泥沙沉积在储泥腔中，同时通水孔位于内凸部的顶部，进一步防止泥沙进入到油杯中，使油杯内不易积累泥沙，提高油杯平衡压力的作用，提高深井泵的使用寿命。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述泵壳包括内壳和外壳，所述内壳设置在外壳中的上部，所述油杯位于内壳中的上部，所述外壳中的下部设有叶轮，所述油腔位于内壳中且内壳中设有电机，所述电机的输出轴伸出内壳并与叶轮相连，所述外壳的底部具有进水口，所述内壳的外侧壁和外壳的内侧壁之间具有过水通道，所述内壳的顶部与外壳的顶部之间具有过渡腔，所述外壳的顶部具有出水口，所述进水口通过过水通道和过渡腔与出水口相连通，所述进水口通过过水通道、过渡腔和导流槽与油杯内部的空腔相连通。本深井泵叶轮位于泵壳的下部，电机位于泵壳的上部，电机工作会产生热量，热量会传递到内壳，深井泵抽水时，水沿着进水口、过水通道和过渡腔流动后从出水口排出，水经过过水通道时会进行热交换带走内壳上的热量，从而对电机进行降温，防止电机过热，提高电机的使用寿命，从而提高深井泵的使用寿命；同时油杯位于泵壳的顶部，油杯的开口朝上，挡板、挡柱、导流槽和顶盖的设置使泥沙不易进入到油杯内部的空腔中，使油杯内不易积累泥沙，提高油杯平衡压力的作用，提高深井泵的使用寿命。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述挡板位于过渡腔中，所述挡板的周向边沿与内壳顶部的边沿具有设定的间距，所述挡板凸出设置在内壳顶部的上表面。该种结构，水流从过水通道进入到过渡腔时，会冲击挡板，挡板改变水流的方向，使泥沙可以更好的扬起，使泥沙可以更好的被水流带走，使油杯内不易积累泥沙，提高油杯平衡压力的作用，提高深井泵的使用寿命。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述过渡腔沿泵壳轴向的高度大于所述过水通道沿泵壳径向的宽度。流通横截面积的改变，会改变水流的流速，使泥沙可以更好的被水流带走，使油杯内不易积累泥沙，提高油杯平衡压力的作用，提高深井泵的使用寿命。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述挡柱位于过渡腔中且所述挡柱位于内壳顶部的边沿处，所述挡柱的两端分别与内壳和外壳相接触。挡柱设置在该处，对水流起到隔挡的作用，改变水流的流向，使泥沙不易进入到导流槽中；同时挡柱的设置提高过渡腔处的强度，使泵壳在该处不易损坏，提高深井泵的使用寿命。
在上述的一种深井泵的压力平衡结构中，所述深井泵还包括浮球，所述过渡腔中设有支撑柱，所述支撑柱位于内壳顶部的边沿处，且所述支撑柱的两端分别与内壳和外壳相接触，所述浮球通过导线穿过支撑柱与电机电相联。浮球可以检测水压等信息，通过浮球检测的信息来控制电机的启动，防止电机被烧毁，提高深井泵的使用寿命；支撑柱起到挡水改变水流流向作用的同时提高过渡腔处的强度，使泵壳在该处不易损坏，提高深井泵的使用寿命。
与现有技术相比，本发明提供的一种深井泵的压力平衡结构具有以下优点：
1、本压力平衡结构通过油杯来感知外界水压和内部油压的变化，且油杯感知压力变化后会相应的内缩或者外张，从而使水压和油压保持平衡，避免密封结构失效，避免水泵的损坏，提高深井泵的使用寿命。
2、本压力平衡结构通过挡板、挡柱和导流槽的设置保证油杯能感知外界水压和内部油压的同时降低油杯中水的流动性，且使水流不能正向冲向导流槽，使泥沙不易进入到油杯中，保证油杯的灵敏度，提高油杯平衡压力的作用，提高深井泵的使用寿命。
3、本深井泵叶轮位于泵壳的下部，电机位于泵壳的上部，进水口位于泵壳的底部，出水口位于泵壳的顶部，水经过过水通道时会带动内壳上的热量，防止电机过热，提高电机的使用寿命，从而提高深井泵的使用寿命。
附图说明
图1是本深井泵的整体结构剖视图。
图2是本深井泵的压力平衡结构的整体结构剖视图。
图3是本压力平衡结构挡柱和挡板的位置示意图。
图4是本压力平衡结构挡板的整体结构示意图。
图5是本压力平衡结构顶盖位于油杯中的整体结构示意图。
