CN208950763U - 一种泵送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泵送系统，包括泵壳、泵送执行组件和设置在泵壳内的流体动力装置，所述流体动力装置驱动所述泵送执行组件执行泵送动作；所述流体动力装置包括：一外圈，其内环面周向上设有多个驱动凹部；一芯体，其同轴设置在外圈内并能相对外圈转动，芯体的外环面设有至少一喷口、至少一排口、以及位于喷口和排口之间的至少一次冲流道；至少一流体进入通道，其连通至少一喷口；以及至少一流体排出通道，其连通至少一排口。本实用新型提供的气动离心泵，相比于电泵，不需要考虑防水问题；本实用新型提供的气动离心泵，只需携带压缩气瓶即可，不用拉电线，适用于一些偏僻场所。

Description

一种泵送系统

技术领域

本实用新型涉及流体机械技术领域，尤其涉及一种泵送系统。

背景技术

泵是一种通用机械，种类甚多，应用广泛，涉及国民经济各部门，起着十分重要的作用。城市给排水、农田灌溉、消防、食品行业、石油化工、动力工业、采矿、能源发展、船舶工业等等方面。除此之外，泵在核能发电，船舶的喷水推进，火箭的燃料供给等方面亦得到重要应用。另外，泵还可以用来长距离水力输送如媒、鱼等固体或动物等。

按驱动方式来分，泵可分为电泵、气泵和液泵。电泵在安装过程中需要考虑防水和布置电线的问题；液泵在安装过程中同样具有需要布置电线的问题；现有的气泵可以很好的解决上述问题，但是仍然存在着流体利用率不高的不足之处。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是现有气泵流体利用率不高。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提供的一种泵送系统，包括泵壳、泵送执行组件和设置在泵壳内的流体动力装置，所述流体动力装置驱动所述泵送执行组件执行泵送动作；所述流体动力装置包括：

一外圈，其内环面周向上设有多个驱动凹部；

一芯体，其同轴设置在外圈内并能相对外圈转动，芯体的外环面设有至少一喷口、至少一排口、以及位于喷口和排口之间的至少一次冲流道；

至少一流体进入通道，其连通至少一喷口；以及

至少一流体排出通道，其连通至少一排口；

流体从流体进入通道进入，通过芯体的喷口及次冲流道的逐阶喷出，作用于外圈周向上的至少二驱动凹部，对这些驱动凹部产生推力推动外圈旋转做功，实现动力输出，最后，流体通过芯体的排口经流体排出通道排出。

进一步，至少一流体进入通道、至少一喷口、至少二驱动凹部、至少一次冲流道、至少一排口和至少一流体排出通道形成独立做功单元，该流体动力装置中包括至少一个独立做功单元。

进一步，芯体上的喷口及次冲流道，与外圈对应的驱动凹部连通，次冲流道与对应的驱动凹部交错布设依次连通，次冲流道沿芯体或外圈周向设置。

进一步，流体进入通道和流体排出通道形成于芯体内。

进一步，芯体上包括：流体进入通道，其在芯体周面形成喷口，其走向为由中间往外延伸的弧形线，喷口与外圈对应的驱动凹部连通，形成第1阶流道；次冲流道，其走向为芯体边缘向内再到边缘弯折延伸的弧形线，每一次冲流道与外圈对应的前后两驱动凹部连通，沿芯体周向形成N阶流道，其中N≥2的自然数；

各阶流道与外圈对应驱动凹部配合形成流体能量递减的多阶冲程结构。

进一步，次冲流道包括回程道和相通的冲程道，回程道与外圈对应的驱动凹部连通，冲程道与另一驱动凹部连通。

进一步，芯体流体进入通道的走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，该对数螺旋线的极点设置在芯体中心轴线上，对数螺旋线走向角15°-45°。

进一步，芯体上设有流体进入通道，其走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，次冲流道的冲程道的走向为对数螺旋线，次冲流道的冲程道对数螺旋线的走向与流体进入通道对数螺旋线的走向大致相同。

进一步，该流体动力装置还包括一轴，外圈与芯体同轴设置于轴上。

进一步，该流体动力装置还包括一轴，外圈与芯体同轴设置于轴上，该轴上开设有进、出流体轴道分别连通至芯体的流体进入通道和流体排出通道。轴内进、出流体轴道形成流体进入口和流体排出口，进、出流体轴道为不连通结构。

