CN207178231U - 一种水泵发动机平衡管冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泵发动机平衡管冷却系统，包括一级水泵，所述一级水泵的一侧固定连接有泵进水端盖，并且泵进水端盖远离一级水泵的一侧连通水泵出水口，所述一级水泵远离水泵进水管的一侧固定连接有二级水泵，并且二级水泵远离一级水泵的一侧连通有水泵出水口，所述二级水泵远离一级水泵的一侧固定连接有发动机，本实用新型涉及液体输送设备技术领域。该水泵发动机平衡管冷却系统，解决了发动机冷却供水管道压力过高，容易泄漏、加工零件精度和装配精度要求高、成本高的问题，避免了随着时间延长，将导致发动机高温并停止工作，改变了泄漏和生产装配速度慢是现有自冷水泵明显缺点的现状。

Description

一种水泵发动机平衡管冷却系统

技术领域

本实用新型涉及液体输送设备技术领域，具体为一种水泵发动机平衡管冷却系统。

背景技术

水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等；根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。

现有的水泵发动机直驱水泵自冷却系统存在问题如下：冷却水的出水和回水管路都布置在水泵的泵座上，都在叶轮外径甩出口的后面，即在水泵的高压区内布置进出水口，当水泵达到最大扬程附近或输出水路被关闭时，水的循环即停止了，此时水泵的冷却回路的两个接口处压力将变得非常接近，水将停止流动，发动机的缸头将失去可循环的冷却水，随着时间延长，最终将导致发动机高温并停止工作。

冷却水的出水口在水泵叶轮的外径附近的高压区，回水口在叶轮背后中心附近的相对低压区，此种冷却回路对于高压离心水泵的叶轮两侧压力平衡没有任何帮助，长期使用的情况下会因为水泵出口排出高压水，一部门高压水流向叶轮背后，使叶轮背后压力与增压后出口处的压力基本一样，而叶轴线前侧是吸进端，压力很低。这样会导致叶轮两侧有较大的压力差，会发生一个指向泵进口并与轴平行的轴向推力，使整个转子压向吸进侧，严重时会使叶轮与泵壳发生磨擦或撞击，叶轮又是直接装在发动机的曲轴上，这样将导致安装水泵叶轮的曲轴轴承因长期存在轴向力的压迫寿命大大降低，可靠性明显下降，现有的水泵发动机自冷却系统不适用于多级泵因为多级泵压差更大，作用在叶轮背面的压力比单极泵更大，对轴承上施加的轴向力也随级数的增加而成倍增加，无法可靠提供长期运转。

现有的发动机驱动的水泵自冷却系统循环管路中存在的压力较高，最大时等于水泵的最大压力，对所有的密封面和冷却管道耐压要求较高，经常出现泄漏情况，现场很难快速解决，对产品的加工和装配也提高了难度，表面精度要求高，装配精度也高，成本高。泄漏和生产装配速度慢是现有自冷水泵的明显缺点。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种水泵发动机平衡管冷却系统，解决了导致发动机高温并停止工作，无法可靠提供长期运转，对产品的加工和装配也提高了难度，表面精度要求高，装配精度也高，成本高的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种水泵发动机平衡管冷却系统，包括一级水泵，所述一级水泵的一侧固定连接有泵进水端盖，并且泵进水端盖远离一级水泵的一侧连通水泵进水管，所述一级水泵远离水泵进水管的一侧固定连接有二级水泵，并且二级水泵远离一级水泵的一侧连通有水泵出水管，所述二级水泵远离一级水泵的一侧固定连接有发动机，并且发动机的背部固定连接有化油器，所述发动机的顶部且靠近化油器的一侧固定连接有起动马达，所述发动机远离二级水泵的一侧通过固定螺栓螺纹连接有发电机盖，并且发动机远离化油器的一侧固定连接有汽缸，所述二级水泵和水泵出水口的中部固定连接有压力表，并且汽缸远离发动机的一侧固定连接有水冷缸盖，所述水冷缸盖远离汽缸一侧的中部贯穿有火花塞，并且水冷缸盖远离水泵出水管的一侧固定连接有灭焰消声器，所述水泵进水端盖一侧布置有孔与水泵进水口连通，并与水冷缸盖一侧的顶部之间通过冷却水低压回水管相互连通，并且二级水泵一侧的底部与水冷缸盖一侧的底部之间通过冷却水高压来水管相互连通。

优选的，所述泵进水端盖上与一级水泵通过固定螺栓螺纹连接，所述固定螺栓的数量至少为六个，并且六个固定螺栓呈等距的方式排列。

优选的，所述一级水泵的表面固定连接有一级泵壳，并且二级水泵的表面固定连接有二级泵壳，所述一级泵壳和二级泵壳的外表面均设置有加强筋，并且水冷缸的顶部固定连接有水冷缸盖。

