CN112703320B - 自吸式离心泵 - Google Patents

Abstract

自吸式离心泵包括：泵本体(10)，该泵本体具有内部腔(11)，该内部腔具有在使用构型中布置在水平位置中的纵向轴线(A)，该纵向轴线将所述内部腔(11)分配到上部区域(S)和下部区域(I)中；抽吸开口(12)，该抽吸开口形成在所述泵本体(10)的前部表面(13)上并形成在所述上部区域(S)处；泵送室(20)，该泵送室与所述泵本体(10)相关联，并具有位于所述泵本体的前部部分处的轴向入口开口(21)；叶轮组(22)，该叶轮组布置在所述泵送室(20)内侧；喷射器组(30)，该喷射器组延伸到泵本体(10)的所述内部腔(11)中，并且包括喷射喷嘴(31)和定形状成发散轮廓的抽吸导管(32)，该抽吸导管在该抽吸导管的较宽的部段处连接至泵送室(20)的入口开口(21)；辅助抽吸导管(34)，该辅助抽吸导管布置在泵本体(10)的所述内部腔(11)内侧并且位于上部区域(S)处，并且该辅助抽吸导管适于将所述抽吸开口(12)与泵送室(20)的所述入口开口(21)直接连通。

Description

自吸式离心泵

技术领域

本发明涉及自吸式离心泵。

背景技术

目前已知使用自吸式离心泵，该自吸式离心泵设置有喷射器组，该喷射器组在一个侧部上与液体的抽吸件相连接，并且在相对侧部上与相对于该喷射器组同轴的叶轮组的入口相连接。

更具体地，已知的自吸式离心泵包括大致筒形的本体，该本体具有面向前的液体抽吸开口和位于上侧部上的出口开口。在与泵本体相关联的泵送室内侧容纳有叶轮组，该叶轮组适于通过一般为电动类型的合适的马达构件来旋转。

喷射器组布置在由泵本体限定的腔内侧。喷射器组包括喷射喷嘴和形成发散轮廓的收集抽吸导管。收集抽吸导管在一个侧部上与抽吸开口相连接，并且在相对侧部上与相对于该收集抽吸导管同轴的叶轮组的入口相连接。液体的再循环是通过喷射喷嘴执行的；液体在从叶轮组的泵送室离开后对泵本体的内部腔进行填充。

在使用时，由于在收集抽吸导管中产生的文丘里效应，穿过叶轮组的总流量部分地传送通过出口开口，并且部分地通过喷射喷嘴再循环。

例如，专利EP 0.401.670示出了这种类型的自吸式离心泵。

使用前述类型的离心泵的主要问题是当达到特定流速值时发生的性能衰减。这种影响是由于在文丘里管的开口处在喷射喷嘴周围的区域中生成的初生空化而引起的。由此可见，在前述类型的离心泵中发现能够获得的最大流速的限制是由前述性能衰减而引起的。

图2和图3以图表形式用虚线H和P分别示出了液压扬程的变型和已知的自吸式离心泵的效率百分比与流速的关系。清晰可见的是，在达到预定流速值Q'时，泵的扬程和效率均下降。最终，该Q'值表示上述类型的离心泵能够达到的最大流速。

美国专利2,634,680示出了自吸式离心泵，该自吸式离心泵能够以第一模式(所谓的浅井系统)和第二模式(所谓的深井系统)选择性地操作。泵设置有旁路导管，液体可以从出口开口通过该旁路导管流动至叶轮组，而不与喷射器组接合。

GB 397,035公开了配装有旁路导管的自吸式离心泵的另一实施方式。

然而，这些解决方案不能免除改进。

发明内容

本发明的目的是通过设计自吸式离心泵来解决上述问题，该自吸式离心泵允许在维持高水平性能的同时使最大可达到的流速增加。

在该目标内，本发明的另外的目的是提供自吸式离心泵，该自吸式离心泵确保维持最大压力。

本发明的另一目的是提供自吸式离心泵，该自吸式离心泵允许改进泵送组的效率。

本发明的又一目的是提供简单构造和功能概念、通用用途、以及相对经济的成本的自吸式离心泵，该自吸式离心泵设置有一定可靠的操作。

根据本发明，上述目的是通过根据本发明的自吸式离心泵来实现的。

自吸式离心泵包括：泵本体，该泵体具有内部腔，该内部腔具有在使用构型中布置在水平位置中的纵向轴线；泵送室，该泵送室与所述泵本体相关联，并具有位于所述泵本体的前部分处的轴向入口开口；喷射器组，该喷射器组根据所述纵向轴线在泵本体的所述内部腔内侧延伸，并且该喷射器组与所述泵送室轴向地相关联，在泵本体的所述内部腔内，相对于所述喷射器组限定有上部区域和下部区域；抽吸开口，该抽吸开口形成在所述泵本体的所述上部区域处的前部表面上，该上部区域位于所述喷射器组上方；辅助抽吸导管，该辅助抽吸导管布置在泵本体的所述内部腔内侧并且位于相对于所述喷射器组的所述上部区域处，并且该辅助抽吸导管构造成用于将所述抽吸开口与泵送室的所述入口开口直接地连接。

在所述泵送室内侧布置有叶轮组，该叶轮组设置有轴向毂，该轴向毂适于与根据所述纵向轴线和该轴向毂同轴的马达轴相关联。

所述喷射器组包括喷射喷嘴和定形状成发散轮廓的收集抽吸导管，该收集抽吸导管在该收集抽吸导管的较宽的部段的端部处连接至泵送室的所述入口开口。

优选地，所述发散轮廓由具有恒定倾斜度的第一部分和具有增大的倾斜度的第二部分组成，该第二部分接合在泵送室的所述轴向入口开口中。

优选地，所述辅助抽吸导管以收集抽吸导管的恒定倾斜度通向所述第一部分的上部部分中。

有利地，泵包括布置在所述辅助抽吸导管内侧的止回阀。

有利地，所述辅助抽吸导管具有大致直线的布置。

优选地，所述辅助抽吸导管以预定宽度相对于泵本体的所述纵向轴线的角度而倾斜。

优选地，所述预定宽度的角度为约45°。

优选地，所述辅助抽吸导管具有稍微弯曲的上部部分，该稍微弯曲的上部部分可以插入到所述抽吸开口的前部中的所述给送导管的顶部中。

优选地，辅助抽吸导管的所述上部部分根据与所述抽吸开口的水平轴线大致平行的轴线来接合在所述给送导管的顶部处。

有利地，所述收集抽吸导管在所述喷射喷嘴处连接至给送导管，该给送导管在泵本体的所述上部区域处大致在径向方向上延伸，并且在顶部处连接至所述抽吸开口。

优选地，所述给送导管通向所述收集抽吸导管的以环形形状围绕所述喷射喷嘴布置的一部分。

有利地，在高流速处，所述收集抽吸导管的在泵送室的所述入口开口的口部附近的区域处的压力比所述辅助抽吸导管的顶部处的压力低。

以这种方式，止回阀将所述辅助抽吸导管打开，从而允许泵实现高流速和高效率。

有利地，在低流速时，所述收集抽吸导管的在泵送室的所述入口开口的口部附近的区域处的压力比所述辅助抽吸导管的顶部处的压力高。

以这种方式，止回阀关闭所述辅助抽吸导管，从而允许泵维持高扬程。

附图说明

从根据本发明的自吸式离心泵的优选实施方式的详细描述，本发明的细节将变得更加明显，该优选实施方式仅通过非限制性示例的方式在附图中示出，在附图中：

图1示出了自吸式离心泵的轴向截面图；

图2和图3分别示出了泵的扬程和效率与流速的关系的图表。

具体实施方式

特别地参照这些附图，附图标记1指示根据本发明的自吸式离心泵。离心泵1包括泵本体10，该泵本体定形状有内部腔11。泵本体10限定了泵的操作构件的壳体。

泵本体10例如具有大致筒形形状，并具有在使用构型中布置在水平位置中的纵向轴线A。如下所述，纵向轴线A表示泵的旋转部分的马达轴线。

纵向轴线A将泵本体10的内部腔11分配到上部区域S和下部区域I中。

在泵本体10的前部表面13上形成有抽吸开口12。抽吸开口12布置在泵本体10的位于纵向轴线A上方的上部区域S处。

在泵本体10的上部表面15上形成有出口开口14。出口开口14与泵本体10的内部腔11的上部区域S相连通。出口开口14相对于泵本体10的纵向轴线A径向地布置。

泵送室20与泵本体10相关联。泵送室20具有位于该泵送室的前部部分处的轴向入口开口21，该轴向入口开口面向泵本体10的内部腔11。泵送室20总体上对泵本体10在前表面13的相对侧部上的内部腔11进行封闭。

