CN1177064A - 自动密封无管潜水泵 - Google Patents
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Abstract
自动密封无管潜水泵,包括潜水电机、泵体、悬吊,在泵室侧外壁上有与泵室内腔通联的环形弹性密封囊,泵室内水平旋转的叶轮产生的离心力将高压水射向橡胶囊壁,使橡胶囊膨胀密封井筒,实现潜水泵的水封无管取水,适用于标准井筒的取水及江河、坑塘、水库等利用管道提水。
Description
本发明涉及农业排灌机械，特别是与标准井筒配套使用的潜水泵。
为达到农机设备标准化、通用化，国家对农田排灌井筒的直径规定了统一标准。筒井采用塑料、钢管、铸铁管、水泥沙管等材料。井筒内壁光滑横截面为圆形。井筒口径分为150mm、175mm、200mm、250mm、280mm、300mm、350mm7种规格。根据不同的井筒口径，选用不同大小的潜水泵与之配套使用。最早的潜水泵，泵室顶口与输水管相联，通过输水管将水输出深井。这种潜水泵要搬运输水管，使用较麻烦，因没有充分利用标准井筒，也造成了一定的浪费。
中国专利89210674.3公开了一种无管深井输水器，是为节省输水管而利用标准井筒输水的较好的技术方案。其技术要点是在潜水泵上口以及上部位设有密封装置，该装置的密封部分设有阻尼密封囊、高压密封囊组成一个封闭系统，利用水体压力实现密封，且密封囊设有波纹管，对水重量产生钢丝绳拉伸所致的潜水泵位移进行调整。这种技术方案也有缺陷：首先，在潜水泵喷出水的初始阶段，密封不严。正象专利文件记载的那样，在密封处仍有水泄漏。这是因为自泵室上口出来的水方向向上，与井筒轴向一致，而密封气囊所需的有效压力为井筒径向的力，这种力只能来自井筒水体压力，即水灌满井筒时，密封最严，所以该技术方案有密封不严的缺陷和只适于深井的局限性。第二，通过一整套复杂的机械调控装置来实现提水密封，制造麻烦且误差概率增大。
为此，申请人放弃水密封方案，另辟新路，提出了气密封方案。并申请了专利，专利号为93231803.7，名称为无管潜水泵。其技术要点是在泵体导流壳外壁上有一个环状凹形穴，装有一个环形气压密封气囊，充气后气囊可伸出穴外密封井壁，放气后可以缩回穴内。这种密封装置结构筒单，密封性能好，适合于不同深度的井筒。但是因要与气源相通，通过专用输气带向气囊内充气才能密封水体，每次应用前后要进行反复充放，操作复杂。因密封效果受充气压力影响较大，不易控制，也只能用于井中取水，存在局限性。
本发明的目的在于提供一种自动水密封密封装置结构简单、密封严、通用性强的无管潜水泵。
本发明的技术解决方案为：自动密封无管潜水泵，包括潜水电机、泵体、悬吊，在泵室侧上壁上有与泵室内腔通联的环形弹性密封囊，环形弹性密封囊的刚性上体、下体外周带有环形凹槽与橡胶囊的环形凸台配合，由弹簧挤压密封。环形弹性密封囊经泵室侧壁上的导流孔与泵空内腔相通联。导流孔为6个，均匀分布在水平旋转的叶轮对应的泵室的侧壁上，导流孔的轴线与叶轮外周轮廓线相切。
