CN204805099U - 一种灯泡式螺旋叶片贯流泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种灯泡式螺旋叶片贯流泵。属于轴流泵设备技术领域。这是一种低扬程大流量的泵，不同于轴流叶片泵之处在于可选择适当的转速从而避免高转速带来的种种不利影响。现有技术中的灯泡式贯流泵从螺旋浆叶轮到后置“灯泡”之间的空间里流体是非理想状态的，会存在较为严重的“环流”，“逆流”，“漏流”，会形成较大的能量损失。而螺旋叶片则可延伸到“灯泡”，并占用此空间继续对流体作用，传递机械能，应会大大减少能量损失，更进一步提高泵的效率。其防爆的本安特性，潜水工作的特点，长时工作，使用寿命长，故障率低的显著技术优势将使它得到广泛的应用。

Description

一种灯泡式螺旋叶片贯流泵

技术领域：

本实用新型涉及一种灯泡式螺旋叶片贯流泵。属于轴流泵设备技术领域。是用于将旋转机械能转变成流体压力能的能量转换装置。该能量转换装置同时也是可逆的，亦可用于将流体压力能转换成其他形式的能量输出。

背景技术：

现有技术中，灯泡式贯流泵是常见通用设备，理论上来讲灯泡式贯流泵是低扬程大流量工况的适用设备，但当前各种产品从设计上评价都存在一定缺憾，如：流道设计受到限制，不能满足流体流动规律的要求，阻力大效率低，等等。

现有技术中，螺杆泵是常用通用设备，但双螺杆，三螺杆泵应用更为普遍。单螺杆与双螺杆，多螺杆泵在运行机理上是有极大差异的，双螺杆，多螺杆泵是属于容积式能量转换装置。单螺杆泵在现有技术中应用较少，且多在为特定流体介质加压中使用，然其作用原理更接近于叶片式轴流泵。截取螺杆泵的一段，它就可以看作是一个叶片式轴流泵，因此对单螺杆泵我们可以视之为特殊形态的叶片式轴流泵。事实上在2000多年前古希腊哲学家阿基米德就发明了这种借着螺旋曲面绕着旋转轴做旋转运动，将水从低处传输至高处，用于灌溉的机械，至今这种机器仍在埃及及欧洲部分地区被实际应用，然而这项技术乞今未得到挖掘，发展。因此，改进螺旋叶片泵的结构和提高其工作效率，将其应用到更宽泛的技术领域，是科技发展的必然指向。

此前已有实用新型专利“一种具有螺旋叶片的轴流流体压力机及涡轮”专利号(ZL201320460215.2)，本项专利申请提供一种更为具体的设计：“灯泡式螺旋叶片贯流泵”同时提供一种与其工况要求相适应的驱动机构及动力设计。

实用新型内容：

针对螺旋叶片贯流泵的结构特征，为达到平衡的目的，可设计成多头螺旋，从而获得更好的技术指标。叶片式轴流泵或马达为提高其能量转换效率需设置多级叶片，而此处螺旋叶片则可以视之为多级叶片的连续形态。为使螺旋叶片充分产生连续多级叶片的技术效果，则必需令容腔内流体流道的截面积发生变化以形成压力梯度，建立起了容腔内部的压力梯度场，就能大大提高其能量转换效率。对于灯泡式贯流泵而言，贯流管道中“灯泡”的设置并非仅仅只是装置动力设备，由于“灯泡”的存在改变了流道的截面积和结构形态，使流体通过“灯泡”时的流速，动压力，静压力都发生变化，从而提高泵的效率，然而现有技术中的灯泡式贯流泵从螺旋浆叶轮到后置“灯泡”之间的空间里流体是非理想状态的，会存在较为严重的“环流”，“逆流”，“漏流”，会形成较大的能量损失。而螺旋叶片则可延伸到“灯泡”，并占用此空间继续对流体作用，传递机械能，应会大大减少能量损失，更进一步提高泵的效率。据此，提出本发明，同时由此也引出了其必要技术条件和结构特征。

一种灯泡式螺旋叶片贯流泵，主要由外管(12)，螺旋叶片(10)，叶轮壳体(13)，叶轮罩(6)，支承轴(11)，前，后支承架(4)(15)和驱动机构所组成，其特征在于：所述叶轮壳体和叶轮罩构成一个内部为空腔，外形呈流线形，并且能绕所述支承轴旋转的回转体，所述螺旋叶片是由高度大于厚度的片状物体，与所述叶轮壳体连接固定并沿所述叶轮壳体盘绕而呈螺旋状的叶片，其盘绕螺旋的头数至少大于1，所述外管是包容所述螺旋叶片的管状壳体，其轴线与所述叶轮壳体及所述支承轴轴线重合，与外部管道联接构成流体的贯流管道，并与所述支承轴，前后支承架构成稳定的静止的支承结构，所述驱动机构是装置在所述支承轴上产生旋转力矩的外转子动力机械，其外转子可用花键直接与所述叶轮壳体联接，也可通过行星变速机构与所述叶轮壳体联接。

