TW201623804A - 自吸泵 - Google Patents

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葛蘭富控股聯合股份公司
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Abstract

本發明提供了一種自吸泵。包括設有進液口和出液口的泵殼及可轉動地安裝在泵殼內的轉軸,所述泵殼內安裝有至少一個增壓室和氣液分離室,所述轉軸上每一個增壓室內安裝一個葉輪。其中在所述增壓室與進液口之間設有儲液室,所述自吸泵還包括一具有入口端和出口端的連通管,所述連通管安裝於所述泵殼,並設於所述增壓室與進液口之間,所述連通管的入口端連接於所述進液口,在與所述介質流動方向相垂直的方向的多個截面中,所述連通管有至少一個截面高於所述葉輪的吸入口的最低點,且至少有一個截面位於所述入口端上方。

Description

自吸泵
本發明涉及一種自吸泵。
參見圖20,圖20是公開號為CN101493092A的多級離心泵的結構示意,其中只示意出上半部分結構。該多級離心泵包括具有進液口300和出液口310的泵殼320、固定安裝在泵殼320內的至少一個增壓室330以及可轉動地安裝在泵殼320上的轉軸340。每一個增壓室330內設有一個葉輪350,葉輪350固定在轉軸340上。轉軸340在泵殼320的出液側伸出泵殼320,並與馬達或電機的輸出軸連接。多級離心泵啟動前要先將泵殼320內灌入足夠量的水,多級離心泵啟動後,轉軸340帶動葉輪350轉動,水由進液口300依次流經各級葉輪350增壓後由出液口310流出泵殼320。
從圖1可以看出,傳統的多級離心泵的進液口300在泵殼320上的位置比較低,一般在轉軸340中心線處或者在轉軸340中心線以下,當離心泵停止工作時,泵殼320內存留的液體液面只能維持在進液口300處或進液口300以下,也就是說,離心泵在停止工作時,泵殼320內無法存留液體或者只能存有少量液體。因此,離心泵每次啟動之前,都需要向泵殼以及入口管內灌水。故傳統的多級離心泵使用麻煩。為了能在泵殼320內存水,需要在進液管進口安裝底閥,但底閥會使泵工作時造成很大的水力損失。
自吸泵在泵啟動前不需灌水(僅需於安裝後第一次啟動時向泵殼中灌水,無需向進水管中灌水),經過短時間運轉,靠泵本身的自吸功能,即可以把水吸上來,投入正常工作。自吸泵與傳統的離心泵相比,使用操作簡單,不但省去了啟動前向入口管內灌注大量引水的麻煩,也省去了進水管底閥,减少了進水阻力,减少能量損失。自吸泵的結構與普通離心泵有很多相同之處,例如都具有泵殼、增壓室、葉輪、馬達等。但是,自吸泵為了實現自吸功能,泵殼內必須能儲存足夠量的水。因此,如何充分利用傳統離心泵結構,並在此基礎上將其改造成自吸泵是業界共同關注的難題。
另外,實現氣液分離也是將非自吸泵改為自吸泵的必要條件。
本發明的一個目的在於提供一種自吸泵。
為實現上述目的,本發明採用如下技術手段:根據本發明的一個方面,一種自吸泵,包括設有進液口和出液口的泵殼及可轉動地安裝在泵殼內的轉軸,所述泵殼內安裝有至少一個增壓室和氣液分離室,所述轉軸上每一個增壓室內安裝一個葉輪。其中在所述增壓室與進液口之間設有儲液室,所述自吸泵還包括一具有入口端和出口端的連通管,所述連通管安裝於所述泵殼,並設於所述增壓室與進液口之間,所述連通管的入口端連接於所述進液口,在與所述介質流動方向相垂直的方向的多個截面中,所述連通管有至少一個截面高於所述葉輪的吸入口的最低點,且至少有一個截面位於所述入口端上方。
根據本發明的一個方面,一種自吸泵,包括設有進液口和出液口的泵殼及可轉動地安裝在泵殼內的轉軸,所述泵殼內安裝有 至少一個增壓室和氣液分離室,所述轉軸上每一個增壓室內安裝一個葉輪。其中,在所述增壓室與進液口之間設有儲液室,所述自吸泵還包括一具有入口端和出口端的連通管,所述連通管安裝於所述泵殼,並設於所述增壓室與進液口之間,所述連通管的入口端連接於所述進液口,所述連通管的出口端高於入口端,且高於所述葉輪的吸入口。
由上述技術手段可知,本發明的優點和積極效果在於:本發明自吸泵中安裝有連通管,連通管的入口端連接於進液口,在與介質流動方向相垂直的方向的多個截面中,至少有一個截面高於葉輪的吸入口的最低點,且至少有一個截面位於入口端上方。因此,泵殼內能儲存液體的液面高度有所增加,即泵殼內儲水量有所增加,以供自吸過程使用。
本發明中藉由以下參照附圖對較佳實施例的說明,本發明的上述以及其它目的、特徵和優點將更加明顯。
1‧‧‧彎管
11‧‧‧入口端
12‧‧‧出口端
2‧‧‧圓盤
21‧‧‧突起部
22‧‧‧密封凹槽
23‧‧‧貫穿孔
3‧‧‧凸緣
31‧‧‧密封凹槽
4‧‧‧肋條
5‧‧‧外環
6‧‧‧筒體
7‧‧‧筋板
91‧‧‧分離圓筒
911‧‧‧液體出口
912‧‧‧氣體出口
92‧‧‧端壁
921‧‧‧液體入口
931‧‧‧環形板
936‧‧‧擋片
922‧‧‧凸環
51‧‧‧灌水孔
52‧‧‧堵塞
10‧‧‧馬達或電機
20‧‧‧輸出軸
30‧‧‧進液口
40‧‧‧出液口
50‧‧‧泵殼
60‧‧‧轉軸
70‧‧‧儲液室
80‧‧‧增壓室
90‧‧‧氣液分離室
100‧‧‧法蘭
71‧‧‧通孔
914‧‧‧連接過渡部
9141‧‧‧定位塊
9142‧‧‧凸出部
94‧‧‧擾流板
95‧‧‧封蓋
72‧‧‧回流閥
9311‧‧‧環形板導流缺口
932‧‧‧第一板部
913‧‧‧圓周壁
9131‧‧‧定位卡口
933‧‧‧第二板部
934‧‧‧弧形板部
935‧‧‧導流開口
圖1A是本發明的高位儲水引導裝置第一實施例的立體圖;圖1B是本發明的高位儲水引導裝置第一實施例另一角度的立體圖;圖1C是圖1B的主視圖;圖1D是圖1C的俯視圖;圖1E是沿圖1C中沿A-A面取的剖視圖;圖2A是本發明的高位儲水引導裝置第二實施例的立體圖;圖2B是圖2A的主視圖;圖2C是圖2B的俯視圖;圖2D是沿圖2B中沿B-B面取的剖視圖;圖3A是本發明的高位儲水引導裝置第三實施例的立體圖;圖3B是本發明的高位儲水引導裝置第三實施例另一角度的立體圖; 圖3C是圖3B的主視圖;圖3D是圖3C的俯視圖;圖3E是沿圖3C中沿C-C面取的剖視圖;圖4A是本發明的高位儲水引導裝置第四實施例的立體圖;圖4B是本發明的高位儲水引導裝置第四實施例另一角度的立體圖;圖4C是圖4B的主視圖;圖4D是圖4C的俯視圖;圖4E是沿圖4C中沿D-D面取的剖視圖;圖5A是本發明的高位儲水引導裝置第五實施例的立體圖;圖5B是本發明的高位儲水引導裝置第六實施例的剖面圖;圖6是本發明的自吸泵第一實施例的剖視結構示意圖;圖7是表示本發明的自吸泵第一實施例中的高位儲水引導裝置在泵殼上安裝的結構示意圖;圖8是沿圖7中沿E-E面取的剖視圖;圖9A是本發明的自吸泵第二實施例的剖視結構示意圖;圖9B是圖9A的俯視圖;圖10A是本發明的自吸泵第三實施例的剖視結構示意圖;圖10B是圖10A的右視圖;圖11A表示密封結構與轉軸關係的結構示意圖;圖11B是圖11A中沿F-F面取的剖視圖;圖12是本發明的用於自吸泵的氣液分離器第一實施例的立體圖,其中分離圓筒與端壁為一體結構;圖13是本發明的用於自吸泵的氣液分離器第一實施例的立體圖,其中分離圓筒與端壁為分體結構;圖14是本發明的用於自吸泵的氣液分離器第一實施例的立體圖,其中分離圓筒為分體結構; 圖15是本發明的用於自吸泵的氣液分離器第二實施例的立體圖;圖16是本發明的用於自吸泵的氣液分離器第三實施例的立體圖;圖17是本發明的用於自吸泵的氣液分離器第四實施例的立體圖;圖18是本發明的用於自吸泵的氣液分離器第五實施例的立體圖;圖19是本發明的用於自吸泵的氣液分離器第五實施例的立體分解結構示意圖;圖20是傳統的多級離心泵的結構示意圖。
本發明的發明構思在於:在傳統的泵殼或其它容器中,藉由在較低的開口處(如進液口)安裝高位儲水引導裝置來提高泵殼或其它容器內儲存液體的液面高度,從而增加泵殼或其它容器的儲液量,繼而有助於泵殼或其它容器一些特殊功能的實現。對於水泵來說,借助高位儲水引導裝置,可以實現自吸功能,從而提高水泵效率。下面將詳細描述本發明的具體實施例。
本發明的高位儲水引導裝置,包括連通管和安裝部。連通管是中空的,具有兩個開口端:入口端和出口端。當將本發明的高位儲水引導裝置安裝於水泵泵殼上或者其它容器上時,連通管的入口端和出口端可以不在同一水平面上,從而在一定高度差範圍內,較高的開口能夠阻擋液體由較低的開口流出,從而起到提高泵殼或容器內儲水液位的作用,繼而保證水泵自吸功能的實現或者其它功能的實現。此外,連通管的形狀可以多種多樣,例如可以是只有一個彎折角度的彎管,或者是具有多個彎折角度的曲線型管,或者是弧形管,甚至可以是傾斜放置的直管等,特別是,連通管呈U形,這樣,在與連通管內介質由入口端至出口端流動方向相垂直的方向的多個截面中,至少有一個截面位於入口端上方,從而防止介質由出口端至入口端方向流動。本發明的各個實 施中,實施例1~5以只有一個彎折角度的彎管為例進行說明,實施例6以一U形管為例進行說明。安裝部用於將連通管安裝到水泵殼或其它容器上,對連通管起到支撑作用。連通管固定連接於安裝部上,二者可以一體成型,也可以藉由焊接等方式連接固定。應當注意,這裏描述的實施例只用於舉例說明,並不用於限制本發明。
高位儲水引導裝置實施例1
參見圖1A至圖1E。本發明的高位儲水引導裝置第一實施例,包括彎管1和安裝部。其中彎管1的兩端分別為入口端(較低端)11和出口端(較高端)12。在彎管1內的介質由入口端11至出口端12流動方向相垂直的方向的多個截面中,至少有一個截面位於所述入口端11上方,例如出口端12的端面高於入口端11,該種設計可用以防止介質反向流動即由出口端12至入口端11方向流動。
安裝部連接於彎管1上,較佳地,連接於彎管1的入口端,用於將彎管1安裝到水泵泵殼上或者其它容器上。高位儲水引導裝置可以由塑料、鋼或鐵等材料製成。
於該第一實施例中,安裝部呈盤狀,例如是一圓盤2,該圓盤2由彎管1入口端11的圓周側向外延伸而形成。較佳地,圓盤2的外圓周設有突出圓盤2表面的突起部21,突起部21可以呈圓環形狀。進一步地,圓盤2連接有一筒體6(參見圖5A),彎管1位於筒體6圍成的空間內,且與連通管1連通。為了增强高位儲水引導裝置與水泵泵殼上或者其它容器之間的密封性能,可以在圓盤2上鄰近彎管1入口端11位置設置一個用於容納密封圈的密封凹槽22。
如圖1A、圖1E所示,該高位儲水引導裝置第一實施例中,彎管1是分體結構,包括彎頭部14和延伸管部13。此時,彎頭部14的第一端為入口端11,延伸管部13的第一端為出口端12,彎頭部14的第二端與延伸管部13的第二端藉由焊接或其他方式固定連接。延伸管部13可以是直線型的直管,也可以是略帶有一定弧度的弧形管。藉由選擇不同長度的延伸管部13,可以將容器內可儲存液體的液位調整至不同的高度。該分體結構的彎管1不僅僅適用於該高位儲水引導裝置第一實施例,其同樣適用於高位儲水引導裝置的其它實施例中。同時該高位儲水引導裝置第一實施例中的彎管1也可以是整體結構(參見圖2A、圖3A、圖4A)。當彎管1採用整體結構時,彎管1的整體長度應足夠長,以能夠將容器或水泵中液體液位提升至所需要的高度。本發明高位儲水引導裝置的作用在於提高水泵泵殼或者其它容器的儲水量,因此,安裝高位儲水引導裝置時,彎管1的入口端與水泵泵殼或者其它容器上的較低流液口連通,且彎管1的出口端12彎向上方,彎管1的出口端12高於水泵泵殼或者其它容器的較低流液口,液體超過該流液口位置也不會流失。因此安裝高位儲水引導裝置的水泵泵殼或者其它容器能增加液體儲存量。為了易於識別高位儲水引導裝置的安裝方向(彎管1的出口端朝上),可以在圓盤2上設置標識,例如箭頭等。該第一實施例中,在圓盤2上開設一貫穿孔23,該貫穿孔23的位置與彎管1在圓盤2上的投影重合。該貫穿孔23除了可以用作安裝標識外,還可以具有安裝定位等其它作用。
高位儲水引導裝置實施例2
參見圖2A至圖2D。本發明的高位儲水引導裝置第二實施例,其與高位儲水引導裝置第一實施例的不同之處在於安裝部的 結構。該第二實施例中,安裝部是一凸緣3,該凸緣3由彎管1入口端11的圓周側向外延伸而形成。凸緣3與第一實施例中的圓盤2形狀大致相同,但尺寸較小。在凸緣3上鄰近彎管1入口端11位置設有一個用於容納密封圈的密封凹槽31。
該高位儲水引導裝置第二實施例的其它部分結構與第一實施例相同,這裏不再贅述。
高位儲水引導裝置實施例3
參見圖3A至圖3E。本發明的高位儲水引導裝置第三實施例,其與高位儲水引導裝置第二實施例的不同之處在於:安裝部還進一步包括多根肋條4,多根肋條4的一端連接於凸緣3,另一端為自由端,多根肋條4沿著凸緣3圓周方向呈放射狀分布。
該高位儲水引導裝置第三實施例的其它部分結構與第二實施例相同,這裏不再贅述。
高位儲水引導裝置實施例4
參見圖4A至圖4E。本發明的高位儲水引導裝置第四實施例,其與高位儲水引導裝置第三實施例的不同之處在於:安裝部還進一步包括連接於多根肋條4的自由端部的外環5。
該高位儲水引導裝置第四實施例的其它部分結構與第三實施例相同,這裏不再贅述。
高位儲水引導裝置實施例5
參見圖5A。本發明的高位儲水引導裝置第五實施例,其與高位儲水引導裝置第四實施例的不同之處在於:在凸緣3與外環5之間僅設有兩根肋條4,且在凸緣3與外環5之間還連接有一塊筋板7,筋板7、兩根肋條4在圓周方向上均勻佈置。筋板7的位置與彎管1相對應,且筋板7上設有一個通孔71。外環5上連接 有一筒體6,筒體6向彎管1方向延伸,彎管1位於筒體6圍成的空間內。
該高位儲水引導裝置第五實施例的其它部分結構與第四實施例相同,這裏不再贅述。
在其它實施例中,彎管1還具有一避讓凹部15(見圖10A)。
需要說明的是:該第五實施例中的筒體6也可以適用於其它實施例,例如在第一實施例中的圓盤2外圓周或者突起部21可以連接一筒體,第三實施例中的多根肋條4的自由端部也可以連接一筒體6。
本發明的高位儲水引導裝置中,安裝部不限於上述例舉的具體結構形式,實際應用中,只要能將彎管1牢固可靠地安裝於需要提高儲存水位的泵殼或容器的任何結構都是可行的。
高位儲水引導裝置實施例6
參見圖5B。本發明的高位儲水引導裝置第六實施例,包括連通管1和安裝部。
連通管1具有入口端11和出口端12,該實施例6中,入口端11和出口端12在同一水平面上,其他實施例中,二者也可以不在同一水平面。連通管1中部向一側凸出,例如向上方凸出,形成倒U形,連通管1內的液體由入口端11至出口端12流動方向相垂直的方向具有多個截面,例如截面M1-M1,M2-M2,M3-M3,M4-M4,M5-M5,M6-M6,等等。其中至少有一個截面例如M3-M3截面,高於入口端11,進一步地還可以高於出口端12。因此,如果有液體從出口端12一側向入口端11一側流動時,在出口端12一側的液面必須高於該M3-M3截面的底沿才能流通,而低於該該M3-M3截面的液體不能流通,從而起到了一定了防止液體反向流動的作用。在其他實施方式中,連通管1的形狀不限 於倒U形,只要連通管1上存在這樣一個能防止液體反向流動的截面即可。
安裝部的結構可以與其他實施例相同,這裏不再贅述。
自吸泵實施例1
參見圖6、圖7和圖8。本發明的自吸泵第一實施例,包括馬達或電機10、設有進液口30和出液口40的泵殼50以及可轉動地安裝在泵殼50內的轉軸60以及自吸循環組件。泵殼50內由進液側(鄰近進液口30一側)至出液側(鄰近出液口40一側)依次安裝有儲液室70、5個增壓室80和氣液分離室90。轉軸60上相應於每一個增壓室80安裝一個葉輪810,葉輪810具有進液口811。轉軸60在泵殼50的出液側伸出泵殼50,並與馬達或電機10的輸出軸20連接。其中,增壓室80的數量不限於5個,可根據實際需要任意設定。
在泵殼50內鄰近進液口30位置安裝有本發明的高位儲水引導裝置。高位儲水引導裝置中的彎管1位於儲液室70內,並彎向上方。彎管1的入口端11朝向水平方向,與進液口30連通,彎管1的出口端12朝向上方,與儲液室70連通,彎管1的出口端12底邊緣高於進液口30頂邊緣。需要說明的是:彎管1的入口端11和出口端12的方向並不限於圖中所示的方向,只要出口端12的底邊緣高於入口端11的頂邊緣即可。比如,出口端12也可以開於側面。如圖6所示,進液口30的中心線與轉軸60的中心線在同一條直線上,進液口30頂邊緣相對於轉軸60的中心線的高度為H1,彎管1的出口端12的底邊緣相對於轉軸60的中心線的高度為H2,如圖6所示,H1<H2。因此,當泵殼50安裝了高位儲水引導裝置,泵殼50內的液體只能藉由彎管1的出口端12流經彎管1,再經進液口30,再流出泵殼50,而不能直接藉由進液口 30流出泵殼50外,由於彎管1彎向上方,因此彎管1提高了泵殼50內能夠存儲液體的液面高度,使泵殼50能夠存儲的液體量比較大,為自吸功能的實現創造了條件。
高位儲水引導裝置在泵殼50上的安裝可以多種形式,下面以本發明前述的高位儲水引導裝置具體實施方式的結構為例進行說明。
參見圖1A。高位儲水引導裝置的安裝部是一圓盤2,該圓盤2由彎管1的入口端的圓周側向外延伸而形成。安裝時,使彎管1的入口端抵接於進液口30,並在二者之間設置密封圈;同時使圓盤2的圓周部分抵接於儲液室70。由於彎管1的入口端與進液口30對接,所以彎管1入口端11的形狀較佳為與進液口30的端部形狀一致,當然不以此為限。進一步地,當圓盤2外圓周設有突出圓盤表面的突起部21,則安裝時,使突起部21抵接於儲液室70,彎管1的入口端仍抵接於進液口30。在一實施例中,泵殼50上設有灌水孔51,灌水孔51位於進液口30的上方,這時可以在圓盤2上開設一個貫穿孔23,貫穿孔23的位置與彎管1在圓盤2上的投影重合,貫穿孔23與灌水孔51對正。當在灌水孔51內塞入堵塞52(參見圖7)時,堵塞52也同時穿過圓盤2上的貫穿孔23,從而在圓周方向上對圓盤2起到進一步的定位作用。
參見圖2A。高位儲水引導裝置的安裝部是是一凸緣3,該凸緣3由彎管1入口端的周側向外延伸而形成。進液口30的端部設有凹槽(圖中未示出),安裝高位儲水引導裝置時,使凸緣3與凹槽卡接連接即可。另外也可以將凸緣3直接焊接到泵殼50上,並使彎管1的入口端11正對進液口30。
參見圖3A。高位儲水引導裝置的安裝部包括一凸緣3和多根肋條4,凸緣3由彎管1入口端的周側向外延伸而形成,多根肋條 4的一端連接於凸緣3,另一端為自由端,多根肋條沿著凸緣3圓周方向呈放射狀分布。安裝時,使彎管1的入口端抵接於進液口30,使凸緣3的自由端部抵接於儲液室70即可。進一步地,當安裝部還包括連接於多根肋條的自由端部的外環5(參見圖4A和圖7),此時使外環5抵接於儲液室70,彎管1的入口端仍抵接於進液口30。需要說明的是,當安裝部包括多根肋條4時,如果泵殼50上進液口30上方設置有灌水孔51,應使灌水孔51恰好位於相鄰兩根肋條4之間,一方面確保了灌水孔51內能蓋上堵塞52,另一方面蓋上堵塞52後,堵塞52也會在圓周方向上對安裝部起到進一步定位作用。參見圖5A,為了避讓泵殼50上的灌水孔51,也可以在凸緣3與外環5之間設置筋板7,筋板7與彎管1相對應,筋板7上開設通孔71,通孔71與泵殼50上的灌水孔51對正。
當高位儲水引導裝置在泵殼50上的安裝完成後,再用法蘭100藉由螺栓將泵殼50緊固到馬達或電機10上。