在泵送室20的内侧布置有已知形状的叶轮组22；叶轮组22设置有轴向毂23，该轴向毂与和该轴向毂同轴的马达轴24轴向地相关联。马达轴24适于通过在图中仅部分地表示的例如电动类型的马达构件25来旋转。

喷射器组30与泵送室20轴向地相关联，并在泵本体10的内部腔11内侧延伸。喷射器组30包括喷射喷嘴31和定形状成发散轮廓的收集抽吸导管32。收集抽吸导管32在该收集抽吸导管的较宽的部段的端部处连接至泵送室20的入口开口21的口部；在相对端部处，收集抽吸导管32连接至给送导管33，该给送导管在泵本体10的上部区域S处大致在径向方向上延伸，并且在顶部处连接至抽吸开口12。

优选地，给送导管33通向收集抽吸导管32的以环形形状围绕喷射喷嘴31布置的一部分。

在所示的实施方式中，喷射器组30由后部部分30a和前部部分30b组成。后部部分30a大致定形状有收集抽吸导管32和给送导管33；前部部分30b由覆盖件和套筒36构成，该覆盖件在前部封闭后部部分30a并定形状有喷射喷嘴31，并且该套筒紧紧地插入抽吸开口12中。

根据本发明，自吸式离心泵具有辅助抽吸导管34，该辅助抽吸导管适于使抽吸开口12与泵送室20的入口开口21直接连通。辅助抽吸导管34具有大致直线的布置，并且被容纳在泵本体10的内部腔11的位于纵向轴线A上方的所述上部区域S处。特别地，辅助抽吸导管34以预定宽度相对于纵向轴线A的角度而倾斜；根据泵的尺寸，该角度包括在例如大约45°的范围内。

实际上，辅助抽吸导管34具有位于该辅助抽吸导管的顶部处的稍微弯曲的部分，该稍微弯曲的部分插入到抽吸开口12的前部中的给送导管33的顶部中。优选地，辅助抽吸导管34的上部部分通过该辅助抽吸导管的上部部分与抽吸开口12的水平轴线大致平行的轴线接合在给送导管33的顶部中。

止回阀35在大致中央位置中布置在辅助抽吸导管34内侧。当收集抽吸导管32的与泵送室20的入口开口21的口部靠近的区域处的压力比辅助抽吸导管34的顶部处的压力高时，止回阀35适于关闭辅助抽吸导管34。

从以上描述可以容易地理解自吸式离心泵的操作。

在使用时，穿过叶轮组22的总流量被引入到泵本体10的内部腔11中。由于在收集抽吸导管32中产生的文丘里效应，因此该总流量部分地传送通过出口开口14，并且部分地通过喷射喷嘴被拉回到循环中。

当所需流速超过预定值时，止回阀35将辅助抽吸导管34打开，并允许液体从抽吸开口12直接通过至泵送室20的入口。以这种方式，避免了在收集抽吸导管32的入口处围绕喷射喷嘴的区域中的空化现象，同时允许进入叶轮组22的总流速增加直至期望值。

特别地，当以高流速工作时，收集抽吸导管32的与泵送室20的入口开口21的口部靠近的区域处的压力比辅助抽吸导管的顶部处的压力低，并且因此，止回阀35将辅助抽吸导管34打开。以这种方式，与常规的自吸式泵相比，获得更大的流速和更高的效率。

相反，当以低流速工作时，收集抽吸导管32的与泵送室20的入口开口21的口部靠近的区域处的压力比辅助抽吸导管34的顶部处的压力高，并且因此，止回阀35关闭辅助抽吸导管34。以这种方式，与常规的离心泵相比，获得更大的普遍率。

实际上，已经发现的是，根据本发明的自吸式离心泵具有扬程和效率的以下趋势：该趋势保持对于比常规泵明显高的流速来说的相对较高的值，如图2和图3的图表中所示，与用虚线H和P表示的常规泵的扬程和百分比效率相比，其中用实线h和p分别指示根据流速的所讨论的泵的扬程和效率百分比的变型。应当指出的是，根据本发明的泵的扬程和效率保持令人满意的值，即使在超过表示常规类型的离心泵中能够达到的最大流速的Q'值时也是如此。

