一种泵水装置的制作方法

文档序号:11062300阅读:1158来源:国知局
一种泵水装置的制造方法

本发明属于水力能利用技术领域,具体涉及一种泵水装置。



背景技术:

泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体,也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

泵按驱动方法可分为电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵、水轮泵、水锤泵等。电动泵,即用电驱动的泵,需要消耗的能源是电能;汽轮机泵,使用汽轮机驱动的泵,能量来源是蒸汽,蒸汽通常是燃烧煤炭资源获得的;柴油机泵,是以柴油机为动力的水泵,能量来源是柴油;气动隔膜泵,能量来源是压缩气体;水轮泵,主要由水轮机和水泵组成,它直接利用水的下落作为动力推动水轮运转;水锤泵,是利用流动中的水被突然制动时所产生的能量,通过机械作用,产生水锤效应,将低水头能转换为高水头能的高级提水装置。

由于化石能源日益枯竭,消耗煤炭、柴油的泵对于能源和环保来说都是不利的;电能资源的获得对环境的损害不大,但是价格昂贵,消费成本较高;气动隔膜泵的活动部件很多,结构太复杂,产品损耗大,使用寿命不长,维护成本较高;水锤泵的水力冲击较大,结构复杂,对材料损耗较大,寿命较短,扬程也较小;水轮泵的结构复杂,寿命较短,扬程较小,安装不便。

申请号为201010278745.6,名称为《气液泵》的专利公开了一种气液泵,该泵由液管和气管组成,液管设置输气孔与气管相连接,气管气体压力大于大气压。该气液泵的能量来源是有压气体,对环境不会造成污染。但是该气液泵的液管直接与气管相连接,具体施工时安装不方便;而且实际泵水时,单根液管的泵水量通常不能满足泵水需求,如果需要多根液管泵水,则也需要安装多根气管,结构较为复杂;另外,由于一根气管中的有压气体只供一根液管泵水,有压气体的利用率较低。

为了解决上述技术问题,本领域的技术人员需要研发出新型的泵水装置,以满足市场需求。



技术实现要素:

本发明提供一种泵水装置,以达到节能环保、扬程高、寿命长、有压气体的利用率较高的目的。

本发明采用如下技术方案:一种泵水装置,包括储水管,所述储水管内设有隔层、气管和泵水管,所述隔层设有气管孔和泵水管孔,所述气管、泵水管分别通过所述气管孔和泵水管孔穿过所述隔层,所述气管的一端设有进气口 ,所述气管的另一端设有出气口,所述泵水管的一端设有进气口、进水口,所述泵水管的另一端设有出水口,所述出水口与大气相通,所述储水管上设有进水口;所述出气口、进气口、进水口、进水口均设置在所述隔层的同一侧,所述进气口、出水口设置在所述隔层的另一侧。

上述方案优选的是,所述隔层与所述进气口的垂直距离为L1,所述隔层与所述进水口的垂直距离为L2,所述隔层与所述出气口的垂直距离为L3,所述L2大于所述L1,所述L2大于所述L3。

上述任一方案中优选的是,所述进水口设有单向阀。

为了使储水管内的液面与储水管外界液面保持相同的高度,较佳的方案是,所述储水管内还包括漏水管,所述漏水管与所述气管的出气口位于所述隔层的同一侧,所述漏水管的一端与所述隔层上的漏水管孔相连接,所述漏水管的另一端包括漏水口;所述隔层与所述漏水口的垂直距离为L4,且L4大于L1、L4大于L3。

为了避免有压气体的浪费,上述任一方案中优选的是,所述L1大于或等于L3。

较佳地,所述隔层与所述进水口的垂直距离为L6,所述L6大于L1。

为了避免有压气体过多造成不良影响,优选的是,所述储水管内还包括漏气管,所述漏气管与所述气管的出气口位于所述隔层的同一侧,所述漏气管的一端与隔层上的漏气管孔相连通,所述漏气管的另一端包括漏气孔,所述隔层与所述漏气孔的垂直距离为L5,所述L5大于L3、L5大于L1、L5小于L6、L5小于L4。

上述任一方案优选的是,所述储水管包括第一储水管、第二储水管,所述第一储水管和第二储水管之间通过储水管连接件进行连接,所述隔层位于所述第一储水管和第二储水管之间,所述隔层位于所述储水管连接件内。

较佳地,所述气管包括第一气管、第二气管,所述第一气管、第二气管分别位于所述隔层的两侧,所述气管孔上设有气管连接件,所述第一气管、第二气管通过所述气管连接件进行连接。

进一步地,所述泵水管包括第一泵水管、第二泵水管,所述第一泵水管、第二泵水管分别位于所述隔层的两侧,所述泵水管孔上设有泵水管连接件,所述第一泵水管、第二泵水管通过所述泵水管连接件进行连接。

本发明的泵水装置,泵水管可以设置一根或多根,可以根据实际所需泵水量进行设置;通常气管可以设置一根,由于气管没有直接与泵水管相连,一根气管可以为一根或多根泵水管提供有压气体,当然根据具体情况也可以设置多根气管。所以本发明的泵水装置,可以根据实际所需,灵活设置气管、泵水管的数量,而并非气管的数量必须与泵水管的数量相同;同时,本发明的泵水装置节能环保、扬程高、寿命长,且结构简单、安装方便、节约材料、有压气体的利用率较高、适用范围大。

本发明中的泵水装置,可用于泵水或其他可以流动的液体,具体可用于居民饮水、工业中液体输送等多个领域。本发明中所述的液体可以是水或其他可以流动的液体。泵液,即是在泵水管的出水口处泵出液体。

本发明中:L1为隔层与进气口的垂直距离;L2为隔层与进水口的垂直距离;L3为隔层与出气口的垂直距离;L4为隔层与漏水口的垂直距离;L6为隔层与进水口的垂直距离;L5隔层与漏气孔的垂直距离。

附图说明

图1为本发明一优选实施例中的泵水装置的截面示意图。

图2为本发明另一优选实施例中的泵水装置的截面示意图。

图3为本发明又一优选实施例中的泵水装置的截面示意图。

图4为本发明另一优选实施例中的泵水装置的部分截面示意图。

图5A为本发明另一优选实施例中的泵水装置的截面示意图。

图5B为本发明图5A所示实施例中的泵水装置的部分截面示意图。

图6A为本发明另一优选实施例中的泵水装置截面示意图。

图6B为图6A所示的实施例的泵水装置中的异径管接、调节管、泵水管之间的连接图示。

图7为本发明另一优选实施例中的泵水装置的截面示意图。

图8为本发明又一优选实施例中的泵水装置的截面示意图。

图中:1-储水管,2-隔层,3-气管,4-泵水管,5-气管孔,6-泵水管孔,7-进气口,8-出气口,9-进气口,10-进水口,11-出水口,12-进水口,13-漏水管,14-漏水管孔,15-漏水口,16-浮漂,17-拉绳,18-协调管,19-密封座,20-通气口,21-底座,22-配重管,23-漏气管,24-漏气管孔,25-漏气孔,26-调节管,27-调节口,28-第一储水管,29-第二储水管,30-储水管连接件,31-第一气管,32-第二气管,33-气管连接件,34-第一泵水管,35-第二泵水管,36-泵水管连接件,37-异径管接。

具体实施方式

为了更加清楚地了解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明进行详细介绍。本发明的实施例具有示例性的作用,本领域技术人员在本发明实施例基础上做出的无实质形的改进,都应属于本发明的保护范围。

本发明实施例中的“上面”、“下面”、“上侧”、“下侧”、“第一”、 “第二”、“”、“”、“上端口”、“下端口”、“上端”、“下端”等,只是对某些特征进行区别性地称呼,这是为了方便理解设定的,并无其他方面的限定。附图中,虚线示例性地表示液体,管道中的圆圈示例性地表示气体。

本发明一实施例中提供一种泵水装置,如图1所示,其包括储水管1,储水管1内设有隔层2、气管3和泵水管4,隔层2设有气管孔5和泵水管孔6,气管3、泵水管4分别通过气管孔5和泵水管孔6穿过隔层2,气管3的一端设有进气口7,气管3的另一端设有出气口8,泵水管4的一端设有进气口9、进水口10,泵水管4的另一端设有出水口11,出水口11与大气相通,储水管1上设有进水口12;出气口8、进气口9、进水口10、进水口12均设置在隔层2的同一侧,进气口7、出水口11设置在隔层2的另一侧。