进一步，外圈通过侧板配合于轴上形成一个封闭空间，芯体设置于封闭空间内并与轴连接固定。

进一步，独立做功单元中流体进入通道、喷口、驱动凹部、次冲流道、排口和流体排出通道构成流体流动路径。

进一步，该流体动力装置中包括二个以上独立做功单元形成多级驱动结构，并沿芯体或外圈周向设置。

进一步，外圈的内环面上设置有2个以上驱动凹部，每一驱动凹部具有一轮廓底面以及驱动面，轮廓底面的轮廓线为对数螺旋线，其极点设置在芯体中心。

进一步，一种气压发动机，其包括所述的流体动力装置，所述流体是压缩气体或具有一定压力的气体。

进一步，一种无级变速器，其包括所述的流体动力装置。

本实用新型的流体动力装置，结构简单，扭矩大，转速高，传递效率高，能耗低，可广泛应用于交通工具、发电设备以及其他需要动力输出装置的各领域。

进一步，泵送系统为气动离心泵送系统、液动离心泵送系统、气动活塞式泵送系统、液动活塞式泵送系统、气动蠕动泵送系统或液动蠕动泵送系统。

更进一步，所述流体动力装置的外圈通过一法兰与所述泵送执行组件驱动连接；或者所述流体动力装置的外圈通过减速机构与所述泵送执行组件驱动连接；或者所述流体动力装置的外圈作为泵送执行组件的转子直接驱动泵送执行组件。

本实用新型采用如上技术方案，具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的气动离心泵，相比于电泵，不需要考虑防水问题。

2、本实用新型提供的气动离心泵，只需携带压缩气瓶即可，不用拉电线，适用于一些偏僻场所。

3、本实用新型中芯体设置的多阶流道，即流体进入通道作为第1阶流道，各次冲流道作为第2、3、4……阶流道，流体由第1阶流道作用在外圈的驱动凹部，驱动凹部与第2阶流道相通，然后返回到第2阶流道后又作用在外圈的另一驱动凹部，位次类推，直至流体从流体排出通道排出，整个过程是沿外圈旋转方向的顺向进行，扭矩大，传递效率高、流体利用率高，输出扭矩随着转速的提高进一步增大。

4、本实用新型芯体周向布设的各流道，有效减小了整体装置的体积，可灵活配合于各领域动力生成或输出设备，同时，芯体上流体进入通道设置越多，整体重量反而降低，进一步提高了装置的输出速度和效率。

附图说明

图1是本实用新型第1实施例泵送系统立体示意图。

图2是本实用新型第1实施例流体动力装置的示意图。

图3是本实用新型第1实施例流体动力装置的轴A向侧视图。

图4是本实用新型第1实施例流体动力装置的轴B向侧视图。

图5是本实用新型第1实施例流体动力装置的一剖视图。

图6是本实用新型第1实施例流体动力装置的另一布局图。

图7是本实用新型第2实施例流体动力装置的示意图。

图8是本实用新型第2实施例流体动力装置的轴C向侧视图。

图9是本实用新型第2实施例流体动力装置的轴D向侧视图。

图10是本实用新型第2实施例流体动力装置的径向剖视图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

请参阅图1至图5，本实施例提供的一种泵送系统，包括泵壳5、泵送执行组件和设置在泵壳5内的流体动力装置，所述流体动力装置驱动所述泵送执行组件执行泵送动作；所述流体动力装置包括一外圈1，其内环面周向上设有多个驱动凹部11；一芯体3，其同轴设置在外圈1内并能相对外圈转动，芯体3的外环面设有至少一喷口301、至少一排口302、以及位于喷口和排口之间的至少一次冲流道300；泵送执行组件根据不同的泵送系统而有不同的实施形态，例如：泵送系统为气动离心泵送系统或液动离心泵送系统，泵送执行组件为带动叶轮转动以离心泵送的执行组件；又如，泵送系统为气动活塞式泵送系统或液动活塞式泵送系统，泵送执行组件为带动活塞往复移动以泵送的执行组件；再如，泵送系统为气动蠕动泵送系统或液动蠕动泵送系统，泵送执行组件为带动挤压辊移动以泵送的执行组件。

至少一流体进入通道31，其连通至少一喷口301；以及

至少一流体排出通道310，其连通至少一排口302；

流体(本实施例中的流体可以是液体，也可以是气体)从流体进入通道31进入，通过芯体3的喷口301及次冲流道300的逐阶喷出，作用于外圈1周向上的至少二驱动凹部11，对这些驱动凹部11产生推力推动外圈1旋转做功，实现动力连续输出，最后，流体通过芯体3的排口经流体排出通道排出。该流体动力装置还包括一轴2，外圈1与芯体3同轴设置于轴2上。

如图5所示，流体进入通道31和流体排出通道310形成于芯体3内，芯体3上的喷口301及次冲流道300，与外圈1对应的驱动凹部11连通，其中次冲流道300与对应的驱动凹部11交错布设依次连通，次冲流道300沿芯体或外圈周向设置。

如图5，芯体3上包括：流体进入通道31，其在芯体周面形成喷口31，其走向为由中间往外延伸的弧形线，喷口301与外圈对应的驱动凹部11连通，形成第1阶流道；

次冲流道300，其走向为芯体3边缘向内再到边缘弯折延伸的弧形线，每一次冲流道300与外圈1对应的前后两驱动凹部11连通，沿芯体周向形成N阶流道，其中N≥2的自然数。需要说明的是：这里如果是2阶流道则包括第1阶流道(流体进入通道)和第2阶流道(一次冲流道)；如果是3阶流道包括第1阶流道(流体进入通道)、第2阶流道(一次冲流道)、第3阶流道(另一次冲流道)，……

各阶流道与外圈对应驱动凹部配合形成流体能量递减的多阶冲程结构。

根据负载的要求，可以对流体动力装置进行设计，其中的芯体3设置可以是2阶流道、3阶流道、或更多阶流体进入通道，每阶循环做功，能量充分利用，最大程度地提高使用效率，以满足输出扭矩和转速的需求。

如图6是4阶流道示意图，流体从第1阶流道311进入后，经第2、3、4阶流道312、313、314，并喷出作用在对应的驱动凹部11，最后体通过流体排出通道310输出；图5是5阶流体进入通道示意图，工作过程同图6示意类似。如图6，次冲流道300包括回程道和相通的冲程道，如图6中的第3阶流道中的回程道3131和相通的冲程道3132，回程道3131与外圈对应的驱动凹部连通，冲程道3132与另一驱动凹部连通。

请参阅图2，该流体动力装置还包括一轴2，外圈1与芯体3同轴设置于轴2上，该轴2上开设有进、出流体轴道21、210分别连通至芯体3的流体进入通道31和流体排出通道310。轴内进、出流体轴道形成进口和出口，进、出流体轴道为不连通结构。外圈1通过侧板41、42配合于轴2上形成一个封闭空间，芯体3设置于封闭空间内并与轴2连接固定。本实用新型中芯体3设有至少2阶流道，每一阶流道与外圈对应的驱动凹部连通，最后由流体排出通道排出流体。

请参阅图2，本实用新型中芯体3可以是由左、右芯体配合而成，左、右芯体配合面设有流体进入通道31和流体排出通道310，芯体3也可以是整体铸造而成。

请参阅图2、图5，本实施例是一级驱动结构，芯体3上沿周向设置1条流体通道形成一级驱动结构，流体通道也称为独立做功单元，芯体3和外圈1上一流体进入通道31、一喷口301、至少二驱动凹部11、至少一次冲流道300、一排口302和一流体排出通道310形成独立做功单元，该流体动力装置中包括至少一个独立做功单元。独立做功单元中流体进入通道31、喷口301、驱动凹部11、次冲流道300、排口302和流体排出通道310构成流体流动路径。

请参阅图2、图5或图6，本实用新型中外圈1的内环面上设置有2个以上驱动凹部11，每一驱动凹部具有一轮廓底面111以及驱动面112，轮廓底面111的轮廓线可以是普通弧形线或螺旋线，当轮廓底面的轮廓线为对数螺旋线，其极点设置在轴上，每一驱动凹部11同时与相邻阶流道相通以使前一阶流道进入的流体由下一阶流道输出。

本实用新型中芯体3流体进入通道即第1阶流道走向可以是普通弧形线或螺旋线，各次冲流道即第N阶流道中冲程道的走向也可以是普通弧形线或螺旋线。

如图5及图6，本实用新型芯体3上设有流体进入通道31，其走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，次冲流道300的冲程道的走向为对数螺旋线，次冲流道的冲程道对数螺旋线的走向与流体进入通道对数螺旋线的走向大致相同。芯体3流体进入通道的走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，该对数螺旋线的极点设置在芯体中心轴线上，对数螺旋线走向角15°-45°，角度越小，流道越长，损耗越多；角度越大，驱动外圈的切向分力越小。

