CN220869559U - 用于驱动泡沫泵的容积式水轮机及泡沫比例混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机及泡沫比例混合装置，水轮机包括：机体、输出轴、同步轴、转子和同步齿轮，机体上设置有相对布置的消防水进水口和混合液出口；同步轴和输出轴同步转动，且互相平行地设置在机体内；转子分别安装在输出轴和同步轴上，具有大小相等方向相反的螺旋角，转子的法面型线为互相共轭的曲线；同步齿轮分别设置在同步轴和输出轴的同侧端部，互相啮合，使得同步轴和输出轴同步转动；机体的消防水进水口处和混合液出口处均设置有包络挡板，能够遮挡住转子转动过程中的流道，使得转子、机体和包络挡板之间形成完整的包络空间。本实用新型强度高、耐过速、耐杂质，加工也相对容易，噪音与振动都很小。

Description

用于驱动泡沫泵的容积式水轮机及泡沫比例混合装置

技术领域

本实用新型涉及泡沫灭火系统领域，特别涉及一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机及泡沫比例混合装置。

背景技术

泡沫灭火系统是以泡沫液为灭火剂的灭火系统。根据组成部件分类可分为泡沫液储存设备、泡沫液与水按比例混合设备、终端喷放发泡设备。按应用方式不同可分为固定式泡沫灭火系统(如泡沫水喷淋系统、泡沫水喷雾系统、罐区泡沫喷放覆盖系统、泡沫炮灭火系统)、移动式泡沫灭火系统。按发泡倍数不同可分为低倍数、中倍数、高倍数泡沫灭火系统。在泡沫系统的应用中，核心部件为将泡沫原液与水按比例混合的装置。

众多泡沫比例混合装置中机械泵入式比例混合装置是一种流量平衡式比例混合装置。由管道内流动的消防水为驱动力，通过水轮机带动泡沫液泵抽取常压罐内的泡沫液，泵入到消防主管道内。通过水轮机和泡沫液泵内部的结构参数匹配，平衡了水的流量和泡沫液的流量，实现定比例混合。

机械泵入式比例混合装置体积小、占地面积小、混合比控制准确、无水源损失、且不需要外部提供动力电源或柴油机，是一款性能优越，技术先进的产品。而且机械泵入式比例混合装置最为核心的结构就是用于驱动泡沫泵的非泄水式水轮机。

通常在消防泡沫灭火系统中，需要将泡沫浓缩液按照一定的比例，注入消防水中，形成泡沫混合液，用于消防灭火。使用容积式泡沫泵输送泡沫浓缩液是一种常用的方式，容积式泡沫泵的驱动方式有电机、柴油机、水轮机等，而水轮机驱动是一种本质安全型的动力源，具有系统简单、安全可靠等优点，非常适合作为泡沫泵的动力源。水轮机一般安装在消防水主管道上，其流量为消防水的流量，消防水推动水轮机作功，产生一定的压差。由于泡沫泵的功率一般都比较小，所以消防水驱动水轮机后产生的压差也不大，一般在0.2MPa左右，对消防系统的正常供水影响不大。

目前现有的水轮机主要包括滑片式水轮机和螺杆式水轮机。

图1A所示为滑片式水轮机。滑片式水轮机通常具有如下缺点：

一、强度较弱，因此转速不易过快，一般不超过1500r/min，当流量过大水轮机由于转速较高(转速与流量正相关)容易发生破坏。

二、对介质比较敏感，对水质要求相对较高，在含有杂质的水中很容易咬死，工作可靠性较差。

三、结构复杂，零件制造精度要求较高，因此价格较高。

四、当转速较大时，设备噪音与振动很大。

图1B所示为螺杆式水轮机。螺杆式水轮机具有如下缺点：

一、加工难度较高、制造成本高，因此价格较高。

二、设备噪音振动大。

三、由于双螺杆的内部结构较为复杂，需要专业人员进行准确维护。

四、对介质比较敏感。

有鉴于此，本申请的发明人设计了一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机及泡沫比例混合装置，以期克服上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的水轮机强度低、不耐过速、不耐杂质，加工难度大，工作噪音与振动大的缺陷，提供一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机及泡沫比例混合装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特点在于，所述水轮机包括：机体、输出轴、同步轴、至少两个转子和一对同步齿轮，所述机体上设置有一组相对布置的消防水进水口和混合液出口；所述同步轴和所述输出轴互相平行地设置在机体内，所述同步轴与所述输出轴同步转动；所述转子分别安装在所述输出轴和所述同步轴上，所述转子具有大小相等方向相反的螺旋角，且所述转子的法面型线为互相共轭的曲线；所述同步齿轮分别设置在所述同步轴和所述输出轴的同侧端部，且互相啮合，使得所述同步轴和所述输出轴同步转动；所述机体的消防水进水口处和混合液出口处均设置有包络挡板，所述包络挡板能够遮挡住所述转子转动过程中的流道，使得所述转子、所述机体和所述包络挡板之间形成完整的包络空间。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子为扭转式的齿轮转子，所述转子两端面的相位差为170度-190度。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子为扭转式的齿轮转子，所述转子两端面的相位差为80度-100度。

根据本实用新型的一个实施例，所述包络挡板交错设置，所述机体的消防水进水口处的所述包络挡板设置在靠近转子的第一端部处；所述机体的混合液出口处的所述包络挡板设置在靠近转子的第二端部处，使得所述转子的相邻两齿能够与所述机体、所述包络挡板之间形成的腔体与所述消防水进水口、所述混合液出口都不连通，从而形成完整的包络空间，确保水轮机有精确的排量。

