一種低噪音的噴射泵的製作方法

2023-05-07 21:26:10

本實用新型涉及一種噴射泵，尤其涉及一種降低噪音的噴射泵，屬於流體機械領域。

背景技術：

泵是一種產量豐富、用途廣泛，且對能量需求巨大的通用流體機械。它將原動機的機械能或其他能量部分傳遞給液體，並使液體的機械能增加，從而達到輸送並使液體增壓的目的。而自吸噴射泵是一種新型、高效、節能的泵類產品。噴射泵與旋渦泵相比吸力強、自吸穩定、效率高，是一種量大面廣的泵類產品。在種類繁多的泵類產品中，噴射泵廣泛應用於礦山機械、船舶製造、石油化工等多種工業領域。

自吸式噴射泵包括泵體和電機，泵體的一端和電機的一端通過主軸相連，且伸入到泵體內。泵體內設有離心葉輪，葉輪與主軸相連而電機帶動主軸旋轉帶動葉輪轉動。泵體前端設有進水口，上端設有出水口，電機底部設有安裝底座。其基本工作原理是工作流體在離心葉輪高速轉動下加壓後進入壓水室，壓水室的一部分高壓流體經噴管高速噴出，在噴管出口由於流體的高速運動產生一個很強的負壓，進口附近的流體（氣、水或氣液兩相流）將在這個負壓的作用下被吸入，在噴管出口附近與高壓工作流體一起射入擴散管並進行充分混合，最後經離心葉輪入口進入葉輪，在離心葉輪的離心作用下重新增壓後由葉輪出口導葉導流進入壓水室，大部分高壓流體經出口流出完成流體的增壓輸送，另一部分則循環進入噴管，重複上述過程，這部分流體稱為工作流體。由上述噴射泵的工作原理可知，自吸式噴射泵本質上是離心泵和傳統無葉射流泵（噴射泵）的結合，即核心部件包括一個噴射器與一個離心葉輪。噴射泵的葉輪實際上就是離心泵的閉式葉輪，流體在離心葉輪作用下的增壓與離心泵相同，即葉輪轉動使水在離心力的作用下被甩向葉輪邊緣；噴射器的高壓工作流體則由離心葉輪增壓至壓水室的流體一小部分提供。

具體來說，這種噴射泵的噪音源的主要有兩個：由於葉輪高速旋轉帶動流體高速旋轉並在離心力作用下甩出葉輪出口時，衝擊導葉以及殼體內壁產生較大的噪音，並且在某一流量點下葉輪會因此會產生共振；壓水室的高壓流體隨噴管的截面迅速縮小被急劇加速，產生接近音速甚至超音速的射流，隨後與被吸流體一起進入擴散管，期間發生壁面-流體與流體之間碰撞導致噴管與擴散管內的噪音相當大。從工作原理上看，噴射泵相比同等級的自吸泵（旋渦泵）或小型離心泵具有更加強勁、更加穩定的吸力與更為出色的流量和揚程，唯一的不足是噴射泵的噪音相比後兩種泵要差一些，也因此暫時無法進入人們的起居空間，而多裝於戶外或遠離人們的活動空間，巨大的市場潛力無法釋放。所以如何降噪是噴射泵擴大其應用範圍與市場中亟待解決的關鍵問題。

申請號為201420013812.5的中國專利公開了一種低噪音噴射泵，其主要結構包括電機，以葉輪，擴散管，混合室，殼體。噴射泵殼體包括外殼與內殼，其中填充著吸引棉以用來降噪。該專利的不足之處，1、殼體中腔填充吸音棉，但專利並未指出如何填充吸音棉，而且空腔狹長而複雜，其可行性不足；2、填充物為吸音棉，若內殼發生洩漏可能導致流體受汙染，甚至於吸音棉進入水體循環進入葉輪區域，阻礙葉輪的正常旋轉，造成噴射泵不能正常工作。

技術實現要素：

針對現有噴射泵降噪方法存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種降噪效果顯著，可行性高，安全性好的噴射泵。

為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是：以現有自吸噴射泵結構為基礎，在靠近噴管處的噴管入口腔體與離心葉輪出口下遊的壓水室之間設有電磁閥，電磁閥與智能噴射泵的控制系統相連，通過電磁閥的開關與開度調整來控制噴射泵不同的工作狀態。

本實用新型的工作原理：一部分工作流體在葉輪高速旋轉帶動下，增壓後進入壓水室，經噴管入口腔體進入噴管形成的亞音速或超音速的射流。於是在噴管出口高速流體附近產生一個極強的負壓，噴射泵入口的被吸流體將因此被吸入與高速工作流體一起進入擴散管混合。混合的流體進入離心葉輪重新增壓，最後經過噴射泵出口流出，而另一部分工作流體再次進入噴管入口腔體，如此循環往復，周而復始。其中，當噴射泵處於自吸排氣階段，入口的被吸流體為氣體，在噴管出口強負壓的作用下與預灌的工作流體一起在噴管出口相匯、在擴散管混合後進入葉輪增壓，而後在壓水室由於氣泡的上浮發生氣液分離，完成排氣，這就是噴射泵排氣能力強的原因。