按照上述技术方案，选择规格适宜的潜水泵经悬吊送到井下水中，此时橡胶囊处于自然状态，其内的空气被水挤压沿泵室上面的出口排出，开动电机，水平叶轮转动，高压水沿叶轮切线方经导流孔直射橡胶囊，在水流离心压力作用下橡胶囊膨胀与井筒密封。这种密封在提水过程中自动首先完成，并且可保证密封橡胶囊内外压差最小而与井筒垂直压力最大，从而实现高效密封。据对潜水泵测试，泵室导流孔处的压强始终远大于潜水泵泵室上面出水口处的压强，如二级潜水泵其导流孔处的压强为0.175兆帕，泵室上面出水口的压强为0.120兆帕，压差为0.055兆帕。本发明只需在原潜水泵基础上装上与泵室相通的密封器即可，无论生产新泵还是改造老泵都比较方便。不增加能源消耗，密封过程不需附加装置，不需人工操作，也不存在复杂的机械传动和调控，完全靠密封装置本身自动实现水密封和解除密封，它适用于不同口径和深度的筒井。同时，也可用于江、河、湖、海、坑塘等各类水源利用管道提水。以二级潜水泵为例，工作效率高达75.6％，扬程高达26m。
附图1为本实用新型与井筒配合使用状态示意图；
附图2为本实用新型带筋密封装置剖视示意图；
附图3为图2A-A向剖视图。
结合附图，对本实用新型的实施例作描述：自动密封无管潜水泵，包括潜水电机、泵体、悬吊，用穿在吊环5上的钢丝绳4将潜水泵放入井筒12中，二级潜水泵室6下面依次为一级潜水泵室9，进水网10、潜水电机11。泵室6侧外壁上有与泵室6内腔通联的环形弹性密封囊。环形弹性密封囊的刚性上体3，下体8与泵室6侧外壁铸造一体(或焊接一体)，当环形弹性密封囊的刚性上体3、下体8与泵室6侧外壁活连接密封时(如带密封垫圈的卡接或螺栓连接)，上体3、下体8之间由刚性导流连接筋13相连，其作用一是用于固定支撑上下体，二是起导流作用，使泵室内的高压水对橡胶囊的垂直冲力最大。上体3、下体8外周带有环形凹槽，与橡胶囊7的环形凸台配合，由弹性圈2挤压密封。环形弹性密封囊经泵室6侧壁上的导流孔1与泵室6内腔通联。导流孔1为6个，均匀分布在水平旋转的叶轮对应的泵室6的侧壁上，导流孔1的轴线与叶轮外周轮廓线相切。刚性上体3、下体8的导流连接筋13为弧形，有6条，均匀分布，每两条导流连接筋13之间对应一个导流孔1。刚性上体3、下体8、导流连接筋13采用钢板或铸铁材料。
Claims (7)
1、自动密封无管潜水泵，包括潜水电机、泵体、悬吊，其特征在于：在泵室(6)侧外壁上有与泵室(6)内腔通联的环形弹性密封囊。
2、根据权利要求1所述的自动密封无管潜水泵，其特征在于：环形弹性密封囊的刚性上体(3)、下体(8)与泵室(6)侧外壁铸造一体(或焊接一体)，上体(3)、下体(8)外周带有环形凹槽，与橡胶囊(7)的环形凸台配合，由弹性圈(2)挤压密封。
3、根据权利要求1所述的自动密封无管潜水泵，其特征在于：环形弹性密封囊的刚性上体(3)、下体(8)与泵室(6)侧外壁活连接密封(如带密封垫圈的卡接或螺栓连接)，上体(3)、下体(8)之间由刚性导流连接筋(13)相连，上体(3)、下体(8)外周带有环形凹槽，与橡胶囊(7)的环形凸台配合，由弹性圈(2)挤压密封。
4、根据权利要求1所述的自动密封无管潜水泵，其特征在于：环形弹性密封囊经泵室(6)侧壁上的导流孔(1)与泵室(6)内腔通联。
5、根据权利要求4所述的自动密封无管潜水泵，其特征在于：导流孔(1)为6个，均匀分布在水平旋转的叶轮对应的泵室(6)的侧壁上，导流孔(1)的轴线与叶轮外周轮廓线相切。
6、根据权利要求3或5所述的自动密封无管潜水泵，其特征在于：刚性上体(3)、下体(8)的导流连接筋(13)为弧形，有6条，均匀分布，每两条导流连接筋(13)之间对应一个导流孔(1)。
7、根据权利要求2或3所述的自动密封无管潜水泵，其特征在于：刚性上体(3)、下体(8)、导流连接筋(13)采用钢板或铸铁材料。
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