优选的，所述冷却水低压回水管和冷却水高压来水管均为绕性不锈钢管、橡胶管或塑料管。

优选的，所述水泵出水口端口的内表面开设有螺纹。

有益效果

本实用新型提供了一种水泵发动机平衡管冷却系统。具备以下有益效果：

该水泵发动机平衡管冷却系统，通过在一级水泵的一侧固定连接有的二级水泵，二级水泵远离一级水泵的一侧固定连接有发动机，发动机的背部固定连接有的化油器，发动机顶部的一侧固定连接有起动马达，以及发动机远离化油器的一侧固定连接有的汽缸，汽缸远离发动机一侧的中部固定连接有的火花塞，汽缸的一侧固定连接有的灭焰消声器，解决了发动机驱动的水泵特定工况下冷却水不循环发动机过热停车的问题，增加了二合一功能的平衡管，解决了水泵入水口和水泵出水口压力差较大轴承受轴向力过大的问题，提高了使用的寿命，增强了可靠性，解决了发动机冷却供水管道压力过高，容易泄漏、加工零件精度和装配精度要求高、成本高的问题，避免了随着时间延长，将导致发动机高温并停止工作，改变了泄漏和生产装配速度慢是现有自冷水泵明显缺点的现状。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构的俯视图；

图3为本实用新型结构的仰视图；

图4为本实用新型结构的侧视图。

图中：1一级水泵、2泵进水端盖、3水泵进水口、4二级水泵、5水泵出水口、6发动机、7化油器、8冷却水高压来水管、9起动马达、10发电机盖、11汽缸、12压力表、13水冷缸盖、14火花塞、15灭焰消声器、16冷却水低压回水管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种水泵发动机平衡管冷却系统，包括一级水泵1，一级水泵1的一侧固定连接有泵进水端盖2，泵进水端盖2上与一级水泵1通过固定螺栓螺纹连接，固定螺栓的数量至少为六个，并且六个固定螺栓呈等距的方式排列，一级水泵1的表面固定连接有一级泵壳，并且二级水泵4的表面固定连接有二级泵壳，一级泵壳和二级泵壳的外表面均设置有加强筋，并汽缸11的顶部固定连接有水冷缸盖13，并且泵进水端盖2远离一级水泵1的一侧连通水泵进水口3，一级水泵1远离水泵进水口3的一侧固定连接有二级水泵4，并且二级水泵4远离一级水泵1的一侧连通有水泵出水口5，水泵出水口5端口的内表面开设有螺纹，二级水泵4远离一级水泵1的一侧固定连接有发动机6，并且发动机6的背部固定连接有化油器7，发动机6的顶部且靠近化油器7的一侧固定连接有起动马达9，发动机6远离二级水泵4的一侧通过固定螺栓螺纹连接有发电机盖10，并且发动机6远离化油器7的一侧固定连接有汽缸11，二级水泵4和水泵出水口5的中部固定连接有压力表12，并且汽缸11远离发动机6的一侧固定连接有水冷缸盖13，水冷缸13远离汽缸11一侧的中部贯穿有火花塞14，并且水冷缸盖13远离水泵出水口5的一侧固定连接有灭焰消声器15，水泵进水端盖2的一侧布置有孔与水泵进水口3连通，并与水冷缸盖13一侧的顶部之间通过冷却水低压回水管16相互连通，并且二级水泵4一侧的底部与水冷缸13一侧的底部之间通过冷却水高压来水管8相互连通，冷却水低压回水管16和冷却水高压来水管8均为绕性不锈钢管、橡胶管或塑料管。

该冷却水回路适合单极泵和多级泵，采集冷却水的高压出水口设计在水泵高压区叶轮背后比较靠近中心的位置位于机械密封外圆处，冷却水回水接口设计在水泵的入水口处，此处压力最低，相对现有的水泵来讲，近出水口分开，即使水泵达到最大扬程或者管路关闭接情况时，进出水两个口处仍然存在较大的压力差，依然可以继续循环，缸头内部也可以获得循环的冷却水，相对来说可以大大延长冷却时间，可有效延长因过热造成停车的时间，对于多级水泵来说可以更加适用。

冷却水回路的出水接口设计在高压区叶轮的背后靠近机械密封环附近，回水接口设计在水泵的低压入水口附近，高压出口经过不锈钢管路连接到需要冷却的发动机水冷缸头上，在经过不锈钢管连接回水泵的低压入口处，形成完整的冷却水回路，此回路实现了两个重要功能，一是提供冷却水用来缸头散热，二是充当的平衡管功能，可有效减小叶轮背后与进水口两处的压力差，平衡水泵的轴向推力，减小叶轮的轴向窜动，避免叶轮与外壳发生磨擦，大大降低了轴承上所承受的轴向力，有效延长轴承的运转寿命，提高了可靠性，降低了维护维修成本。

可根据多级泵的具体压力大小通过调整平衡冷却管的流量大小适应更多级的水泵，在低压回水管上加装手动三路阀门可以实现水泵系统内部循环和外部循环的调节，即阀门选择在外循环时水泵冷却后的水直接向设备外喷出，以便利于目视观察水路是否赌赛，工况一目了然，在冷却回水管回路中加装自动压力泄压阀时可以在出水端达到最大扬程或关闭水路时自动开启实现外循环确保冷却水的独立循环，避免冷却水流量过低，发动机温度升高。

高压冷却水出水口位于叶轮背后机械密封环附近的高压区，引出接口处有经过实验确定的限流孔径，经过限流孔后的不锈钢管接入水冷缸头，在经不锈钢管连接到水泵的入水口处，限流孔后面的管路截面积都大于限流孔的截面积，因流速降低压力自然降低，回水口又设计连接在水泵的入水口处，所以该冷却管道内压力相对与现有的冷却系统内部压力底很多，即使水泵达到最大扬程或者水路被关闭时冷却管路中的冷却水也可以毫无阻力的流回水泵入水口，固该套冷却方案可以有效减少压力过高时而导致的泄漏现象，也可以降低加工制造和装配精度，橡胶O型圈既可以完美实现长期密封效果。

该冷却方案用于发动机驱动的水泵类中的冷却发动机缸头的方式，单极离心水泵、多级离心水泵、柱塞泵、隔膜泵、轴流泵、旋涡泵、叶片泵、往复泵、水环式真空泵、螺杆泵、罗茨泵、齿轮泵等。

工作时，通过化油器7共给发动机6燃料，起动马达9给电后，经火花塞14定期点火，发动机6起动后并带动内部离心叶轮旋转，从水泵进水管3进入的水经过旋转的叶轮加压后经水泵出水口5排出，实现水泵提供压力与流量供使用所需。此过程中水由低压逐级增加压力和流速喷出泵外，此时进出水口间存在较大压差，在最后一级叶轮的背面机械密封环的附近经限流孔将水引出泵壳外，经过冷却水高压来水管8将冷水导入汽缸11和缸盖内进行循环，实现冷却发动机6带走热量的目的，带走热量的水经过冷却水低压回水管16将水输送至水泵进水口的低压端，实现平衡叶轮进出口的压力，降低轴承的负担，延长轴承寿命和可靠性，同时完成发动机6的冷却循环，回水通道相当于开路状态几乎没有压力，所以不会造成泄漏。只要水泵工作就有源源不断的冷却水提供发动机6散热，此方法适合单极水泵也适合多级水泵使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种水泵发动机平衡管冷却系统，包括一级水泵（1），其特征在于：所述一级水泵（1）的一侧固定连接有泵进水端盖（2），并且泵进水端盖（2）远离一级水泵（1）的一侧连通水泵进水口（3），所述一级水泵（1）远离水泵进水口（3）的一侧固定连接有二级水泵（4），并且二级水泵（4）远离一级水泵（1）的一侧连通有水泵出水口（5），所述二级水泵（4）远离一级水泵（1）的一侧固定连接有发动机（6），并且发动机（6）的背部固定连接有化油器（7），所述发动机（6）的顶部且靠近化油器（7）的一侧固定连接有起动马达（9），所述发动机（6）远离二级水泵（4）的一侧通过固定螺栓螺纹连接有发电机盖（10），并且发动机（6）远离化油器（7）的一侧固定连接有汽缸（11），所述二级水泵（4）和水泵出水口（5）的中部固定连接有压力表（12），并且汽缸（11）远离发动机（6）的一侧固定连接有水冷缸盖（13），所述水冷缸盖（13）远离汽缸（11）一侧的中部贯穿有火花塞（14），并且水冷缸盖（13）远离水泵出水口（5）的一侧固定连接有灭焰消声器（15），所述泵进水端盖（2）一侧布置有孔与水泵进水口（3）连通，并与水冷缸盖（13）一侧的顶部之间通过冷却水低压回水管（16）相互连通，并且二级水泵（4）一侧的底部与水冷缸盖（13）一侧的底部之间通过冷却水高压来水管（8）相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种水泵发动机平衡管冷却系统，其特征在于：所述泵进水端盖（2）上与一级水泵（1）通过固定螺栓螺纹连接，所述固定螺栓的数量至少为六个，并且六个固定螺栓呈等距的方式排列。

3.根据权利要求1所述的一种水泵发动机平衡管冷却系统，其特征在于：所述一级水泵（1）的表面固定连接有一级泵壳，并且二级水泵（4）的表面固定连接有二级泵壳，所述一级泵壳和二级泵壳的外表面均设置有加强筋，并且汽缸（11）的顶部固定连接有水冷缸盖（13）。

4.根据权利要求1所述的一种水泵发动机平衡管冷却系统，其特征在于：所述冷却水低压回水管（16）和冷却水高压来水管（8）均为绕性不锈钢管、橡胶管或塑料管。

5.根据权利要求1所述的一种水泵发动机平衡管冷却系统，其特征在于：所述水泵出水口（5）端口的内表面开设有螺纹。