CN216554370U - 一种叶轮式抽水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶轮式抽水机以解决现有离心式抽水机使用前必须向机器内灌注引水，结构复杂，成本较高的问题。该叶轮式抽水机，包括：壳体、转轮和叶片；壳体内有和其内腔相同厚度的弧形挡块，沿挡块两端开设进水口和出水口；转轮由轮体、转动轴、弹簧组成，其轮体沿径向开设多个条形叶片槽，弹簧一端连接在叶片槽底部，另一端连接在叶片底端，轮体外周的环形区域还设置有弧形过渡件，所述弧形过渡件处存在通往出水口的通道，使得：叶片随转轮旋转经过弧形过渡件时，受限于弧形过渡件逐渐退回叶片槽的过程中带动壳体内空气/液体经出水口排出，使进水口处形成负压。该机器应用场景广泛，制造成本低，可靠性高。

Description

一种叶轮式抽水机

技术领域

本实用新型涉及一种抽水设备，具体涉及一种叶轮式抽水机。

背景技术

抽水机是输送液体的机械。它将动力源的机械能传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送的液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液等。其广泛应用于农业灌溉、排水以及工矿企业的给排水、市政供水、电站循环供水、城市污染处理等。其类型多样，常见的抽水机有活塞式、离心式和轴流式。活塞式抽水机是利用大气压力和工作腔容积周期变化来输送液体，如常见的压水机。离心式抽水机，是利用叶轮转动，带动水获得离心力，将水提升到高处。轴流式水泵，和电风扇的原理类似，旋转的浆叶，把水推向机轴方向的后方。

目前市面上的离心式叶轮抽水机工作方式如图一所示：进水方向101是沿叶轮的轴向吸入，出水方向102垂直于轴向流出，即进出水流方向互成90°。由于抽水机靠叶轮进口形成真空吸水，因此在使用前必须向机器内和吸水管内灌注引水，或用真空泵抽气，以排出空气形成真空，而且机壳和吸水管路必须严格密封，不得漏气，否则形不成真空，也就吸不上水来。

此类离心式叶轮抽水机的缺点是：使用前必须向机器内灌注引水，否则将造成机器发热，震动，出水量减少，对设备造成损坏。其结构复杂，成本较高。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种新型叶轮式抽水机，以解决现有离心式抽水机使用前必须向机器内灌注引水，结构复杂，成本较高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种叶轮式抽水机，包括壳体、转轮和多个叶片，所述壳体开设有进水口和出水口，所述叶片在壳体内沿周向均匀分布，所述转轮设置于壳体内的中部，用于驱动所述多个叶片转动；

其特征在于：所述转轮包括轮体、转动轴和多个弹簧，所述转动轴与轮体一体成型，在轮体的中心，用于与动力装置的输出端传动连接；轮体沿径向开设有多个条形开口槽，记为叶片槽；所述多个弹簧、所述多个叶片与多个叶片槽一一对应；所述弹簧一端固定连接在叶片槽底部，另一端与叶片的底端固定连接；所述多个弹簧均为压缩状态并满足：在非受限状态时使对应叶片的顶端伸出叶片槽与壳体内表面保持接触、在被进一步充分压缩时叶片能够退回到叶片槽内；

所述壳体的内表面具有一段与壳体内腔厚度相等的弧形凸起，记为挡块；所述挡块与所述轮体同心且间隙配合，所述进水口和出水口分别邻近挡块的两侧，所述挡块用于阻止空气和液体通过出水口回流；所述轮体外周的环形区域还设置有弧形过渡件，所述弧形过渡件的起始端固定连接于壳体内表面，终止端固定连接于所述挡块内侧靠近出水口的一端，所述弧形过渡件处存在通往所述出水口的通道，使得：叶片随转轮旋转经过弧形过渡件时，受限于弧形过渡件逐渐退回叶片槽的过程中带动壳体内空气或液体经所述出水口排出，使所述进水口处形成负压。

