助推管道式节能泵的制作方法与工艺

本发明涉及一种泵，具体地说，是涉及一种助推管道式节能泵。

背景技术：
泵主要用于输送液体，包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等；也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。现有技术中，泵主要分为活塞式、螺杆式、离心式等多种类型泵。其中，活塞式泵形成的水压或液压压力大，但是，由于活塞式泵工作区的活塞需要往返受力，工作缺乏连续性，不能充分利用活塞惯性，设备动力利用率低，节能效果差。螺杆式、离心式等多种泵在泵口出水时均存在回水涡流现象，不仅导致设备工作效率低，水压或液压的压力有限，而且动力消耗大，能量无法得到充分利用。因此，研发一种结构简单、能量利用充分、节能效果良好的新型泵，就成为了本领域技术人员的重要课题。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种助推管道式节能泵，解决现有泵能量利用率、工作效率低，节能效果差的问题。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：助推管道式节能泵，包括泵主体，还包括设置在泵主体泵口处并与其连通且可相对于泵主体转动的管道助推系统。管道助推系统的旋转动力可由经泵主体进入管道助推系统内的水（液）压提供。进一步的，在一种实施方案中，助推管道式节能泵还包括用于带动管道助推系统相对于泵主体旋转的旋转执行机构，以及为该旋转执行机构提供动力的动力系统。该方案即在上述的结构基础上，增设旋转执行机构，通过旋转执行机构带动管道助推系统旋转。具体的说，所述管道助推系统包括一端与泵主体的泵口处连通并可相对泵主体旋转的进水管，一端与该进水管另一端连通并固定连接为一体结构的助推管道，以及与助推管道另一端连通并固定连接为一体结构的出水管；所述旋转执行机构则用于带动进水管或者出水管旋转。基于同一个发明构思，本发明采用两种结构不同的助推管道，以达到助推的目的：其一所述助推管道由一根曲形管道构成，该曲形管道沿纵向均匀盘绕呈螺旋状，且其盘绕方向与管道助推系统旋转方向相反。其二所述助推管道由至少两根曲形管道构成，且所有曲形管道相互缠绕呈螺旋结构，其螺旋方向与管道助推系统旋转方向相反。在上述结构的基础上，本发明中，实现管道助推系统相对于泵主体旋转的结构如下：所述进水管外部套接有与泵主体泵口处紧固连接且中空的进水外壳，该进水外壳内设有与其同轴并紧固连接的第一滚动轴承；进水管则套接于该第一滚动轴承内。进一步的，在所述出水管的出水口处还设有与其连通的固定出水管；所述出水管外部套接有与固定出水管紧固连接且中空的出水外壳，该出水外壳内设有与其同轴并紧固连接的第二滚动轴承，出水管则套接于第二滚动轴承内。本发明中，旋转执行机构带动进水管或出水管旋转的实现方式有两种：方式一所述旋转执行机构为中部具有供管道套接的通孔的皮带轮；当其用于带动进水管旋转时，进水管上靠近其与助推管道连接处的一端套接于皮带轮中部的通孔内；当其用于带动出水管旋转时，出水管上靠近其与助推管道连接处的一端套接于皮带轮中部的通孔内。方式二所述旋转执行机构为定子和转子；当其用于带动进水管旋转时，定子与进水外壳相对静止，进水管上靠近其与助推管道连接处的一端套接在转子内；当其用于带动出水管旋转时，定子与出水外壳相对静止，出水管上靠近其与助推管道连接处的一端套接于转子内。抵消助推管道工作时的助力除了带动推动管道中液体流动以外，该助力施加于助推管道上，则迫使助推管道向靠近泵主体的方向运动，为了抵消该助力，所述进水外壳上还设有与其紧固连接用于抵挡助推管道向靠近泵主体方向运动的趋势的支点轴承。为了更好的实现本发明，所述进水管与泵主体泵口的连接处、所述出水管与固定出水管的连接处均设有油封。本发明的设计原理：在进水管与出水管之间增设一助推管道，通过旋转执行机构带动三者定向转动，同时，将助推管道盘绕方向设计为与其转动方向相反，助推管道转动时，利用其与转动方向相反的盘绕螺旋设计，液体在助推管道内直接形成推力；与此同时，管道助推系统则会产生相应的吸力，推力和吸力相互叠加形成助力，由此通过推、吸两种方式组合作用，完成出水。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明在进水管与出水管之间增设一助推管道，该助推管道盘绕呈螺旋结构，出水管、进水管及助推管道定向旋转且旋转方向与助推管道盘绕方向相反，利用该结构设计，液体直接流进管道，在定向转动的助推管道里行成推力并推出出水管，有效地克服了现有螺杆式、离心式等泵工作时，在泵口出水时形成在回水涡流，导致泵工作效率低、能量损失大的问题；另一方面，没有如活塞泵在水里作用的机械部件，能持续作用于吸进的水，产生强大的推力和强大的吸力，设备动力利用率，能量损耗低，节能减排。（2）本发明中助推管道的转动在空气中进行，运动阻力小，动力消耗少，可充分地把动力系统提供的动力转换成对管道内水（液）的推力，极大地提高了设备的能量利用率。（3）本发明的水（液）的流量和压力均可调，增加助推管道盘绕的匝数，则可获得高压水（液）流；反之，减少助推管道盘绕的匝数，则可获得大流量的高压水（液）流，其实现方式多样，适用于多种工况。（4）本发明结构简单、设计巧妙，相较于现有技术而言，不仅具备新颖性和创造性，而且具备很高的实用性，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。附图说明图1为本发明—实施例中一种形式的结构示意图。图2为本发明—实施例中另一种形式的结构示意图。其中，图中附图标记对应的名称为：1—泵主体，2—进水管，3—助推管道，4—出水管，5—进水外壳，6—第一滚动轴承，7—出水外壳，8—第二滚动轴承，9—固定出水管，10—皮带轮，11—定子，12—转子，13—支点轴承，14—油封，15—罩子。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例本实施例提供了一种助推管道式节能泵，该助推管道式节能泵设计利用的自然规律是：两端开口的中空管道放在水中，管道在水中作定向的水平转动，管道内的水则顺着与管道转动方向相反的方向流出管道。如图1、2所示，以水泵为基础，助推管道式节能泵包括泵主体1、设置在泵主体1泵口处并与其连通的管道助推系统，用于带动管道助推系统相对于泵主体1旋转的旋转执行机构，以及为该旋转执行机构提供动力的动力系统。泵主体向管道助推系统泵入水，使得水进入管道助推系统，泵主体的选择有多样，现有清水泵、浆浮状液体泵、颗粒泵或气压泵均可作为泵主体。管道助推系统即为本发明的核心设计，其包括一端与泵主体1的泵口处连通并可相对泵主体1旋转的进水管2，一端与该进水管2另一端连通并固定连接为一体结构的助推管道3，以及与助推管道3另一端连通并固定连接为一体结构的出水管4；旋转执行机构则用于带动进水管2或者出水管4旋转。其中，助推管道又作为管道助推系统的设计核心，其结构主要由两种方式：其一助推管道由一根曲形管道构成，该曲形管道沿纵向均匀盘绕呈螺旋状，且其盘绕方向与管道助推系统旋转方向相反。其二助推管道由至少两根曲形管道构成，且所有曲形管道相互缠绕呈螺旋结构，其螺旋方向与管道助推系统旋转方向相反。作为一种优选方式，助推管道由三根曲形管道相互缠绕呈螺旋结构。其中，助推管道盘绕或螺旋的角度可根据实际工况调整；根据助推管道的长短和管道的大小，可以设计出高压力或高流量，不同用途的水泵、颗粒泵和气压泵等一系列产品。出水管或进水管转动，从而带动助推管道同向转动，利用助推管道与其转动方向相反的盘绕螺旋设计，液体在助推管道内直接形成推力，与此同时，管道助推系统则会产生相应的吸力，推力和吸力相互叠加形成助力，由此通过推、吸两种方式组合作用，完成出水。该种出水方式有效地避免了现有技术中，在泵口出水时形成在回水涡流，导致泵工作效率低、能量损失大的问题；且能持续作用于吸进的水，产生强大的推力和强大的吸力，设备动力利用率，能量损耗低，节能减排。另一方面，水通过进水管、助推管道、出水管的同时，可带出与其邻近的零部件所产生的热，从而更好的维护了整个设备的正常工作。进一步的，本实施例中进水管、出水管以及助推管道的中心轴线均在同一直线上，即三者同轴，该设计目的在于，三者转动的离心力小、耗能低，且有利于三者高速运转。