根据本实用新型的一个实施例，所述包络挡板为V字型挡板。

根据本实用新型的一个实施例，所述V字型挡板的两侧的构成角小于或等于两侧转子螺旋角之和。

根据本实用新型的一个实施例，所述包络挡板为U字型挡板。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子具有至少四个齿。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿顶高系数为1.0-1.25，顶隙系数为0.25-0。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的端部与所述机体的轴承体的内壁面之间设置有端面补偿板，所述端面补偿板的第一端面上设置弹性补偿结构，所述第一端面朝向所述机体的轴承体的内壁面。

根据本实用新型的一个实施例，所述弹性补偿结构为波形弹簧。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽与所述转子的中心距的比值为2.5，所述转子的轴径与所述转子的中心距的比值在0.3-0.4之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽为175mm～625mm，所述转子的中心距为70mm～250mm、所述转子的轴径为28mm～75mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽为175mm，所述转子的中心距为70mm、所述转子的轴径为28mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽为220mm，所述转子的中心距为88mm、所述转子的轴径为33mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽为275mm，所述转子的中心距为110mm、所述转子的轴径为38mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽为330mm，所述转子的中心距为132mm、所述转子的轴径为43mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽为400mm，所述转子的中心距为160mm、所述转子的轴径为53mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽为500mm，所述转子的中心距为200mm、所述转子的轴径为63mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子的齿宽为625mm，所述转子的中心距为250mm、所述转子的轴径为75mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述水轮机上还设置有变速齿轮箱体、连接轴、第一变速齿轮和第二变速齿轮，所述连接轴上设置第一变速齿轮，所述输出轴上设置第二变速齿轮，所述第一变速齿轮与所述第二变速齿轮啮合，从而将所述输出轴的动力传递至所述连接轴，所述变速齿轮箱体设置在所述机体设置同步齿轮侧的相对侧，所述连接轴活动连接在所述变速齿轮箱体上，所述第一变速齿轮和所述第二变速齿轮设置在所述变速齿轮箱体内。

本实用新型还提供一种泡沫比例混合装置，其特点在于，所述泡沫比例混合装置包括泡沫泵、泡沫液管路和冲洗管路，以及如上所述的包含连接轴和变速齿轮结构的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，所述泡沫泵的出口通过所述泡沫液管路与所述水轮机的混合液出口连接，所述泡沫泵的入口通过所述冲洗管路与所述水轮机的消防水进水口连接，所述泡沫泵的主轴与所述水轮机的连接轴连接，从而将水轮机产生的动力传输至泡沫泵。

本实用新型还提供另一种泡沫比例混合装置，其特点在于，所述泡沫比例混合装置包括泡沫泵、泡沫液管路和冲洗管路，以及如上所述的不包含连接轴和变速齿轮结构的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，所述泡沫泵的出口通过所述泡沫液管路与所述水轮机的混合液出口连接，所述泡沫泵的入口通过所述冲洗管路与所述水轮机的消防水进水口连接，所述泡沫泵的主轴与所述水轮机的输出轴连接，从而将水轮机产生的动力传输至泡沫泵。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机和泡沫比例混合装置，具有如下诸多优势：

一、强度高、耐过速、耐杂质，加工也相对容易，噪音与振动都很小；

二、容积式水轮机的转子与机体之间可以形成完整的包络空间，从而确保水轮机具有精确的排量；

三、两个转子之间无摩擦，能够确保转子更加安全、长久、可靠的运行；

四、泡沫比例混合装置可以调整泡沫浓缩液和消防水的比值，进而获得不同的混合比的泡沫混合液，从而适应不同的场所与项目需求。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1A为现有技术中滑片式水轮机的结构示意图。

图1B为现有技术中螺杆式水轮机的结构示意图。

图2为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的立体示意图。

图3为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的剖视示意图。

图4为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的双转子结构示意图。

图5A为齿轮的根切现象示意图。

图5B为齿轮转子容积利用率计算的示意图。

图6A为齿数为七的齿轮转子的设计结构示意图。

图6B为齿数为六的齿轮转子的设计结构示意图。

图6C为齿数为五的齿轮转子的设计结构示意图。

图6D为齿数为四的齿轮转子的设计结构示意图。

图6E为齿数为三的齿轮转子的设计结构示意图。

图7A为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中相位差为180度的转子的正视示意图。

图7B为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中相位差为180度的转子的立体示意图。

图8为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中相位差为90度的转子的立体示意图。

图9A为齿顶高系数与齿形的关系的示意图。

图9B为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中转子与机体之间间隙的示意图。

图9C为现有设计中齿轮啮合时顶隙的示意图。

图9D为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中两个转子配合时顶隙的示意图。

图10A为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中混合液出口侧设置V字型挡板的示意图。

图10B为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中消防水进水口侧设置V字型挡板的示意图。

图11A为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中机芯结构立体示意图。

图11B为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中机芯结构剖视示意图。

图12为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中U字型挡板的示意图。

图13为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中端面补偿板和波形弹簧结构示意图。

图14A为本实用新型泡沫比例混合装置输出1％混合比的泡沫混合液时，容积式水轮机的第一变速齿轮和第二变速齿轮啮合的示意图。

图14B为本实用新型泡沫比例混合装置输出3％混合比的泡沫混合液时，容积式水轮机的第一变速齿轮和第二变速齿轮啮合的示意图。

图14C为本实用新型泡沫比例混合装置输出6％混合比的泡沫混合液时，容积式水轮机的第一变速齿轮和第二变速齿轮啮合的示意图。

图15A为本实用新型泡沫比例混合装置输出1％混合比的泡沫混合液时，容积式水轮机的剖视示意图。

图15B为本实用新型泡沫比例混合装置输出3％混合比的泡沫混合液时，容积式水轮机的剖视示意图。

图15C为本实用新型泡沫比例混合装置输出6％混合比的泡沫混合液时，容积式水轮机的剖视示意图。

图16为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机中第一变速齿轮和第二变速齿轮啮合的立体示意图。