本实施例的泵水装置工作原理是:泵水装置放入可流动的液体中,气管上的出气口、泵水管上的进气口、进水口以及储水管上的进水口均处在液面以下,通过气管的进气口通入有压气体(有压气体的压强大于液面外的大气压强),有压气体从气管上的出气口进入液体中,在液体中,有压气体上浮到顶端(隔层的下侧),随着有压气体的持续通入,储水管内隔层下侧的液面会下降,当液面降到泵水管上的进气口的下面时,有压气体会通过进气口进入到泵水管内;泵水管内的液面与进气口的垂直距离为h1,泵水管内的液柱h1相对于储水管内的其他液体给予有压气体的压力较小(其他液体受到储水管、隔层的作用,给予有压气体的压力较大),所以有压气体会从泵水管中推动液柱h1沿泵水管泵出;由于泵水管的出水口与液面外的大气相通,当液柱h1从泵水管的出水口泵出后,推动液柱h1的有压气体也会进入大气中,有压气体进入大气后,泵水管内恢复到外界大气压强;由于液体的特性、液面外大气压等的作用,泵水管内会形成液柱h2(泵水管内的液面与进气口的垂直距离为h2),重复上述过程,液柱h2也会被有压气体推出泵水管;持续通入有压气体,从泵水管的出水口处就会有间断性的液柱泵出,进而就可以实现泵液。

所述储水管的下端口可以是封闭的,也可以是开口的。当储水管的下端口封闭时,所述进水口可以设置在储水管的底端或侧面;当储水管的下端口开口时,下端口即可以为进水口。

所述隔层,是指能够防止液体、气体通过的装置。因为本实施例中隔层是要设置在储水管内部,并要阻止储水管内隔层一侧的液体、气体进入到隔层的另一侧,因此其形状通常是管道横截面的形状,如圆形;当然,只要能够达到阻止储水管内隔层一侧的液体、气体进入到隔层的另一侧,其他形状也可以。隔层可以与储水管一体成型,也可以通过焊接等其他方式连接。

所述气管,即是管状的装置,其下端可以是开口的,也可是封闭的。当气管的下端是开口时,下端口可以作为出气口;当下端口封闭时,气管上的出气口可以设置在气管的侧面。

通常泵水管的的底端是进水口,进气口设置在泵水管的侧面;泵水管的出水口应位于所需扬程的位置。

所述储水管与隔层形成了一个储水装置,其可以是一体成型,也可以是分开加工后安装成型。

本实施例中所述储水管、气管、泵水管及隔层的材质可以是PVC(Polyvinyl chloride,聚录乙烯)、ABS(acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)或其他工程塑料,也可以是陶瓷或金属材质等。另外,储水管、气管、泵水管及隔层可以是一体成型,也可以是分开加工后安装成型。

本实施例中的储水管和隔层的设置,可以防止气管中的气体出来后从储水管内的非泵水管内的液面冒出。

本实施例中所述的液体可以是水或其他可以流动的液体。泵液,即是在泵水管的出水口处泵出液体。

本实施例的泵水装置中,泵水管可以设置一根或多根,可以根据实际所需泵水量进行设置;通常气管可以设置一根,由于气管没有直接与泵水管相连,一根气管可以为一根或多根泵水管提供有压气体,当然根据具体情况也可以设置多根气管。所以本发明的泵水装置,可以根据实际所需,灵活设置气管、泵水管的数量,而并非气管的数量必须与泵水管的数量相同;同时,本实施例的泵水装置节能环保、扬程高、寿命长,且结构简单、安装方便、节约材料、有压气体的利用率较高。

优选的,所述隔层与所述进气口的垂直距离为L1,所述隔层与所述进水口的垂直距离为L2,所述隔层与所述出气口的垂直距离为L3,所述L2大于所述L1,所述L2大于所述L3。

L2大于L1、 L2大于L3,可以防止气管中的气体出来后从储水管的进水口出来,进而可以使更多的有压气体从泵水管上的进气口进入泵水管,提高有压气体的利用率,避免有压气体的浪费。

从气管的出气口出来的有压气体,在液体中具有上浮的特性,随着有压气体持续的输入,有压气体会将储水管内隔层下侧的液面压到进气口的下面,这样有压气体就会进入进气口,实现泵水。如果L1大于或等于L2,则储水管内隔层下侧的液面会先到达或同时到达进水口的下面,这样就会使有压气体从进水口中出来,进而使泵水效率降低,因此,L1小于L2,可以提高有压气体的利用率,提高泵水效率。如果L2大于或等于L3,则从出气口出来的有压气体会直接或在上浮的过程中进入进水口,进而降低有压气体的利用率降低。

较佳地,所述进水口设有单向阀。所述单向阀可以允许储水管外的液体从所述进水口进入所述储水管,且阻止储水管内的气体通过所述进水口出去。

本发明另一实施例中,如图2所示的泵水装置,储水管1内还包括漏水管13,漏水管13与气管3的出气口8位于隔层2的同一侧,漏水管13的一端与隔层2上的漏水管孔14相连接,漏水管13的另一端包括漏水口15;隔层2与漏水口15的垂直距离为L4,且L4大于L1、L4大于L3。

隔层2与进气口9的垂直距离为L1,隔层2与出气口8的垂直距离为L3。

当隔层位于液面以下时,由于隔层的作用,储水管内的液面低于储水管外界液面的高度。漏水管的设置,可以使隔层一侧的液体进入到隔层的另一侧,因此可以使储水管内的液面与储水管外界液面保持相同的高度,这样,可以避免由于隔层的设置,使得储水管内的液面低于储水管外界液面,进而避免泵水管内的液面低于外界液面的高度,进一步避免了由于隔层的设置降低泵水管内的液柱,即避免了降低泵水量。

有压气体进入液体后,具有上浮作用,L4大于L1、L4大于L3,可以避免有压气体进入到漏水管内,进而避免由于漏水管的设置而使有压气体的利用率降低。

本发明又一优选的实施例中,如图3所示,储水管1内还包括浮漂16,浮漂16与气管3的进气口7位于隔层2的同一侧,浮漂16连接有拉绳17,拉绳17与协调管18连接,协调管18与气管3的出气口8位于隔层2的同一侧,且协调管18可以通过拉绳17随浮漂16进行上下浮动;

协调管18位于气管3外部,且协调管18与气管3为间隙配合;

气管3底端设有密封座19,密封座19用于阻挡气管3中的气体从气管3的底端出来;

协调管18上设有通气口20,协调管18通过拉绳17随浮漂16进行向上或向下浮动时,协调管18可以打开或封闭出气口8。

协调管18向上浮动时,通气口20可以与出气口8重合(或错开),即是协调管18打开了出气口8(或者协调管18封住了出气口8);协调管18向下浮动时,通气口20可以与出气口8错开(或者重合),即是协调管18可以封住气管3上的出气口8(或协调管18可以打开气管3上的出气口8)。

浮漂位于储水管内隔层上侧的液面上。拉绳是穿过隔层上的拉绳孔,一端与浮漂连接,另一端与协调管连接。

本实施例中,所述浮漂即是可以漂浮在液体上面,并能够随液面上升或下降做向上或向下浮动的装置;浮漂的形状可以是环形、球形、线形、蜂窝形、三角形等;浮漂的材质可以是塑料、巴尔沙木或新型的纳米材料等。所述拉绳,并不局限于绳质材料,也可以是塑料杆、木杆等,能够起到连接协调管与浮漂,并能使协调管随浮漂进行向上或向下浮动的材料就行。

所述协调管,即是管状的装置,其下端可以是开口的,也可以是封闭的;当协调管的下端是开口时,下端口即可以作为通气口;当协调管的下端封闭时,协调管上的通气口可以设置在协调管的侧面。

当储水管内隔层上侧的液面上升时,浮漂随液面上升而上升,拉绳随浮漂上升而上升,协调管随拉绳上升而上升;随着协调管的上升,所述协调管上的通气口可以与所述气管上的出气口重合(或错开),从而气管内的有压气体可以依次通过出气口、通气口进入到协调管外部(或者协调管可以封住气管上的出气口,进而气管内的有压气体不能依次通过出气口、通气口进入到协调管外部);当液面下降时,浮漂随液面下降而下降,拉绳随浮漂下降而下降,协调管随拉绳下降而下降;随着协调管的下降,所述协调管上的通气口可以与所述气管上的出气口错开(或者重合),即是协调管可以封住气管上的出气口,进而气管内的有压气体不能依次通过出气口、通气口进入到协调管外部(或者气管内的有压气体可以依次通过出气口、通气口进入到协调管外部)。

较佳地,所述协调管与所述气管之间的间隙值为0.5毫米以下。

所述协调管与所述气管之间的间隙值,是指协调管的内径与气管的外径差值。协调管与气管是间隙配合,当协调管封住气管上的出气口时,仍会有少量的气体通过间隙流出,通过设置协调管与气管之间的间隙(如:1mm以下,优选0.5mm以下),可以减少由于这种间隙造成的较多气体流出,从而可以不影响协调管与气管之间的配合的情况下,在协调管封住气管上的出气口时,减少有压气体的流出。

如图4所示泵水装置的部分示意图中,协调管18的底端与底座21连接,底座21与拉绳17连接。

底座的设置,可以方便拉绳的与协调管连接,也方便协调管在拉绳的作用下进行上下浮动。

优选的是,如图4所示的泵水装置的部分示意图中,协调管18与配重管22连接,配重管22与底座21连接。

一般协调管的材料是PVC、ABS或其他工程塑料,这就造成协调管的重量较轻,容易随液体的流动而发生移动,重心不稳定,配重管的设置可以适当增加协调管的重量,避免协调管受到液体流动的影响。当然,加上配重管的重量后,协调管并不能影响浮漂随液面进行上下浮动。

本发明另一优选的实施例中,所述L1大于或等于L3。

所述隔层与所述进气口的垂直距离大于所述隔层与所述出气口的垂直距离,泵水管上的进气口就可以位于气管上的出气口的下面或同等高度。有压气体从出气口出来后会进行上浮,如果泵水管上的进气口位于气管上的出气口的上面,当有压气体上浮时,会有部分气体上浮到顶端(隔层的下侧),也会有部分有压气体进入到进气口内,当进入泵水管内的有压气体的量不足以使泵水管内的液柱泵出时(如起始阶段),这部分有压气体会直接从泵水管的出水口冒出,进而导致有压气体的浪费。如果泵水管上的进气口位于气管上的出气口的下面或同等高度,由于有压气体的上浮,只有当储水管内的有压气体把液面压到进气口的下面时,有压气体才能够通过进气口进入泵水管,这时有压气体的量可以满足所需泵水的量(通过进气口的设置),因此可以将泵水管的液柱泵到泵水管的出水口,因此,L1大于或等于L3,可以避免有压气体的浪费。

进一步优选的是,所述隔层与所述进水口的垂直距离为L6,所述L6大于L1。

进水口和进气口可以位于同一高度,甚至是同一位置。所述L6大于L1,即是泵水管上的进水口位于泵水管上的进气口的下面,是为了方便当储水管内的隔层以下的液面低于进气口时,仍能保持液体能够从进水口进入泵水管内。

为了限制储水管隔层下面的最低液面,避免有压气体过多导致液面低于进水口、漏水口,也避免由此可能引起的水泵停止泵水,如图5A、5B,储水管内还包括漏气管23,漏气管23与气管3的出气口8位于隔层2的同一侧,漏气管23的一端与隔层2上的漏气管孔24相连通,漏气管23的另一端包括漏气孔25,隔层2与漏气孔25的垂直距离为L5,所述L5大于L3、L5大于L1、L5小于L6、L5小于L4。

本实施例中,拉绳可以穿过漏气管与底座连接,这样拉绳可以与漏气管孔共用小孔,避免了在隔层上另外设置拉绳孔的步骤,也可以避免隔层一侧的气体或液体从拉绳孔进入到隔层的另一侧。

