专利名称：注气调节泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以实现注气调节流量或扬程并可以自动实现气液分离的水泵。
背景技术：
目前，包括离心泵、混流泵或轴流泵等的液力泵有许多调节方法，如最常见的阀门节流调节与变频器变速调节，前者具有较大的节流损失，后者比较节能可投资较大。申请号为98107107.4的发明专利公开的《液力泵叶轮进气运行方法》，介绍了一种在液力泵入口增设注气控制装置，使泵在叶轮内进气处于气液混流状态下稳定运行并实现调节泵的流量与压力的方法，简单节能。但是在实际应用中其存在的问题是水泵的出口管路中气液混流，在管路较长的时候必须增加气液分离设备，增加了投资并有压力损失，而且在泵入口为正压不能自动抽气时需较大的注气机，使系统复杂成本高，限制了其实用性。
发明内容
本发明的目的是水泵内增设气液旋流分离室使水泵具有气液分离功能，在注气调节时避免泵出口管路出现汽水混流对系统的不利影响，并可以实现循环注气，使控制更简单可靠，大幅度增加实用范围。
本发明的技术方案为了实现水泵在运行时泵内气体从混合的液流中自动分离，内部为筒状的泵壳与叶轮轴向组合，叶轮与涡壳或固定倒流叶片之间具有一定轴向距离，在这段距离的泵壳构成气液旋流分离室，即叶轮与其筒状泵壳在构成水泵液流通道的同时，也构成具有气液旋流分离功能结构。从叶轮出来的高速旋转的含气液流进入气液分离室后，气液因离心力作用分层，其原理与气液旋流分离器相似。分离后的液流在泵壳内的导流叶片或涡壳的作用下减速升压到泵出口，而气流经排气管路排出，或经过专门的通道回到叶轮入口实现叶轮循环进气。控制水泵流量或压力是通过注气调节装置使泵内增加或减少气量实现的。实现水泵进气稳定运行仍然必须符合申请号为98107107.4的发明专利公开的《液力泵叶轮进气运行方法》中提出的叶轮进气稳定运行条件。对循环注气而言，因进入叶轮的气体流量受液体流量约束，因此更容易实现稳定运行。
这里所说的水泵是指除容积泵以外的各种通过惯性力产生压力与流量的液力泵(也称叶片泵)。
本发明的优点1.在普通水泵功能的基础上具有了在注气运行时自动排气或循环注气运行的条件。
2.避免了泵在注气运行中出口管路液流带气诸多不利影响，如对长管路运行需增加气液分离器，以及气体使管路增加阻力等。
3.采用叶轮循环注气大幅度降低了水泵耗气量，简化了注气装置。
4.更容易实现稳定控制，对现场入口管路与吸水池的各种情况适应性更强。
5.因其具有无可比拟的简单节能及可靠的综合效果，具有普遍推广的意义。
图1与图2是采用离心叶轮，并且叶轮进水与出水在同侧的注气调节泵结构简图。
图3是采用离心叶轮，并且叶轮进水与出水在两侧的注气调节泵结构简图。
图4是采用离心叶轮的一种立式注气调节泵结构简图。
图5是采用离心叶轮的注气调节泵的一种叶轮结构图。
图6是采用轴流泵结构的注气调节泵结构简图。
图7是采用双吸泵结构的注气调节泵结构简图。
图8是采用双叶轮对称组合双吸泵结构的注气调节泵结构简图。
具体实施例方式
实施例1包括附图1与附图2，注气调节泵采用离心叶轮结构，并且叶轮进水与出水在同侧。液力过程的基本原理与普通水泵一样，叶轮9在与动力设备相连的轴10的拖动下高速旋转，液流从泵入口管6进入叶轮加速后以高速旋流的状态进入筒状泵壳12内，在泵壳的末端进入涡壳升压降速后到泵出口管13。与普通离心水泵的主要区别是叶轮9与涡壳保持一定轴向距离，而且叶轮左右轮缘直径不同，是为了将液流导入泵壳12内的气液旋流分离室11，具备气液旋流分离能力。在注气运行时，空气从注气管5进入泵入口管6与液流混合进入叶轮9，然后进入气液旋流分离室11内实现气液分离，气流经伸入泵壳内的排气管4排出泵外。通过控制进气罚2与排气阀1调节符合稳定条件的进气量进而实现液流流量调节。连接进、排气管的循环阀3是调节循环注气量的，只要能稳定运行循环注气可减少注气设备的工作负荷。事实上，叶轮与入口管之间的间隙8就有循环气流通过，因此可以设计好间隙8的大小使其有利于稳定运行和简化注气装置，也可以辅之以在泵内靠近叶轮处的入口管6上设通气孔，使叶轮的进水侧与出水侧之间具有循环进气通道。
为适应各种使用要求，离心注气调节泵的结构也可以有很大灵活性，如附图3所示是采用离心叶轮，叶轮进水与出水在两侧的注气调节泵，工作原理与前述相同。
附图4所示是采用离心叶轮的一种立式注气调节泵，固定导流叶片14将水引到泵出口，泵出入口管路可在同一轴线，工作原理与前述相同。
附图5是一种新式叶轮，在离心叶片的末端转为轴流叶片，增加了叶片的做功能力和轴向导流能力。为了简单明了说明叶轮的基本结构，图中所示轴流叶片为轴向直叶片，在实际应用中应该是更符合流线性的空间曲面的斜叶片；同时，也没有反映与轴的套装孔。采用这样的离心叶轮结构可以与轴流泵的泵壳结构组合成有利于注气调节的结构形式。
显然，采用混流叶轮结构的注气泵与上述离心注气泵结构原理一样，这里不在重复描述。
实施例2包括附图6，采用轴流泵结构，注气调节过程与实施例1相似。气流经注气管22导入泵入口管25内，随液流经过叶轮26加速，在叶轮与固定导流叶片27之间的气液旋流分离室内产生高速旋流，分离出的气流经排气管28导出。注气阀21、排气阀29与循环阀23的作用与实施例1一样。同样的，在叶轮26俩侧可以增设气流循环通道24在条件允许的时候改善与简化调节过程。
类似的，采用多级泵结构的注气调节泵，多级泵末级叶轮出口的结构与轴流泵叶轮后的旋流条件的情况基本类似，在末级叶轮与末级导流叶片之间的泵壳构成气液旋流分离室。通过注气管向首级叶轮的入口注气，气液旋流分离室分离出的气流通过排气管排出。同样的，可以通过注气阀、排气阀以及循环阀的控制直接注气或循环注气调节泵的流量或压力。
实施例3包括附图7，采用离心双吸泵结构。液流由泵入口管路34被吸入到叶轮32的入口内，叶轮受动力设备通过轴35的拖动，高速旋转将液流加速后进入叶轮两侧的筒状外壳33内的气液旋流分离室，实现气水分离，分离出气体的液流经泵出口管37排出。适应双吸泵的对称结构，通过进气管30使叶轮入口双侧进气和通过排气管31叶轮出口双侧排气，注气阀、排气阀以及循环阀的作用控制与前面实施例相同。
实施例4包括附图8，采用两个单吸叶轮43与45对称设置的双吸泵结构，液流由泵入口管路44被吸入到叶轮43与叶轮45的入口内，叶轮受动力设备通过轴46的拖动，高速旋转将液流加速后进入筒状外壳42内的气液旋流分离室内实现气水分离，分离出气体的双侧液流汇合后经泵出口管41排出。适应双吸泵的对称结构，通过进气管40使两个叶轮入口进气，通过排气管41排气，注气阀、排气阀以及循环阀的作用控制与前面实施例相同。
权利要求
1.一种可注气调节泵，可以通过注气调节装置向泵内注气使叶轮内处于气液混流状态调节泵的性能，其特征是泵壳内设有气液旋流分离室。
2.如权利要求1所述的注气调节泵，其特征是采用离心叶轮结构或混流叶轮结构，内部为筒状的泵壳与叶轮轴向组合，在叶轮与涡壳或固定倒流叶片之间的泵壳构成气液旋流分离室。
3.如权利要求1所述的注气调节泵，其特征是采用轴流泵结构，在叶轮与固定导流叶片之间的泵壳构成气液旋流分离室。
4.如权利要求1所述的注气调节泵，其特征是采用多级离心泵结构，在末级叶轮与末级导流叶片之间的泵壳构成气液旋流分离室。
5.如权利要求2所述的注气调节泵，其特征是采用双吸离心叶轮结构，叶轮两出水侧的泵壳都构成气液旋流分离室。
6.如权利要求1所述的注气调节泵，其特征是泵壳或泵入口管路上设有可使叶轮进气的管路或进气孔。
7.如权利要求1所述的注气调节泵，其特征是泵壳或泵出口管路上设有将泵内气体导出泵外的排气管路。
8.如权利要求1所述的注气调节泵，其特征是排气管路与注气装置相连，组成水泵循环注气调节装置。
9.如权利要求1所述的注气调节泵，其特征是在泵壳内叶轮的进水侧与出水侧之间设有循环孔。
10.如权利要求2所述的注气调节泵，其特征是离心叶轮外围轮周上设置轴向叶片。
全文摘要
本发明为注气调节泵，通过注气装置向泵内注气使叶轮内处于气液混流状态调节水泵的性能。在泵壳内设有气液旋流分离分离室，在普通水泵功能的基础上具有了在注气运行时自动排气或循环注气运行的条件，使气流在进入出口管路前排出泵外，并可以实现循环注气调节，避免泵管路带气流动，使水泵注气调节简单可靠节能。
文档编号F04D9/00GK1844677SQ20051006335
公开日2006年10月11日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者张玉良 申请人:张玉良