专利名称：免修式高压液体泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能自行保护的免修式高压液体泵。
现有各液体泵，包括电机在内，存在以下明显缺点1、摩擦能耗大，效率低。因为现有各高压液体泵所产生的液体向外的压力，在其转动的轴处都是用石棉料填成的密封圈或橡胶密封圈加以密封的，它与轴之间的摩擦力和密封圈的自紧力是与该泵的输出扬程成正比的，也就是说，输出扬程越高，轴的摩擦能耗就越大。同时轴的磨损也就越快，因为轴与密封圈为水性摩擦，停机时很易发生氧化生锈，并在再次转动时脱落，从而产生周隙而导致起动时进空气或工作时液体被窜出而降低效率；因为现有高压泵的叶轮内部的液流道都为非直流形，即液体从叶轮的进口到出口所流过的每一断面是不相等的，根据流体现象，同一流体在流过不同的断面时，因其所受阻力的不同，必定产生摩擦涡流而消耗能量，又常规高压泵的压力产生与低压泵有着本质的不同，即高压泵的压力主要是靠液体获得大量的离心力而形成的，而低压泵是靠叶轮的叶片推动液体而形成的，故现有高压泵的叶轮工作效率较低。
2、存在着破坏轴承的轴向力。因为现有液体泵内的叶轮，在轴向上所受的压力面左右不对称，其力的大小与该泵的扬程成正比，与叶轮(发水盘)上进液口的轴截面成正比。因为液体泵工作时，其泵壳内部所形成的压力，有一部分是作用在叶轮进液口的轴截面上的，同时也反向作用在泵轴的轴截面上，它们之间所形成的差值就是轴向力。
3、在三相电源断相的情况下，电机易烧毁。因为三相电断相时，另二相的电流会超过额定值而发热。
4、现有高压液体泵使用的选择性大，即高扬程泵不能在低扬程的状况下工作，否则就因电功率超耗而使电机烧毁。
本发明的目的是为了针对上述缺点，提供一种节能，使用寿命高倍增加，工作可靠性强及能自行保护的免修式高压液体泵。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案(1)将现有分体式的液体泵的电机部分和泵机部分设于一体，即将泵机内的叶轮(发水盘)直接设置在电机外的轴头上，同时在叶轮外设置与电机端盖相结的泵壳。(2)将泵机内的叶轮改设成以中心轴截面为对称线，左右二端外形对称的叶轮，即就是在叶轮与轴配合端加设一个与进液口外形相同的圆柱，并将二端以相同的转隙分别内配于相应对称的泵壳二端。同时将叶轮中的液流道设成径向的断面处处相等的直流道。(3)在电机与泵机的隔板即电机端盖上设一个申请号为01221276.8“潜水电机保护装置”技术。(4)去掉现有常以石棉料填成的轴密封圈，并将外周封闭的电机端盖至泵机壳体的区穴与该泵的进液管路用叶轮的轴配端设孔连通。(5)在电机的电源线上设三相电断相保护器。(6)在液体泵出液口处加设一个与该泵工作扬程成正比的出液口断面自动控制装置，目的是在低扬程的状况下工作时，也不会发生耗电功率过载现象。本发明的工作原理是，在现有液体泵工作原理的基础上，当电机带动叶轮转动时，泵壳内所形成的压力，在作用于叶轮上的部分，因处于同一轴线的泵壳二端内的叶轮二端对称，故而不产生轴向压力差的作用；具有压力的所泵液体，会有少量的液体从转动叶轮二端与泵壳之间的周隙中窜出，因它可通过叶轮轴配端上的连通孔回入进液管路，所以可去掉现有的轴密封圈外，还可使电机端盖上的油封所受的最大压力只有由吸程高低所决定的并且一定是小于大气压的负压；由于在电机的端盖上加设了申请号01221276.8技术，实际油封上所受的内外压力差为零，即从根本上解决油封摩擦面处的气水油相互窜流问题；当三相电通过断相保护器时，只要其中有一相电流在任何一处断开，另二相会自动断开，因为断相保护器内给每相电流各串加了一只电磁开关，并且其电磁力是靠相邻的一相提供的，即当其中一相电流切断时，与其串接的另一相电磁开关就失去电磁力而切断另一相电流，直至依次全部切断；当该高压泵在低扬程状况下工作时，其流量会额定数的高倍值增大，这迫使电机的消耗功率增大，此时在出液口断面自动控制装制的作用下，使流量减少到适应数值，这是因为泵的出液口处设有一个可调阀门，并与所设的带弹簧的可随实际工程总扬程自动产生位移的活塞上连杆活动连接在一起，即当工作扬程低时，活塞上的连杆把阀门往关的方向拉，反之，往开的方向拉。
本发明具有以下优点(1)比现有的结构简单、成本低。(2)工作可靠性强，使用寿命高倍增加。因为整个液体泵机是一个全密封性结构，外界空气无法窜入；彻底消除了破坏轴承的轴向力，即轴承上只受转动部件的目重力作用；整个液体泵内，除油封外不存在因摩擦而磨损的部件；消除了电流断相而烧机的因素；消除了低扬程导致大流量而功率超耗的因系。(3)工作效率高。这是因为去消了现有的轴密封圈，即在扬程设计无限之高的情况下都不产生摩擦而耗能；消除了叶轮液流道内的涡流现象。(4)在电流断相的情况下能自行停机保护。(5)工作扬程的适应性大。
本发明的免修式高压液体泵，由于上述优点，就可终身免修。它可适合于石油、化工的远距离或高压输送，也适应消防和高压自来水的使用，也适合农用灌溉和各种喷洒作业。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。并以高压水泵为例。
附
图1为本发明的免修式高压液体泵的轴线纵向剖示图。附图2为本泵内叶轮的中心轴截面图。附图3为本发明的免修式高压液体泵电机外接电源线上串加的三相电断相保护器的原理结构图。附图4为液体泵出水口处加设的断面自动控制装置剖面说明图。
如图1所示，本发明的免修式高压液体泵为全密封式，它由电机部分(图中电机内电磁感应部分机件简画)和泵机部分组合而成。其电机部分由电机壳1、轴承组2、电机轴3、申请号为01221276.8号“潜水电机保护装置”4、电机端盖即隔板5、油封12组成；泵机部分由叶轮6、泵壳7组成。其工作原理和过程是当叶轮6随电机轴3转动时，叶轮6内原有的水产生离心力而形成泵水压力而泵水，此时进水管路9中的水向叶轮进水口8至叶轮6内不断补充，并从出水口10出。由于叶轮6与被泵水面必定存在高差，所以叶轮进水口8处形成低于大气压的负压态，而叶轮6的最大周边上形成的是泵水高压。然而泵壳7内的高压水除压向出水口10外，还可向各低压向压，故对叶轮6左右二端产生压力的同时，会有少量水通过叶轮6与泵壳7的转动周隙处窜出，其中一端的要经连通孔11再回入负压态的叶轮进水口8。因为叶轮6的左右二端径向受压面均为对称，再加因连通孔而叶轮二端外的负压平衡，所以不会给叶轮6产生左右的轴向压力差。
如图2所示，本发明的免修式高压液体泵内的叶轮由叶轮体1，直流式径向液流道2，轴孔3和若干负压连通孔4构成。当叶轮转动时，液体从叶轮体1的中心处，也就是液流道2的进口处进，然后随叶轮体1旋转获得离心力，即成为泵压力，最后在叶轮体1边悬上从液流道2的出口处以切线向离开叶轮。连通孔4能使转隙中窜出的液体无阻的通过。
如图3所示，串接于电机电源线中的三相电断相保护器，主要由电机起动用的绝缘按键1、三弹力弹簧2、三触臂3、三中心导体4、三电磁铁5和三组连接导线6分别是A-A’、B-B’、C-C’组成。它的连接方法和工作原理是，将电源线的三相A、B、C，首先分别与三触臂3连接，经过中心导体4出，再与环邻的一电磁铁5连接，最后在A’、B’、C’的出线6出，并与电机连接。当按下绝缘按键1即压下各弹力弹簧2时，各触臂3与中心导体4闭合，电机通电工作，当其中任何一相导线在任一部位断开时，其余二相电流也就随即断开。例如当C-C’相导线的任何一处断开时，与其串联的一邻相电磁铁因失去磁力而使得其中心导体4与触臂3断开，即就是A-A’相被断开，同理B-B’相接着也断开，就此得到停机而保护。
如图4所示，水泵出口2的断面自动控制装置的结构为，设在出水管1内带径向轴的阀门3上的摇杆4与活塞6一端的连杆5的端头活动连接，此处为水泵工作时的高压处，与高压相对的活塞6的另一端低压处设弹力弹簧7后用小管9与进水管8连通，此弹簧7的弹力用来平衡实际工作总扬程形成的压力。当水泵总扬程降低即就是工作压降低时，弹簧7就可推动活塞6，经连杆5，摇杆4使阀门3朝关小的方向转动，直至泵压上升与弹簧7的弹力平衡为止，从而使低扬程状态工作时因流量不会增至过大而被免烧机。
本发明的高压液体泵因具有多方面的自动保护，并且不存在摩擦部件以及轴向力的消除，故可终生免修。它可适合于各液体泵业。
权利要求
1.一种免修式高压液体泵，主要由去掉现有的轴密封圈、消除轴向力、出液口断面自动控止的泵机和设三相电断相保护器及申请号为01221276.8密封保护装置的电机组合而成，其特征是泵机内的叶轮轴向二端外形对称，并且其二端以相同的转隙分别内配于泵壳的二端。
2.根据权利要求1所述的免修式高压液体泵的特征在于泵机内叶轮的左端即就是与轴配合端设有负压连通孔和直流式径向液流通孔。
3.根据权利要求1所述的免修式高压液体泵的特征在于在出液口处设带摇杆的阀门和带弹簧的活塞连杆组，且连杆活动连接于摇杆，活塞的连杆端设于出液口高压处，弹簧端设于负压处。
4.根据权利要求1所述的免修式高压液体泵的特征在于串接在电机电源线上的三相电断相保护器内的每相电线各先经过本相开闭触臂，然后再进入其环邻的电磁铁后再出，最后连接电机，依次各自按相连接，并用绝缘板加设三分别于触臂相对的弹簧作为电机起动按键。
全文摘要
本发明公开了一种免修式高压液体泵。其主要由左右二端对称的叶轮、泵壳、出水口断面自动控制装置组成的泵机和设三相电断相保护器及申请号为01221276.8密封性保护技术的电机组合而成。它的优点是，由于是一种油、水、空气无法相互窜流的全密封结构，且又取消了现有用石棉料填的轴密封圈，所以工作性能稳定可靠、效率高；由于叶轮的轴接端设有负压连通孔而不用轴封和彻底消除了破坏轴承的轴向力，所以扬程可设计无限高，使用寿命高倍增加。本发明适合于所有泵业。
文档编号F04D29/22GK1407243SQ0112518
公开日2003年4月2日 申请日期2001年8月26日 优先权日2001年8月26日
发明者寿建强 申请人:寿建强