CN201865834U - 一种多介质液体混合系统中的驱动水轮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种由流体驱动的按设定混合比进行混合的多介质混合系统中的驱动水轮装置。针对现有装置只适用于介质混合比较大的介质，比例混合器额定工作流量范围较窄，收缩段导致流体介质压力降低的问题。它包括一带双向开口的外壳、安置在外壳内的水轮驱动机构；水轮驱动机构由水轮机壳体、水轮叶片和安装叶片的转动轴组成；水轮机壳体为一嵌置在外壳内的环状体，环状体的壳体部位设有面向外壳左、右端开口的水轮机进液孔和出液孔，转动轴呈偏心状设于水轮机壳体内腔并在转动轴轴杆上设有两片呈十字交叉状安置的水轮叶片。本实用新型适用于化工、消防等领域，主要适用于室内外火灾的消防工程。

Description

一种多介质液体混合系统中的驱动水轮装置

技术领域

本实用新型涉及一种液体驱动装置，特别是涉及一种由流体驱动的按设定混合比进行混合的多介质混合系统中的驱动水轮装置。

背景技术

在目前使用的消防系统中需要将一种或多种灭火剂与主体消防水按比例混合形成所需的混合液，以达到消防灭火的目的。同样，在化工、食品等生产领域中根据产品工艺的要求，也需要对多种不同流体介质进行比例混合。可见，多介质混合技术的研究和应用，在当代生产和生活中关系是极为紧密的。据本申请人对相关技术的分析，现有的多介质比例混合装置有如下几种主要型式。

1、负压式比例混合系统，含压介质A（参见图4）在流经比例混合器时产生负压，将介质B吸入与其混合形成比例混合液；

2、压力式比例混合系统，介质B储存在耐压容器中的胶囊内，介质A在流经比例混合器时产生负压，同时流入耐压容器，将介质B从胶囊中挤进比例混合器与其混合形成比例混合液；

3、为平衡式比例混合系统，含压介质A在流经比例混合器时产生负压，介质B由加压泵加压，流经压力式平衡阀后在比例混合器中与介质A混合形成比例混合液，压力式平衡阀通过平衡介质A和介质B的压力进而控制进入比例混合器的介质B的压力和流率，以保持两种介质的混合比例。

4、计量注入式比例混合系统，安装在介质A流通管道的流量计测量其流率，并将流率信号传送至控制器，控制器按照设定的混合比和介质A流率计算出所需的介质B流率，并通过控制变频器、变频电机和容积泵所需介质B注入介质A管道，与之混合形成混合液。

以上前三种比例混合系统对介质混合比的控制能力按序增强，但均使用了以文丘里管原理设计的比例混合器（参见图1）。文丘里管中有一个收缩段，根据伯努利方程可知，主流体（介质A）流过收缩段时管壁静压变小，由此产生负压，并通过一个节流孔板将其他流体（介质B）吸入并混合。而这种由负压与节流孔板所形成的其他流体（介质B）的流量与流经比例混合器的主流体（介质A）的流量之间是非线性关系的。因此，这种比例混合器的流量范围是很有限的，为保证介质混合比控制在合适的范围内，它额定的工作流量范围通常都较窄，只能适用于流量范围变化不大的场所，通常只是两种介质的混合。另外，收缩段的存在还会导致流体介质压力降低。

第4种比例混合系统中虽然不再需要上述的比例混合器，做到了混合比可随时设置且可大可小，可实现超过两种介质的多种介质混合，但系统构成复杂，必须借助于外加动力源，系统的供电可靠性要求较高。

因此，探寻一种既能有效实现多介质比例混合，同时又能不借助于外加动力源的多介质比例混合系统，就成为相关行业亟需解决的一大课题。

因此，探寻一种既能有效实现多介质混合，同时又能不借助于外加动力源的多介质混合装置，就成为相关行业亟需解决的一大课题。

发明内容

本实用新型的目的旨在：针对现有的多介质混合装置只适用于介质混合比较大的介质，比例混合器额定工作流量范围较窄，收缩段导致流体介质压力降低的问题，或者需要配置外加耗能辅助混合装置才能实现多介质混合的现状，提供了一种仅利用含压主介质动力的混合装置，其不仅能在运行中保持相应的压力，同时也能实现与其他介质理想混合。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括两端分别设有主介质输入端和主介质输出端的外壳、以及安置在所述外壳内的水轮驱动机构；其中所述的水轮驱动机构由水轮机壳体、水轮叶片和安装水轮叶片的转动轴组成；所述的外壳为一带双向开口的阀腔体，所述的水轮机壳体为一嵌置在外壳内的环状体，环状体的对应周边的壳体部位设有面向外壳左右端开口的水轮机进液孔和水轮机出液孔，所述转动轴呈偏心状设于水轮机壳体的内腔，并在所述转动轴的轴杆上设有两片呈十字交叉状安置的水轮叶片。