为了更好的实现本实施例，管道助推系统均设置有外壳，为了描述方便，将其命名为管道助推系统外壳，其目的在于：一、保护管道助推系统内的管道；二、因本发明在工作时，管道助推系统内的管道的处于高速转动状态，因此，外壳设计的目的还在于确保管道转动的平稳性。管道助推系统外壳包括三部分，具体的结构设计如下：进水管部位的外壳设计：进水管2外部套接有与泵主体1泵口处紧固连接且中空的进水外壳5，该进水外壳5内设有与其同轴并紧固连接的第一滚动轴承6；进水管2则套接于该第一滚动轴承6内。出水管部位的外壳设计：在出水管4的出水口处还设有与其连通的固定出水管9；出水管4外部套接有与固定出水管9紧固连接且中空的出水外壳7，该出水外壳7内设有与其同轴并紧固连接的第二滚动轴承8，出水管4则套接于第二滚动轴承8内。助推管道部位的外壳设计：一般地，助推管道的外壳设计为中空的圆柱形，助推管道内助于其内，该外壳助推管道的两端对应的位置处开设有供管道穿过并连接的通孔。上述外壳皆固定不动，仅其内的管道转动，其中，进水管的旋转支点为第一滚动轴承，出水管的旋转支点为第二滚动轴承，第一滚动轴承和第二滚动轴承的结构一样，本实施例分别取名是为了方便区分；进水管和出水管与滚动轴承之间的连接方式如下：如图1、2所示，进水管和出水管的一端均穿过滚动轴承，然后再与泵口或固定出水管连通，同时，为了密封需要，在泵口和固定出水管的连接处设有油封14。旋转执行机构用于带动进水管或出水管旋转，其由动力系统提供动力。当旋转执行机构用于带动进水管旋转时，则旋转机构设置在进水管一侧；当旋转执行机构用于带动出水管旋转时，则旋转机构设置在出水管一侧。旋转执行机构的结构主要有两种：一、皮带轮；二、定子和转子。本实施例中对上述两种方式分别列举了一种结构设计：结构一如图1所示，旋转执行机构为中部具有供管道套接的通孔的皮带轮10，且该旋转执行机构用于带动进水管旋转，具体的说，进水管上靠近其与助推管道连接处的一端套接于皮带轮中部的通孔内；结构二如图2所示，旋转执行机构为定子11和转子12，且该旋转执行机构用于带动出水管旋转。其中，定子相对于管道助推系统外壳静止不动，出水管上靠近其与助推管道连接处的一端套接于转子内。进水管、出水管及助推管道三者转动还可应用于水力发电领域，应用于该发电技术领域，可将助推管道的长度、螺旋角度或幅度适当的减小，以使之适应海水沿流；同时，上述进水管、出水管可按照助推管道的结构设计为螺旋结构，换言之，可仅保留助推管道，而不再另设直管式的进水管和出水管。值得说明的是，旋转执行机构的作用在于带动进水管或出水管旋转，从而带动助推管道同向旋转，即其最终目的是实现三者的同向转动。上述两种旋转执行机构的设计只是用于不同的实施方案中。基于进水管、出水管或助推管道同向转动的原理上，也可采用直接由助推管道转动，以此来带动进水管和出水管与之同向转动；根据力学常识，在从进水管进入的水（液）压力足够的前提下，同时结合助推管道的螺旋结构设计，高压水（液）流从进水管进入助推管道后，即可推动助推管道转动，从而实现无额外动力驱动进水管、出水管和助推管道同向运动的目的。动力系统主要为设备（旋转执行机构）的运行提供动力，如：皮带轮、定子和转子，因此，动力系统也可选用目前市面上常见的电机。前述中，液体在助推管道内直接形成推力，与此同时，管道助推系统则会产生相应的吸力，推力和吸力相互叠加形成助力；根据力学原理，力的作用是相互的，因此，对于助推管道而言，助力同样作于其上，助力作用于水则将之向前（远离泵本体的方向）推出；助力作用于助推管道则将之向后（靠近泵本体的方向）推动，为了抵消助力对助推管道的作用，本实施例在管道助推系统外壳上还设有支点轴承用于抵消助力，具体的说，该支点轴承应当设置在助推管道与泵主体之间，即支点轴承设置在进水外壳5上。在上述结构的基础上，如图2所示，若设备涉及水下作业，即其进水部位位于水下时，则可在进水部位设置一个罩子15，该罩子15上设有若干过滤孔，通过该过滤孔可将水中杂质过滤，防止杂质进入管道助推系统的管道内，堵塞管道。按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。