请参阅图2、图3及图4，本实用新型轴2内进、出流体轴道21、210形成进口和出口，进、出流体轴道为不连通结构。轴的进口和出口可以设置在轴一端或轴两端，流体进入轴道21与芯体的流体进入通道31相通，轴的流体排出口轴向延伸形成流体排出轴道210，流体排出轴道与芯体的流体排出通道310相通。

本申请案所涉流体动力装置是指能够将流体能转换成机械转动的装置，其中该装置除必要的外圈、芯体及其相应凹部结构或流道结构设计外，还可以额外包括其他部件；例如，可以额外包括有提供外保护的壳体和密封结构等，又如可以额外包括有提供转矩传递的联轴器等。其中，外圈可以根据机械转动输出方式的不同而具体表现形式有所变化，例如外圈外侧形成外齿形结构，以利于通过齿轮传动的方式输出动能；又例如外圈具有皮带槽，以通过皮带传动的方式输出动能；再例如外圈具有安装法兰盘，可以方便地安装联轴器以输出动能；等等。芯体和外圈的材质为硬质材料制成，不限于金属、金属合金、塑料、复合材质，芯体和外圈的凹部结构或流道结构的加工方式可以采用一切已知的生产手段实现，包括而不限于压铸、锻造、挤压、3D打印等等。输入至该动力装置的流体压力可以是压缩机(如气压泵)产生、压缩流体的容器(如高压气瓶)产生、等等。

图2和图5中需要说明的是，芯体的流体进入通道31和流体排出通道310及流体进入轴道21、流体排出轴道210，按制图规则虽然不对应，但为了形象说明，图2中芯体的流体进入通道和流体排出通道就是指流体进入通道和流体排出通道，实施例2中图7和图10与此类似的示意图示。

本实施例中，泵送系统为气动离心泵送系统，但不局限于此，泵送系统也可以是液动离心泵送系统，或者是轴流泵送系统、斜流泵送系统或旋涡泵送系统，所述轴流泵送系统、斜流泵送系统和旋涡泵送系统均可以是气动或液动的。

本实施例中，所述流体动力装置的外圈作为泵送执行组件的转子直接驱动泵送执行组件，具体的，所述流体动力装置的外圈直接作为气动离心泵送系统的叶轮；或者所述流体动力装置的外圈通过一法兰连接以驱动叶轮。当然了，在其它实施方式中，所述流体动力装置的外圈也可以通过减速机构与所述泵送执行组件驱动连接。

实施例2：请参阅图7至图10，流体动力装置中包括2独立做功单元形成二级驱动结构，即芯体3上沿周向设置2条流体通道，每条流体通道包括1阶以上的流体进入通道31和次冲流道300并沿芯体3周向布设及流体排出通道。流体动力装置包括外圈1，其内环面周向上设有多个驱动凹部11；一芯体3，其同轴设置在外圈1内并能相对外圈转动，芯体的外环面设有2组喷口、排口、以及每组喷口和排口之间设有至少一次冲流道；芯体上设有2流体进入通道31、32，其对应连通喷口；以及2流体排出通道310、320，其对应连通排口；两股流体从分别从芯体的2流体进入通道进入，通过芯体3的喷口及次冲流道300的逐阶喷出，作用于外圈周向上相应的驱动凹部11，对这些驱动凹部产生推力推动外圈1旋转做功，实现动力输出，最后，流体通过芯体的排口经流体排出通道排出。上述的一流体进入通道、一喷口、相应数量的驱动凹部及对应的次冲流道、排口和一流体排出通道形成独立做功单元。

该流体动力装置还包括一轴2，外圈1与芯体3同轴设置于轴上，该轴2上开设有流体进入轴道21、22及流体排出轴道210、220分别连通至芯体的流体进入通道31、32和流体排出通道310、320。轴2上设有与流体通道对应的两流体进入口和两流体排出口；压缩流体从轴2的两流体进入口进入，通过芯体3流体进入通道喷出作用在外圈1的驱动凹部11，产生推力推动外圈1旋转做功，最后压缩流体通过芯体3的流体排出通道回到相应的流体排出口，实现动力的连续输出。其他结构与实施例1中结构相同，不再赘述。