所述驱动机构是液压传动的斜盘马达，斜盘马达中的斜盘(21)和配油盘(16)与所述支承轴(11)固定联接，液压进出口管(2)分别为压力油输入管和输回油箱油管，安置于前支承架(4)的棱柱中，在前导流盖(1)内与支承轴(11)内部通道连接，再通过支承轴(11)上两侧对称的两个液压接口(8)直接接于配油盘(16)，斜盘马达中的组合柱塞缸(17)在柱塞(19)与斜盘(21)的相互作用下作为外转子通过花键(9)联接带动所述叶轮壳体(13)和所述螺旋叶片(10)绕所述支承轴(11)旋转。

所述外管由复合材料制成，其外层为刚性的金属，内壁为可被压缩的具有弹性的材料。外管之所以要由复合材料制成，是考虑到外管内壁与螺旋叶片间的密封，密封可有效减少“漏流”，同时内壁材料表面多孔隙，有轴向纹理和与所输送的流体介质有较大亲合力，如强亲水，强亲油等，使流体介质与外管内壁间沿内壁圆周切线方向上的磨擦力增大，是为提高效率的措施。

附图说明：

图1是灯泡式螺旋叶片贯流泵主视图

图1中：1.前导流盖2.液压进出口管3.密封件4.前支承架5.轴承6.叶轮罩7.定位环8.液压接口9.花键10.螺旋叶片11.支承轴12.外管13.叶轮壳体14.后导流盖15.后支承架16.配油盘17.组合柱塞缸18.弹簧19.柱塞20.滑靴21.斜盘22.轴承23.键24.斜盘马达端盖

具体实施方式：

本实用新型“灯泡式螺旋叶片贯流泵”的具体实施方式，主要应体现在依据机器的特点找到它最能够发挥其优势的应用方向。这是一种低扬程大流量的泵，不同于轴流叶片泵之处在于可选择适当的转速从而避免高转速带来的种种不利影响。只要能达到预期效果，效率能提高，则在南水北调的庞大工程中应有所贡献。

“灯泡式螺旋叶片贯流泵”完全的贯流流道使之可用作高品质的管道泵，可直接接入输水，输油管道，用于管道内流体增压，同时，其防爆的本安特性，潜水工作的特点，长时工作，使用寿命长，故障率低的显著技术优势将使它得到广泛的应用。

“灯泡式螺旋叶片贯流泵”不变其结构形式，完全可实现相反的用途，即作为涡轮机使用，将水的势能转化为其他形式的能量输出，其螺旋叶片及逐渐扩大的流道有利于将水的势能逐渐地，尽可能多的转化为旋转机械能。若其“驱动机构”位置选用装置发电机则可直接输出电能。特别适用于农村低水头小水电。

Claims (3)

1.一种灯泡式螺旋叶片贯流泵，主要由外管，螺旋叶片，叶轮壳体，叶轮罩，支承轴，前，后支承架和驱动机构所组成，其特征在于：所述叶轮壳体和叶轮罩构成一个内部为空腔，外形呈流线形，并且能绕所述支承轴旋转的回转体，所述螺旋叶片是由高度大于厚度的片状物体，与所述叶轮壳体连接固定并沿所述叶轮壳体盘绕而呈螺旋状的叶片，其盘绕螺旋的头数至少大于1，所述外管是包容所述螺旋叶片的管状壳体，其轴线与所述叶轮壳体及所述支承轴轴线重合，与外部管道联接构成流体的贯流管道，并与所述支承轴，前，后支承架构成稳定的静止的支承结构，所述驱动机构是装置在所述支承轴上产生旋转力矩的外转子动力机械，其外转子可用花键直接与所述叶轮壳体联接，也可通过行星变速机构与所述叶轮壳体联接。

2.根据权利要求1所述的一种灯泡式螺旋叶片贯流泵，其特征是：所述驱动机构是液压传动的斜盘马达，斜盘马达中的斜盘和配油盘与所述支承轴固定联接，斜盘马达中的组合柱塞缸在柱塞与斜盘的相互作用下作为外转子通过花键联接带动所述叶轮壳体和所述螺旋叶片绕所述支承轴旋转。

3.根据权利要求1所述的一种灯泡式螺旋叶片贯流泵，其特征是：所述外管由复合材料制成，其外层为刚性的金属，内壁为可被压缩的具有弹性的材料。