图17为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机不具有连接轴和变速齿轮结构实施方式的剖视示意图。

图18为具有连接轴和变速齿轮结构的本实用新型泡沫比例混合装置的立体示意图。

图19为不含连接轴和变速齿轮结构的水轮机的输出轴只连接一个泡沫泵的本实用新型的泡沫比例混合装置的立体示意图。

图20为不含连接轴和变速齿轮结构的水轮机的输出轴两侧各连接一个泡沫泵的本实用新型的泡沫比例混合装置的立体示意图。

【附图标记】

机体 100

消防水进水口 110

混合液出口 120

包络挡板 130

轴承体 140

外壳体 150

机芯 160

输出轴 200

同步轴 300

转子 400

流道 410

第一端部 420

第二端部 430

同步齿轮 500

端面补偿板 600

第一端面 610

弹性补偿结构 700

变速齿轮箱体 800

连接轴 900

第一变速齿轮 1000

第二变速齿轮 1100

泡沫泵 11

泡沫液管路 12

冲洗管路 13

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

如图2、图3和图16所示，本实用新型提供一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，所述水轮机包括：机体100、输出轴200、同步轴300、至少两个转子400，以及一对同步齿轮500。机体100上设置有一组相对布置的消防水进水口110和混合液出口120。同步轴300和输出轴200互相平行地设置在机体100内，同步轴300与输出轴200同步转动。两个转子400分别安装在输出轴200和同步轴300上，两个转子400具有大小相等方向相反的螺旋角，且两个转子400的法面型线为互相共轭的曲线。同步齿轮500分别设置在同步轴300和输出轴200的同侧端部，且互相啮合，使得同步轴300和输出轴200同步转动。

如图10A和图10B所示，机体100的消防水进水口110处和混合液出口120处均设置有包络挡板130，包络挡板130能够遮挡住转子400转动过程中的流道410，使得转子400、机体100和包络挡板130之间形成完整的包络空间。

优选地，机体100包括外壳体150、机芯160和轴承体140，机芯160外部包围设置外壳体150，轴承体140设置在机芯160和外壳体150的两侧。输出轴200和同步轴300通过轴承体140内的轴承固定在机体100上，使它们能够自由转动。同时，输出轴200和同步轴300的两侧还设置唇形水封，从而避免泄漏。同步齿轮500设置在水轮机的非输出侧。

本实用新型的容积式水轮机在使用过程中，通过一对同步齿轮500进行啮合，有效避免两个转子400之间因为接触产生的摩擦，可以保护转子400，确保转子400更加安全、长久、可靠地运行，从而使设备更加长久、稳定、高性能地运行。

如图4所示，优选地，转子400的端面型线由渐开线型线生成，并且选用一定的螺旋角，分别生成一个左旋和一个右旋的转子400进行啮合。工作时，这对转子400由于受到液体压力的作用，分别向不同的方向旋转。虽然转子400是相互啮合的，但是两个转子400各自独立、没有互相接触。这样转子400间齿面力为零、无负荷、不存在相互作用，且无能量传递。在等转速、等扭矩的旋转过程中不发生磨损，大大延长了寿命。而且转子400选用螺旋式，能改善液体输送的不均匀性，减小瞬时流量的脉动。由于流量脉动小，且两个转子400等转速、等扭矩，使得水轮机运行时振动小、噪声较低，也一定程度上减小了压力损失。因此，转子400采用具备螺旋角的形式，有效减少了运行过程中的流体产生的压力脉动，使得设备运行更加平稳。

由于本实用新型的容积式水轮机的机体100的消防水进水口110处和混合液出口120处均设置有包络挡板130，使得转子400、机体100和包络挡板130之间形成完整的包络空间，从而能够有效保证水轮机排量的恒定。所述排量也即设备没运转一圈排出的流体体积。

如图4、图7A和图7B所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，转子400为扭转式的齿轮转子400，转子400两端面的相位差优选为170度-190度。

进一步地，转子400两端面的相位差可以优选为180度。机体100内壁和转子400凹槽一起构成内部具有一定固定体积的封闭空间，称为水轮机的过流室。空间内的流体就是由转子400将连续流体分隔成的单个体积。安装在机体100内的螺旋转子400与机体100之间组成了若干个已知体积的螺旋状空腔。在水流作用下，靠进出口的压差推动两个几何尺寸相同、旋向相反的螺旋转子400啮合转动，流经水轮机的流量与转子400的转速成正比。

由于转子400是个180度的螺旋体，在任意旋转角度，水流的作用力是相同的。所以，虽然一对共轭转子400如同齿轮一样，是相互啮合的，但是不存在相互作用力，转子400之间的齿面力为零，无能量传递，在等速、等扭矩的旋转过程中不发生磨损，延长了使用寿命。就一个横截面而言，液体垂直作用于转子400的轮廓线。就转子400的整体来看，一对转子400由于受到液体压力的作用，分别向不同的方向旋转。上述转子400具有转动平稳、噪音低、无脉动的特点。

当选用罗茨转子、凸轮转子等，每个转子在不同的旋转位置时，受到的水流压力是不同的，从零到最大是周期性变化的，因而输出扭矩也是周期性变化的，这就不可避免的会产生振动。扭转式的齿轮转子在工作时振动相对较小，因此是较优的选择。

本实用新型设计的两个转子400的表面虽然不接触，但是保持一个微小的固定间隙，因此，转子400的法面型线是一对相互共轭的曲线，一般由圆弧、渐开线和摆线组合而成。

如图8所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，转子400为扭转式的齿轮转子400，转子400两端面的相位差为80度-100度。

进一步地，转子400两端面的相位差可以优选为90度。与180度相位差的转子400类似，90度相位差的转子400在任意旋转角度，水流的作用力也是相同的。因此也能够实现一对共轭的转子400之间不存在相互作用力，转子400之间的齿面力为零，无能量传递。这种结构能够使得转子400在等速、等扭矩的旋转过程中不发生磨损，延长了使用寿命。

在现有技术对斜齿轮泵的研究中，有如下结论：斜齿轮泵正常工作的条件下，齿宽一定，斜齿轮泵流量不均匀系数与螺旋角成线性反比关系。也就是说，随着螺旋角的增大，流量不均匀系数逐渐减小；螺旋角越大(相位差越大)，压力脉动越小。

根据上述结论：由于90度相位差的转子400，其螺旋角相比180度相位差的转子400更小，从而其流量不均匀系数更大，压力脉动更大。

因此，180度相位差的转子400相比90度相位差的转子400为更优的方案，90度相位差的转子400为次优的方案。也即，转子400的相位差范围为170度-190度为更优的方案，转子400的相位差范围为80度-100度为次优的方案。

如图10A～图11B所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，包络挡板130交错设置，

机体100的消防水进水口110处的包络挡板130设置在靠近转子400的第一端部420处；机体100的混合液出口处120的包络挡板130设置在靠近转子400的第二端部430处，

使得转子400的相邻两齿能够与机体100、包络挡板130之间形成的腔体与消防水进水口110、混合液出口120都不连通，从而形成完整的包络空间，确保水轮机有精确的排量。

包络挡板130的设置，确保转子400与机体100、包络挡板130之间可以形成完整的包络空间，也即当转子400旋转到某一位置时，转子400相邻两齿与机体100和包络挡板130形成的腔体与进出口都不联通，从而确保水轮机具有精确的排量，也即每转的流量相同。

如果没有包络挡板130，则无法形成完整的包络空间，即使90度相位差的转子依然无法形成完整的包络流道。而当有了包络挡板130，90度和180度相位差的转子均可以形成完整包络流道。

如图10A～图11B所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，包络挡板130优选地采用V字型挡板。

V字型的挡板结构可以尽可能地贴合两侧转子400的螺旋角进行设计，节省材料的同时也能使得容积式水轮机设备轻量化。V字型的挡板结构优选设置在机芯160上。V字型的挡板结构与机体100和转子400配合，形成完整的包络空间，确保水轮机有精确的排量。

如图10A～图11B所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，V字型挡板的两侧构成角小于或等于两侧转子400螺旋角α之和。

螺旋角α的计算公式为：tanα＝(π*D*相位角/360°)/L；

其中，D表示分度圆直径(中心距)，L表示齿宽。

表1本实用新型容积式水轮机各型号产品机体结构与转子结构之间的关系

如上表1所示，例如，各型号产品转子400的螺旋角都选用32.25°时，V字型挡板的两侧构成角优选为等于两侧转子400螺旋角之和(64.5＝32.25+32.25)。若V字型挡板的两侧角度过大会导致无法形成完整的包络空间，影响水轮机的性能，而V字型挡板两侧角度过小则会导致流道410面积减小，增加压力损失。

如图12所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，包络挡板130还可以优选地采用U字型挡板。

与V字型挡板类似，U字型挡板结构也可以尽可能地贴合两侧转子400的螺旋角进行设计，也能节省材料并做到轻量化，而U字型挡板的强度相对较高。U字型的挡板结构优选设置在机芯160上。U字型的挡板结构与机体100和转子400配合，形成完整的包络空间，确保水轮机有精确的排量。

如图5A～图6E所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，转子400具有至少四个齿。

如图5A所示，当齿轮齿数较少时就会发生根切现象，并且齿数越少，根切现象越严重，也即根切区域U1越大。根切现象会削弱齿轮的抗弯强度，对齿轮传动非常不利，但根切现象会提高转子400的容积利用率，有效提高水轮机的排量。

如图5B所示，容积利用率＝(面积S2+面积S3+面积S4+面积S5)/(面积S1+面积S2+面积S3+面积S4+面积S5)

表2不同齿数转子的容积利用率

齿数	容积利用率(％)
		3	61
4	53
		5	47
6	42
		7	37

由上表2可知，齿数越多转子400的容积利用率就越低。因此在保证转子400强度的前提下，尽量选择少齿数的转子400可以提高水轮机的流量。

如图6A～图6E所示，当转子400齿数为三时，已经发生严重的根切现象(齿数越少根切现象越严重)，将整个转子400切分为三部分，因此三齿方案不可取。而采用四齿转子400时，其根切现象不至于将转子400分裂开，又可以保证较大的容积利用率。因此综合来看四齿为转子400齿数的最优方案。

如图9A～图9D所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，转子400的齿顶高系数为1.0-1.25，顶隙系数为0.25-0。

标准渐开线齿轮的齿顶高系数为1，本实用新型为了提高水轮机的排量，将齿顶高系数适当提高。

如图9A所示，A表示齿顶高系数为1的齿形，B表示齿顶高系数为1.1的齿形，C表示齿顶高系数为1.2的齿形。如下表3所示，当齿顶高系数提高后，转子400外径变大，水轮机排量随之提高，但是齿顶圆的宽度将同时减少。由于本实用新型为了减少转子400与机体100间的摩擦损失，转子400与机体100之间存在间隙D，如图9B所示。过小的齿顶宽度将会增加泄漏量，影响水轮机的性能。因此需要在保证齿顶圆宽度的前提下，提高齿顶圆系数。

表3齿顶圆宽度与齿顶高系数关系

齿顶高系数	齿顶圆宽度/标准齿顶圆宽度
		1	1
1.1	0.8
		1.25	0.3125

如图9C所示，一般齿轮在啮合时应留有一定的径向间隙，称为顶隙，此时顶隙为E，顶隙的作用是保证齿轮在啮合时不卡死，并且可以储存润滑油，顶隙的系数一般取0.25。

如图9D所示，本设备两个转子400互相独立，不存在卡死以及需要润滑的情况，因此将两个转子400之间的顶隙设定为零，此时顶隙为F。这样可以最大程度减少两个转子400之间的泄露量，提高水轮机的性能。

如图3、图13和图17所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，转子400的端部与机体100的轴承体140的内壁面之间设置有端面补偿板600，端面补偿板600的第一端面610上设置弹性补偿结构700，所述第一端面610朝向机体100的轴承体140的内壁面。

轴承体140位于机体100的两侧，在转子400的两个端面的外侧抵住弹性补偿结构700和端面补偿板600。

端面补偿板600和弹性补偿结构700的配合，在例如转子400受热膨胀或受冷收缩时，端面补偿板600始终顶住转子400的端部，提高转子400转动过程中流道410的密封性，从而确保水轮机具有精确的排量。这里的弹性补偿结构700可以优选为波形弹簧、O型圈或普通圆柱压缩弹簧。

如图12所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，弹性补偿结构700优选为波形弹簧。波形弹簧结构的轴向距离很短，不会影响本实用新型容积式水轮机的整体结构。

当使用O型圈作为弹性补偿结构700时，由于O型圈的材料问题，其补偿力不如波形弹簧。

当使用普通圆柱压缩弹簧作为弹性补偿结构700时，由于圆柱压缩弹簧的轴向距离过长，会影响本实用新型容积式水轮机的整体结构。

因此，波形弹簧作为弹性补偿结构700相比O型圈和普通圆柱压缩弹簧更佳。

作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，转子400的齿宽与转子400的中心距的比值为2.5，转子400的轴径与转子400的中心距的比值在0.3-0.4之间。

如果齿宽较低，会导致排量较小，也即每转流量较小，从而造成水轮机流量较小。如果齿宽过大，强度不足，导致转子400与轴发生变形，产生较大的噪音、振动，对水轮机的平稳运行产生不利影响。

采用上述比值设计的转子400，应用于本实用新型的容积式水轮机中，具有良好的运行性能。下表4中列举了若干使用上述比值设计产品转子的中心距、齿宽和转子轴径数据。

表4本实用新型容积式水轮机各型号产品转子的中心距、齿宽和转子轴径

如上表4中所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机的一种优选实施方式，转子400的齿宽为175mm～625mm，转子400的中心距为70mm～250mm、转子400的轴径为28mm～75mm。

进一步优选地，转子400的齿宽为175mm，转子400的中心距为70mm、转子400的轴径为28mm。

进一步优选地，转子400的齿宽为220mm，转子400的中心距为88mm、转子400的轴径为33mm。

进一步优选地，转子400的齿宽为275mm，转子400的中心距为110mm、转子400的轴径为38mm。

进一步优选地，转子400的齿宽为330mm，转子400的中心距为132mm、转子400的轴径为43mm。

进一步优选地，转子400的齿宽为400mm，转子400的中心距为160mm、转子400的轴径为53mm。

进一步优选地，转子400的齿宽为500mm，转子400的中心距为200mm、转子400的轴径为63mm。

进一步优选地，转子400的齿宽为625mm，转子400的中心距为250mm、转子400的轴径为75mm。

如图3以及图14A～图15C所示，作为本实用新型用于驱动泡沫泵11的容积式水轮机的一种优选实施方式，水轮机上还设置有变速齿轮箱体800、连接轴900、第一变速齿轮1000和第二变速齿轮1100，连接轴900上设置第一变速齿轮1000，输出轴200上设置第二变速齿轮1100，第一变速齿轮1000与第二变速齿轮1100啮合，从而将输出轴200的动力传递至连接轴900，变速齿轮箱体800设置在机体100设置同步齿轮500侧的相对侧，连接轴900活动连接在变速齿轮箱体800上，第一变速齿轮1000和第二变速齿轮1100设置在变速齿轮箱体800内。

优选地，连接轴900通过轴承活动连接在变速齿轮箱体800上，从而连接轴900可以自由转动。包含第一变速齿轮1000和第二变速齿轮1100的调速机构设置在水轮机输出端。

本实用新型的容积式水轮机通过连接轴900与泡沫泵11的主轴连接后，通过更换不同速比的第一变速齿轮1000和第二变速齿轮1100，使得泡沫泵11与水轮机的流量比值发生变化，进而可以精确地获得不同的混合比(0.5％、1％、3％、6％)的混合液，从而适应不同的场所与不同的项目需求。上述混合比为泡沫泵输出的泡沫液在泡沫混合液(水轮机输出消防水与泡沫液混合)中所占的体积分数比。

如图14A和图15A所示，更换齿数为15的第二变速齿轮1100，齿数为45的第一变速齿轮1000，在水轮机与泡沫泵11连接后，可以输出1％混合比的混合液。

如图14B和图15B所示，更换齿数为30的第二变速齿轮1100，齿数为30的第一变速齿轮1000，在水轮机与泡沫泵11连接后，可以输出3％混合比的混合液。

如图14C和图15C所示，更换齿数为40的第二变速齿轮1100，齿数为20的第一变速齿轮1000，在水轮机与泡沫泵11连接后，可以输出6％混合比的混合液。

综上所述，本实用新型用于驱动泡沫泵11的容积式水轮机强度高、耐过速、耐杂质，加工也相对容易，噪音与振动都很小。本实用新型容积式水轮机的转子400与机体100之间可以形成完整的包络空间，从而确保水轮机具有精确的排量；两个转子400之间无摩擦，能够确保转子400更加安全、长久、可靠的运行。

上述本实用新型的容积式水轮机和泡沫泵11连接后，可以精确地调整泡沫浓缩液和消防水的比值，进而获得不同的混合比的泡沫混合液，从而适应不同的场所与项目需求。

如图18所示，本实用新型还提供一种泡沫比例混合装置的优选实施方式，所述泡沫比例混合装置包括泡沫泵11、泡沫液管路12和冲洗管路13，以及上述设置有变速齿轮箱体800、连接轴900、第一变速齿轮1000和第二变速齿轮1100的用于驱动泡沫泵11的容积式水轮机，泡沫泵11的出口通过泡沫液管路12与所述水轮机的混合液出口120连接，泡沫泵11的入口通过冲洗管路13与所述水轮机的消防水进水口110连接，泡沫泵11的主轴与所述水轮机的连接轴900连接，从而将水轮机的动力传输至泡沫泵11。

本实用新型的水轮机为容积式，其驱动的泡沫泵11也是容积式，由于容积式泡沫泵11和水轮机的流量同转速成正比，只要泡沫泵11和水轮机的排量按需要的比例匹配好。在工作时，无论驱动用的消防水的流量和压力怎么变化，泡沫和水的比例理论上都是恒定的，这一特性非常符合消防泡沫比例混合装置的要求，是一种理想的消防泡沫比例混合设备。

本实用新型上述方案的泡沫比例混合装置，由于采用了本实用新型具有变速齿轮结构的容积式水轮机，水轮机通过更换不同速比的第一变速齿轮1000和第二变速齿轮1100，使得泡沫泵11与水轮机的流量比值发生变化，进而可以获得不同的混合比的混合液，从而可以适应不同的场所与不同的项目需求。

如图19和图20所示，本实用新型还提供另一种泡沫比例混合装置的优选实施方式，所述泡沫比例混合装置包括泡沫泵11、泡沫液管路12和冲洗管路13，以及不具有连接轴900和变速齿轮结构的用于驱动泡沫泵11的容积式水轮机，泡沫泵11的出口通过泡沫液管路12与所述水轮机的混合液出口120连接，泡沫泵11的入口通过所述冲洗管路13与所述水轮机的消防水进水口110连接，泡沫泵11的主轴与所述水轮机的输出轴200连接，从而将水轮机的动力传输至泡沫泵11。

如图17所示，为本实施方式中使用的不具有变速齿轮结构的容积式水轮机，由于其不具有连接轴900和变速齿轮结构，泡沫泵11的动力由水轮机的输出轴200直接提供，图16中水轮机的输出轴200两侧均可以连接泡沫泵11的主轴，也即水轮机的输出轴200两侧可以各连接一个泡沫泵11，也可以仅输出轴200的一侧连接一个泡沫泵11。当输出轴两侧各连接一个泡沫泵11时，泡沫比例混合装置输出混合液的混合比为仅输出轴200的一侧连接一个泡沫泵11时的两倍，也即，通过调整连接泡沫泵11的数量，进而获得不同的混合比的混合液。该方案的泡沫比例混合装置可以适用于对泡沫混合液混合比的选择要求不高(仅两种固定混合比也足够)的消防泡沫灭火系统中。

如图19所示，为水轮机的输出轴200只连接了一个泡沫泵11的泡沫比例混合装置。

如图20所示，为水轮机的输出轴200两侧各连接一个泡沫泵11的泡沫比例混合装置。

如上所述，本实用新型提供的泡沫比例混合装置使用的容积式水轮机强度高、耐过速、耐杂质，加工也相对容易，噪音与振动都很小。水轮机的转子400与机体100之间可以形成完整的包络空间，从而确保水轮机具有精确的排量。使用的容积式水轮机的两个转子400之间的无摩擦，能够确保转子400更加安全、长久、可靠的运行。从而也保证了本实用新型泡沫比例混合装置的使用性能。

本实用新型提供的泡沫比例混合装置可以调整泡沫浓缩液和消防水的比值，进而获得不同的混合比的泡沫混合液，从而适应不同的场所与项目需求。

本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机转子的设计研发历程如下：

由于容积式水轮机的工作原理和液压马达类似，但其排量比液压马达大得多。根据其使用要求，需要设计具备如下优点的容积式水轮机：

一、在同样的壳体尺寸下，每转的流量即排量尽可能大。

二、压力损失尽可能小。

三、运转平稳，噪音低、振动小。

设计第一步：先确定转子400的齿宽

齿宽的选择为初始数据，如果宽度较低，那么排量(每转流量)较小，造成水轮机流量较小。如果齿宽过大，强度不足，导致转子400与轴发生变形，产生较大的噪音、振动，对水轮机的平稳运行产生不利影响。

确定如上文表4中各型号的容积式水轮机转子400的齿宽选值，确定齿宽与中心距的比值＝2.5，从而确定转子400的中心距的选值。

确定转子400轴径与转子400中心距的比值在0.3-0.4之间，规格越大比值越小，但不低于0.3，从而确定转子400轴径。

至此，获得表4中不同型号的容积式水轮机转子400的中心距、齿宽和转子400轴径。

设计第二步：确定转子400的齿数

如图5A所示，当齿轮齿数较少时就会发生根切现象，并且齿数越少，根切现象越严重，也即根切区域越大。根切现象会削弱齿轮的抗弯强度，对齿轮传动非常不利，但根切现象会提高转子400的容积利用率，有效提高水轮机的排量。

如图5B所示，容积利用率＝(面积S2+面积S3+面积S4+面积S5)/(面积S1+面积S2+面积S3+面积S4+面积S5)

如上文表2所示，齿数越多转子400的容积利用率就越低。因此在保证转子400强度的前提下，尽量选择少齿数的转子400可以提高水轮机的流量。

如图6A～图6E所示，当转子400齿数为三时，已经发生严重的根切现象(齿数越少根切现象越严重)，将整个转子400切分为三部分，因此三齿方案不可取。而采用四齿转子400时，其根切现象不至于将转子400分裂开，又可以保证较大的容积利用率。因此综合来看四齿为转子400齿数的最优方案。

设计第三步：确定转子400的相位差(螺旋角)

假设F(x)为转子400受到的扭矩之和，f(x)为转子400在转子长度方向任一点受到的扭转力。所以F(x)为f(x)的原函数。

则

f(x+T)=f(x)

∴

∴即F(x+T)=F(x)

上式中当时，相当于转子400受到的扭转力(扭矩之和)始终为一个定值。转子400在转动过程中稳定性最佳。

对于四齿的转子400：最小周期T＝360/4(齿数)＝90°，因此为确保积分为零，转子400两端的相位差只能是最小周期或者最小周期的倍数，例如一倍周期90°，两倍周期180°，三倍周期270°，四倍周期360°等。

当选择三倍周期270°、四倍周期360°以及更大相位差的转子400时，由于转子400两端面的相位差过大，造成两个转子400之间形成的流道410在法向的投影角度过大，导致无法包络整个流道410，水轮机的转子400与机体100之间无法形成完整的包络空间，转子400转动过程中的流道410的进出口已经连通，从而使得水轮机不具有精确的排量，影响水轮机的使用性能。

因此，一倍周期90°和两倍周期180°相位差的转子400为其中较佳的方案。

而在现有技术对斜齿轮泵的研究中，有如下结论：斜齿轮泵正常工作的条件下，齿宽一定，斜齿轮泵流量不均匀系数与螺旋角成线性反比关系。也即，随着螺旋角的增大，流量不均匀系数逐渐减小。螺旋角越大(相位差越大)，压力脉动越小。

根据上述结论：由于90度相位差的转子400，其螺旋角相比180度相位差的转子400更小，从而其流量不均匀系数更大，压力脉动更大。

因此，180度相位差的转子400相比90度相位差的转子400为更优的方案，90度相位差的转子400为次优的方案。

同时发明人还在水轮机的机体100上配套设置了优选为V字型的包络挡板130。

如果没有包络挡板130，水轮机的转子400与机体100之间也无法形成完整的包络空间(即使90度相位差的转子400依然无法形成完整的包络流道)，有了包络挡板130，90度和180度相位差的转子400可以形成完整包络流道。V字型的包络挡板130对270度以上相位差的转子则不起作用。

设计第四步：转子400的齿形优化

标准渐开线齿轮的齿顶高系数为1，本实用新型为了提高水轮机的排量，将齿顶高系数适当提高。

如图9A所示，A表示齿顶高系数为1的齿形，B表示齿顶高系数为1.1的齿形，C表示齿顶高系数为1.2的齿形。如上文中表3所示，当齿顶高系数提高后，转子400外径变大，水轮机排量随之提高，但是齿顶圆的宽度将同时减少。由于本实用新型为了减少转子400与机体100间的摩擦损失，转子400与机体100之间存在间隙D，如图9B所示。过小的齿顶宽度将会增加泄漏量，影响水轮机的性能。因此需要在保证齿顶圆宽度的前提下，提高齿顶圆系数。

如图9C所示，一般齿轮在啮合时应留有一定的径向间隙，称为顶隙，此时顶隙为E，顶隙的作用是保证齿轮在啮合时不卡死，并且可以储存润滑油，顶隙的系数一般取0.25。

如图9D所示，本设备两个转子400互相独立，不存在卡死以及需要润滑的情况，因此将将两个转子400之间的顶隙设定为零，此时顶隙为F。这样可以最大程度减少两个转子400之间的泄露量，进一步提高水轮机的性能。

以上即为本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机转子的设计研发步骤。

如图7A和图7B所示，为通过上述步骤设计的一种较优的容积式水轮机的转子400，转子400的齿宽(转子长度)L可以达到1/2导程，长度较大。此时转子400两端面的相位差为180度，如图7A所示，此时转子400的同一根齿的在右端面的位置G1位于顶部，在左端面的位置G2位于底部。180度的相位差确保转子400受到稳定不变的扭矩作用。齿宽(转子长度)与流量成正比，较大的齿宽可以保证水轮机达到较高流量，同时齿宽加大可以减小转子400的外径，降低转子400齿顶的线速度，对降低压力损失也是有明显效果的。

通过上述步骤设计的转子400的端面型线基于标准渐开线方程型线，但区别于普通渐开线方程，和普通渐开线方程生成的齿形相比有以下特点：齿顶高系数较大、顶隙为零、齿数较少(齿数最小为4)，齿宽较大(1/2导程)，扭转的相位差较大(180度)。

通过这些参数的调整，生成的水轮机转子具备：精确度高、动转平稳、低噪音、无脉动、流量大、寿命长等特点。

综上所述，本实用新型用于驱动泡沫泵的容积式水轮机和泡沫比例混合装置，具有如下诸多优势：

一、强度高、耐过速、耐杂质，加工也相对容易，噪音与振动都很小；

二、容积式水轮机的转子与机体之间可以形成完整的包络空间，从而确保水轮机具有精确的排量；

三、两个转子之间的无摩擦，能够确保转子更加安全、长久、可靠的运行；

四、泡沫比例混合装置可以调整泡沫浓缩液和消防水的比值，进而获得不同的混合比的泡沫混合液，从而适应不同的场所与项目需求。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (23)

1.一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述水轮机包括：

机体，所述机体上设置有一组相对布置的消防水进水口和混合液出口；

输出轴和同步轴，所述同步轴和所述输出轴互相平行地设置在机体内，所述同步轴与所述输出轴同步转动；

至少两个转子，所述转子分别安装在所述输出轴和所述同步轴上，所述转子具有大小相等方向相反的螺旋角，且所述转子的法面型线为互相共轭的曲线；

一对同步齿轮，所述同步齿轮分别设置在所述同步轴和所述输出轴的同侧端部，且互相啮合，使得所述同步轴和所述输出轴同步转动；

所述机体的消防水进水口处和混合液出口处均设置有包络挡板，所述包络挡板能够遮挡住所述转子转动过程中的流道，使得所述转子、所述机体和所述包络挡板之间形成完整的包络空间。

2.如权利要求1所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子为扭转式的齿轮转子，所述转子两端面的相位差为170度-190度。

3.如权利要求1所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子为扭转式的齿轮转子，所述转子两端面的相位差为80度-100度。

4.如权利要求2所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述包络挡板交错设置，

所述机体的消防水进水口处的所述包络挡板设置在靠近转子的第一端部处；所述机体的混合液出口处的所述包络挡板设置在靠近转子的第二端部处，

使得所述转子的相邻两齿能够与所述机体、所述包络挡板之间形成的腔体与所述消防水进水口、所述混合液出口都不连通，从而形成完整的包络空间，确保水轮机有精确的排量。

5.如权利要求4所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述包络挡板为V字型挡板。

6.如权利要求5所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述V字型挡板的两侧的构成角小于或等于两侧转子螺旋角之和。

7.如权利要求4所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述包络挡板为U字型挡板。

8.如权利要求2所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子具有至少四个齿。

9.如权利要求8所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿顶高系数为1.0-1.25，顶隙系数为0.25-0。

10.如权利要求1所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的端部与所述机体的轴承体的内壁面之间设置有端面补偿板，所述端面补偿板的第一端面上设置弹性补偿结构，所述第一端面朝向所述机体的轴承体的内壁面。

11.如权利要求10所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述弹性补偿结构为波形弹簧。

12.如权利要求4所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽与所述转子的中心距的比值为2.5，所述转子的轴径与所述转子的中心距的比值在0.3-0.4之间。

13.如权利要求12所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽为175mm～625mm，所述转子的中心距为70mm～250mm、所述转子的轴径为28mm～75mm。

14.如权利要求13所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽为175mm，所述转子的中心距为70mm、所述转子的轴径为28mm。

15.如权利要求13所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽为220mm，所述转子的中心距为88mm、所述转子的轴径为33mm。

16.如权利要求13所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽为275mm，所述转子的中心距为110mm、所述转子的轴径为38mm。

17.如权利要求13所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽为330mm，所述转子的中心距为132mm、所述转子的轴径为43mm。

18.如权利要求13所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽为400mm，所述转子的中心距为160mm、所述转子的轴径为53mm。

19.如权利要求13所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽为500mm，所述转子的中心距为200mm、所述转子的轴径为63mm。

20.如权利要求13所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述转子的齿宽为625mm，所述转子的中心距为250mm、所述转子的轴径为75mm。

21.如权利要求1-20任一项所述的用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，其特征在于，所述水轮机上还设置有变速齿轮箱体、连接轴、第一变速齿轮和第二变速齿轮，所述连接轴上设置第一变速齿轮，所述输出轴上设置第二变速齿轮，所述第一变速齿轮与所述第二变速齿轮啮合，从而将所述输出轴的动力传递至所述连接轴，所述变速齿轮箱体设置在所述机体设置同步齿轮侧的相对侧，所述连接轴活动连接在所述变速齿轮箱体上，所述第一变速齿轮和所述第二变速齿轮设置在所述变速齿轮箱体内。

22.一种泡沫比例混合装置，其特征在于，所述泡沫比例混合装置包括泡沫泵、泡沫液管路和冲洗管路，以及如权利要求21所述的任一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，所述泡沫泵的出口通过所述泡沫液管路与所述水轮机的混合液出口连接，所述泡沫泵的入口通过所述冲洗管路与所述水轮机的消防水进水口连接，所述泡沫泵的主轴与所述水轮机的连接轴连接，从而将水轮机产生的动力传输至泡沫泵。

23.一种泡沫比例混合装置，其特征在于，所述泡沫比例混合装置包括泡沫泵、泡沫液管路和冲洗管路，以及如权利要求1-20所述的任一种用于驱动泡沫泵的容积式水轮机，所述泡沫泵的出口通过所述泡沫液管路与所述水轮机的混合液出口连接，所述泡沫泵的入口通过所述冲洗管路与所述水轮机的消防水进水口连接，所述泡沫泵的主轴与所述水轮机的输出轴连接，从而将水轮机产生的动力传输至泡沫泵。