图中，1、泵壳；11、油腔；12、内壳；13、外壳；14、进水口；15、过水通道；16、过渡腔；17、出水口；2、油杯；3、挡板；31、导流槽；32、导流部；4、挡柱；41、导流壁；5、顶盖；51、外环部；52、内凸部；53、储泥腔；54、通水孔；6、叶轮；7、电机；71、输出轴；8、浮球；9、支撑柱。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2所示，深井泵包括泵壳1、叶轮6、电机7、浮球8、支撑柱9和压力平衡结构，压力平衡结构包括油杯2、挡板3、挡柱4和顶盖5。
泵壳1包括内壳12和外壳13，内壳12设置在外壳13中的上部，油杯2位于内壳12中的上部，外壳13中的下部设有叶轮6，内壳12中具有油腔11且内壳12中设有电机7，电机7的输出轴71伸出内壳12并与叶轮6相连，外壳13的底部具有进水口14，内壳12的外侧壁和外壳13的内侧壁之间具有过水通道15，内壳12的顶部与外壳13的顶部之间具有过渡腔16，过渡腔16沿泵壳1轴向的高度大于过水通道15沿泵壳1径向的宽度，外壳13的顶部具有出水口17，进水口14通过过水通道15和过渡腔16与出水口17相连通，进水口14通过过水通道15、过渡腔16和导流槽31与油杯2内部的空腔相连通。
如图3所示，挡板3位于过渡腔16中，挡板3遮挡油杯2的开口，挡板3的周向边沿与内壳12顶部的边沿具有设定的间距，挡板3凸出设置在内壳12顶部的上表面。如图4所示，挡板3朝向油杯2的一侧具有凹入设置的导流槽31，导流槽31的端部贯穿挡板3的边沿，导流槽31通过冲压挡板3的一侧形成，挡板3的另一侧自然形成凸起设置的导流部32，导流槽31和导流部32的横截面均呈弧形。
挡柱4位于过渡腔16中，且挡柱4位于内壳12顶部的边沿处，挡柱4的两端分别与内壳12和外壳13相接触，挡柱4位于挡板3的边沿处且挡柱4正对着导流槽31的端部设置，挡柱4正对着导流槽31端部的内侧壁为呈弧形状的导流壁41，导流壁41中间到挡板3的距离小于导流壁41两侧到挡板3的距离，挡柱4的宽度大于导流槽31端部的宽度。本实施例中，挡柱4与挡板3之间具有间隙，在实际生产中，挡柱4可以抵靠在挡板3上。过渡腔16中设有支撑柱9，支撑柱9位于内壳12顶部的边沿处，且支撑柱9的两端分别与内壳12和外壳13相接触，浮球8通过导线穿过支撑柱9与电机7电相联。
油杯2具有弹性，油杯2将油腔11与外界隔开，如图5所示，油杯2内的顶部固连有顶盖5，顶盖5包括外环部51和内凸部52，外环部51和内凸部52之间具有凹入设置的储泥腔53，外环部51贴着油杯2开口处的内侧壁设置，内凸部52的顶部具有通水孔54。
深井泵放置在一定深度的水中用于抽水，外界的水通过进水口14、过水通道15、过渡腔16和导流槽31与油杯2内部的空腔相连通。油杯2感知外界的水压和油腔11中的油压，通过内缩或者外张的方式改变油腔11的容积，从而改变油腔11中的油压，使油压与外界的水压平衡。深井泵工作时，外界的水通过出水口17、过水通道15和过渡腔16后从出水口17排出，同时部分水通过导流槽31进入到油杯2中，使油杯2可以实时感知外界水压和油压的变化，油杯2实时通过内缩或者外张的方式进行调整，使外界的水和油腔11中的油压保持动态平衡。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了泵壳1、油腔11、内壳12、外壳13、进水口14、过水通道15、过渡腔16、出水口17、油杯2、挡板3、导流槽31、导流部32、挡柱4、导流壁41、顶盖5、外环部51、内凸部52、储泥腔53、通水孔54、叶轮6、电机7、输出轴71、浮球8、支撑柱9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种深井泵的压力平衡结构，深井泵包括内部具有油腔(11)的泵壳(1)，压力平衡结构包括设置在泵壳(1)中且具有弹性的油杯(2)，所述油杯(2)将油腔(11)与外界隔开，其特征在于,压力平衡结构还包括固定在泵壳(1)中的挡板(3)和挡柱(4)，所述挡板(3)遮挡油杯(2)的开口，所述挡板(3)朝向油杯(2)的一侧具有凹入设置的导流槽(31)，所述导流槽(31)的端部贯穿挡板(3)的边沿，所述挡柱(4)位于所述挡板(3)的边沿处且所述挡柱(4)正对着导流槽(31)的端部设置。
