专利名称:无阀无介自吸万能泵的制作方法
技术领域：
水力机械。
离心泵的一个很大缺点是不能自吸，要在吸入管路和泵体内灌满液体或抽出空气后才能起动，因此它导致了现有离心泵的缺陷和在实际应用中一系列问题的产生。
一、离心泵现有技术的主要缺点1.普通离心泵普通离心泵需装设底阀和排气引水装置，这些装置势必要增加设备的投资和造成效率的降低，给维护，检修和操作带来麻烦。装设底阀灌水不仅费时费力，还由于“底阀不可能总是关闭的很严密。因此、泵有时会丧失起动能力。如果水中含有泥沙之类的小的杂质颗粒，则上述故障的趋势就增加。因此，在这种情况下就不能使用底阀。底阀的另一个缺点是摩擦损失非常大”。注①2.深井泵“带传动轴的深井泵相当复杂，要求很精确的安装、不允许管路轴线曲折、轴线偏移等缺陷”注②。它的水力阻力和传动损失很大、泵的装置效率低。“成本高、结构复杂，拆装费时，只能装在直井中”。注③
3.潜水泵“当前潜水泵存在的主要问题是电动机的防水、防泥沙、防锈触”注④。“为适应浸水工作采取的技术措施，使电机的效率降低5.8%左右”。注⑤同时它的密封容易损坏。使用寿命低，检修、维护麻烦。“必须定期把潜水电泵取出水面检查漏油、漏水。”注⑥4.自吸泵“需灌注起动介质，它的主要缺点是体积大、重量重、泵体结构特殊，对液体的流动不利”。注⑦“与同样规格的离心泵相比、效率较低，运转费用高。”注⑧二、无阀无介自吸万能泵的研制目的1.克服现有技术的一切缺点。
2.提取超深层地下液体。为世界干旱地区开拓新的水源。
3.提高效率、节省能源。
4.提高使用寿命，降低造价，减少设备投资。
5.能广泛适用于各种工作环境和工作条件。
三、无阀无介自吸万能泵的工作原理本发明是机泵合一的整体结构，它是由水冷电动机、导叶式离心泵、真空泵、诱导轮、制动装置、吸水管、扬水管等组成。吸入口和排出口均设在一条轴线上，可直接同管道联接使用，也可直接通过轴向串联将多台机泵吊装于管井中。
正常工作时泵体脱离开水面、由泄压孔13至动水位的距离0-8米的范围内运行。电机轴伸端设有机械密封、用于防潮和在特殊情况下亦可允许静水位浸没泄压孔运行。
起动工作时、由装设在叶轮毂凹腔里的真空泵排气引水、真空泵定子由制动装置制动、真空泵吸入口设有阻止杂物颗粒的滤网33，真空泵的排气引水过程只需2-15秒的瞬间内完成、注⑨。充水后叶轮10开始正常工作时，真空泵便被自动推到凹腔里、从叶轮轴封泄漏的水由泄压孔排掉。工作水由电动机壳和电泵外壳组成的环形空间进入扬水管。
四、工作过程1.起动抽气过程工作前真空泵在弹簧26和自重力的作用下。将叶轮吸入口封闭、真空泵定子29通过制动盘被滑键5制动。起动时高速旋转的转子28开始将吸水管里的空气抽出，被抽出的空气经同步旋转的叶轮10和扬水管排至大气中。
2.叶轮开始工作过程吸水管里形成一定真空负压后，在大气压的作用下、吸水管开始充满水。当水升至诱导轮1时。由诱导轮1增压、增压后的水恰与制动活塞4的上端相通。因此，便在制动活塞4的两端产生压力差。在压力差的作用下，制动活塞4被向下推开使滑键5失去支撑被向外推开、脱离对定子的制动。这时经诱导轮1增压后的水开始将真空泵推向凹腔里、叶轮10开始正常工作。当叶轮10正常排水工作时，伸向凹腔里的叶片入口边而形成的傍通槽8、使凹腔里产生更低的负压，使得真空泵的两端面产生压力差。在这压力差的作用下，使真空泵产生被向上推的作用力。因此，这时的真空泵已不需要水的推动即可被稳定在凹腔里。而形成轮毂的一部份，这时的真空泵不对流体造成任何的阻力和动力消耗。
3.仃泵泄压过程叶轮10仃止转动排水时、真空泵上端由傍通槽8产生的低压亦同时消失。这时在弹簧26和自重力的作用下、真空泵从腔里被推出、这时它对扬水管中的逆水产生阻力、逆水只能经真空泵外缘与叶轮吸入口内径形成的环型间隙缓缓流回井中显然这时的真空泵又起着逆止阀的作用。
4.工作仃止过程当扬水管里的水全部流回吸水井时，推力弹簧37开始向上推动制动活塞4，使变径密封圈35和滑键5被同时向轴心方向推动，而将真空泵制动和密封。
5.无阀无介自吸万能泵的主要构造1.电动机电动机为水外冷干式鼠笼型三相异步电动机，它由双壳体定子、转子、滚动轴承、电缆架、密封圈、机械密封等零件组成。电缆线由设在上壳体的导流筋中的电缆引出孔中穿出。转子轴伸端由螺纹和花键轴组成，螺纹用于固定叶轮和诱导轮、花键轴用于传动真空泵转子。
2.双壳体双壳体由上、中、下三部份组成、它们通过穿杠螺栓联接成整个机泵壳体。每端壳体的配合面均设有止口和密封圈。以密封电机和泵体。每段双壳体的内外壳均和与其平均分布的四条导叶铸成一体、穿杠螺栓从上、中壳体的导叶孔中穿过，与下壳体导叶中的螺纹联接。
3.叶轮它同现有技术的不同点是叶轮轮毂相对于吸入眼向后凹进。形成一锥型凹腔，叶片入口边延伸到凹腔里、形成低压槽、低压槽亦同时起排污作用。向后凹进的轮毂通过螺纹固定在电动机轴上。
4.真空泵它属挠性双作用容积式泵、定子和前、后端盖由自润滑材料填充聚甲醛制造。挠性转子由复合聚四氟乙烯制造。转子装在由泵轴延伸的花键轴上，它由花键轴传动和可作轴向滑动。它的作用是在水泵起动的瞬间给叶轮充水在仃泵时消除水锤和防止逆水冲击叶轮。
5.制动装置它由制动活塞。推力弹簧、变径密封圈、制动瓣和滑键等组成。它通过由诱导轮造成的压力差。推动滑键和变径密封圈以对真空泵定子的制动和对叶轮吸入口的密封。
6.诱导轮它通过螺纹装在延伸的花键轴上，起动时它通过对吸入液体的增压产生的压力差、作用于自动装置和在引水后把封闭在叶轮吸入口上的真空泵推向凹腔里、及对叶轮增压。
7.泵盖它由双重腔、盖盘，连通孔、吸入法兰组成、制动装置组装在双重腔里、连通孔、单向阀设在诱导轮吸入口的底部，靠近法兰的一侧。
六、无阀无介自吸万能泵与现有技术相比所具有的优点或积极效果。
1.现有技术不能提取超深层地下水。无阀无介自吸万能泵不受安装高程的限制、可在管井中直接进行地下串联安装。因此在理论上它提取地下水的深度是无限的，所以它可提取各种地表水、地下水和开拓超深层地下水源。
2.可安装在任意倾斜和弯曲的深井中，没有振动和噪音、对井壁没有摩损破坏、可提高机井的使用寿命。
3.由于它可很容易直接通过串联满足扬程的要求、因此它相对的扩大了设计规范，从而减少富裕扬程损失。
4.叶轮外径比现有技术的同规格导叶式叶轮径增大33%因此它单级扬程提高98%。体积比现今联邦德国K·s·B公司制造的潜水泵体积减小 2/3 ，重量减轻 1/2 ，电机效率提高5.8%。注⑤5.它提高了单级扬程、取消了底阀、闸阀和逆止阀，及减少了弯头等附件、因此减少了水力阻力损失和机械损失，提高效率21%，节省钢材30%。
6.不需起动介质。自吸时间短、吸程2-8米只需2-15秒、及操作简单、宜于自动控制和摇控。
7.比现有技术设备安装、检修和维护费用降低96%、使用寿命提高三倍。
8.结构紧凑、制造工艺简单、成本低。
9.对水质的要求低，允许含砂量可达0.5%。
注①美《泵手册》第一分册268页、机械工业出版社]1983年5月北京第一版。
②苏《水力机械》178页，机械工业出版社1982年10月北京第一版。
③波兰《叶片泵计算与结构》303页机械、1981年11月北京第一版。
④华北水力水电学院《喷灌设备系统规划设计165页水力电力出版社1979年3月第一版。
⑤联邦德国、K、s、B、10A型潜水电动机技术数据《供水管井设计施工指南》695页、中国建筑工业出版社1984年8月。
⑥中国农业机械化科学研究院《潜水电泵》49页机械工业出版社。1979年12月北京第一版。
⑦日本《专利文献连报》第三期，总第七期F04D-9/04JP58-8292、8406988。
⑧华北水力水电学院《喷灌设备与喷灌系统规划设计》135页、水力电力出版社1979年3月第一版。
⑨经试制成的第一台样机的实践验证。每天按起动20次计算、其真空泵的使用寿命可达70年。
21 导叶 20 电缆引出孔22 上壳 19 引出电缆23 中壳 18 电缆固定架24 挡水圈 17 导叶穿杠孔25 下壳 16 穿杠螺栓26 推力弹簧 15 电机密封圈27 真空泵后端盖 14 泵壳密封圈28 真空泵转子 13 泄压孔29 真空泵定子 12 真空泵单向阀30 真空泵前端盖 11 真空泵排出口31 制动盘 10 叶轮32 吸入口 9 凹腔33 真空泵吸入滤网 8 傍通槽34 花键轴 7 盖板35 变径密封圈 6 制动瓣36 环腔 5 滑键37 推力弹簧 4 制动活塞38 制动密封圈 3 连通孔39 泵盖 2 单向阀40 缓冲垫 1 诱导轮
权利要求
1.本发明所属技术领域：
:水力机械。现有技术中与本发明主题密切相关的泵是自吸泵。它的技术特点是须在泵体内灌满液体才可起动。这种泵起动时间长体积大、份量重。泵体结构特殊，对液体流动不利、效率低、运转费用高。提取地下水的深度只限于10米以内。
2.本发明的特点是①机泵合一的园筒状结构。②壳体用穿杠螺栓在导叶中的纵向孔中联接。③吸入口和排出口均设在同一轴线上、直接同管道联接。④在泵盖的环腔里设有制动装置和变径密封圈。⑤电机引出电缆在上壳体和导叶的孔中引出。⑥泄压孔在下壳体和导叶的孔中穿过。⑦它通过装设在相对叶轮吸入口和叶轮轮毂凹腔里的真空泵给离心泵叶轮抽气引水。它不需要灌注起动介质。起动时间短、操作方便。体积小重量轻、效率高、可卧、立、倾斜使用。可提取任意深度的地下水。从属权利要求
一、引用①机泵合一的园筒状结构。②壳体内穿杠螺栓在导叶中的纵向孔中联接。③在泵盖的环腔里设有制动装置和变径密封圈④电机引出电缆在壳体和导叶的孔中引出。⑤泄压孔在下壳体和导叶的孔中穿过。⑥它通过装设在相对叶轮吸入口和叶轮轮毂凹腔里的真空泵。给离心泵叶轮抽气引水。二、特征1.轮毂相对吸入口后凹、轮毂里设有凹腔的叶轮。2.真空泵装在叶轮吸入口和凹腔里。3.制动装置装在泵盖里。4.带有在导叶中穿过电缆引出孔和纵向穿杠孔的上壳体。5.在导叶纵向设有穿杠孔的中壳体。6.带有在导叶中穿过的泄压孔的下壳体。7.有环腔、连通孔的泵盖。8.可变化内径的变径密封圈。9.用自润滑材料制造的挠性双作用真空泵。
专利摘要
本发明属水力机械。它用装在叶轮轱凹腔里的真空泵，给叶轮引水。叶轮工作后，真空泵停止工作，自动退入凹腔。停泵时重将吸入口封闭。既具有缓冲逆止阀的功能，又消除了它的阻力，工作时不需要起动介质，不需要安装基础及阀类附件。它是机泵合一的圆筒状结构，吸入口和排出口在同一轴线上，直接同管道联接。可卧、立、倾斜安装，可提取各种地表水、地下水和直接串联投放管井中，开拓超深层地下水源。
文档编号F04D9/02GK85102434SQ85102434
公开日1987年4月15日 申请日期1985年10月16日
发明者冯井春, 冯井祥, 褚福林, 冯井江, 冯井云, 冯井川 申请人:褚福林, 冯井祥, 冯井江, 冯井云, 冯井川, 冯井春导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan