CN213511238U - 一种宽高效区的一体化管道泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种宽高效区的一体化管道泵，包括：泵壳体，泵壳体内装有泵送系统；入口导叶体，入口导叶体安装于泵壳体内，并位于泵送系统的上游；旋转驱动单元，旋转驱动单元用于驱动入口导叶体上的各个入口导叶片的偏转角度，并通讯连接泵送系统；本实用新型通过旋转驱动单元与入口导叶体相结合以调节泵送系统上游流体的液流角，可使得泵送系统的泵叶轮的工作状态与其上游的液流角相匹配，并在各个工作流量下均具有良好的迎流特性，具备较高的工作效率，从而大幅度扩宽了管道泵的高效区，能够较好地适用于流量变化较大的应用环境。

Description

一种宽高效区的一体化管道泵

技术领域

本实用新型涉及管道泵技术领域，尤其涉及一种宽高效区的一体化管道泵。

背景技术

轴流泵是靠旋转叶轮的叶片对液体产生驱动力，使液体沿轴向输送的泵。传统的轴流泵包括同轴布置的泵壳体、泵叶轮和出口导叶体，泵叶轮与出口导叶体依次沿着泵壳体内的水流方向布置，泵叶轮和出口导叶体连接在同一根转轴上，由转轴带动泵叶轮的转动，并以此达到对水流泵送的目的。由于转轴的布置限制，导致泵壳体的出水口侧必须设计为弯管结构，致使轴流泵的进出口流动分布在不同的方向上，需要进一步布置带来相当损失的进水管段或出水管段结构，以保证输运方向，这同时也进一步增加了轴流泵的尺寸。

然而，在实际应用中，上述轴流泵不仅结构复杂，在整体设计不够紧凑，而且通常高效区较窄，只能在较小的流量变化范围内实现高效率泵送作业，难以较好地适用于流量变化较大的应用环境。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种宽高效区的一体化管道泵，用以解决现有的轴流泵结构不够紧凑，且高效区较窄，难以较好地适用于流量变化较大的应用环境的问题。

本实用新型实施例提供一种宽高效区的一体化管道泵，包括：泵壳体，所述泵壳体内装有泵送系统；入口导叶体，所述入口导叶体安装于所述泵壳体内，并位于所述泵送系统的上游；旋转驱动单元，所述旋转驱动单元用于驱动所述入口导叶体上的各个入口导叶片的偏转角度，并通讯连接所述泵送系统。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，所述泵壳体内固定装有与其同轴布置的轮毂，所述入口导叶片转动安装于所述泵壳体与所述轮毂之间，所述入口导叶片的一端连接所述旋转驱动单元的输出端。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，所述旋转驱动单元包括多个，所述旋转驱动单元内置于所述泵壳体的侧壁中，并与所述入口导叶片一一相对。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，所述入口导叶片安装于转轴上，所述转轴的一端连接所述旋转驱动单元的输出端，另一端转动安装于所述轮毂上。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，所述泵壳体的内侧壁上形成有让位槽，所述入口导叶片的轮缘伸入至所述让位槽中。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，所述入口导叶片远离其轮缘的一端形成为圆形凹面结构，所述圆形凹面结构用于与所述轮毂前侧的球面结构相贴合，所述轮毂的前侧朝向所述泵壳体的入口端。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，所述泵送系统包括泵叶轮，所述泵叶轮转动安装于所述轮毂上，并位于所述入口导叶体的下游，所述泵叶轮的轮缘上设置有电机转子，所述泵壳体的内侧壁上设置有与其同轴布置的电机定子，所述电机定子与所述电机转子对应排布。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，所述泵壳体的内侧壁上形成有环形凹槽，所述电机转子伸入至所述环形凹槽内，所述电机定子内置于所述环形凹槽的槽底。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，所述电机转子远离所述轮缘的一侧面与所述电机定子之间形成第一间隙，所述电机转子的下游端与所述环形凹槽的下游槽壁之间形成有第二间隙，所述电机转子的上游端与所述环形凹槽的上游槽壁之间形成有第三间隙，所述第二间隙、所述第一间隙及所述第三间隙依次连通。