此叶轮式抽水机还包括动力装置、滤网、和密封件，所述动力装置为电动装置或手动装置；

所述电动装置包括电机和联轴器，其中，联轴器与转轮的转动轴相连接，

所述手动装置包括施力扳手和套筒，其中，套筒与转轮的转动轴相连接。

滤网，安装在进水口处，用于过滤液体中存在的杂质，前后两个端盖分别安装在壳体前后两端，用于抽水机密封。

可选地，所述弧形过渡件和挡块在壳体内部与所述壳体一体成型。

可选地，所述转轮的转动轴与轮体是一体成型；当然，也可以考虑采用采用其他固定方式，例如焊接等。

可选地，所述多个叶片的厚度与其对应的叶片槽相同，所述多个叶片的顶端均有弧形倒角，其作用是减小叶片在旋转过程中与所述壳体接触时产生的摩擦力。

可选地，所述挡块弧长为所述轮体圆周的1/8—1/6。

可选地，弧形过渡件起始端到终止端沿壳体内表面逆时针或顺时针方向布置，所述转轮旋转方向与所述弧形过渡件布置方向相同。

可选地，所述弧形过渡件为所述壳体内表面圆周的1/5—1/3。

进一步可选地，所述弧形过渡件与所述出水口的连通结构从起始端至终止端布满所述弧形过渡件。

可选地，所述多个叶片、多个叶片槽、多个弹簧可选择13或15个，其数量相同。

本实用新型至少具有以下有益效果：

该新型叶轮式抽水机使用前无需向机器内灌注引水，机器启动时，转动轴带动叶片在壳体内做圆周运动，叶片在脱离挡块时完全伸出叶片槽，运动到弧形过渡件处受轨道压力逐渐收缩进入叶片槽，同时带动壳体内空气通过出水口排出，使壳体内产生负压，液体通过进水口流进机器，通过出水口排出，起到抽取液体的作用。其操作方便，在无外部电源时可使用施力扳手人工进行抽水工作，应用场景广泛，机构简单，制造成本低，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术以及本实用新型，下面将对现有技术以及本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为现有的离心式叶轮抽水机工作示意图；

图2为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的壳体内部结构示意图；

附图标记说明：

1-图1；101-进水方向；102-出水方向

2-图2；201-施力扳手；202-套筒；203-转动轴；204-前密封盖；205- 壳体；206-后密封盖；207-滤网

3-图3；301-叶片；302-弹簧；303-叶片槽；304-转轮；305-进水口；306-挡块；307-出水口；308-弧形过渡件；309-轮体；310-起始端；311- 终止端；312-条形孔。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。对于装置结构的方案，这种术语表述方式不存在对重要程度、位置关系的区分。

此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而并非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图2—3所示，一种叶轮式抽水机，包括：施力扳手201、套筒202、壳体205、转轮304、前密封盖204、后密封盖206、叶片301；

壳体205开设有进水口305和出水口307，叶片301在壳体205内沿周向均匀分布，转轮304设置于壳体内的中部，用于驱动多个叶片301转动；

转轮304包括轮体309、转动轴203和多个弹簧302，转动轴203在轮体 309的中心与轮体309一体成型，转动轴203伸出壳体205与套筒202螺纹连接；轮体309沿径向开设有多个条形开口槽，记为叶片槽303；多个弹簧302、多个叶片301与多个叶片槽303一一对应；弹簧302一端固定在叶片槽303 底部，另一端与叶片301的底端固定连接；多个弹簧302均为压缩状态并满足：在非受限状态时使对应叶片301的顶端伸出叶片槽303与壳体205内表面保持接触、在被进一步充分压缩时叶片301能够退回到叶片槽303内；

壳体205的内部具有与壳体205内腔厚度相等的弧形凸起，记为挡块306；挡块306与轮体309同心且间隙配合，挡块306弧长为轮体309圆周的1/7，进水口305和出水口307分别邻近挡块306的两侧，挡块306用于阻止空气和液体通过出水口307回流；轮体309外周的环形区域还设置有弧形过渡件308，弧形过渡件308的长度为壳体205内表面圆周的1/4，弧形过渡件308起始端固定于壳体205内表面，终止端固定于挡块306内侧靠近出水口307的一端；起始端310到终止端311沿壳体205内表面逆时针方向布置，弧形过渡件308 处存在通往出水口307的条形孔312，条形孔312长度为弧形过渡件308的起始端至终止端，弧形过渡件308还可以为开满孔的弧面结构，弧形过渡件308 和挡块306与壳体205一体成型。

叶片301分别适配安装于对应的叶片槽303内，叶片301的厚度与其对应的叶片槽303相同，叶片301的顶端均有弧形倒角，减小叶片301在旋转过程中与壳体205接触产生的摩擦力。叶片301随转轮304旋转经过弧形过渡件 308时，受弧形过渡件308施加的压力逐渐退回叶片槽303的过程中带动壳体 205内空气或液体经条形孔312通过出水口307排出，使进水口305处形成负压。

叶片数量计算公式如下：

转轮旋转1周，每个工作容积的变化量近似为扇形体积V₁与V₂之差，设叶片数为z，忽略连通结构条形孔和出水口的尺寸影响，则抽水机的排量近似为：

q＝(V₁-V₂)z＝[β/2*(R+e)²b-β/2*(R-e)²b]z

q＝4πReb

式中q—排量，cm³/r；

R—弧形过渡件内圆半径近似值，cm；

e—偏心距，cm；

b—叶片宽度，cm；

β—相邻叶片夹角，β＝2π/z；

抽水机的瞬时流量是变化的，其流量脉动系数随叶片数z的增加而减小，奇数叶片时的流量脉动系数比偶数叶片时小，因此叶片可选择13或者15片。其中流量脉动指抽水机在工作过程中，瞬时流量是不均匀的，随时间而变化，每转中各瞬时的流量却按同一规律重复变化，此即为流量脉动。流量脉动影响各部件的运动平稳性和精度，流量脉动会产生压力脉动从而引发机器震动和噪声的现象。