2.根据权利要求1所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述挡柱(4)正对着导流槽(31)端部的内侧壁为呈弧形状的导流壁(41)，所述导流壁(41)中间到挡板(3)的距离小于导流壁(41)两侧到挡板(3)的距离。
3.根据权利要求1所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述挡柱(4)与挡板(3)之间具有间隙或者所述挡柱(4)抵靠在挡板(3)上，所述挡柱(4)的宽度大于导流槽(31)端部的宽度。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述导流槽(31)通过冲压挡板(3)的一侧形成，所述挡板(3)的另一侧自然形成凸起设置的导流部(32)，所述导流槽(31)和导流部(32)的横截面均呈弧形。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述油杯(2)内的顶部固连有顶盖(5)，所述顶盖(5)包括外环部(51)和内凸部(52)，所述外环部(51)和内凸部(52)之间具有凹入设置的储泥腔(53)，所述外环部(51)贴着油杯(2)开口处的内侧壁设置，所述内凸部(52)的顶部具有通水孔(54)。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述泵壳(1)包括内壳(12)和外壳(13)，所述内壳(12)设置在外壳(13)中的上部，所述油杯(2)位于内壳(12)中的上部，所述外壳(13)中的下部设有叶轮(6)，所述油腔(11)位于内壳(12)中且内壳(12)中设有电机(7)，所述电机(7)的输出轴(71)伸出内壳(12)并与叶轮(6)相连，所述外壳(13)的底部具有进水口(14)，所述内壳(12)的外侧壁和外壳(13)的内侧壁之间具有过水通道(15)，所述内壳(12)的顶部与外壳(13)的顶部之间具有过渡腔(16)，所述外壳(13)的顶部具有出水口(17)，所述进水口(14)通过过水通道(15)和过渡腔(16)与出水口(17)相连通，所述进水口(14)通过过水通道(15)、过渡腔(16)和导流槽(31)与油杯(2)内部的空腔相连通。
7.根据权利要求6所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述挡板(3)位于过渡腔(16)中，所述挡板(3)的周向边沿与内壳(12)顶部的边沿具有设定的间距，所述挡板(3)凸出设置在内壳(12)顶部的上表面。
8.根据权利要求6所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述过渡腔(16)沿泵壳(1)轴向的高度大于所述过水通道(15)沿泵壳(1)径向的宽度。
9.根据权利要求6所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述挡柱(4)位于过渡腔(16)中且所述挡柱(4)位于内壳(12)顶部的边沿处，所述挡柱(4)的两端分别与内壳(12)和外壳(13)相接触。
10.根据权利要求6所述的一种深井泵的压力平衡结构，其特征在于，所述深井泵还包括浮球(8)，所述过渡腔(16)中设有支撑柱(9)，所述支撑柱(9)位于内壳(12)顶部的边沿处，且所述支撑柱(9)的两端分别与内壳(12)和外壳(13)相接触，所述浮球(8)通过导线穿过支撑柱(9)与电机(7)电相联。
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2022
- 2022-06-15 CN CN202210673145.2A patent/CN114909342B/zh active Active
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