根据本实用新型一个实施例的宽高效区的一体化管道泵，还包括：出口导叶体，所述出口导叶体同轴安装于所述泵壳体内，并靠近所述泵壳体的出口端，所述轮毂与所述泵壳体之间通过所述出口导叶体相连接。

本实用新型实施例提供的一种宽高效区的一体化管道泵，通过旋转驱动单元调节入口导叶体上的各个入口导叶片的偏转角度，可改变泵送系统上游流体的液流角，基于入口导叶片的偏转角度可相应地控制泵送系统对流体泵送的流量，使得泵送系统的泵叶轮的工作状态与其上游的液流角相匹配，并在各个工作流量下均具有良好的迎流特性，具备较高的工作效率，从而大幅度扩宽了管道泵的高效区，能够较好地适用于流量变化较大的应用环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种宽高效区的一体化管道泵的剖面示意图；

图2是本实用新型实施例所示的图1中K1处的局部放大结构示意图；

图3是本实用新型实施例所示的图1中K2处的局部放大结构示意图；

图4是本实用新型实施例所示的图1中K3处的局部放大结构示意图。

图中，1、泵壳体；2、轮毂；3、入口导叶体；31、入口导叶片；4、泵叶轮；5、出口导叶体；6、旋转驱动单元；7、转轴；8、让位槽；9、旋转支撑座；10、电机定子；11、电机转子；12、旋转支撑件；13、环形凹槽；14、第一间隙；15、第二间隙；16、第三间隙。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1，本实施例提供了一种宽高效区的一体化管道泵，包括：泵壳体1，泵壳体1内装有泵送系统；入口导叶体3，入口导叶体3安装于泵壳体1内，并位于泵送系统的上游；旋转驱动单元6，旋转驱动单元6用于驱动入口导叶体3上的各个入口导叶片31的偏转角度，并通讯连接泵送系统。

如图1所示，本实施例所示的管道泵对流体的泵送方向为图1中箭头所指示的方向。本实施例通过旋转驱动单元6调节入口导叶体3上的各个入口导叶片31的偏转角度，可改变泵送系统上游流体的液流角，基于入口导叶片31的偏转角度可相应地控制泵送系统对流体泵送的流量，使得泵送系统的泵叶轮4的工作状态与其上游的液流角相匹配，并在各个工作流量下均具有良好的迎流特性，具备较高的工作效率，从而大幅度扩宽了管道泵的高效区，能够较好地适用于流量变化较大的应用环境。

在此应指出的是，本实施例所示的入口导叶体3的安装形式优选为同轴安装于泵壳体1内，可由一套旋转驱动单元6通过齿轮传送机构同步驱动入口导叶体3上的各个入口导叶片31的转动，也可布置多套旋转驱动单元6，以便一一对应驱动各个入口导叶片31的转动。与此同时，本实施例所示的旋转驱动单元6通讯连接泵送系统，可以理解为，旋转驱动单元6与泵送系统共同通讯连接控制系统，如本领域所公知的单片机、PLC控制器、工控机等，由控制系统基于旋转驱动单元6的旋转角度控制泵送系统的泵叶轮4达到相应匹配的转速。

优选地，本实施例所示的泵壳体1内固定装有与其同轴布置的轮毂2，本实施例所示的入口导叶片31沿轮毂2呈圆周均布，以构成本实施例所示的入口导叶体3，其中，入口导叶片31转动安装于泵壳体1与轮毂2之间，入口导叶片31的一端连接旋转驱动单元6的输出端。

如图1所示，本实施例所示的旋转驱动单元6包括多个，旋转驱动单元6可以为本领域所公知的步进电机，以用于调控入口导叶片31转动的角度，旋转驱动单元6内置于泵壳体1的侧壁中，并与入口导叶片31一一相对，从而每个入口导叶片31的偏转角度均由一个相应的旋转驱动单元6来控制。

如图1所示，为了便于调节各个入口导叶片31的转动角度，本实施例将入口导叶片31沿其长边方向安装于转轴7上，转轴7的一端连接旋转驱动单元6的输出端，另一端转动安装于轮毂2上。如图3所示，可在转轴7的另一端连接旋转支撑座9的一端，旋转支撑座9的另一端呈球面状，并与轮毂2内设置的腔体相适配，以确保旋转支撑座9可靠地转动安装于轮毂2内，并能实现任意角度的旋转。

如图2所示，基于对入口导叶片31进行角度调整的需求，本实施例所示的泵壳体1的内侧壁上形成有让位槽8，入口导叶片31的轮缘伸入至让位槽8中，相应的入口导叶片31的轮缘与泵壳体1之间存在一定的间隙。考虑到入口导叶片31不产生增压效果，其轮缘侧压力相差不大，同时该间隙为以径向间隙为主，并未贯通主流通道内入口导叶片31的压力面与吸力面，因此，在入口导叶片31的轮缘侧也不会产生明显的间隙射流，不会对主流流体产生较大影响。

如图3所示，本实施例所示的入口导叶片31远离其轮缘的一端形成为圆形凹面结构，圆形凹面结构用于与轮毂2前侧的球面结构相贴合，轮毂2的前侧朝向泵壳体1的入口端。由此，在对入口导叶片31进行角度调整的过程中，入口导叶片31端部的圆形凹面结构始终会与轮毂2前侧的球面结构紧密贴合，中间不存在间隙，如此便于对入口导叶片31进行任意角度调整，并在入口导叶片31旋转的过程中，不会产生间隙射流影响主流流动。

优选地，本实施例所示的泵送系统包括泵叶轮4，泵叶轮4转动安装于轮毂2上，并位于入口导叶体3的下游，泵叶轮4的轮缘上设置有电机转子11，泵壳体1的内侧壁上设置有与其同轴布置的电机定子10，电机定子10与电机转子11对应排布。

具体的，本实施例通过在泵叶轮4的轮缘上集成电机转子11，由相对布置的电机定子10与电机转子11构成驱动电机，从而基于驱动电机的电机定子10与电机转子11之间的电磁作用，可驱动泵叶轮4随其电机转子11一起同步旋转，实现了泵送系统的集成化设计。由于将泵送系统集成于泵壳体1内，从而本实施例所示的管道泵不仅结构紧凑，而且在对流体进行泵送时，还具备直入直出的特性。

由此，在流体进入至泵壳体1内时，可通过上述实施例所示的入口导叶体3，在泵叶轮4的上游形成合适的液流角，再由泵叶轮4对流体进行增压，最后，经过下述实施例所示的出口导叶体5回收流体的周向速度，在进一步提高流体静压后，从管道泵的泵壳体1泵送出去。

如图1所示，本实施例还设置有旋转支撑件12，旋转支撑件12可以为本领域所公知的轴套，泵叶轮4同轴安装于旋转支撑件12上。

具体的，本实施例所示的轮毂2上形成有环形定位槽，旋转支撑件12转动安装于环形定位槽中。在此，通过将旋转支撑件12转动安装于环形定位槽中，一方面可由环形定位槽对旋转支撑件12进行定位，另一方面，也可防止旋转支撑件12直接暴露在轮毂2的外侧，导致对泵壳体1内流体的流动和泵送造成影响。

如图1与图4所示，本实施例所示的泵壳体1的内侧壁上形成有环形凹槽13，电机转子11伸入至环形凹槽13内，电机定子10内置于环形凹槽13的槽底。在此，通过将电机转子11伸入至环形凹槽13内，可防止电机转子11对泵壳体1内主流流体的流动产生扰动，并便于电机转子11与电机定子10较好地配合，以构成驱动电机，由驱动电机稳定地驱动泵叶轮4环绕着轮毂2旋转。

如图4所示，本实施例所示的电机转子11远离轮缘的一侧面与电机定子10之间形成第一间隙14，电机转子11的下游端与环形凹槽13的下游槽壁之间形成有第二间隙15，电机转子11的上游端与环形凹槽13的上游槽壁之间形成有第三间隙16，第二间隙15、第一间隙14及第三间隙16依次连通。

具体的，在实际工作中，电机转子11与电机定子10之间形成的第一间隙14，可防止旋转的电机转子11与静止的电机定子10之间发生摩擦、碰撞，由于第二间隙15、第一间隙14及第三间隙16依次连通，并构成了对电机定子10与电机转子11进行自然水冷的冷却通道，从而管道泵在对流体泵送时，处于下游的流体压力大于处于上游的流体压力，在该压差的作用下，主流流体中的一部分水流会从第二间隙15的入口进入，流经电机定子10与电机转子11之间的第一间隙14，对电机定子10与电机转子11进行自然冷却，再从第三间隙16的出口流出。

如图1所示，本实施例还设置有出口导叶体5，出口导叶体5同轴安装于泵壳体1内，并靠近泵壳体1的出口端，轮毂2与泵壳体1之间通过出口导叶体5相连接。

具体的，本实施例所示的出口导叶体5固定不动，并位于泵壳体1的出口侧，由于出口导叶体5固定连接轮毂2与泵壳体1，从而出口导叶体5一方面作为支撑件，以对轮毂2提供支撑，使其分布于泵壳体1的中心轴向，在另一方面，还回收泵叶轮4对主流流体产生的周向速度，以提升管道泵的效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，包括：

泵壳体，所述泵壳体内装有泵送系统；

入口导叶体，所述入口导叶体安装于所述泵壳体内，并位于所述泵送系统的上游；

旋转驱动单元，所述旋转驱动单元用于驱动所述入口导叶体上的各个入口导叶片的偏转角度，并通讯连接所述泵送系统。

2.根据权利要求1所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，所述泵壳体内固定装有与其同轴布置的轮毂，所述入口导叶片转动安装于所述泵壳体与所述轮毂之间，所述入口导叶片的一端连接所述旋转驱动单元的输出端。

3.根据权利要求2所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，所述旋转驱动单元包括多个，所述旋转驱动单元内置于所述泵壳体的侧壁中，并与所述入口导叶片一一相对。

4.根据权利要求3所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，所述入口导叶片安装于转轴上，所述转轴的一端连接所述旋转驱动单元的输出端，另一端转动安装于所述轮毂上。

5.根据权利要求2至4任一所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，所述泵壳体的内侧壁上形成有让位槽，所述入口导叶片的轮缘伸入至所述让位槽中。

6.根据权利要求5所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，所述入口导叶片远离其轮缘的一端形成为圆形凹面结构，所述圆形凹面结构用于与所述轮毂前侧的球面结构相贴合，所述轮毂的前侧朝向所述泵壳体的入口端。

7.根据权利要求2至4任一所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，所述泵送系统包括泵叶轮，所述泵叶轮转动安装于所述轮毂上，并位于所述入口导叶体的下游，所述泵叶轮的轮缘上设置有电机转子，所述泵壳体的内侧壁上设置有与其同轴布置的电机定子，所述电机定子与所述电机转子对应排布。

8.根据权利要求7所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，所述泵壳体的内侧壁上形成有环形凹槽，所述电机转子伸入至所述环形凹槽内，所述电机定子内置于所述环形凹槽的槽底。

9.根据权利要求8所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，所述电机转子远离所述轮缘的一侧面与所述电机定子之间形成有第一间隙，所述电机转子的下游端与所述环形凹槽的下游槽壁之间形成有第二间隙，所述电机转子的上游端与所述环形凹槽的上游槽壁之间形成有第三间隙，所述第二间隙、所述第一间隙及所述第三间隙依次连通。

10.根据权利要求2至4任一所述的宽高效区的一体化管道泵，其特征在于，还包括：出口导叶体，所述出口导叶体同轴安装于所述泵壳体内，并靠近所述泵壳体的出口端，所述轮毂与所述泵壳体之间通过所述出口导叶体相连接。

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