CN205744475U - 一种带螺旋压水室的双级自吸泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带螺旋压水室的双级自吸泵，包括：一级箱体；一级叶轮，安装在一级箱体内，一端设有第一进水口；一级螺旋压水室，安装在一级箱体内且与一级叶轮周向的第一排水口匹配；二级箱体，位于所述一级箱体上方且相互连通；二级叶轮，安装在二级箱体内，一端设有与二级箱体连通的第二进水口；二级螺旋压水室，安装在二级箱体内且与二级叶轮周向的第二排水口匹配，设有连接出口管的第二出水口；转动动力源，位于所述二级箱体上方；泵轴，一端同轴安装一级叶轮和二级叶轮，另一端自所述二级箱体伸出与转动动力源连接；本实用新型有效减小了水力损失、叶轮的圆盘摩擦损失、口环泄露损失以及级间流动损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及自吸泵，特别涉及一种带螺旋压水室的双级自吸泵。
背景技术
自吸泵是在农业、消防、市政、电力、矿山、化工等领域广泛运用的一种水泵，自吸泵在启动前无须灌泵(除第一次使用外)即可进入正常工作状态。自吸离心泵按作用原理分为气液混合式、水环轮式、射流式等。
传统的自吸离心泵多为卧式结构，这种结构的离心泵已经大量用于排灌、石油、化、食品、环保处理等工程。卧式自吸泵结构相对复杂，特别对于介质含固体颗粒等工况较为恶劣的情况，普通卧式自吸泵难以适应，并且效率低下。近年来，国内针对上述应用需求开发出一种立式自吸泵，其结构相对简单，主要由叶轮、泵体、气液分离室、轴、副叶轮、止回阀、入口管放气阀等部件构成。泵用联轴器与电机相联，轴向力由立式电机的径向推力轴承来承受。特别是采用副叶轮密封结构使其密封更加适用于含固体颗粒条件下的液体输送，而且可靠性高。
现有的立式自吸泵结构，当设计扬程较大时，叶轮外径增大，导致叶轮圆盘摩擦损失增大。此外，由于较大的扬程，导致叶轮口环上下游处压差过大，导致口环泄露显著增大，容积损失增大。上述问题严重制约着高扬程自吸泵的运行效率。由于单级自吸泵存在以上缺点，各种结构的双级自吸泵被开发出来，
如授权公告号为CN201420699508的实用新型专利公开了一种立式双级自吸泵，该自吸泵每级叶轮均配有导叶型压水室，壳体外侧设有连通一二级腔体的过渡腔，并采用轴承承受两级叶轮剩余轴向力；
又如授权公告号为CN201520133900公开了一种智能新型双级无密封自控自吸泵，该自吸泵设计了一种由涡型引管，螺旋管，U型分叉管的组成的独特的引流管道，降低容积损失，两级叶轮均配有矩形断面的压水室，且采用焊接方式与挡板连接。
综上所述，已有的双级自吸泵中采用的导叶或矩形断面压水室，介质在压水室中流动损失大，水力性能不佳，焊接结构也使得整个自吸泵结构的通配互换性较差；并且在两级叶轮压水室流道进出口间采用过渡腔或引流管道连接，结构的复杂程度增大，容积损失改善效果不明显，且造成安装制造不便。
实用新型内容
本实用新型提供了一种带螺旋压水室的双级自吸泵，减小介质在压水室中流动损失，具有高扬程、高效率和高可靠性等优点。
一种带螺旋压水室的双级自吸泵，包括：
支架；
一级箱体，安装在支架上，底部开设有进水安装口；
一级叶轮，安装在一级箱体内，一端设有与进水安装口对接的第一进水口，周向为第一排水口；
一级螺旋压水室，安装在一级箱体内且与一级叶轮周向的第一排水口匹配，设有与一级箱体连通的第一出水口；
二级箱体，安装在支架上，位于所述一级箱体上方且相互连通；
二级叶轮，安装在二级箱体内，一端设有与二级箱体连通的第二进水口，周向为第二排水口；
二级螺旋压水室，安装在二级箱体内且与二级叶轮周向的第二排水口匹配，设有连接出口管的第二出水口；
转动动力源，安装在支架上，位于所述二级箱体上方；所述转动动力源一般采用电机。