本發明的自吸泵第一實施例,自吸泵正常泵水工作之前的自吸過程為:自吸泵運轉後,馬達或電機帶動葉輪810高速轉動,在葉輪810的葉輪入口811處形成負壓,泵殼50內、進液口30內及與進液口30連接的進液管(圖中未示出)內的液體(初次啟動自吸泵時,需要藉由灌水孔51向泵殼50內灌入足量的液體)與氣體的混合液由葉輪810的葉輪入口811進入,並在葉輪810高速旋轉而產生的離心力的作用下,葉輪810流道裏的混合液由葉輪810的葉輪出口被甩出,再經增壓室的液體流道流出進入下一級增壓室內葉輪810的葉輪入口811,如此依次增壓,由最後一級增壓室的葉輪810甩出的混合液進入氣液分離室90,進行氣液分離,已分離出來的氣體由出液口40排出,未來得及分離出的氣 體連同液體由泵殼50與氣液分離室90、增壓室80、儲液室70之間的間隙,以及儲液室70底部的回流閥72流回儲液室70;再次由葉輪810的葉輪入口811進入循環,直到將液體內混雜的所有氣體都分離出去,自吸過程完成,自吸泵進入正常的泵水工作。回流閥72也可以安裝於增壓室80的底部(見圖10A)。自吸過程中自吸循環回路不限於上述具體的結構形式,也可借助於設置在儲液室70與氣液分離室90之間供混合液回流的回流管完成,或者其它現有的結構。
針對本發明的自吸泵第一實施例進行的實現表明:藉由灌水孔51向泵殼50內灌水,直到泵殼50內的液面接近彎管1的出水端12,進液口30沒有液體流出。灌水完成後啟動自吸泵,液體在自吸循環回路中循環,分離出的氣體由出液口40排出,自吸泵在8米深的液面下2分鐘完成自吸過程,開始正常泵水工作。因此,本發明的自吸泵能夠實現自吸功能,提高了水泵效率。
該自吸泵第一實施例還包括用於防止氣體由高壓區向低壓區滲漏的密封結構,例如密封結構可防止氣液分離器90內的氣體進入儲液室70。
當使用實施例6的高位儲水引導裝置時,在與液體流動方向相垂直的方向的多個截面中,至少有一個截面高於葉輪的吸入口的最低點,進一步地,可高於葉輪的整個吸入口,並且至少有一個截面位於入口端11上方,可實施良好的儲水功能。
參見圖11A和圖11B。轉軸60上套設有多段軸套65,每段軸套65的兩端分別抵接於葉輪根部的側面,換言之,每個葉輪借由兩段軸套65軸向定位。
密封結構包括保持架61和設於保持架61內的密封圈62。保持架61環設於轉軸60上,在沿轉軸60的軸向方向,保持架61 一端抵接於一葉輪,另一端抵接於一間套64。間套64的結構與軸套65相同,長度可以相同,也可以不同。例如,為了保持各葉輪間的間距相同,可以使間套64與保持架61的軸向長度之和等於軸套65的軸向長度。當然保持架61也可以藉由其它方式設置於轉軸60上。
密封圈62可以由彈性橡膠製成,故可以被壓縮後置於保持架61內而與保持架61緊密貼合。密封圈62內側設有密封凸起621,密封凸起621的尺寸稍大於轉軸60的鍵槽的橫截面尺寸,從而密封凸起621能緊密配合於鍵槽內。密封圈62的密封凸起621能有效阻止氣液分離室內的氣體沿著轉軸60的鍵槽滲入到儲液室70,從而大幅度提升了自吸泵的密封性能。
自吸泵實施例2
參見圖9A和圖9B。本發明的自吸泵第二實施例,其與自吸泵第一實施例的不同之處僅在於:高位儲水引導裝置還包括一筒體6,該筒體6代替了自吸泵第一實施例中的儲液室70。安裝高位儲水引導裝置時,彎管1的入口端仍抵接於進液口30,筒體6抵接於增壓室80。
該自吸泵第二實施例的其它部分結構與第一實施例相同,這裏不再贅述。
由於本發明的高位儲水引導裝置能夠提高水泵泵殼內儲水液位,即能提高儲水量,從而可以方便地將傳統的單級或多級離心泵改造成自吸泵,同時能夠充分利用傳統離心泵的其它結構。
自吸泵實施例3
參見圖10A和圖10B。本發明的自吸泵第三實施例,其與自吸泵第一實施例的不同之處僅在於:高位儲水引導裝置中的彎管1在對應於所述轉軸60位置設有還具有一避讓凹部15,避讓凹部 15一方面方便了安裝,另一方面在工作過程中可防止轉軸60與彎管1發生干涉。
上述自吸泵中的氣液分離室90在結構上有改進,從而大幅度提高了氣液分離效率,下面介紹氣液分離室90的結構。
用於自吸泵的氣液分離器實施例1
參見圖12至圖14。本發明的用於自吸泵的氣液分離器第一實施例,包括:分離圓筒91、端壁92和導流元件。分離圓筒91的第二開口端部抵接於泵殼50的泵蓋53,氣液出口912位於分離圓筒91的頂部,且靠近出液口40,轉軸60穿過氣液分離器中的端壁92的液體入口921。
分離圓筒91呈圓筒狀,具有第一開口端部和第二開口端部。氣液分離室90的圓周設有至少一個與出液口40相通的孔,無論氣體或液體都可以藉由出液口排出,例如,分離圓筒91的圓周設有4個液體出口911和一個氣液出口912。其中液體出口911的數目不以4個為限,可以根據需要適當增加或减少,例如圖12中示出5個液體出口911。4個液體出口911和1個氣液出口912沿著分離圓筒91圓周方向均勻分布,也可不均勻分布。液體出口911和氣液出口912的形狀可以相同或不同。該第一實施例中,液體出口911和氣液出口912均為沿著分離圓筒91圓周方向延伸的長孔。在其它一些實施方式中,可以不設置液體出口911,離圓筒91圓周只設有一個氣液出口912,液體和氣體均由氣液出口912流出。
