一種大流量自吸離心泵的製作方法
2023-09-18 20:11:50 1
專利名稱:一種大流量自吸離心泵的製作方法
技術領域:
本發明是一種大流量自吸離心泵,簡稱自吸泵,屬於通用機械產品-泵類,尤其是能夠依靠泵內的少量存水,利用離心葉輪把進水管路空氣抽光,利用大氣壓把低於水泵進口的進水池內的水抽上來的自吸泵。
背景技術:
目前,公知的自吸泵分內混式和外混式兩種,而內混式又分有噴射裝置和無噴射裝置兩種,其中有噴射裝置的內混式自吸泵具有上水快、吸程高的優點,在小型自吸泵上得到了普遍應用。這種噴射裝置實際上就是一臺噴射泵,主要由噴嘴、混合室及擴散管組成。但是,當這種結構型式用在流量較大的自吸泵上時,上水時間就長多了。主要原因是現有的有噴射裝置的內混式自吸泵都只有一個噴嘴,而大噴嘴抽吸空氣的效率比小噴嘴低,這裡說的抽吸空氣的效率是抽吸空氣的速度與噴嘴過流量的比值。尤其是為了減小自吸泵的體積,往往都取消擴散管,加大並縮短混合室,使大噴嘴抽吸空氣的效率比小噴嘴更低了。以流量比值為4倍的兩臺泵為例說明,假設水泵進口流速相同,吸程高度相同,則大泵的進水管路直徑是小泵的兩倍,大泵的進水管路體積是小泵的四倍,也就是說大泵需要抽吸的空氣是小泵的四倍。同時大泵的噴嘴直徑是小泵的兩倍,大噴嘴的射流表面積也是小噴嘴的兩倍,因為自吸泵抽吸空氣的速度是與射流表面積成比例的,所以大噴嘴抽吸空氣的速度只是小噴嘴的兩倍,也就是說大泵用兩倍的速度抽吸四倍的空氣,其上水時間自然就要長多了。換個說法,大噴嘴的過流量是小噴嘴的四倍,但大噴嘴的射流表面積只是小噴嘴的兩倍,大噴嘴抽吸空氣的速度與大噴嘴過流量的比值自然就比小噴嘴低了。以上說明中的計算值是有誤差的,但反映的實質是肯定的,也就是前面說的大噴嘴抽吸空氣的效率肯定比小噴嘴低。先有的實用新型《噴灌自吸泵》(授權公告號CN2292927Y)和實用新型《一種大流量高揚程自吸泵》(授權公告號CN2541639Y)都存在這個缺陷。因此用在大流量自吸泵上,上水不會很快。也有人試圖加大噴嘴直徑來提高上水速度,但往往事與願違,因為一臺泵的流量是有限的,前面所說的噴嘴直徑都指該泵的恰當選擇,進一步加大直徑只能降低上水速度。
還有,現有自吸泵的水泵效率遠遠低於普通離心泵效率,也是一個重要的不足之處。
發明內容
為了克服現有的大流量自吸泵上水速度慢、水泵效率低的不足,本發明提供一種多噴嘴自吸泵,該自吸泵不僅具有噴射裝置,而且具有多個射向葉輪進口的長方形噴嘴,把一臺自吸泵有限的流量分成多股長方形射流,從而增加了射流表面積,達到提高大流量自吸泵上水速度的問題。同時,本發明還採取了多項技術措施,使自吸泵的水泵效率與普通離心泵效率基本相同。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是1.在自吸泵的外殼內,有一個S形彎管,S形彎管的上端聯結進水管路,S形彎管的下端與葉輪進口對正直通,在正對葉輪進口的S形彎管外側,裝一組(即多個)長方形噴嘴,長方形的長寬比大於2,且四個角都作成圓弧,,噴嘴的出口全部指向葉輪進口,在自吸泵外殼內有一個從水泵的出口擴散管到噴嘴的進口之間的大通道。
在自吸泵啟動前,先要在自吸泵的外殼內灌入少量存水,高於進水口的水是存不住的,即進水管路和S形彎管的上端全部是空氣。當自吸泵啟動後,S形彎管內的存水被葉輪抽吸打往水泵出口擴散管,使葉輪進口處於真空狀態,連帶S形彎管的下端也處於真空狀態。這一方面導致進水管路內的空氣往葉輪進口擴散,另一方面也在長方形噴嘴兩側產生較大的壓力差,使水泵出口擴散管內的水通過長方形噴嘴形成高速射流穿過S形彎管的下端,裹帶從進水管路擴散過來的空氣,高速度送往葉輪進口。射流的高速度又造成射流四周的高真空,這又加快了進水管路內的空氣向射流擴散,從而加快了抽送空氣的速度,也就是加快了自吸泵上水的速度。
由於在相同流量和相同過流面積下,多個小一些的長方形噴嘴的射流表面積比一個大的圓噴嘴的射流表面積大,所以抽吸空氣的效率比現有的有噴射裝置的內混式自吸泵高,也就是上水速度會更快些。