如果電磁閥關閉兩個腔體被隔開，工作流體並不能從壓水室進入噴管入口腔體的噴管，所以流體內循環被切斷，這時候所有被輸送流體只能由進口直接進入到擴散管後被吸入葉輪，葉輪轉動通過離心力將水體甩出進入到壓水室最後由只由噴射泵出口排出。此時由於沒有流體內循環，噴管無法產生射流，由射流高速流體引起的噪音不復存在，噪音將大大減少。噴射泵此時就相當於一個單純的離心泵在工作。當電磁閥打開時，噴管入口腔體與壓水室被連通，此時工作流體重新進行內循環。這時噴射泵處於一直自吸的正常工作狀態。由噴射泵的性能試驗可知，當噴射泵處於某一流量點下葉輪會發生共振，由於葉輪與導葉及泵體壁面的碰撞、摩擦會產生極大的噪音，這時通過調整電磁閥開度可以順利避開這個共振點，有效降低噪音。

通過電磁閥的開關與開度調整來控制噴射泵不同的工作狀態，電磁閥關閉或開度調整避開共振點，噪音大大減少，可以適用於對噪音要求高的環境；而電磁閥全開，噴射泵將重獲自吸能力，又可以適用於對吸程要求高的場合。

通過採用以上技術方案，具有的有益效果是：

1、噴管入口腔體與壓水室之間僅以電磁閥連接，通過電磁閥開關與開度調整來控制噴管的射流強度。由於工作流體的必須經由壓水室進入噴管入口腔體，才能產生射流，當電磁閥關閉，兩邊泵腔被隔開，這時候噴射泵高速射流就不存在了，所以噴射泵的主要噪音源之一將被切斷，這樣從原理上就減少了噪音。

2、當電磁閥全開時，本實用新型噴射泵等同於現有噴射泵，回歸正常的工作狀態時噴管持續地產生射流，能夠適應泵初始運行階段的排氣等高吸程的工作需求。

3、當噴射泵處於某一流量點而發生葉輪共振時，此時通過調整電磁閥的開度可以有效避開共振點，減小突發共振的噪音，提升噴射泵的舒適性。

4、另外因為電磁閥比較輕便，安裝後不會過多增加噴射泵的重量，方便噴射泵的運輸、安裝。

5、由於電磁閥是固定安裝在噴管入口腔體與壓水室之間的連接處，所以安裝電磁閥不會影響噴射泵的安全性與穩定性。

6、由於電磁閥結構簡單，價格便宜，安裝方便，控制方案和觸發信號都可沿用現有智能噴射泵的控制系統，控制上的成本較低，而電磁閥可以使這種噴射泵適應不同的工況，增加了噴射泵的工作範圍。

附圖說明

圖1為本實用新型降噪的噴射泵的主要結構剖面示意圖。

附圖標記：1、進水口；2、止回閥；3、注水孔；4、出水口；5、泵體外殼；6、放水口；7、泵體後蓋；8、噴管；9、密封圈；10、擴散管；11、導葉；12、離心葉輪；13、電磁閥；14、噴管入口腔體；15、壓水室。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型中的技術方案，下面將結合本實用新型中的附圖，對實用新型中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然所描述的僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於實用新型保護的範圍。

參照圖1對本實用新型做進一步說明：一種降低噪音的噴射泵，泵體外殼5內設有離心葉輪12，葉輪與主軸相連而主軸旋轉帶動葉輪轉動，葉輪另一面與導葉11同軸松配合，而導葉11與擴散管10相連。噴管8與腔體連接處套有密封圈9。泵體前端設有進水口1，以及進水口的下端靠近底部開有放水口6，進水口下遊安裝有止回閥2。泵體上端設有出水口4，出水口的前端設有注水口3。另外，在靠近噴管處的噴管入口腔體14與噴管外部的壓水室15被電磁閥13分隔開，由電子閥13控制兩者的連通和分隔，與泵體外殼連接的是泵體後蓋7。

所述的水泵通過電磁閥13開關來控制噴管入口腔體14與壓水室15的連通狀態。由於工作流體的循環必需由壓水室進入噴管入口腔體才能產生高速射流，如果電磁閥關閉，兩邊泵腔被隔開，這時候作為噴射泵主要噪音源之一的射流就不存在了，所以噴射泵噪音因此大大降低。

噴射泵當電磁閥13打開時，壓水室15與噴管入口腔體14將連通，此時工作流體重新進行循環，這時噴射泵正常工作。

所述水泵當電磁閥13打開時噴射泵又回歸正常的工作狀態，這時又可以適應高吸程的工作環境，所以增加了電磁閥13可以使這種噴射泵適應不同的工況，增加了噴射泵的工作範圍。

在靠近噴管處的噴管入口腔體14與噴管外部的壓水室15密封分隔並僅通過電磁閥13連接。

所述水泵安裝的電磁閥比較輕便，安裝後不會明顯增加噴射泵的重量，方便噴射泵的運輸。

除此之外，由於電磁閥是固定安裝於噴管入口腔體與壓水室連接處的，並隨流體運動所以不會像吸音棉可能洩漏到噴射泵的內部，時間長了以後阻塞流道與葉輪，影響正常使用。所以安裝電磁閥不會影響噴射泵的安全性與穩定性。

所述的閥門為開度可控的電磁閥。

由於電磁閥結構簡單，價格便宜，安裝方便。使用後不會顯著增加噴射泵的成本。

本實用新型通過流動分析和泵閥智能一體化，針對噴射泵噪音源，在保證其流量、揚程、自吸等優勢性能的基礎上，有效降低噴射泵噪音。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。