端壁92可以呈盤形或板狀,連接於分離圓筒91的第一開口端部。端壁92中央設有液體入口921,端壁92與分離圓筒91共同圍成氣液分離室。
導流元件設於氣液分離室內,並位於液體入口921與液體出口911之間。同時在液體入口921與氣液出口912之間不設置導流元件,導流元件的作用在於引導液體流向所述氣液出口(912),同時防止氣體從所述液體出口(911)逸出。
在該氣液分離器第一實施例中,導流元件是一環形板931,在對應氣液出口912位置具有導流缺口9311。
參見圖12,分離圓筒91與端壁92可以一體鑄造成型,環形板931一體成型於端壁92上。
參見圖13,分離圓筒91與端壁92也可以是分體結構,藉由焊接或卡接等連接方式連接到一起。這時,如果欲將環形板931設於端壁92上,則可以在分離圓筒91與端壁92連接的一端向分離圓筒91中心方向延伸一凸環922,環形板931一體成型或焊接到凸環922上。當然,也可以將環形板931一體成型或焊接於端壁92上。
參見圖14,分離圓筒91也可以是分體結構,包括圓周壁913和連接於圓周壁913一端部的連接過渡部914。在分離圓筒91為分體結構情况下,一般可將環形板931設於連接過渡部914。具體設置方式可以由連接過渡部914向其中心方向延伸一凸出部9142,環形板931固設於凸出部9142上。當然,也可以將環形板931固設於圓周壁913上。
為了使圓周壁913和連接過渡部914組裝方便,且方便調整環形板931與液體出口911、氣液出口912的相對位置關係,也就是使環形板931能遮蔽液體出口911並暴露氣液出口912,可以在圓周壁913上設有3個定位卡口9131,連接過渡部914上設有分別與3個定位卡口9131相配合的3個定位塊9141。當二者組裝後,導流缺口9311正對著氣液出口912。
較佳地,本發明的氣液分離器還包括擾流元件,擾流元件設置於氣液分離室內,並鄰近氣液出口912。擾流元件可固定於分離圓筒91上或者端壁92上,用於將氣水混合液擊碎,以使其中的氣體更加容易地分離出來。進一步地,擾流元件位於相應於氣液出口912中間位置。在該第一實施例中擾流元件是沿著分離圓筒91徑向佈置的擾流板94。當然擾流元件不限於板狀,也可以是其它結構。
本發明的氣液分離器的工作原理為:氣水混合液由液體入口921進入氣液分離室,容積突然變大很多,所以氣和水容易分離開。進入氣液分離室的氣水混合液在環形板931(導流元件)所圍成的區域內形成旋流,當氣水混合液旋轉到環形板931頂端的導流缺口9311時,大部分氣體由頂端的氣液出口912溢出,再經出液口40排出泵殼50外。少部分沒有來得及溢出的氣體仍與水混合在一起,形成含氣體量較少的氣水混合液,這部分氣水混合液會由導流缺口9311流入環形板931與分離圓筒91之間的空間,並由液體出口911流出;由液體出口911流出的氣水混合液再次由液體入口921進入氣液分離室,或者經外循環混入更多的氣體後再次由液體入口921進入氣液分離室再將進行氣液分離;如此循環,直到將氣水混合液中的所有氣體全部分離出去為止。
經試驗,本發明的氣液分離器即使不設置導流元件和擾流元件,由於氣水混合液由液體入口921進入氣液分離室,容積突然變大很多,所以氣和水也能實現分離。本發明中的導流元件增加了氣水混合液在氣液分離室內的旋轉路徑,延長了在氣液分離室內的旋轉時間,因此大幅度提高了氣液分離效率;同時本發明中的擾流元件擊碎了氣水混合液,使裹挾其中的氣體更容易釋放出來,因此進一步提高了氣液分離效率。
用於自吸泵的氣液分離器實施例2
參見圖15。本發明的用於自吸泵的氣液分離器第二實施例,其與第一實施例的結構不同之處僅在於:導流元件包括第一板部932、第二板部933和弧形板部934。第一板部932和第二板部933對稱佈置在液體入口921兩側,進一步地,第一板部932和第二板部933互相平行。弧形板部934連接第一板部932的一端和第二板部933的一端,第一板部932的另一端和第二板部933的另一端不連接,形成導流開口935,該導流開口935與氣液出口912相對應。
該自吸泵的氣液分離器第二實施例的其它結構及工作原理與第一實施例相同,這裏不再贅述。
用於自吸泵的氣液分離器實施例3
參見圖16。本發明的用於自吸泵的氣液分離器第三實施例,其與第一實施例的結構不同之處僅在於:導流元件包括多塊擋片936,每一個液體出口911對應一塊擋片936。在對應氣液出口912位置不設置擋片936。
該自吸泵的氣液分離器第三實施例的其它結構及工作原理與第一實施例相同,這裏不再贅述。
用於自吸泵的氣液分離器實施例4
參見圖17。本發明的用於自吸泵的氣液分離器第四實施例,其與第一實施例的結構不同之處僅在於:4個液體出口911對稱分布在氣液出口912兩側,並且4個液體出口911分布在靠近氣液出口912位置,在遠離氣液出口912位置不設置液體出口911。如圖17所示,4個液體出口911分布在分別圓筒91的中上部,而下部不設置液體出口911。