2.S形彎管的下端有一小段直管,其直徑與葉輪進口直徑相同,其長度不大於10毫米。
S形彎管的下端與噴嘴和葉輪進口一起組成噴射裝置,為了縮短自吸泵的軸向長度,在本發明中取消了擴散管,同時把葉輪進口也作為混合室的一部分,因此可以大大縮短S形彎管下端的直管部分。
3.在這組長方形噴嘴的進口處,可以裝一個有彈簧的閥板,也可以不裝彈簧閥板。如果裝彈簧閥板,則彈簧的彈力要大於自吸泵啟動時液體作用在閥板上的軸向力,小於自吸泵正常工作時液體作用在閥板上的軸向力。
彈簧閥板所處位置的液體壓力在自吸泵啟動時基本與大氣壓力相同,即相對壓力等於零;在自吸泵正常工作時,相對壓力約等於自吸泵的揚程。但S形彎管內的壓力從啟動到正常工作都基本相同,相對壓力是負值,約等於自吸泵的吸程。因此在閥板上始終作用有軸向力,但大小很不相同。因為彈簧的彈力大於自吸泵啟動時液體作用在閥板上的軸向力,所以在自吸泵啟動時閥板是打開的,自吸泵內的水可以通過噴嘴進行循環,抽吸進水管內的空氣。等到進水管內的空氣抽光,自吸泵正常工作,因為彈簧的彈力小於自吸泵正常工作時液體作用在閥板上的軸向力,閥板會自動關閉,所以自吸泵內的水不再通過噴嘴進行循環,自吸泵就可以與普通離心泵一樣高效率的工作。
如果不裝彈簧閥板,在自吸泵正常工作時,自吸泵內的水繼續通過長方形噴嘴進行循環,這會增加水力損失,降低水泵效率,但噴射裝置的作用會增加自吸泵的吸程和揚程。
如果裝彈簧閥板,但彈簧閥板在關閉長方形噴嘴時,仍保留一個噴嘴進行循環,則一個噴嘴的作用也會增加自吸泵的吸程和揚程。
4.這組長方形噴嘴要裝在S形彎管下端的外側,不能伸進S形彎管的內部。
這是因為S形彎管也是自吸泵抽吸水流的通道,噴嘴伸進S形彎管的內部會影響水流的順暢流動。採取這個措施,同時在這組噴嘴的進口處裝上彈簧閥板,可以使自吸泵的水泵效率與普通離心泵的效率基本相同。
本發明的有益效果是,可以在減小自吸泵體積的同時,提高自吸泵啟動時的上水速度。還可以提高自吸泵的水泵效率(在彈簧閥板關閉全部噴嘴時);或者提高自吸泵的吸程和揚程(至少有一個噴嘴在自吸泵正常工作時,繼續進行循環)。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明一個實施例的縱剖面構造圖。
圖2是圖1的A--A剖視圖。
圖3是圖1的B--B剖視圖。
圖4是圖1的C向視圖。
圖5是圖1的D向視圖。
圖中1.葉輪軸,2.葉輪,3.軸封,4.工作母機聯結架,5.長方形噴嘴組,6.自吸泵外殼,7.彈簧,8.閥板,9.S形彎管,10.水泵的出口擴散管到噴嘴的進口之間的大通道,11.水泵的出口擴散管,12.進水管路,13.出水管路,14.灌水孔堵頭。
具體實施例方式
在圖1中,葉輪軸(1)、葉輪(2)、軸封(3)、長方形噴嘴組(5)、S形彎管(9)、水泵的出口擴散管(11)、水泵的出口擴散管到噴嘴的進口之間的大通道(10)與自吸泵外殼(6)一起組成本實施例的主要部分,彈簧(7)和閥板(8)用於關閉長方形噴嘴組(5)的進口,可以提高本實施例的水泵效率,灌水孔堵頭(14)是啟動前打開灌水孔用的,工作母機(電動機或則內燃機等)通過工作母機聯結架(4)和葉輪軸(1)與本實施例連成一體,進水管路(12)聯結在S形彎管(9)的上端,出水管路(13)聯結在水泵的出口擴散管(11)的頂端。
圖2是圖1的A--A剖視圖,在這張圖中可以看到長方形噴嘴組(5)有3個小孔與S形彎管(9)相通,中間一個小孔是閥板(8)的軸孔,兩邊2個小孔就是2個長方形噴嘴,也就是說這個實施例中的長方形噴嘴組是由2個長方形噴嘴組成的,如果自吸泵再大一些,則可以用更多的長方形噴嘴來組成長方形噴嘴組。一般情況下,噴嘴數量越多,自吸泵上水速度越快。
圖3是圖1的B--B剖視圖,圖4是圖1的C向視圖,圖5是圖1的D向視圖,這5張視圖共同表達了本實施例的外形和內部結構。
