CN2288292Y - 全封闭活塞式双作用往复泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型把机械与液压原理结合于一体,用人工获得自吸程高的往复泵,它突破了动力式泵自吸程不超10米的问题;用该泵在无电区人工提取各种液体,特别是在人畜饮水困难的牧区可从井中提水。此泵特征有:杠杆省力机构—加力杆(21)、加力杆座(20)、连接板(17)、销轴(15)、活塞杆(24)……和产生高真空度的活塞组—活塞上接盘(9)、活塞环(7)、活塞下接盘(5)……以及无泄漏的阀门组—阀门弹簧(63)、(73)、(86)、(93),阀座(66)、(71)(88)、(90),进出液阀门(64)、(75)、(87)、(92)等。

Description

全封闭活塞式双作用往复泵

本实用新型涉及一种中小流量，扬程范围大，自吸程高的全封闭活塞式双作用往复泵。该泵是把机械与液压原理结合于一体的小型设备，它广泛适合于各种液体的输送，特别是在无电区——山旱区、沙漠区、牧区的人畜饮水场合。

山旱区、沙漠区、牧区的人畜饮水主要靠井水。其井水绝大多数在地下拾米以下，有的数拾米，个别的上百米深处。目前牧民已证实用柴油机或汽油机直接驱动离心泵，从地下拾米深处的井水中无法再提出水了，因为泵的自吸程能力达不到拾米。故只好是内燃机发电后，用潜水电泵提水饮牲畜了。用内燃机发电提水，不但一次性设备投入占用资金大，而且油耗和设备维修费居高不下；更令人担心的是该地区的井，用人工打的敞口井，由于柴油机的柴油和润滑油的渗漏，与井水隔离不彻底，结果井水日益被污染严重，人畜饮上了带有油污的水。如果不用内燃机发电提水，用人工从地下拾米深处的井水中水斗打水，每日饮数百只(有的上千只)牲畜群，那劳动强度一个人无法承担的，尤其是烈日、刮风或下雪情况下是受不了。

基于上述情况，本实用新型的解决任务是：

1、研制的泵具备10至20米的自吸程能力。

2、整个设备轻、省力，一个人就从井口驱动泵提水，满足牲畜群的饮水量。

3、适合山区畜牧业，水在山下，畜群在山上，饮用水向山上打上去，泵有较高的扬程。

4、泵对人畜饮水无污染。

本实用新型的任务是以如下方式完成的：

1、往复泵一端用堵盘封死；另一端活塞杆用高压橡胶密封圈封闭；活塞用活塞上下接盘、耐磨活塞环、高压橡胶密封圈等组成，使活塞组前后腔压力经得起200kg/cm²压力；泵腔通道用各自成90°形状的阀座和阀门封闭；使整个往复泵内腔缸筒[0]和通道孔[c]、[d]始终与大气压隔绝，形成全封闭状态，而且是高度封闭——不管泵处于静态还是动态，都没有任何内外泄气或漏水。即用气压或水压测试泵结构静态和动态密封性能时不泄气或漏水。往复泵只要工作，其吸水通道孔以及吸水钢管中产生10^-3至10^-5托的负压，再加大气压力，其吸程高度实现了10至20米的水平。

2、为了得到中等流量，该泵采用了活塞结构形式，并且其泵机体两端分别应用了两组锥形进出水阀门组，实现了双向出水作用。同时特别注意到机体中缸筒[0]的直径：

与通道孔[a]、[b]、[c]、[d]的直径比值在2.5倍，

与活塞杆[24]的直径比值在3.3倍，

与阀座[66]、[71]、[88]、[90]的直径比值在2倍，

与进出水阀门[64]、[75]、[87]、[92]的90°锥端封闭直径比值在2.4倍的几何关系。

3、该泵向山上打水扬程的实现，泵结构本身没有什么改动，只是相应调整了进出水阀弹簧的弹力。要求泵有10至20米的自吸程高度时，出水阀弹簧的弹力大于进水阀弹簧的弹力。要求泵有较高的扬程时，出水阀弹簧的弹力随着扬程高度的增加接近进水阀弹簧的弹力。

4、该泵使用了机械杠杆省力形式，其铰链杠杆组中的加力杆的长度，操作者根据自已的体力情况，在1至3米范围内任意选择。同时指出的是该泵零部件选用了高强度耐磨性好、抗腐蚀性的不锈钢等材料，其加工精度IT5至IT6范围，粗糙度在0.8微米以下，所以使用中不需要润滑，也就不存在井水饮用污染之事。

以下将结合附图对实用新型作说明：

图1是本实用新型安装于井口(井口以虚线圆画出)[43]俯视图(正合人用手向外推或拉加力杆做工位置)中加力杆[21]、加力杆座[20]、销轴[18]、开口销[19]、连接板[17]、销轴[15]、开口销[16]、活塞杆[24]、销轴[22]、开口销[23]，活塞组——活塞上接盘[9]、V型橡胶密封圈[8]、[6]活塞环[7]、活塞下接盘[5]等工作时位置变动示范图。

图2是本实用新型的侧视剖面图——即与井口[43]中心线平行位置切剖中：升降式底阀总成[49]、吸水钢管[47]、固定活夹[44]、活节头[55]、进水口接头[56]、进水口接盘[57]、进水通道[a]，进水阀门组——开口销[61]、[84]，进水阀门滑动压套[62]、[85]、进水阀弹簧[63]、[86]、进水阀门[64]、[87]、阀座[66]、[88]；出水阀门组——阀座[71]、[90]、出水阀门[75]、[92]、山水阀弹簧[73]、[93]、出水阀堵盘[76]、[78]、出水通道[b]和出水口接盘[81]等的结构示意图。

图3为图2中的局部示意图——出水口接头[94]、出水口弯头[95]、出水口胶管钢接头[96]和出水口胶管[97]等。

参照图1至图3往复泵机体[4]缸筒[0]的密封：

后端由橡胶垫圈[36]、堵盘[37]、六角头螺栓[41]和弹簧垫圈[42]封闭。

前端由橡胶垫圈[29]、压盘[28]、六角头螺栓[69]、弹簧垫圈[70]、紧盘[27]、双头螺柱[30]、六角螺母[25]、弹簧垫圈[26]、活塞杆[24]和V形橡胶密封圈[31]封闭。

缸筒[0]的两端与通道[c]和[d]相通。通道[c]和[d]右侧(从图1中看)，由死堵[34]封闭，并用锥端紧定螺钉[33]锁死。

通道[c]和[d]中间与进水通道[a]和出水通道[b]虽相通，但由阀座——[66]、[71]、[88]、[90]，阀座O型橡胶密封圈——[67]、[72]、[89]、[91]，阀座紧固锥端紧定螺钉——[65]、[68]，进水阀门——[64]、[87]，出水阀门——[75]、[92]，进水阀弹簧——[63]、[86]，出水阀弹簧——[73]、[93]，进水阀门滑动压套——[62]、[85]，开口销——[61]、[84]，出水阀堵盘——[76]、[78]以及六角头螺栓等封闭。

通道[a]和[b]后端由死堵[80]封闭，并用锥端紧定螺钉[82]锁死。

通道[a]侧端上下两孔由橡胶垫圈[52]和[60]，进水阀堵盘[54]和[59]，六角头螺栓[50]和弹簧垫圈[51]封闭。

通道[a]中间孔由橡胶垫圈[58]、进水口接盘(用六角头螺栓和弹簧垫圈紧固)[57]、进水口接头[56]、六角锁母[53]、活节头[55]、固定活夹[44]、六角头螺栓[45]、六角螺母[46]、吸水钢管[47]、六角锁母[48]和升降式底阀总成[49]等封闭。

通道[b]侧端上下两孔由橡胶垫圈[77]和[79]，出水阀堵盘[76]和[78]以及六角头螺栓、弹簧垫圈等封闭。

通道[b]中间孔由橡胶垫圈[83]、出水口接盘(用六角头螺栓和弹簧垫圈紧固)[81]、出水口接头[94]、六角锁母[74]、出水口弯头[95]、出水口胶管钢接头[96]、出水口胶管[97]和紧固线夹[98]等联接。

往复泵缸筒[0]前腔与后腔的密封隔离：

活塞杆[24]下端与活塞下接盘[5]过渡配合，并用4个内六角圆柱端紧定螺钉[35]锁死。在活塞下接盘[5]上套有V形橡胶密封圈[6]和[8]、耐磨尼龙活塞环[7]。活塞上接盘[9]上套有O形橡胶密封圈[32]。活塞上接盘[9]与活塞下接盘[5]用4组六角头螺栓(或螺柱)[12]和垫圈(或六角螺母)[13]联接紧固为一体——活塞组。活塞组与缸筒[0]之间的间隙松紧度也用这4组螺栓(或螺母)来调整。活塞组与缸筒(0)的运动形成了前腔和后腔。前腔和后腔之间的压力差高达200kgf/cm²时也不会有泄漏。

往复泵机体[4]由前后两横架[38]支承并用六角头螺栓[39]和弹簧垫圈[40]紧固。前后两横架[38]两端分别与机架[1]用六角头螺栓[2]和螺母[3]联接为一个整体。抽水时机架[1]固定于井口[43]。升降式底阀总成[49]潜入井水中(图1中用虚线示)，其吸水钢管[47]与机架[1]上的承杆用固定活夹[44]、六角头螺栓[45]和六角螺母[46]联接紧固，减轻进水口接盘[57]的载荷。

本活塞式双作用往复泵经测试其活塞组前后腔工作面每平方厘米产生的吸力和压力在16至25公斤力，活塞杆[24]承载力达1800公斤力以上，故选择了铰链杠杆省力机构。支力架[14]用4组六角头螺栓[10]和弹簧垫圈[11]紧固于机体[4]。支力架[14]上端与销轴[15]、连接板[17]、销轴[18]、加力杆座[20]、销轴[22]和活塞杆[24]铰链。

该活塞式双作用往复泵的工作过程：

把两米长的加力杆[21](根据使用者的体力情况自由选择加力杆的长度)插入加力杆座[20]中用手向外推，活塞杆[24]伸出，活塞组前腔空气被压缩，后腔从[d]孔处开始产生真空，此时进水阀门[87]被吸动，脱离阀座[88]之间的密封，进水阀弹簧[86]压缩，进水阀门滑动压套[85]滑动，进水钢管[47]中的空气被吸入缸筒[0]中；同时活塞组前腔被压缩的空气顶开出水阀门[75]，脱离阀座[71]之间的密封，出水阀弹簧[73]压缩，被压缩的空气经出水口接盘[81]进入大气。活塞组到达上死点，人用手往回拉加力杆[21]、活塞杆[24]下移回缩，活塞组由上死点反向运动(此时活塞组前腔成了后腔，后腔成了前腔)，活塞组前腔压缩缸筒[0]中的空气，后腔从[c]孔处开始产生真空，此时出水阀门[75]和进水阀门[87]在弹簧作用下快速与阀座[71]和[88]自动关闭；而进水阀门[64]被吸动，脱离阀座[66]之间的密封，进水阀弹簧[63]压缩，进水阀门滑动压套[62]滑动，进水钢管[47]中的空气进一步被吸入缸筒[0]中，缸筒[0]中前腔压缩气顶开出水阀门[92]，脱离阀座[90]之间的密封，出水阀弹簧[93]压缩，被压缩的空气经出水口接盘[81]进入大气。活塞组到达下死点，人用手向外推加力杆[21]，活塞杆[24]伸出，活塞组由下死点反向运动(前后腔又更替)，活塞组前腔缸筒[0]中的空气开始压缩，后腔从[d]孔处产生真空，此时进水阀门[64]和出水阀门[92]在弹簧作用下快速与阀座[66]和[90]自动关闭；而进水阀门[87]和出水阀门[75]又被打开……就这样往复循环运动结果，进水钢管[47]中的空气全部被吸完，而且进水钢管[47]中产生了高真空度(此时人推拉加力杆[21]的手感力越来越沉)，升降式底阀总成[49]中的升降阀门被高真空度自动吸开，水在高真空度负压作用下(当然也有大气压在水面上作用力)流进缸筒[0]中，随又被活塞组、阀门组工作，水经出水口接盘[81]、出水口胶管[97]等挤出(出水以后人推拉加力杆[21]的手受力感就不再变了)。出水以后停运往复泵的工作后，再起运泵，水就随时出，泵中不再有空气排了。

该活塞式双作用往复泵从结构设计、材质选用、加工组装，严精的结果，泵产生了高真空度负压作用，达到了自吸程14米的高度(如果把进水钢管[47]管径换细，那么自吸程高度上20米)。泵无空行程，只要把加力杆[21]插入加力杆座[20]中推或拉都在出水，每小时提水量1000公斤至2400公斤(因人体力不一样出水量也不一样)。该泵只是活塞组到达了上下死点，反向时产生水流脉动，这一点不如目前动力式抽水泵那样流量稳定，不过我们可以不断完善不断地改进该泵结构。

Claims (3)

1、由铰链杠杆组——加力杆[21]、加力杆座[20]、连接板[17]、支力架[14]、机体[4]、活塞杆[24]、销轴[15]、[18]、[22]，缸筒[0]，活塞组——活塞杆[24]、活塞上接盘[9]、橡胶密封圈[6]、[8]、[32]、活塞环[7]、活塞下接盘[5]，阀门组——阀座[66]、[71]、[88]、[90]，进出水阀门[64]、[75]、[87]、[92]、进出水阀弹簧[63]、[73]、[86]、[93]、进水阀门滑动压套[62]、[85]、进出水阀堵盘[54]、[59]、[76]、[78]等组成了全封闭活塞式双作用往复泵，其特征在于：往复泵一端用堵盘[37]封死，另一端的活塞杆[24]用高压橡胶密封圈[31]封闭，其缸筒[0]一侧两端开了通道孔[c]、[d]，并由活塞组封闭隔离成前后两腔，泵腔两端通道用各自成90°形状的阀座和阀门封闭，使整个往复泵内腔缸筒[0]和通道孔[c]、[d]始终与大气压隔绝，形成了全封闭双作用状态。

2、根据权利要求1所述的全封闭活塞式双作用往复泵的特征是机体[4]缸筒[0]的直径：

与通道孔[a]、[b]、[c]、[d]的直径比值在2.5倍，

与活塞杆[24]的直径比值在3.3倍，

与阀座[66]、[71]、[88]、[90]的直径比值在2倍，

与进出水阀门[64]、[75]、[87]、[92]的90°锥端封闭直径比值在2.4倍，

以上部件选用了高强度耐磨性好，抗腐蚀性的不锈钢等材料，其加工精度IT5至IT6范围，粗糙度在0.8微米以下。

3、根据权利要求1所述的全封闭活塞式双作用往复泵，其特征是活塞组中活塞上接盘[9]与活塞下接盘[5]之间用高压橡胶密封圈[6]、[8]、[32]、耐磨尼龙活塞环[7]过盈配合，同时使整个活塞组与机体[4]缸筒[0]之间的配合精度还可用六角头螺栓[12]来调整。

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