进一步优选地，所述水轮机壳体横截面上弧ad和弧bc与转动轴同心，弧ab和弧cd的两端均与相接触的水轮叶片相切，所述水轮叶片沿转轴轴向垂直面方向做往复运动。

所述转动轴的位于水轮机内腔的部位是一空心轴，轴体上设有安置所述水轮叶片的滑槽。

所述的每一水轮叶片的中部设有一开口状U形槽口。

本实用新型的有益效果是：根据以上技术方案提出的这种多介质混合系统中的驱动水轮装置，利用设置在流体管线中的一个水轮机驱动机构，不仅使有压介质输入输出两端的压力损耗处于较小的范围内，同时也为通过转轴输出必要的转速信号驱动后续管线中无外加动力实现比例自调的多介质混合提供技术支持。

 附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的e-e剖面图；

图3为两个叶片的空间位置关系示意图；

图4为比例混合器（文丘里管）工作原理示意图。

图中：

11－外壳              12－水轮机进液孔       13－主介质输入端    

14－水轮机壳体        15－水轮叶片           16－转动轴  

17－水轮机出液孔      18－主介质输出端 

19-滑槽               20-U形槽口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图3所示的这种多介质混合系统中的驱动水轮装置，它包括两端分别设有主介质输入端13和主介质输出端18的外壳11、以及安置在所述外壳11内的水轮驱动机构；其中所述的水轮驱动机构由水轮机壳体14、水轮叶片15和安装水轮叶片的转动轴16组成；所述的外壳11为一带左、右双向开口的阀腔体，所述的水轮机壳体14为一嵌置在外壳内的环状体，该环状体的对应周边的壳体部位设有面向外壳左、右端开口的水轮机进液孔12和水轮机出液孔17，所述的转动轴16呈偏心状设于水轮机壳体14内腔，并在所述转动轴16的轴杆上设有两片呈十字交叉状安置的水轮叶片15。所述水轮机壳体14横截面上弧ad和弧bc与转动轴16同心，弧ab和弧cd的两端均与相接触的水轮叶片15相切，水轮叶片15沿转轴轴向垂直面方向做往复运动。

所述的转动轴16，其位于水轮机内腔部位是一空心轴体，轴体上设有供水轮叶片15位移的滑槽19，所述滑槽19为互相垂直的两组，以便于安置两片呈十字交叉状安置水轮叶片15。

所述的每一水轮叶片15的中部设有一U型槽口20,便于互相交错的水轮叶片15有适应的滑动换位空间。

以下结合附图进一步阐述本实用新型的工作原理：

一定压力的主介质（如消防灭火的水），由管线输入至与其连接的驱动水轮装置的外壳11，并通过主介质输入端13进入水轮机壳体14一侧的水轮机进液孔12，在水体压力的冲击下推动水轮机壳体14内腔的两水轮叶片15以转动轴16为中心逆时针转动，随着转动的进行，将进入水轮机壳体14内的主介质从水轮机出液孔17排出，并经过壳体11右侧的主介质输出端18进入后续输液管线。

在上述水轮机机构中，正是由于将水轮机转轴16偏心状设置在水轮机壳体14内，因此，由水轮机进液孔12进入水轮机壳体14内腔的压力介质，既在推动水轮叶片15逆时针转动的过程中消耗部分能量，同时又在将主介质自水轮机输出孔17排出的过程中，施以一定的压力。从而既实现主介质输入端12与主介质输出端18两端的输出速度相近，同时也使输出端的压力不至于降的过大。显然，这对于在后续输液管线中实现维持一定压力状态下的输液过程极为有利。

同时，在上述水轮机构不停转动的过程中，由于所采用的两水轮叶片15通过两者板体上设置的一组U形槽口20，组合成十字形划水板，并又能够沿着套筒式转动轴上开设的滑槽19，在弧ab和弧cd段能沿转动轴16的轴向垂直面往复移动，解决了偏心设置的转动轴16在不等径水轮机壳体14内腔的逆时针转动的无阻挡运行，并且也可实现通过转动轴16的壳外延伸端输出一定的机械能，为与该多介质混合系统中的驱动水轮装置连接的联轴器输出工作动力。

Claims (4)

1.一种多介质混合系统中的驱动水轮装置，其特征在于：它包括两端分别设有主介质输入端（13）和主介质输出端（18）的外壳（11）、以及安置在所述外壳（11）内的水轮驱动机构；其中所述的水轮驱动机构由水轮机壳体（14）、水轮叶片（15）和安装水轮叶片（15）的转动轴（16）组成；所述的外壳（11）为一带双向开口的阀腔体，所述的水轮机壳体（14）为一嵌置在外壳（11）内的环状体，环状体的对应周边的壳体部位设有面向外壳（11）左右端开口的水轮机进液孔（12）和水轮机出液孔（17），所述转动轴（16）呈偏心状设于水轮机壳体（14）的内腔，并在所述转动轴（16）的轴杆上设有两片呈十字交叉状安置的水轮叶片（15）。

2.如权利要求1所述的驱动水轮装置，其特征在于：所述水轮机壳体（14）横截面上弧ad和弧bc与转动轴（16）同心，弧ab和弧cd的两端均与相接触的水轮叶片（15）相切，所述水轮叶片（15）沿转轴轴向垂直面方向做往复运动。

3.如权利要求1或2所述的驱动水轮装置，其特征在于：所述转动轴（16）的位于水轮机内腔的部位是一空心轴，轴体上设有安置所述水轮叶片（15）的滑槽（19）。

4.如权利要求1或2所述的驱动水轮装置，其特征在于：所述的每一水轮叶片（15）的中部设有一开口状U形槽口（20）。

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