在本實施例啟動前,先要打開灌水孔堵頭(14),在自吸泵的外殼(6)內灌入少量存水,高於進水口的水是存不住的,即進水管路(12)和S形彎管(9)的上端全部是空氣。當本實施例啟動後,S形彎管(9)內的存水被葉輪(2)抽吸並打到水泵出口擴散管(11)和出水管路(13)內,使葉輪進口處於真空狀態,連帶S形彎管的下端也處於真空狀態,這一方面導致進水管路內的空氣往葉輪進口擴散,另一方面也在長方形噴嘴組的進出口兩側產生較大的壓力差,使水泵出口擴散管內的水通過長方形噴嘴形成高速射流穿過S形彎管的下端,裹帶從進水管路擴散過來的空氣高速度送往葉輪進口,而射流的高速度又造成射流四周的高真空,這又加快了進水管路內的空氣向射流擴散,從而加快了抽送空氣的速度,也就是加快了自吸泵上水的速度。
在本實施例啟動過程中,水泵出口擴散管(11)和出水管路(13)還承擔著氣水分離的功能。葉輪把含氣的水打到水泵出口擴散管(11)內,氣體輕,將從出水管路(13)中逸出;水重,將從水泵的出口擴散管到長方形噴嘴的進口之間的大通道(10)回到長方形噴嘴組(5)的進口,再通過射流裹帶空氣到葉輪進口。在水泵的出口擴散管到長方形噴嘴的進口之間的大通道(10)內,也有氣水分離發生。氣體輕,將從大通道(10)向上逸向水泵的出口擴散管(11);水重,將從大通道(10)向下,流到長方形噴嘴(5)的進口。
在本實施例正常工作時,水泵的出口擴散管到長方形噴嘴的進口之間的大通道內壓力將升高,約等於自吸泵的揚程。但S形彎管內的壓力從啟動到正常工作都基本相同,都是真空狀態,約等於自吸泵的吸程。因此在閥板(8)上作用的軸向力將大於彈簧(7)的彈力而使閥板(8)自動關閉,所以自吸泵內的水不再通過長方形噴嘴進行循環,自吸泵就可以與普通離心泵一樣高效率的工作。由於S形彎管內暢通無阻,所以本實施例的水泵效率與普通離心泵的效率基本相同。
如果不裝彈簧閥板,在自吸泵正常工作時,自吸泵內的水繼續通過長方形噴嘴進行循環,這會增加水力損失,降低水泵效率,但長方形噴嘴的射流將提高葉輪進口的壓力,改善葉輪的汽蝕條件,保證自吸泵在高吸程情況下正常工作。同時,葉輪進口的壓力高了,水泵出口的壓力也會提高,也就是能夠提高揚程。
權利要求
1.一種大流量自吸離心泵,在自吸泵的外殼內,有一個S形彎管,S形彎管的上端聯結進水管路,S形彎管的下端與葉輪進口對正直通,其特徵是在正對葉輪進口的S形彎管外側,裝一組(即多個)長方形噴嘴,長方形的長寬比大於2,且四個角都作成圓弧,噴嘴的出口全部指向葉輪進口,在自吸泵外殼內有一個從水泵的出口擴散管到噴嘴的進口之間的大通道。
2.根據權利要求1所述的自吸泵,其特徵是S形彎管的下端有一小段直管,其直徑與葉輪進口直徑相同,其長度不大於10毫米。
3.根據權利要求1所述的自吸泵,其特徵是在這組長方形噴嘴的進口處,可以裝一個彈簧閥板,也可以不裝彈簧閥板。如果裝彈簧閥板,則彈簧的彈力要大於自吸泵啟動時液體作用在閥板上的軸向力,小於自吸泵正常工作時液體作用在閥板上的軸向力。
4.根據權利要求1所述的自吸泵,其特徵是這組長方形噴嘴要裝在S形彎管下端的外側,不能伸進S形彎管的內部。
全文摘要
一種大流量自吸離心泵,在自吸泵的外殼內,有一個S形彎管,S形彎管的上端聯結進水管路,S形彎管的下端與葉輪進口對正直通,在正對葉輪進口的S形彎管外側,裝一組(即多個)長方形噴嘴,長方形噴嘴的出口全部指向葉輪進口,在自吸泵外殼內有一個從水泵的出口擴散管到長方形噴嘴的進口之間的大通道。在這組長方形噴嘴的進口處,可以裝一個有彈簧的閥板,也可以不裝彈簧閥板。本發明的有益效果是,可以在減小自吸泵體積的同時,提高自吸泵啟動時的上水速度。還可以提高自吸泵的水泵效率(在噴嘴進口處裝閥);或則提高自吸泵的吸程和揚程(在噴嘴進口處不裝閥)。
文檔編號F04D9/06GK1804402SQ200610037878
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月19日 優先權日2006年1月19日
發明者陸偉剛, 劉建瑞, 施衛東 申請人:江蘇大學