实施例3：本实用新型流体动力装置中包括4或更多的独立做功单元形成多级驱动结构，芯体上沿周向设置3条或更多条流体通道，每条流体通道包括1阶以上的流体进入通道和次冲流道并沿芯体周向布设及流体排出通道，流体进入通道和流体排出通道设置在左、右芯体的配合面。轴上设有与流体通道对应数量的流体进入轴道和流体排出轴道，压缩流体从轴的流体进入轴道进入，通过芯体流体进入通道喷出作用在外圈的驱动凹部，推动外圈旋转做功，实现动力的连续输出，最后压缩流体通过芯体的各流体排出通道回到相应的流体排出轴道。其他结构与实施例1中结构相同。

实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述泵送系统为容积式气泵或容积式液泵，容积式气泵或容积式液泵中的活塞由流体动力装置上的外圈来进行驱动。

实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述泵送系统为气动蠕动泵送系统或者是液动蠕动泵送系统，气动蠕动泵送系统或者是液动蠕动泵送系统中的挤压辊由流体动力装置上的外圈驱动。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种泵送系统，其特征在于：包括泵壳、泵送执行组件和设置在泵壳内的流体动力装置，所述流体动力装置驱动所述泵送执行组件执行泵送动作，所述流体动力装置包括：

一外圈，其内环面周向上设有多个驱动凹部；

一芯体，其同轴设置在外圈内并能相对外圈转动，芯体的外环面设有至少一喷口、至少一排口、以及位于喷口和排口之间的至少一次冲流道；

至少一流体进入通道，其连通至少一喷口；

以及至少一流体排出通道，其连通至少一排口；

流体从流体进入通道进入，通过芯体的喷口及次冲流道的逐阶喷出，作用于外圈周向上的至少二驱动凹部，对这些驱动凹部产生推力推动外圈旋转做功，实现动力输出至泵送执行组件，最后，流体通过芯体的排口经流体排出通道排出。

2.根据权利要求1所述的泵送系统，其特征在于：至少一流体进入通道、至少一喷口、至少二驱动凹部、至少一次冲流道、至少一排口和至少一流体排出通道形成独立做功单元，所述流体动力装置中包括至少一个独立做功单元。

3.根据权利要求1所述的泵送系统，其特征在于：流体进入通道和流体排出通道形成于芯体内，芯体上的喷口及次冲流道，与外圈对应的驱动凹部连通，次冲流道沿芯体或外圈周向设置。

4.根据权利要求3所述的泵送系统，其特征在于：芯体上包括：

流体进入通道，其在芯体周面形成喷口，其走向为由中间往外延伸的弧形线，喷口与外圈对应的驱动凹部连通，形成第1阶流道；

次冲流道，其走向为芯体边缘向内再到边缘弯折延伸的弧形线，每一次冲流道与外圈对应的前后两驱动凹部连通，沿芯体周向形成N阶流道，其中N≥2的自然数；

各阶流道与外圈对应驱动凹部配合形成流体能量递减的多阶冲程结构。

5.根据权利要求3所述的泵送系统，其特征在于：芯体的流体进入通道的走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，所述对数螺旋线的极点设置在芯体中心轴线上，对数螺旋线走向角15°-45°。

6.根据权利要求1所述的泵送系统，其特征在于：所述流体动力装置还包括一轴，外圈与芯体同轴设置于轴上，所述轴上开设有进、出流体轴道分别连通至芯体的流体进入通道和流体排出通道。

7.根据权利要求2所述的泵送系统，其特征在于：所述流体动力装置中包括二个以上独立做功单元形成多级驱动结构，并沿芯体或外圈周向设置。

8.根据权利要求1至7任一所述的泵送系统，其特征在于：外圈的内环面上设置有2个以上驱动凹部，每一驱动凹部具有一轮廓底面以及驱动面，轮廓底面的轮廓线为对数螺旋线，其极点设置在芯体中心。

9.根据权利要求1所述的泵送系统，其特征在于：泵送系统为气动离心泵送系统、液动离心泵送系统、气动活塞式泵送系统、液动活塞式泵送系统、气动蠕动泵送系统或液动蠕动泵送系统。

10.根据权利要求9所述的泵送系统，其特征在于：所述流体动力装置的外圈通过一法兰与所述泵送执行组件驱动连接；或者所述流体动力装置的外圈通过减速机构与所述泵送执行组件驱动连接；或者所述流体动力装置的外圈作为泵送执行组件的转子直接驱动泵送执行组件。