該自吸泵的氣液分離器第四實施例的其它結構及工作原理與第一實施例相同,這裏不再贅述。
用於自吸泵的氣液分離器實施例5
參見圖18、圖19。本發明的用於自吸泵的氣液分離器第五實施例,其與第一實施例的結構不同之處僅在於:氣液分離器還包括封蓋95,封蓋95藉由卡接連接或者壓接等方式連接於分離圓筒91的第二開口端部。封蓋95用於蓋住分離圓筒91的第二開口端部,使氣液分離器的氣液分離室相對封閉,從而使進入氣液分離室的液體只能藉由液體出口911流出,而不能由分離圓筒91的第二開口端流出。
需要說明的是:本發明的自吸泵的氣液分離器並不必然具備封蓋95,因為,將本發明的自吸泵的氣液分離器安裝於自吸泵或者其它裝置時,可借助自吸泵或者其它裝置的結構構成相對封閉的氣液分離室。例如安裝於自吸泵時,可以由自吸泵的泵蓋蓋住分離圓筒91的第二開口端。
該自吸泵的氣液分離器第五實施例的其它結構及工作原理與第一實施例相同,這裏不再贅述。
自吸循環組件可以採用傳統結構,即設置一根分別與儲液室70和氣液分離室連通的回流管。
在本實施方式中,為了縮小本發明的自吸泵的體積,對自吸循環組件進行優化設計,詳細說明如下: 本發明的自吸泵中的氣液分離器90、5個增壓室80、儲液室70沿軸向依次相互壓接連接,且氣液分離器90、5個增壓室80、儲液室70的外圓周與泵殼50之間分別具有間隙,形成回流通道54。在儲液室70底部安裝有回流閥72。從而由回流通道54、回流閥72組成了自吸循環組件。回流閥72在自吸循環過程中為打 開狀態,連通儲液室70與回流通道54;回流閥72在自吸泵正常泵液狀態關閉。進一步地,氣液分離器90、5個增壓室80和儲液室70的外周面位於同一個圓筒面上,這樣,使回流通道54形成圓環狀,有利於進一步减小液體回流阻力。
本發明的自吸泵,自吸泵正常泵水工作之前的自吸過程為:自吸泵運轉後,馬達或電機帶動葉輪810高速轉動,在葉輪810的葉輪入口811處形成負壓,泵殼50內、進液口30內及與進液口30連接的進液管(圖中未示出)內的液體(初次啟動自吸泵時,需要藉由灌水孔51向泵殼50內灌入足量的液體)與氣體的混合液由葉輪810的葉輪入口811進入,並在葉輪810高速旋轉而產生的離心力的作用下,葉輪810流道裏的混合液由葉輪810的葉輪出口被甩出,再經回流通道54進入下一級增壓室內葉輪810的葉輪入口811;如此依次增壓,由最後一級增壓室的葉輪810甩出的混合液進入氣液分離室90,進行氣液分離,已分離出來的氣體由出液口40排出,未來得及分離出的氣體連同液體經回流通道54以及儲液室70底部的回流閥72流回儲液室70;隨著葉輪810的旋轉,流回到儲液室70內的氣液混合物再次裹挾一部分氣體,由葉輪810的葉輪入口811進入循環,直到將液體內裹挾的所有氣體全部分離出去,自吸過程完成,自吸泵進入正常的泵液工作。另外,由於自吸循環組件中的回流通道形成於泵殼內部,不占用泵殼外部空間,因此,本發明的自吸泵氣體小。
雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明,但應當理解,所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質,所以應當理解,上述實施例不限於任何前述的細節,而應在隨附申請專利範圍所限定的精神和範圍內廣泛地解釋,因此落入申請專利範圍或 其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附申請專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧彎管
10‧‧‧馬達或電機
12‧‧‧出口端
20‧‧‧輸出軸
30‧‧‧進液口
40‧‧‧出液口
50‧‧‧泵殼
53‧‧‧泵蓋
54‧‧‧回流通道
60‧‧‧轉軸
70‧‧‧儲液室
72‧‧‧回流閥
80‧‧‧增壓室
90‧‧‧氣液分離室
810‧‧‧葉輪
811‧‧‧葉輪入口

Claims (16)

  1. 一種自吸泵,包括設有進液口(30)和出液口(40)的泵殼(50)及可轉動地安裝在泵殼(50)內的轉軸(60),所述泵殼(50)內安裝有至少一個增壓室(80)和氣液分離室(90),所述轉軸(60)上每一個增壓室(80)內安裝一個葉輪(810),其特徵在於,在所述增壓室(80)與進液口(30)之間設有儲液室(70),所述自吸泵還包括一具有入口端(11)和出口端(12)的連通管(1),所述連通管(1)安裝於所述泵殼(50),並設於所述增壓室(80)與進液口(30)之間,所述連通管(1)的入口端(11)連接於所述進液口(30),在與所述介質流動方向相垂直的方向的多個截面中,所述連通管(1)有至少一個截面高於所述葉輪(810)的吸入口的最低點,且至少有一個截面位於所述入口端(11)上方。
