一种串并联离心泵的制作方法

一种串并联离心泵的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于离心泵领域，具体涉及一种具备有流道串并联切换能力的串并联离心泵。本实用新型包括泵体及泵轴；泵轴上设叶轮部，叶轮部为两个且泵腔处对应其开设有第一、第二腔道；泵体上设置有用于分别连通外部进液管路出口和第一、第二腔道进口的第一、旁支流道，和分别连通外部出液管路进口和第一、第二腔道出口的第一、第二出液流道；泵腔内还布置有分支流道，分支流道一端连通第二腔道进液口，且另一端连通第一出液流道处以形成三通节点，串并联离心泵还包括开关部，第二出液流道处设置有开关组件，开关组件与开关部间具备电联动或机械联动关系。本实用新型依靠联动式构造，其结构合理而实用，使用寿命长而工作可靠稳定。
【专利说明】一种串并联离心泵

【技术领域】
[0001] 本实用新型属于离心泵领域，具体涉及一种具备有流道串并联切换能力的串并联 离心泵。

【背景技术】
[0002] 串并联离心泵属于离心泵诸多类型中的一种，广泛应用于消防和船舶等领域。串 并联离心泵的使用初衷，是为了解决以往传统离心泵扬程短、流量小的技术问题；其通过 泵体内部预先划分好的流道，以单向阀和旋转开关阀的协调分流作用来实现其串并联的功 能。然而，目前的应用于上述离心泵的单向阀结构，受其使用环境乃至其使用性能影响，都 为类似铰接门扉式的结构，并在其门扉状板体的闭合面处加设橡胶垫以实现其密闭性能； 一方面，为保证单向阀的启闭灵敏度，通常橡胶垫都为松弛状的固定于其板体闭合面处，从 而保证水压冲击时，液体介质能够"快速"的填充橡胶垫与其板体间隙，并产生水推力来实 现流道的关闭；但是，单向阀本身的实际工作环境，又常常需要实现其频繁启闭，在单向阀 板体长时间频繁撞击流道而实现其启闭时，软质的橡胶垫极易产生破损撕裂乃至自行脱落 等状况，从而产生泄漏问题，影响泵的实际使用效率，这也是其使用寿命较短和维护频繁的 主要原因；另一方面，由于单向阀和旋转开关阀均为动件，其本身即使不作使用，日常维护 工作仍必不可少，此时就需要维护人员对于泵的进口端和出口端均进行拆卸，方可逐一的 实现对于上述各开关部件的维护目的，其拆装手续繁杂不堪，工作量巨大，从而极大的影响 了维护人员的实际维护效率。此外的，其单向阀作为铰链门扉式结构，其门扉式状板体不但 在工作时具备不可控性，同时还在实际启闭时不可避免的频繁与泵体间产生撞击现象，其 工作噪音极大，而无论是潜艇等需要重点禁声的船艇领域时，还是应用于正常的普通船舶 工作环境，传统离心泵本身存在的噪音问题都极大的限制了其实际应用范围。


【发明内容】

[0003] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而实用的串 并联离心泵，其使用寿命长而工作可靠稳定，工作噪音亦可得到极大改善。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
[0005] -种串并联离心泵，包括具备有泵腔的泵体以及布置于泵体泵腔内的泵轴；所述 泵轴上设叶轮部，叶轮部为两个且泵腔处对应开设有用于容纳两叶轮部的彼此独立的第 一、第二腔道；泵体上设置有用于连通外部进液管路和第一腔道进口的第一进液流道，和分 别连通外部出液管路和第一、第二腔道出口的第一、第二出液流道；泵腔内还布置有分支流 道，分支流道一端连通第二腔道，且另一端连通第一出液流道处并于其连通处形成三通节 点，上述三通节点处设有用于起三通开关作用的开关部；串并联离心泵还包括连通外部进 液管路与第二腔道的旁支流道，所述旁支流道处设置有用于控制其流道启闭的开关组件； 所述开关组件与开关部间具备电联动或机械联动关系，开关部关闭分支流道时，开关组件 呈打开状态；开关部关闭第一出液流道上的三通节点与外部出液管路之间的一段流道时， 开关组件呈关闭状态。
[0006] 所述串并联离心泵包括旋转阀体，所述旋转阀体外形呈两端细而中段粗的阶梯轴 状，其两端小直径轴段构成旋转阀体的阀杆，其中段大直径轴段构成旋转阀体的阀芯；阀芯 沿其轴向顺延并同时贯穿于旁支流道与所述三通节点处设置，阀芯上的位于旁支流道内的 部分阀段构成旁支流道的开关组件，阀芯上的位于分支流道上三通节点处的部分阀段构成 开关部。
[0007] 所述旁支流道的一端连通外部进液管路出口，而另一端则连通于分支流道上。
[0008] 所述旁支流道包括外形呈"U"字状的平行液流通路，分支流道与第一出液流道整 体构成"h"字状液流通路，且"h"字状液流通路的液流交汇点处构成上述三通节点；所述 "h"字状液流通路与"U"字状平行液流通路互为平行且两者开口朝向同向设置，且"h"字状 液流通路与"U"字状平行液流通路间连通布置有连通管；连通管轴线垂直"h"字状液流通 路所在平面布置；连通管的出液口以及外部进液管路的进液口分置于"U"字状的平行液流 通路的两端点处，连通管的另一端位于分支流道处。
[0009] 连通管上的与"U"字状的平行液流通路连通点同旁支流道上的用于连通外部进液 管路的进口端间。
[0010] 旁支流道上的外形呈"U"字状的平行液流通路处向外延伸有管体，管体向外顺延 并作为旁支流道的延伸段而连通于外部进液管路设置。
[0011] 以阀芯对应开关组件所在段为第一阀芯段，阀芯对应开关部所在段为第二阀芯 段，阀芯在第一阀芯段和第二阀芯段间还布置有中间密封段，中间密封段密封并隔离第一、 第二阀芯段所在液流通道设置。
[0012] 第一、第二阀芯段上均开设有缺口槽，所述两缺口槽均沿阀芯径向凹设且两者间 缺口朝向反向布置。
[0013] 中间密封段沿其周向在其外周壁处开设有环形凹槽。
[0014] 所述旋转阀体还包括布置于阀杆一端处的手柄部以及用于限制手柄部旋转角度 的限位部。
[0015] 所述叶轮部为离心式叶轮，两叶轮部之间的一段泵轴上布置有用于隔离两者所在 第一、第二腔道的隔离体，且两叶轮部和第一、第二腔道形状轮廓均以垂直泵轴轴线所在平 面呈面对称的布置于泵体内。
[0016] 本实用新型的有益效果在于：
[0017] 1)、摒弃了传统的仅依靠绞合式的依靠独立的水压启闭单向阀来实现旁支流道连 通，而导致的使用寿命乃至工作噪音等诸多根本结构缺陷，通过采用开关部与开关组件间 的电联动或机械联动结构，从而确保开关部与旁支流道处的开关部的联动遥控效果；通过 确定好两者的联动关系，一旦开关组件动作，开关部随之产生随动动作，其可控性显然明显 的优于传统结构；同时由于开关部本身依附于开关组件的联动操作，因此其或仍旧采用密 封垫，但可将其更为贴合的固接于单向阀的阀门上，或将其设置呈旋转阀体等结构，此时其 物理密封性能和可控性显然也可得到极大提升，无论采用何种方式，整个阀体乃至整个泵 体的实际使用维护乃至其使用寿命均可得到极大改观，其工作稳定可靠而又能确保其使用 效率。
[0018] 2)、作为本申请的优化方案，此处的开关部与开关组件间优选以机械联动来实现； 换句话说，此时的旁支流道不再是传统的完全布置于泵体内的液体通路结构，而是将其顺 延出泵体外（也即作为延伸段的管体部分）后连通外部进液管路，其另一端直接与分支流道 间固接连通，从而使其产生一段与分支流道间呈平行布置的"U"字状平行流道，最终为阶梯 轴状阀芯的直接穿设提供可能。由于阀芯直接穿设并实现对于分支流道上的三通节点和旁 支流道上的开关部的同步通断功能，通过合理布置平行流道和分支流道间以及阀芯上的阀 孔或阀槽布置位置，即可实现"一芯两用"的操作方式；也即：当阀芯上的开关部所在阀段 关闭分支流道时，阀芯上的开关组件所在阀段即呈通路状态；而阀芯上的开关组件所在阀 段即呈通路状态时，阀芯上的开关部所在阀段则应当关闭第一出液流道上的三通节点与外 部出液管路间的一段液流通路；其联动可靠稳定，一杆式的操作上显然较之传统联动方式 更为简便。
[0019] 3)、实际上，第一、第二阀芯段上开设的缺口槽，其槽腔使用时必然是作为连通相 应通路的过流通道来设计的，而相对其槽腔，其槽底乃至槽壁则是作为隔断相邻通路而布 置；两缺口槽的朝向反向布置，从而在阀芯旋转时能更好的实现指定流道的启闭效果。中间 密封段上的环形凹槽的设计结构，则是考虑到在使用时，不但能尽量的减少阀芯与相应配 合面的实际表面接触面积，从而使阀芯在旋转时能够更为省力，同时在其环形凹槽内布置 密封圈等部件后，亦可起到部分密封和支撑阀芯的效果，一举多得。
[0020] 4)、至于旁支流道上的"U"字状的平行液流通路和分支流道与第一出液流道整体 构成"h"字状液流通路的相对位置关系，是本申请的阀芯结构能够布置成功的最优化条件， 通过两者的平行布置和在两者间设置好的连通管，从而实现两流道间的液流流通；通过设 置为阀芯的穿设的穿设通道，在组装时亦可直接将旁支流道、分支流道与第一出液流道直 接设置为整体件，不但更为方便其实际装配，甚至由于各个动件均位于上述整体件上，维护 时可不需对泵的进口端进行检查，而直接通过拆卸上述整体件，即可实现对于各流道的整 体维护效果，整个拆装工序缩减一般，工作量骤降，有利于实现高效率维护。
[0021] 5)、旋转阀体上的限位部的设置极为必要，这是因为对于本申请的阀芯结构，其整 体仍旧是极其依赖缺口槽的正确对中来实现其通路的相应启闭，一旦其偏斜角度过大，不 可避免存在泄漏现象。此处通过转动手柄和限位部的有效配合，确保了其在实际工作时的 工作稳定性，最终为其后续的正常可靠工作提供前提保证。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型的立体结构示意图；
[0023] 图2为图1的结构拆解及结构状态图；
[0024] 图3和图5为本实用新型在串联工作状态下的液流流向展开图；
[0025] 图4为图3工作状态下的旋转阀体所处"h"字状液流通路处的阀体转向图；
[0026] 图6为图5工作状态下的旋转阀体所处"U"字状的平行液流通路处的阀体转向 图；
[0027] 图7和图9为本实用新型在并联工作状态下的液流流向展开图；
[0028] 图8为图7工作状态下的旋转阀体所处"h"字状液流通路处的阀体转向图；
[0029] 图10为图9工作状态下的旋转阀体所处"U"字状的平行液流通路处的阀体转向 图；
[0030] 图11为旋转阀体及外部相应壳体的整体结构示意图；
[0031] 图12为图11的结构剖面图；
[0032] 图13为旋转阀体的结构立体图。
[0033] 图中标号所对应各部件名称如下：
[0034] A-外部进液流道B-外部出液流道
[0035] 10-第一腔道11-第一进液流道12-第一出液流道
[0036] 20-第二腔道22-第二出液流道30-分支流道
[0037] 40-旁支流道41-管体42-连通管50-旋转阀体
[0038] 51-第一阀芯段52-第二阀芯段53-中间密封段531-环形凹槽
[0039] 54-手柄部55-限位部

【具体实施方式】
[0040] 为便于理解，此处结合图1-13对本实用新型的具体组件及工作流程作以下描述：
[0041] 本实用新型通过采用如图1-13所示的旋转阀体式结构，从而实现"一阀两控"的 操作目的，实际使用时，通过操作转动手柄来同时控制第一阀芯段51和第二阀芯段52的旋 转角度，从而起到相对于泵体的串并联运行目的；这样，一方面，原本无法直接人工操控的 开关部所在部位，被同样控制开关组件的阀芯所一体控制，可控性更强，工作稳定性和可靠 性均可得较大保证，同时也对其实际使用寿命产生有利影响；另一方面，通过各流道相对位 置的空间布置，从而确保阀芯的装设效果，旁支流道40、分支流道30与第一出液流道11乃 至连通管42均被移动至泵体的出口端处并彼此连通后构成整体件，再以管体41进行外延 连通，检修时只需拆泵的出口端处部件，而不再需要拆卸泵体的进口端，其拆装维护显然更 为方便。此外的，由于本实用新型是依靠阀芯与相应配合面间的旋转配合来实现相应流道 的启闭，较之传统的必须松弛安装的密封垫构造，其物理密封性显然更强，且其工作噪音和 使用寿命均可得到有效保证。
[0042] 当本实用新型处于串联运行状态下时，如图3-6所示：此时转动旋转阀体，使阀芯 上的第一阀芯段51如图5所示的处于闭路状态，旁支流道40关闭，而相对的，阀芯上的第 二阀芯段52则如图3所示的关闭第一出液流道12上的外部出液管路入口与三通节点间的 一段液流通道，此时由第一出液流道流出的液体介质仅能由分支流道30产生流动。
[0043] 泵体工作时，液体介质经泵的进口端(也即外部进液管路A)，直接进入第一腔道 10处的叶轮部，从该叶轮部出来的初步带压液体介质经过第一腔道10进入第一出液流道 12,由于第二阀芯段52关闭了第一出液流道12上的外部出液管路入口与三通节点间的一 段液流通道，此时的液体介质只能直接由第一出液流道12经分支流道流入第二腔道20 ;液 体介质在第二腔道20内进行二次加压后，经第二出液流道22排出泵体出口端（S卩外部出液 管路B )外。
[0044] 当本实用新型处于并联运行状态下时，如图7-10所示：此时转动旋转阀体50,使 阀芯上的第一阀芯段51处于通路状态，旁支流道40连通，而相对的，阀芯上的第二阀芯段 52则仅连通第一出液流道11与外部出液管路入口，由第一出液流道11流出的液体介质被 第二阀芯段52阻挡而不再流入分支流道30。
[0045] 泵体工作时，液体介质经泵的进口端(也即外部进液管路A)，此时液体介质分为两 部分的流动路径，一部分液体介质仍旧直接进入第一腔道10处的叶轮部，从该叶轮部出来 的带压液体介质经过第一腔道10进入第一出液流道12,由于此时其三通节点处的分支流 道30入口被阀芯堵住，此时的液体介质直接由第一出液流道12经外部出液管路流出泵体， 具体如图7所示；而另一部分液体介质，则经由管体41流通旁支流道40,再经过连通旁支 流道40与分支流道30的连通管42而流入分支流道30内，最终再流入第二腔道20内，并 经第二腔道20内的叶轮部实现液体介质加压，从而由第二出液流道22流入泵体出口端而 排出泵体外，该液流流道可参考图3所示。
[0046] 当然，对于旋转阀体50的旋转动作，实际操作时既可通过通过手动操作转动手柄 也即前述手柄部54而进行人为操作，也可以通过设置驱动端输入轴与液压摆动缸以实现 实现远程自动控制，而阀芯旋转角度则由限位部55来定位，以最终实现旋转阀体的整体操 作，此处就不再一一赘述。
【权利要求】
1. 一种串并联离心泵，包括具备有泵腔的泵体以及布置于泵体泵腔内的泵轴；所述泵 轴上设叶轮部，叶轮部为两个且泵腔处对应开设有用于容纳两叶轮部的彼此独立的第一、 第二腔道（10、20);其特征在于：泵体上设置有用于连通外部进液管路和第一腔道（10)进 口的第一进液流道（11 )，和分别连通外部出液管路和第一、第二腔道（10、20)出口的第一、 第二出液流道（12、22);泵腔内还布置有分支流道（30)，分支流道（30)-端连通第二腔道 (20)，且另一端连通第一出液流道（12)处并于其连通处形成三通节点，上述三通节点处 设有用于起三通开关作用的开关部；串并联离心泵还包括连通外部进液管路与第二腔道 (20 )的旁支流道（40 )，所述旁支流道（40 )处设置有用于控制其流道启闭的开关组件；所述 开关组件与开关部间具备电联动或机械联动关系，开关部关闭分支流道（30)时，开关组件 呈打开状态；开关部关闭第一出液流道（12)上的三通节点与外部出液管路之间的一段流 道时，开关组件呈关闭状态。
2. 根据权利要求1所述的串并联离心泵，其特征在于：所述串并联离心泵包括旋转阀 体（50)，所述旋转阀体（50)外形呈两端细而中段粗的阶梯轴状，其两端小直径轴段构成旋 转阀体（50)的阀杆，其中段大直径轴段构成旋转阀体（50)的阀芯；阀芯沿其轴向顺延并同 时贯穿于旁支流道（40)与所述三通节点处设置，阀芯上的位于旁支流道（40)内的部分阀 段构成旁支流道（40)的开关组件，阀芯上的位于分支流道（30)上三通节点处的部分阀段 构成开关部。
3. 根据权利要求2所述的串并联离心泵，其特征在于：所述旁支流道（40)的一端连通 外部进液管路出口，而另一端则连通于分支流道（30)上。
4. 根据权利要求2或3所述的串并联离心泵，其特征在于：所述旁支流道（40)包括外 形呈"U"字状的平行液流通路，分支流道（30)与第一出液流道（12)整体构成"h"字状液 流通路，且"h"字状液流通路的液流交汇点处构成上述三通节点；所述"h"字状液流通路与 "U"字状平行液流通路互为平行且两者开口朝向同向设置，且"h"字状液流通路与"U"字状 平行液流通路间连通布置有连通管（42);连通管（42)轴线垂直"h"字状液流通路所在平面 布置；连通管（60)的出液口以及外部进液管路的进液口分置于"U"字状的平行液流通路的 两端点处，连通管（42)的另一端位于分支流道（30)处。
5. 根据权利要求4所述的串并联离心泵，其特征在于：旁支流道（40)上的外形呈"U" 字状的平行液流通路处向外延伸有管体（41)，管体（41)向外顺延并作为旁支流道（40)的 延伸段而连通于外部进液管路设置。
6. 根据权利要求2或3所述的串并联离心泵，其特征在于：以阀芯对应开关组件所在 段为第一阀芯段（51)，阀芯对应开关部所在段为第二阀芯段（52)，阀芯在第一阀芯段（51) 和第二阀芯段（52)间还布置有中间密封段（53)，中间密封段（53)密封并隔离第一、第二阀 芯段（51、52)所在液流通道设置。
7. 根据权利要求6所述的串并联离心泵，其特征在于：第一、第二阀芯段（51、52)上均 开设有缺口槽，所述两缺口槽均沿阀芯径向凹设且两者间缺口朝向反向布置。
8. 根据权利要求6所述的串并联离心泵，其特征在于：中间密封段（53)沿其周向在其 外周壁处开设有环形凹槽（531)。
9. 根据权利要求2或3所述的串并联离心泵，其特征在于：所述旋转阀体（50)还包括 布置于阀杆一端处的手柄部（54)以及用于限制手柄部（54)旋转角度的限位部（55)。
10.根据权利要求1或2或3所述的串并联离心泵，其特征在于：所述叶轮部为离心式 叶轮，两叶轮部之间的一段泵轴上布置有用于隔离两者所在第一、第二腔道（10、20)的隔离 体，且两叶轮部和第一、第二腔道（10、20)形状轮廓均以垂直泵轴轴线所在平面呈面对称的 布置于泵体内。
【文档编号】F04D15/00GK203906317SQ201420182037
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】柴立平, 胡敬宁, 张军辉, 李强, 陈先春, 李跃, 何玉杰 申请人:合肥华升泵阀股份有限公司