因此，根据本发明的自吸式离心泵到达在保持高水平性能的同时使可达到的最大流速增加的目的。

通过示例描述的自吸式离心泵可以根据不同的要求而改变。

在本发明的实际实施方式中，所使用的材料以及形状和尺寸可以根据要求而变化。

如果在任何权利要求中提及的技术特征跟随附图标记，则出于增强对权利要求的理解的目的，这种附图标记被严格地包括，并且因此，所述附图标记不应以任何方式被视为对用于通过这种附图标记的示例性目的所标识的每个元件的范围上的任何限制。

Claims (6)

1.一种自吸式离心泵，所述自吸式离心泵包括：

泵本体(10)，所述泵本体设置有内部腔(11)，所述内部腔具有在使用时布置在水平位置中的纵向轴线(A)，所述纵向轴线将所述内部腔(11)限定成上部区域(S)和下部区域(I)；

抽吸开口(12)，所述抽吸开口形成在所述泵本体(10)的前部表面(13)上且形成在位于所述纵向轴线(A)上方的所述上部区域(S)处；

出口开口(14)，所述出口开口形成在所述泵本体(10)的上部表面(15)上；

泵送室(20)，所述泵送室与所述泵本体(10)相关联，并具有位于所述泵本体的前部部分处的轴向入口开口(21)；

叶轮组(22)，所述叶轮组布置到所述泵送室(20)中，并设置有轴向毂(23)，所述轴向毂构造成与根据所述纵向轴线(A)和所述轴向毂同轴的马达轴(24)相关联；

喷射器组(30)，所述喷射器组位于所述泵本体(10)的所述内部腔(11)中，并且所述喷射器组与所述泵送室(20)轴向地相关联，所述喷射器组(30)包括喷射喷嘴(31)和定形状成发散轮廓的收集抽吸导管(32)，所述收集抽吸导管在所述收集抽吸导管的较宽的部段的端部处连接至所述泵送室(20)的所述轴向入口开口(21)，

给送导管(33)，所述给送导管构造成用于在所述喷射喷嘴(31)处将所述抽吸开口(12)与所述收集抽吸导管(32)相连接，

辅助抽吸导管(34)，所述辅助抽吸导管布置到所述泵本体(10)的所述内部腔(11)中且被布置在位于所述纵向轴线(A)上方的所述上部区域(S)处，并且所述辅助抽吸导管构造成用于将所述抽吸开口(12)与所述泵送室(20)的所述轴向入口开口(21)直接连接，其特征在于，所述自吸式离心泵包括布置在所述辅助抽吸导管(34)内侧的止回阀(35)，所述止回阀(35)用于当所述收集抽吸导管(32)的与所述泵送室(20)的所述入口开口的口部靠近的区域处的压力比所述辅助抽吸导管(34)的上部部分处的压力大时将所述辅助抽吸导管(34)阻塞。

2.根据权利要求1所述的自吸式离心泵，其特征在于，所述辅助抽吸导管(34)具有大致直线的形状。

3.根据权利要求2所述的自吸式离心泵，其特征在于，所述辅助抽吸导管(34)根据确定的宽度相对于所述纵向轴线(A)的角度而倾斜。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的自吸式离心泵，其特征在于，所述给送导管(33)在所述泵本体(10)的所述上部区域(S)处相对于所述收集抽吸导管(32)沿大致径向方向引导，并且所述给送导管(33)在上部部分处与所述抽吸开口(12)连接。

5.根据权利要求1所述的自吸式离心泵，其特征在于，在高流速处，所述收集抽吸导管(32)的与在所述泵送室(20)的所述轴向入口开口(21)的所述口部靠近的区域处的压力比所述辅助抽吸导管(34)的所述上部部分处的压力低，使得所述止回阀(35)将所述辅助抽吸导管(34)打开。

6.根据权利要求1所述的自吸式离心泵，其特征在于，在低流速时，所述收集抽吸导管(32)的与在所述泵送室(20)的所述轴向入口开口(21)的所述口部靠近的区域处的压力比所述辅助抽吸导管(34)的所述上部部分处的压力高，使得所述止回阀(35)将所述辅助抽吸导管(34)阻塞。

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