  2. 如請求項1所述的自吸泵,其特徵在於,在與所述介質流動方向相垂直的方向的多個截面中,所述連通管(1)有至少一個截面高於所述葉輪(810)的吸入口。
  3. 一種自吸泵,包括設有進液口(30)和出液口(40)的泵殼(50)及可轉動地安裝在泵殼(50)內的轉軸(60),所述泵殼(50)內安裝有至少一個增壓室(80)和氣液分離室(90),所述轉軸(60)上每一個增壓室(80)內安裝一個葉輪(810),其特徵在於,在所述增壓室(80)與進液口(30)之間設有儲液室(70),所述自吸泵還包括一具有入口端(11)和出口端(12)的連通管(1),所述連通管(1)安裝於所述泵殼(50),並設於所述增壓室(80)與進液口(30)之間,所述連通管(1)的入口端(11)連接於所述進液口(30), 所述連通管(1)的出口端(12)高於入口端(11),且高於所述葉輪(810)的吸入口。
  4. 如請求項1或3所述的自吸泵,其特徵在於,所述泵殼(50)與所述儲液室(70)、增壓室(80)、氣液分離室(90)之間具有供液體回流的間隙,形成回流通道(54),所述回流通道(54)或者所述儲液室(70)底部設有回流閥(72),在自吸循環過程中,所述回流閥(72)打開,連通所述儲液室(70)與所述回流通道(54),在所述自吸泵正常工作狀態,所述回流閥(72)關閉;所述氣液分離室(90)上設有至少一個孔(911,912)。
  5. 如請求項1或3所述的自吸泵,其特徵在於,所述氣液分離室(90)包括:分離圓筒(91),其圓周上設有至少一個孔(911,912),並且所述至少一個孔(911,912)設置於所述分離圓筒(91)的圓周上部;導流元件,設於所述氣液分離室(90)內。
  6. 如請求項5所述的自吸泵,其特徵在於,所述分離圓筒(91)具有第一開口端部和第二開口端部;所述至少一個孔(911,912)包括位於所述分離圓筒(91)頂部的一個氣液出口(912)以及位於所述分離圓筒(91)其它位置的至少一個液體出口(911);所述氣液分離室(90)還包括端壁(92),該端壁(92)連接於所述分離圓筒(91)的第一開口端部,所述端壁(92)中央設有液體入口(921);所述導流元件設於所述液體入口(921)與所述液體出口(911)之間,引導液體流向所述氣液出口(912),同時防止氣體從所述液體出口(911)逸出;所述導流元件上對應所述氣液出口(912)位置設有導 流缺口(9311);所述分離圓筒(91)的第二開口端部抵接於所述泵殼(50)的泵蓋(53),所述氣液出口(912)位於所述分離圓筒(91)的頂部,且靠近所述出液口(40),所述轉軸(60)穿過所述端壁(92)的液體入口(921)。
  7. 如請求項6所述的自吸泵,其特徵在於,所述分離圓筒(91)與所述端壁(92)一體鑄造成型;或者所述分離圓筒(91)與所述端壁(92)為分體結構,所述導流元件形成於所述端壁(92)上。
  8. 如請求項6所述的自吸泵,其特徵在於,所述導流元件是一環形板(931);或者所述導流元件包括對稱佈置的第一板部(932)和第二板部(933),以及連接所述第一板部(932)的一端和第二板部(933)的一端的弧形板部(934),所述第一板部(932)的另一端和第二板部(933)的另一端不連接,形成導流開口(935),該導流開口(935)與所述氣液出口(912)相對應。
  9. 如請求項6所述的自吸泵,其特徵在於,所述導流元件包括與所述至少一個液體出口(911)數目相同且各自與所述液體出口(911)相對應的至少一塊擋片(936)。
  10. 如請求項6所述的自吸泵,其特徵在於,所述至少一個液體出口(911)和所述氣液出口(912)沿著所述分離圓筒(91)圓周方向均勻分布。
  11. 如請求項6所述的自吸泵,其特徵在於,所述液體出口(911)的數目為多個,且對稱分布在所述氣液出口(912)兩側。
  12. 如請求項6-11中任意一項所述的自吸泵,其特徵在於,所述氣液分離器還包括擾流元件,其設置於所述氣液分離室內, 並鄰近所述氣液出口(912)。
  13. 如請求項12所述的自吸泵,其特徵在於,所述擾流元件是沿著所述分離圓筒(91)徑向佈置的擾流板(94),並位於相應於所述氣液出口(912)中間位置。
  14. 如請求項6所述的自吸泵,其特徵在於,所述氣液分離器還包括封蓋(95),蓋住所述分離圓筒(91)的第二開口端部。
  15. 如請求項6所述的自吸泵,其特徵在於,還包括設於所述轉軸(60)上用於防止氣體由高壓區向低壓區滲透的密封結構。
  16. 如請求項15所述的自吸泵,其特徵在於,所述密封結構包括環設於所述轉軸(60)的保持架(61)、套設於所述轉軸(60)上並緊密容置於所述保持架(61)內的密封圈(62),所述密封圈(62)內側設有能緊密配合於所述轉軸(60)的鍵槽內的密封凸起(621)。
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