泵轴，一端同轴安装一级叶轮和二级叶轮，另一端自所述二级箱体伸出与转动动力源连接。为了便于安装，两级叶轮间采用轴套定位，并通过一级叶轮下端的锁紧螺母和二级叶轮上段的轴肩固定。
为了方便制造和安装，优选的，两个叶轮都采用闭式铸造叶轮。进一步优选的，二级箱体和一级箱体均为圆筒型。
为了方便安装入口管路，所述一级箱体的下方设有下箱体，下箱体上端焊接中心有开口的法兰盖，下箱体下端焊接有圆环形的底座，各级箱体间均采用螺栓连接。
所述入口管路在下箱体上法兰盖开口处焊接连接，并与第一进水口连通，入口管路整体形状为鹅颈型，入口管路上设置有常闭式电动通气阀，停机时打开用于进气防止虹吸。
为了消除预旋，减少流动损失，优选的，所述二级箱体内设有以泵轴为中心轴沿径向延伸的多块阻旋板，所述阻旋板分布在二级螺旋压水室外周。用于消除箱体内介质的旋转运动，稳定流动状态。
在采用尽量少的阻旋板的情况下，起到良好的消除预旋效果，优选的，所述阻旋板设有三块，以二级螺旋压水室的第二出水口为起点沿周向每隔90°设置一块。
为了方便制造和安装，优选的，通过一块隔板将一个箱体分隔为上、下两个箱体分别作为所述二级箱体和一级箱体。
优选的，所述隔板上设有过水孔。隔板上的过水孔用以实现两级间流体流动，过水孔尺寸略小于一级螺旋压水室的第一出水口的直径，开口方位与一级螺旋压水室的第一出水口中心线错开一定角度，简化级间过渡流道结构。
优选的，所述泵轴与二级箱体之间通过副叶轮结构密封，所述副叶轮安装在由密封盖板和支架组成的密封腔内，所述密封盖板内表面焊接阻旋叶片。副叶轮主要靠下端的锁紧螺母和上端的轴肩固定。阻旋叶片可以消除副叶轮后盖板处液体旋转，提高封压能力。
进一步优选的，所述副叶轮叶片与阻旋叶片均为径向直叶片，所述阻旋叶片与副叶轮的后盖板之间的间隙为1～2mm。
优选的，一级叶轮与一级螺旋压水室匹配处设置密封口环，二级叶轮与二级螺旋压水室匹配处设置密封口环。各口环与对应叶轮的前盖板径向间隙为0.5～1mm。
优选的，所述二级叶轮的第二进水口朝上。这样设置使两级叶轮背对背安置，可消除一定的轴向力。
进一步优选的，所述二级叶轮的第二进水口连接有喇叭形入口管，用以改善二级叶轮入流条件。
优选的，所述二级螺旋压水室的第二出水口延伸到第二箱体外。第二出水口与出口管连接，出口管与二级箱体侧壁间焊接密封，形成独立腔体。二级螺旋压水室与出口管组成独立腔体，减少了压水室与出口管间的流动损失，并有效地降低了二级箱体中副叶轮密封压力，减小了副叶轮尺寸，降低副叶轮消耗的功率。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的带螺旋压水室的双级自吸泵，两级压水室采用螺旋压水室，减小了水力损失，同时有效降低了叶轮的圆盘摩擦损失，口环泄露损失，级间流动损失，从而使自吸泵在满足高扬程的使用需求，具备良好的自吸性能，并且大功率产品的效率比传统产品提高15％以上，能够更好地适应今后各行业对产品节能的需求。
附图说明
图1是本实用新型的自吸泵的剖视结构示意图。
图2是一级叶轮和一级螺旋压水室相配合的尺寸间隙示意图。
图3是二级叶轮和二级螺旋压水室相配合的尺寸间隙示意图。
图4是二级箱体内阻旋片安装方位的结构示意图。
附图标记如下：1.电机；2.支架；3.电动通气阀；4.密封盖板；5.阻旋板；6.凸台；7.二级箱体；8.隔板；801.过水孔；9.轴套；10.泵轴；11.下箱体；12.联轴器；13.副叶轮；14.喇叭形入口管15.二级螺旋压水室；1501.出口管；1502.二级密封口环；16.二级叶轮；17.一级叶轮；18.一级螺旋压水室；1801.引流管；1802.一级密封口环19.一级箱体；20.入口管。
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型的具体实施例做详细说明。
如图1～4所示，本实施例的双级自吸泵包括电机1、支架2、电动通气阀3、密封盖板4、阻旋板5、凸台6、二级箱体7、隔板8、轴套9、泵轴10、下箱体11、联轴器12、副叶轮13、喇叭形入口管14、二级螺旋压水室15、出口管1501、二级密封口环1502、二级叶轮16、一级叶轮17、一级螺旋压水室18、引流管1801、一级密封口环1802、一级箱体19、入口管20组成。
正常输水工况下，液体介质依次通过由入口管20、引流管1801、一级叶轮17、一级螺旋压水室18、一级箱体19、过水孔801、二级箱体7、二级叶轮16、二级螺旋压水室15、出口管1501组成的流道实现加压。
电机1安装在支架2上，电机1的底座与支架2间采用螺栓连接。电机1输出轴通过联轴器12与泵轴10上端相连，泵轴10上由上到下依次安装有副叶轮13和背对背安置的两级叶轮，副叶轮13靠下端的锁紧螺母和上端的轴肩固定，一级叶轮17和二级叶轮16间采用轴套9定位，通过一级叶轮17下端的锁紧螺母和二级叶轮16上段的轴肩固定。
实际安装过程中，电机1、支架2、联轴器12与泵轴10可先进行组装，作为一个整体部件与其它零件进行拆装。
两级叶轮均通过铸造工艺制备，外侧均匹配设置螺旋压水室，泵运转时叶轮高速旋转，在两级叶轮进口处均形成低压，其中一级叶轮17入口处压力低于入口管20中介质压力，介质经引流管1801被吸入到一级叶轮17，在离心力作用下进入到一级螺旋压水室18的腔体内减速扩压，从压水室出口处排出到由一级箱体19与隔板8组成的储液室内，使储液室内介质压力升高，经由隔板8上的过水孔801压进二级箱体7与隔板8之间组成的气液分离室内。二级叶轮16入口处压力低于气液分离室内介质压力，介质经由喇叭形入口管14被吸入到二级叶轮16，再通过二级螺旋压水室15内减速扩压达到额定压头从出口管1501处排出。
两级压水室均为铸造件，其中一级螺旋压水室18通过螺栓与下箱体11的顶板固定连接，并在其上部开回流孔，自吸工况下压水室外部液体从回流孔回流进入一级叶轮17外缘与从叶轮中甩出的气液混合物重新混合，一级螺旋压水室18下部的引流管1801内径与进口管20末端内相同；二级螺旋压水室15通过螺栓与中间隔板8固定连接，其出口延伸到泵箱外与出口管1501连接，出口管1501与二级箱体7侧壁间焊接密封，形成独立腔体将不同压力的介质隔离。
实际制造中，可根据泵额定扬程需求设计相同尺寸的一二级叶轮，进而采用相同的螺旋压水室流道，减少螺旋压水室木模的制作数量。
例如当本实施例的额定扬程为60米的泵，可根据扬程为30米设计相同尺寸的一、二级叶轮，由于两级叶轮背对背安置，叶片旋向相反，两级叶轮仍需分别制作木模铸造。
自吸泵外壳采用分段式箱体结构，由上往下分别为二级箱体7、一级箱体19和下箱体11，均为圆筒型，二级箱体7侧壁开孔用于安装出口管1501，并在侧壁其余部位间隔90°焊接三片阻旋板5，用于消除二级7箱体内液体的旋转运动。一、二级箱体两端焊接有板式法兰，下箱体11上端焊接中心有开口的法兰盖，下箱体11下端焊接有圆环形的底座，各级箱体间均采用螺栓连接，且内径与壁厚尺寸一致。泵腔内部以中间隔板8为界分为两部分，自吸工况下，由一级螺旋压水室18排出的气液混合物主要在上层的腔体内进行分离，下层腔体主要用于停机保水。
入口管20与下箱体11上法兰盖开口处焊接连接，入口管20整体形状为鹅颈型，进口端连接法兰中心线高于二级叶轮16，有利于停机保水，管路上设置有常闭式电动通气阀3，停机时打开用于破坏进口管内介质的连续性，防止虹吸。实际安装时，入口管20各段管件、进口端法兰与下箱体11通过焊接为一整体部件进行装配。
副叶轮13安置于由密封盖板4和支架1底板组成的密封腔内，副叶轮13叶片优先选用径向直导叶。为消除副叶轮13后盖板处液体旋转，提高封压能力，密封盖板4内表面焊接阻旋叶片，与副叶轮13后盖板间隙控制在1～2mm间。副叶轮13与密封盖板4组合，在密封盖板4腔体内形成副叶轮封压流道，泵运转副叶轮13旋转引起的离心压力将封压流道内具有一定压力的介质顶住，形成密封液环实现无接触的动力密封。
一、二级叶轮入口处与对应压水室间均设置密封口环，用于防止压水室内部较高压力的介质向外部泄漏，密封口环采用耐磨钢制造，通过控制与叶轮前盖板间径向间隙为0.5mm实现间隙密封，图2和图3显示了一二级叶轮与压水室尺寸间隙的放大图。密封口环与对应压水室间均通过螺栓固定连接。
立式双级自吸泵的安装过程分两段完成，一部分自下而上分别装配好下箱体11、一级螺旋压水室18和一级箱体19，另一部分自上而下装配电机1、支架2、联轴器11、泵轴10、副叶轮13、密封盖板4、二级叶轮16、二级箱体7、轴套9、一级叶轮17。除出口管1501与二级箱体7侧壁处采用不可拆的焊接连接外，其余零部件间均采用螺栓连接，保证主要旋转部件两级叶轮装配可拆。
叶轮与对应压水室的结构参数可根据不同泵的性能要求进行调整，相应一二级箱体内空腔的体积可依流量变化而变。由此引申的变化均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，包括：
支架；
一级箱体，安装在支架上，底部开设有进水安装口；
一级叶轮，安装在一级箱体内，一端设有与进水安装口对接的第一进水口，周向为第一排水口；
一级螺旋压水室，安装在一级箱体内且与一级叶轮周向的第一排水口匹配，设有与一级箱体连通的第一出水口；
二级箱体，安装在支架上，位于所述一级箱体上方且相互连通；
二级叶轮，安装在二级箱体内，一端设有与二级箱体连通的第二进水口，周向为第二排水口；
二级螺旋压水室，安装在二级箱体内且与二级叶轮周向的第二排水口匹配，设有连接出口管的第二出水口；
转动动力源，安装在支架上，位于所述二级箱体上方；
泵轴，一端同轴安装一级叶轮和二级叶轮，另一端自所述二级箱体伸出与转动动力源连接。
2.如权利要求1所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，所述二级箱体内设有以泵轴为中心轴沿径向延伸的多块阻旋板，所述阻旋板分布在二级螺旋压水室外周。
3.如权利要求2所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，所述阻旋板设有三块，以二级螺旋压水室的第二出水口为起点沿周向每隔90°设置一块。
4.如权利要求1所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，通过一块隔板将一个箱体分隔为上、下两个箱体分别作为所述二级箱体和一级箱体。
5.如权利要求4所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，所述隔板上设有过水孔。
6.如权利要求1所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，所述泵轴与二级箱体之间通过副叶轮结构密封，所述副叶轮安装在由密封盖板和支架组成的密封腔内，所述密封盖板内表面焊接阻旋叶片。
7.如权利要求6所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，所述副叶轮叶片与阻旋叶片均为径向直叶片，所述阻旋叶片与副叶轮的后盖板之间的间隙为1～2mm。
8.如权利要求1所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，一级叶轮与一级螺旋压水室匹配处设置密封口环，二级叶轮与二级螺旋压水室匹配处设置密封口环。
9.如权利要求1所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，所述二级叶轮的第二进水口朝上。
10.如权利要求1所述的带螺旋压水室的双级自吸泵，其特征在于，所述二级螺旋压水室的第二出水口延伸到第二箱体外。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |