本實(shí)用新型涉及自吸泵，特別涉及一種帶螺旋壓水室的雙級自吸泵。

背景技術(shù)：

自吸泵是在農(nóng)業(yè)、消防、市政、電力、礦山、化工等領(lǐng)域廣泛運(yùn)用的一種水泵，自吸泵在啟動前無須灌泵(除第一次使用外)即可進(jìn)入正常工作狀態(tài)。自吸離心泵按作用原理分為氣液混合式、水環(huán)輪式、射流式等。

傳統(tǒng)的自吸離心泵多為臥式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的離心泵已經(jīng)大量用于排灌、石油、化、食品、環(huán)保處理等工程。臥式自吸泵結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，特別對于介質(zhì)含固體顆粒等工況較為惡劣的情況，普通臥式自吸泵難以適應(yīng)，并且效率低下。近年來，國內(nèi)針對上述應(yīng)用需求開發(fā)出一種立式自吸泵，其結(jié)構(gòu)相對簡單，主要由葉輪、泵體、氣液分離室、軸、副葉輪、止回閥、入口管放氣閥等部件構(gòu)成。泵用聯(lián)軸器與電機(jī)相聯(lián)，軸向力由立式電機(jī)的徑向推力軸承來承受。特別是采用副葉輪密封結(jié)構(gòu)使其密封更加適用于含固體顆粒條件下的液體輸送，而且可靠性高。

現(xiàn)有的立式自吸泵結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)計(jì)揚(yáng)程較大時(shí)，葉輪外徑增大，導(dǎo)致葉輪圓盤摩擦損失增大。此外，由于較大的揚(yáng)程，導(dǎo)致葉輪口環(huán)上下游處壓差過大，導(dǎo)致口環(huán)泄露顯著增大，容積損失增大。上述問題嚴(yán)重制約著高揚(yáng)程自吸泵的運(yùn)行效率。由于單級自吸泵存在以上缺點(diǎn)，各種結(jié)構(gòu)的雙級自吸泵被開發(fā)出來，

如授權(quán)公告號為CN201420699508的實(shí)用新型專利公開了一種立式雙級自吸泵，該自吸泵每級葉輪均配有導(dǎo)葉型壓水室，殼體外側(cè)設(shè)有連通一二級腔體的過渡腔，并采用軸承承受兩級葉輪剩余軸向力；

又如授權(quán)公告號為CN201520133900公開了一種智能新型雙級無密封自控自吸泵，該自吸泵設(shè)計(jì)了一種由渦型引管，螺旋管，U型分叉管的組成的獨(dú)特的引流管道，降低容積損失，兩級葉輪均配有矩形斷面的壓水室，且采用焊接方式與擋板連接。

綜上所述，已有的雙級自吸泵中采用的導(dǎo)葉或矩形斷面壓水室，介質(zhì)在壓水室中流動損失大，水力性能不佳，焊接結(jié)構(gòu)也使得整個(gè)自吸泵結(jié)構(gòu)的通配互換性較差；并且在兩級葉輪壓水室流道進(jìn)出口間采用過渡腔或引流管道連接，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度增大，容積損失改善效果不明顯，且造成安裝制造不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種帶螺旋壓水室的雙級自吸泵，減小介質(zhì)在壓水室中流動損失，具有高揚(yáng)程、高效率和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

一種帶螺旋壓水室的雙級自吸泵，包括：

支架；

一級箱體，安裝在支架上，底部開設(shè)有進(jìn)水安裝口；

一級葉輪，安裝在一級箱體內(nèi)，一端設(shè)有與進(jìn)水安裝口對接的第一進(jìn)水口，周向?yàn)榈谝慌潘冢?/p>

一級螺旋壓水室，安裝在一級箱體內(nèi)且與一級葉輪周向的第一排水口匹配，設(shè)有與一級箱體連通的第一出水口；

二級箱體，安裝在支架上，位于所述一級箱體上方且相互連通；

二級葉輪，安裝在二級箱體內(nèi)，一端設(shè)有與二級箱體連通的第二進(jìn)水口，周向?yàn)榈诙潘冢?/p>

二級螺旋壓水室，安裝在二級箱體內(nèi)且與二級葉輪周向的第二排水口匹配，設(shè)有連接出口管的第二出水口；

轉(zhuǎn)動動力源，安裝在支架上，位于所述二級箱體上方；所述轉(zhuǎn)動動力源一般采用電機(jī)。

泵軸，一端同軸安裝一級葉輪和二級葉輪，另一端自所述二級箱體伸出與轉(zhuǎn)動動力源連接。為了便于安裝，兩級葉輪間采用軸套定位，并通過一級葉輪下端的鎖緊螺母和二級葉輪上段的軸肩固定。

為了方便制造和安裝，優(yōu)選的，兩個(gè)葉輪都采用閉式鑄造葉輪。進(jìn)一步優(yōu)選的，二級箱體和一級箱體均為圓筒型。

為了方便安裝入口管路，所述一級箱體的下方設(shè)有下箱體，下箱體上端焊接中心有開口的法蘭蓋，下箱體下端焊接有圓環(huán)形的底座，各級箱體間均采用螺栓連接。

所述入口管路在下箱體上法蘭蓋開口處焊接連接，并與第一進(jìn)水口連通，入口管路整體形狀為鵝頸型，入口管路上設(shè)置有常閉式電動通氣閥，停機(jī)時(shí)打開用于進(jìn)氣防止虹吸。

為了消除預(yù)旋，減少流動損失，優(yōu)選的，所述二級箱體內(nèi)設(shè)有以泵軸為中心軸沿徑向延伸的多塊阻旋板，所述阻旋板分布在二級螺旋壓水室外周。用于消除箱體內(nèi)介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，穩(wěn)定流動狀態(tài)。

在采用盡量少的阻旋板的情況下，起到良好的消除預(yù)旋效果，優(yōu)選的，所述阻旋板設(shè)有三塊，以二級螺旋壓水室的第二出水口為起點(diǎn)沿周向每隔90°設(shè)置一塊。

為了方便制造和安裝，優(yōu)選的，通過一塊隔板將一個(gè)箱體分隔為上、下兩個(gè)箱體分別作為所述二級箱體和一級箱體。

優(yōu)選的，所述隔板上設(shè)有過水孔。隔板上的過水孔用以實(shí)現(xiàn)兩級間流體流動，過水孔尺寸略小于一級螺旋壓水室的第一出水口的直徑，開口方位與一級螺旋壓水室的第一出水口中心線錯(cuò)開一定角度，簡化級間過渡流道結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述泵軸與二級箱體之間通過副葉輪結(jié)構(gòu)密封，所述副葉輪安裝在由密封蓋板和支架組成的密封腔內(nèi)，所述密封蓋板內(nèi)表面焊接阻旋葉片。副葉輪主要靠下端的鎖緊螺母和上端的軸肩固定。阻旋葉片可以消除副葉輪后蓋板處液體旋轉(zhuǎn)，提高封壓能力。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述副葉輪葉片與阻旋葉片均為徑向直葉片，所述阻旋葉片與副葉輪的后蓋板之間的間隙為1～2mm。

優(yōu)選的，一級葉輪與一級螺旋壓水室匹配處設(shè)置密封口環(huán)，二級葉輪與二級螺旋壓水室匹配處設(shè)置密封口環(huán)。各口環(huán)與對應(yīng)葉輪的前蓋板徑向間隙為0.5～1mm。

優(yōu)選的，所述二級葉輪的第二進(jìn)水口朝上。這樣設(shè)置使兩級葉輪背對背安置，可消除一定的軸向力。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述二級葉輪的第二進(jìn)水口連接有喇叭形入口管，用以改善二級葉輪入流條件。

優(yōu)選的，所述二級螺旋壓水室的第二出水口延伸到第二箱體外。第二出水口與出口管連接，出口管與二級箱體側(cè)壁間焊接密封，形成獨(dú)立腔體。二級螺旋壓水室與出口管組成獨(dú)立腔體，減少了壓水室與出口管間的流動損失，并有效地降低了二級箱體中副葉輪密封壓力，減小了副葉輪尺寸，降低副葉輪消耗的功率。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型的帶螺旋壓水室的雙級自吸泵，兩級壓水室采用螺旋壓水室，減小了水力損失，同時(shí)有效降低了葉輪的圓盤摩擦損失，口環(huán)泄露損失，級間流動損失，從而使自吸泵在滿足高揚(yáng)程的使用需求，具備良好的自吸性能，并且大功率產(chǎn)品的效率比傳統(tǒng)產(chǎn)品提高15％以上，能夠更好地適應(yīng)今后各行業(yè)對產(chǎn)品節(jié)能的需求。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的自吸泵的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是一級葉輪和一級螺旋壓水室相配合的尺寸間隙示意圖。

圖3是二級葉輪和二級螺旋壓水室相配合的尺寸間隙示意圖。

圖4是二級箱體內(nèi)阻旋片安裝方位的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：1.電機(jī)；2.支架；3.電動通氣閥；4.密封蓋板；5.阻旋板；6.凸臺；7.二級箱體；8.隔板；801.過水孔；9.軸套；10.泵軸；11.下箱體；12.聯(lián)軸器；13.副葉輪；14.喇叭形入口管15.二級螺旋壓水室；1501.出口管；1502.二級密封口環(huán)；16.二級葉輪；17.一級葉輪；18.一級螺旋壓水室；1801.引流管；1802.一級密封口環(huán)19.一級箱體；20.入口管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。

如圖1～4所示，本實(shí)施例的雙級自吸泵包括電機(jī)1、支架2、電動通氣閥3、密封蓋板4、阻旋板5、凸臺6、二級箱體7、隔板8、軸套9、泵軸10、下箱體11、聯(lián)軸器12、副葉輪13、喇叭形入口管14、二級螺旋壓水室15、出口管1501、二級密封口環(huán)1502、二級葉輪16、一級葉輪17、一級螺旋壓水室18、引流管1801、一級密封口環(huán)1802、一級箱體19、入口管20組成。

正常輸水工況下，液體介質(zhì)依次通過由入口管20、引流管1801、一級葉輪17、一級螺旋壓水室18、一級箱體19、過水孔801、二級箱體7、二級葉輪16、二級螺旋壓水室15、出口管1501組成的流道實(shí)現(xiàn)加壓。

電機(jī)1安裝在支架2上，電機(jī)1的底座與支架2間采用螺栓連接。電機(jī)1輸出軸通過聯(lián)軸器12與泵軸10上端相連，泵軸10上由上到下依次安裝有副葉輪13和背對背安置的兩級葉輪，副葉輪13靠下端的鎖緊螺母和上端的軸肩固定，一級葉輪17和二級葉輪16間采用軸套9定位，通過一級葉輪17下端的鎖緊螺母和二級葉輪16上段的軸肩固定。

實(shí)際安裝過程中，電機(jī)1、支架2、聯(lián)軸器12與泵軸10可先進(jìn)行組裝，作為一個(gè)整體部件與其它零件進(jìn)行拆裝。

兩級葉輪均通過鑄造工藝制備，外側(cè)均匹配設(shè)置螺旋壓水室，泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在兩級葉輪進(jìn)口處均形成低壓，其中一級葉輪17入口處壓力低于入口管20中介質(zhì)壓力，介質(zhì)經(jīng)引流管1801被吸入到一級葉輪17，在離心力作用下進(jìn)入到一級螺旋壓水室18的腔體內(nèi)減速擴(kuò)壓，從壓水室出口處排出到由一級箱體19與隔板8組成的儲液室內(nèi)，使儲液室內(nèi)介質(zhì)壓力升高，經(jīng)由隔板8上的過水孔801壓進(jìn)二級箱體7與隔板8之間組成的氣液分離室內(nèi)。二級葉輪16入口處壓力低于氣液分離室內(nèi)介質(zhì)壓力，介質(zhì)經(jīng)由喇叭形入口管14被吸入到二級葉輪16，再通過二級螺旋壓水室15內(nèi)減速擴(kuò)壓達(dá)到額定壓頭從出口管1501處排出。

兩級壓水室均為鑄造件，其中一級螺旋壓水室18通過螺栓與下箱體11的頂板固定連接，并在其上部開回流孔，自吸工況下壓水室外部液體從回流孔回流進(jìn)入一級葉輪17外緣與從葉輪中甩出的氣液混合物重新混合，一級螺旋壓水室18下部的引流管1801內(nèi)徑與進(jìn)口管20末端內(nèi)相同；二級螺旋壓水室15通過螺栓與中間隔板8固定連接，其出口延伸到泵箱外與出口管1501連接，出口管1501與二級箱體7側(cè)壁間焊接密封，形成獨(dú)立腔體將不同壓力的介質(zhì)隔離。

實(shí)際制造中，可根據(jù)泵額定揚(yáng)程需求設(shè)計(jì)相同尺寸的一二級葉輪，進(jìn)而采用相同的螺旋壓水室流道，減少螺旋壓水室木模的制作數(shù)量。

例如當(dāng)本實(shí)施例的額定揚(yáng)程為60米的泵，可根據(jù)揚(yáng)程為30米設(shè)計(jì)相同尺寸的一、二級葉輪，由于兩級葉輪背對背安置，葉片旋向相反，兩級葉輪仍需分別制作木模鑄造。

自吸泵外殼采用分段式箱體結(jié)構(gòu)，由上往下分別為二級箱體7、一級箱體19和下箱體11，均為圓筒型，二級箱體7側(cè)壁開孔用于安裝出口管1501，并在側(cè)壁其余部位間隔90°焊接三片阻旋板5，用于消除二級7箱體內(nèi)液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。一、二級箱體兩端焊接有板式法蘭，下箱體11上端焊接中心有開口的法蘭蓋，下箱體11下端焊接有圓環(huán)形的底座，各級箱體間均采用螺栓連接，且內(nèi)徑與壁厚尺寸一致。泵腔內(nèi)部以中間隔板8為界分為兩部分，自吸工況下，由一級螺旋壓水室18排出的氣液混合物主要在上層的腔體內(nèi)進(jìn)行分離，下層腔體主要用于停機(jī)保水。

入口管20與下箱體11上法蘭蓋開口處焊接連接，入口管20整體形狀為鵝頸型，進(jìn)口端連接法蘭中心線高于二級葉輪16，有利于停機(jī)保水，管路上設(shè)置有常閉式電動通氣閥3，停機(jī)時(shí)打開用于破壞進(jìn)口管內(nèi)介質(zhì)的連續(xù)性，防止虹吸。實(shí)際安裝時(shí)，入口管20各段管件、進(jìn)口端法蘭與下箱體11通過焊接為一整體部件進(jìn)行裝配。

副葉輪13安置于由密封蓋板4和支架1底板組成的密封腔內(nèi)，副葉輪13葉片優(yōu)先選用徑向直導(dǎo)葉。為消除副葉輪13后蓋板處液體旋轉(zhuǎn)，提高封壓能力，密封蓋板4內(nèi)表面焊接阻旋葉片，與副葉輪13后蓋板間隙控制在1～2mm間。副葉輪13與密封蓋板4組合，在密封蓋板4腔體內(nèi)形成副葉輪封壓流道，泵運(yùn)轉(zhuǎn)副葉輪13旋轉(zhuǎn)引起的離心壓力將封壓流道內(nèi)具有一定壓力的介質(zhì)頂住，形成密封液環(huán)實(shí)現(xiàn)無接觸的動力密封。

一、二級葉輪入口處與對應(yīng)壓水室間均設(shè)置密封口環(huán)，用于防止壓水室內(nèi)部較高壓力的介質(zhì)向外部泄漏，密封口環(huán)采用耐磨鋼制造，通過控制與葉輪前蓋板間徑向間隙為0.5mm實(shí)現(xiàn)間隙密封，圖2和圖3顯示了一二級葉輪與壓水室尺寸間隙的放大圖。密封口環(huán)與對應(yīng)壓水室間均通過螺栓固定連接。

立式雙級自吸泵的安裝過程分兩段完成，一部分自下而上分別裝配好下箱體11、一級螺旋壓水室18和一級箱體19，另一部分自上而下裝配電機(jī)1、支架2、聯(lián)軸器11、泵軸10、副葉輪13、密封蓋板4、二級葉輪16、二級箱體7、軸套9、一級葉輪17。除出口管1501與二級箱體7側(cè)壁處采用不可拆的焊接連接外，其余零部件間均采用螺栓連接，保證主要旋轉(zhuǎn)部件兩級葉輪裝配可拆。

葉輪與對應(yīng)壓水室的結(jié)構(gòu)參數(shù)可根據(jù)不同泵的性能要求進(jìn)行調(diào)整，相應(yīng)一二級箱體內(nèi)空腔的體積可依流量變化而變。由此引申的變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。