CN204327515U - 流体动力驱动泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流体动力驱动泵，其特征在于设有驱动装置、被驱动装置、传动轴、支撑轴承和轴承套，所述传动轴中间经支撑轴承与轴承套相连接，所述传动轴一端与驱动装置相连接，另一端与被驱动装置相连接，本实用新型由于采用上述结构，在整个驱动或被驱动的过程中或者能量的同步交换过程中，不需要任何其它外加动力和用电设备如电机、电动阀门以及电动执行机构等，具有结构简单、紧凑、使用寿命长、应用可靠、能量传递或转换效率高，使用效果好等优点。本实用新型可以广泛应用与由流体作为动力源的旋转机械中、工业流程中以及海水淡化工程中，作为各种流体废弃能量的回收装置。本实用新型中的驱动轮和被驱动轮也可以驱动风机。

Description

流体动力驱动泵

技术领域

 本实用新型涉及机械工程泵技术领域，具体地说是一种以高能流体作为动力源来驱动另一种流体、或者回收多余废弃的高能流体来驱动增压另一种低能流体的流体动力驱动泵。

背景技术

到目前为止，使用流体作为动力的装置均是单独的驱动设备，比如以水为动力的水轮机通过连接装置驱动发电机发电、以气体为动力的汽轮机通过连接装置驱动发电机发电。另外，在采用机械装置进行流体能量回收领域，目前广泛采用反转泵作为能量回收装置与电动机联接，电动机再驱动另一台水泵，工业流程上多余或废弃的高能流体利用反转泵回收部分能量并转换为旋转的机械能传递给电动机，以期减少电动机的输入电能达到能量回收的功能。该类驱动机械设备均在大型水电（火电）工程项目上使用，因其设计原理、能效、结构及制造成本等方面上的局限性，不能设计制造为整体的流体驱动装置，因此均是驱动机与被驱动机分为两个不同的产品进行制造配套使用，并且气体驱动和液体驱动的装置不能通用，也即汽轮机不能作为水轮机使用，而水轮机不能作为汽轮机使用。被驱动的装置也不能通用，也即被驱动者为气体或液体时，被驱动的机构泵轮或风机轮是不能通用的。

还没有将动力机与被驱动机（比如水泵、风机）结合为一体的流体动力驱动装置（流体动力驱动泵）。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、结构紧凑、使用方便、节约能源、能量转换效率高的流体动力驱动泵。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种流体动力驱动泵，其特征在于设有驱动装置、被驱动装置、传动轴、支撑轴承和轴承套，所述传动轴中间经支撑轴承与轴承套相连接，所述传动轴一端与驱动装置相连接，另一端与被驱动装置相连接，所述驱动装置包括驱动轮、驱动泵体、机械密封部件A、机封轴套A、锁紧螺母A和耐磨环A，所述驱动泵体中心设有叶轮腔A和机封腔A，所述驱动泵体一端轴心设有流体出口A，另一端与轴承套固定连接，所述驱动泵体径向设有流体入口A，所述驱动泵体的流体入口A经叶轮腔A与流体出口A相连通，所述驱动泵体的机封腔A内的传动轴上固定套有机封轴套A，所述驱动泵体的叶轮腔A内的传动轴上设有驱动轮，所述驱动轮经锁紧螺母A固定在传动轴上，所述机封轴套A上设有机械密封部件A，所述机封轴套A一端与驱动轮固定连接，另一端与支撑轴承相连接，所述被驱动装置包括被驱动轮、被动泵体、机械密封部件B、机封轴套B、锁紧螺母B和耐磨环B，所述被动泵体中心设有叶轮腔B和机封腔B，所述被动泵体一端轴心设有流体入口B，另一端与轴承套固定连接，所述被动泵体径向设有流体出口B，所述被动泵体的流体入口B经叶轮腔B与流体出口B相连通，所述被动泵体的机封腔B内的传动轴上固定套有机封轴套B，所述被动泵体的叶轮腔B内的传动轴上设有被驱动轮，所述被驱动轮经锁紧螺母B固定在传动轴上，所述机封轴套B上设有机械密封部件B，所述机封轴套B一端与被驱动轮固定连接，另一端与支撑轴承相连接，通过本实用新型的驱动装置与被驱动装置结合为一个整体，使驱动动力由高能气体（如压力能、速度动能的空气、水蒸气及其他气体）或高能液体（如压力能、速度动能、高位势能的清水、海水及其他液体）作为动力源，通过含有能量的流体作用于驱动轮，驱动轮将流体的高能量转换成机械能-传动轴的扭矩，从而驱动传动轴旋转，传动轴同时驱动被驱动装置中的被驱动轮进行同步旋转，将低能量的被驱动流体（液体或气体）通过被驱动装置变成高能量的流体，从而同步实现驱动和被驱动的过程，亦即完成两种流体的能量交换或者能量回收。

本实用新型所述驱动轮和被驱动轮分别是由轮毂、前盖板、后盖板和叶片构成，所述前盖板和后盖板中心分别固定在轮毂两端，前盖板和后盖板间圆周阵列有至少三片叶片，所述叶片呈渐开线形式固定，且所述叶片根据水流运动的空间流动规律由内向外由吸水段、收集段和压水段构成，所述叶片的下流线根据水的流动规律呈弧形逐渐外展延伸，而上流线则根据水的流动规律相对下流线逐渐呈弧形内收回拢，且所述叶片的横断面高度由吸水段向收集段、压水段逐渐过渡缩小，所述叶片的横断面的断面弧形由吸水段向收集段、压水段逐渐过渡增大，使叶片形成空间扭曲弧面形状，以利于通过驱动轮和被驱动轮入水口的吸水室把液体引入，根据液体的流速和运动变化，使液体顺着叶片的吸水段、收集段和压水段的空间扭曲弧面形状旋出，由于流体在运动中阻力损耗小，符合实际流体的质点的复杂空间运动规律，大大提高了水流的能量传递和转换效率。

本实用新型可在所述轴承套的轴承腔外部设有冷却腔，所述冷却腔经冷却液进出口与外部低温流体相连通，以利于对机械密封部件和支撑轴承进行同步冷却。

本实用新型还可在所述叶轮腔A和机封腔A间的驱动泵体上设有密封水孔A，所述驱动轮毂上轴向设有平衡水孔A，所述密封水孔A一端与叶轮腔A相连接，另一端与机封腔A相连接，所述机封腔A经平衡水孔A与叶轮腔A相连通；所述叶轮腔B和机封腔B间的被动泵体上设有密封水孔B, 所述被驱动轮轮毂上轴向设有平衡水孔B，所述密封水孔B一端与叶轮腔B相连接，另一端与机封腔B相连接，所述机封腔B经平衡水孔B与叶轮腔B相连通，以达到平衡机封腔和叶轮腔压力的作用，保证机械密封部件的密封性能。

本实用新型还可在驱动泵体的叶轮腔A底部设有排液孔A，所述排液孔A经排液法兰密封连接，被动泵体的叶轮腔B底部设有排液孔B, 所述排液孔B经排液法兰B密封连接，以利于排除底部的流体。

本实用新型由于采用上述结构，在整个驱动或被驱动的过程中或者能量的同步交换过程中，不需要任何其它外加动力和用电设备如电机、电动阀门以及电动执行机构等，具有结构简单、紧凑、使用寿命长、应用可靠、能量传递或转换效率高，使用效果好等优点。本实用新型可以广泛应用与由流体作为动力源的旋转机械中、工业流程中以及海水淡化工程中，作为各种流体废弃能量的回收装置。本实用新型中的驱动轮和被驱动轮也可以驱动风机。