所述的漏气管可以是一根或多根,漏气孔也可以根据需要进行设置。漏气孔的位置可以根据储水管隔层下面所需要的最低液面进行设定。

本发明又一优选的实施例中,如图6A所示的泵水装置,储水管1内还包括调节管26,调节管26与泵水管4的进气口9位于隔层2的同一侧,且套在泵水管4的外部;调节管26上设有调节口27,调节口27位于进气口9的下方;调节管26靠近隔层2的一端设有密封装置;有压气体通过调节口27进入调节管26与泵水管4之间的间隙,然后通过进气口9进入泵水管4。

调节管、调节口的设置,可以调节有压气体进入泵水管内部时,储水管隔层下侧的液面位置。相比于不设调节管的泵水装置,本装置的效率更高。储水管隔层下侧的液面位置越低,说明储水管内的气体越多,气体压力越大,当有压气体从调节口进入到进气口时,较高的气体压力就可以将泵水管内的进气口以上的液柱泵到所需位置。如果不设调节管,有压气体直接从进气口进入泵水管内,这样由于气体压力较小或液柱较高,不能高效地将液柱泵到所需位置。

调节管靠近所述隔层的一端设有密封装置,是为了防止有压气体从调节管靠近所述隔层的一端进入进气口。所述密封装置可以是在泵水管与调节管之间设置的异径管接,如图6B所示,泵水管4穿过异径管接37,调节管26套在异径管接37的大管径外面,这样就能防止储水管外面的有压气体从调节管上端口进入调节管内。当然,调节管的上端口也可以直接与隔层封闭连接,即密封装置就是隔层,也能达到所需效果。

较佳地实施例中,所述调节管的下端口为调节口。调节管的下端口为调节口,可以方便加工、安装,并节约材料。

进一步优选的是,如图7所示,所述泵水管至少为两根;每根泵水管均有对应的调节管,且不同泵水管的气孔距不相同。

本实施例中,所述气孔距是指气体从所述调节管进入泵水管上的进气口时,所述进气口与储水管隔层下侧内的液面的垂直距离。设置调节口和进气口的相对位置,可以得到合理的气孔距。

泵水管至少为两根,相对于单根的泵水管可以加大泵水量,且由于每根泵水管的泵水过程是间断性的,多根泵水管的设置可以实现连续的泵水。泵水管的数量增加,需要有较多的有压气体,气孔距的不同,可以避免有压气体较少时停止泵水,比如:设置了五根泵水管,当有压气体只可以供三根泵水管泵水时,若五根泵水管的气孔距相等,则可能由于有压气体较少,最终不能泵水;若储水管内隔层的液面位于三根调节管的调节口的下面,且处于另外两根调节管的调节口的上侧,这就可以只使其中三根泵水管进行泵水,进而避免有压气体的量较少时停止泵水。

优选的实施例中,如图8所示,储水管包括第一储水管28、第二储水管29,第一储水管28和第二储水管29之间通过储水管连接件30进行连接,隔层2位于所述第一储水管28和第二储水管29之间,隔层2位于储水管连接件30内。

所述储水管连接件通常是直管连接件。

实际安装过程中,大部分工程的泵水量都较大,一般储水管进入液面以下的距离较长,泵水的高度也较高,储水管水面以上的高度也要求较高,储水管分成两部分,既可以方便加工、运输、安装,又可以根据需要改变隔层两侧储水管管径的大小。

较佳地,如图8所示,气管3包括第一气管31、第二气管32,第一气管31、第二气管32分别位于隔层2的两侧,气管孔5上设有气管连接件33,第一气管31、第二气管32通过气管连接件33进行连接。

进一步地,泵水管4包括第一泵水管34、第二泵水管35,第一泵水管34、第二泵水管35分别位于隔层2的两侧,泵水管孔6上设有泵水管连接件36,第一泵水管34、第二泵水管35通过泵水管连接件36进行连接。

所述气管连接件、泵水管连接件,通常都是直管连接件。气管分成两部分、泵水管分成两部分,均是为了方便加工、运输、安装,同时也能根据实际情况改变管径大小。

以上所述,仅为本发明的实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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