滤网207，安装在进水口305处，用于过滤液体中存在的杂质，前密封盖 204和后密封盖205分别安装在壳体205前后两端，用于抽水机密封。

轴承，安装于壳体205内用于支撑转动轴203，降低转动轴203运动过程中的摩擦系数，并保证转动轴203的回转精度，抽水机在工作时，轴承会承受以径向载荷为主的径向、轴向双向联合载荷，据此，选用7000AC型接触角为 25°的角接触球轴承。

工作过程(以手动抽水为例)：

抽水机启动时，逆时针摇动施力扳手201使转动轴203旋转，叶片301 在离心力和弹簧力作用下在进水口305处完全伸出，沿壳体205内做圆周运动，运动到弧形过渡件308处受压力逐渐收缩进入叶片槽303，同时带动壳体205 内空气通过出水口307排出，相邻两个叶片301和壳体205构成的工作腔容积周期变化带动气压改变，壳体205内产生负压，液体通过进水口305流入，通过出水口307排出。叶片301循环运动使得液体在叶片301的作用下不断流入与流出，达到了输送液体的目的。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本实用新型作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本实用新型构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种叶轮式抽水机，包括壳体、转轮和多个叶片，所述壳体开设有进水口和出水口，所述叶片在壳体内沿周向分布，所述转轮设置于壳体内的中部，用于驱动所述多个叶片转动；

其特征在于：所述转轮包括轮体、转动轴和多个弹簧，所述转动轴固定于轮体的中心，用于与动力装置的输出端传动连接；轮体沿径向开设有多个条形开口槽，记为叶片槽；所述多个弹簧、所述多个叶片与多个叶片槽一一对应；所述弹簧一端固定连接在叶片槽底部，另一端与叶片的底端固定连接；所述多个弹簧均为压缩状态并满足：在非受限状态时使对应叶片的顶端伸出叶片槽与壳体内表面保持接触、在被进一步充分压缩时叶片能够退回到叶片槽内；

所述壳体的内表面具有一段与壳体内腔厚度相等的弧形凸起，记为挡块；所述挡块与所述轮体同心且间隙配合，所述进水口和出水口分别邻近挡块的两侧，所述挡块用于阻止空气和液体通过出水口回流；所述轮体外周的环形区域还设置有弧形过渡件，所述弧形过渡件的起始端固定连接于壳体内表面，终止端固定连接于所述挡块内侧靠近出水口的一端，所述弧形过渡件处存在通往所述出水口的连通结构，使得：叶片随转轮旋转经过弧形过渡件时，受限于弧形过渡件逐渐退回叶片槽的过程中带动壳体内空气/液体经所述出水口排出，使所述进水口处形成负压。

2.根据权利要求1所述的一种叶轮式抽水机，其特征在于，还包括动力装置，所述动力装置为电动装置或手动装置；

所述电动装置包括电机和联轴器，其中，联轴器与转轮的转动轴相连接，

所述手动装置包括施力扳手和套筒，其中，套筒与转轮的转动轴相连接。

3.根据权利要求1所述的一种叶轮式抽水机，其特征在于，所述转动轴与轮体是一体成型的。

4.根据权利要求1所述的一种叶轮式抽水机，其特征在于，所述多个叶片的厚度与其对应的叶片槽相同，所述多个叶片的顶端均有弧形倒角，其作用是减小叶片在旋转过程中与所述壳体接触时产生的摩擦力。

5.根据权利要求1所述的一种叶轮式抽水机，其特征在于，还包括过滤网，安装在进水口处。

6.根据权利要求1所述的一种叶轮式抽水机，其特征在于，所述挡块弧长为所述轮体圆周的1/8—1/6。

7.根据权利要求1所述的一种叶轮式抽水机，其特征在于，所述弧形过渡件起始端到终止端沿壳体内表面逆时针或顺时针方向布置，所述转轮旋转方向与所述弧形过渡件布置方向相同。

8.根据权利要求7所述的一种叶轮式抽水机，其特征在于，所述弧形过渡件为所述壳体内表面圆周的1/5—1/3。

9.根据权利要求8所述的一种叶轮式抽水机，其特征在于，所述弧形过渡件与所述出水口的连通结构从起始端至终止端布满所述弧形过渡件。

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