附图说明  

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中驱动轮和/或被驱动轮中叶片的结构示意图。

图3本实用新型中轴承套的结构示意图。

附图标记：传动轴1、支撑轴承2和轴承套3驱动轮4、驱动泵体5、机械密封部件A6、机封轴套A7、锁紧螺母A8和耐磨环A9叶轮腔A10和机封腔A11流体出口A12流体入口A13被驱动轮14、被动泵体15、机械密封部件B16、机封轴套B17、锁紧螺母B18和耐磨环B19叶轮腔B20和机封腔B21流体入口B22流体出口B23吸水段24、收集段25和压水段26下流线27上流线28。冷却腔29冷却液进出口30密封水孔A31平衡水孔A32密封水孔B33平衡水孔B34排液孔A35经排液法兰36排液孔B37经排液法兰B38机座39

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如附图所示，一种流体动力驱动泵，其特征在于设有驱动装置、被驱动装置、传动轴1、支撑轴承2和轴承套3，所述传动轴1中间经支撑轴承2与轴承套3相连接，所述传动轴1一端与驱动装置相连接，另一端与被驱动装置相连接，所述驱动装置包括驱动轮4、驱动泵体5、机械密封部件A6、机封轴套A7、锁紧螺母A8和耐磨环A9，所述驱动泵体5中心设有叶轮腔A10和机封腔A11，所述驱动泵体5一端轴心设有流体出口A12，另一端与轴承套3固定连接，所述驱动泵体5径向设有流体入口A13，所述驱动泵体5的流体入口A13经叶轮腔A10与流体出口A12相连通，所述驱动泵体5的机封腔A11内的传动轴1上固定套有机封轴套A7，所述驱动泵体5的叶轮腔A10内的传动轴1上设有驱动轮4，所述驱动轮4经锁紧螺母A8固定在传动轴1上，所述机封轴套A7上设有机械密封部件A6，所述机封轴套A7一端与驱动轮4固定连接，另一端与支撑轴承2相连接，所述被驱动装置包括被驱动轮14、被动泵体15、机械密封部件B16、机封轴套B17、锁紧螺母B18和耐磨环B19，所述被动泵体15中心设有叶轮腔B20和机封腔B21，所述被动泵体15一端轴心设有流体入口B22，另一端与轴承套3固定连接，所述被动泵体15径向设有流体出口B23，所述被动泵体15的流体入口B22经叶轮腔B20与流体出口B23相连通，所述被动泵体15的机封腔B21内的传动轴1上固定套有机封轴套B17，所述被动泵体15的叶轮腔B20内的传动轴1上设有被驱动轮14，所述被驱动轮14经锁紧螺母B18固定在传动轴1上，所述机封轴套B17上设有机械密封部件B16，所述机封轴套B17一端与被驱动轮14固定连接，另一端与支撑轴承2相连接，通过本实用新型的驱动装置与被驱动装置结合为一个整体，使驱动动力由高能气体（如压力能、速度动能的空气、水蒸气及其他气体）或高能液体（如压力能、速度动能、高位势能的清水、海水及其他液体）作为动力源，通过含有能量的流体作用于驱动轮，驱动轮将流体的高能量转换成机械能-传动轴的扭矩，从而驱动传动轴旋转，传动轴同时驱动被驱动装置中的被驱动轮进行同步旋转，将低能量的被驱动流体（液体或气体）通过被驱动装置变成高能量的流体，从而同步实现驱动和被驱动的过程，亦即完成两种流体的能量交换或者能量回收。

本实用新型所述驱动轮4和被驱动轮14分别是由轮毂、前盖板、后盖板和叶片构成，所述前盖板和后盖板中心分别固定在轮毂两端，前盖板和后盖板间圆周阵列有至少三片叶片，所述叶片呈渐开线形式固定，且所述叶片根据水流运动的空间流动规律由内向外由吸水段24、收集段25和压水段26构成，所述叶片的下流线27根据水的流动规律呈弧形逐渐外展延伸，而上流线28则根据水的流动规律相对下流线逐渐呈弧形内收回拢，且所述叶片的横断面高度由吸水段24向收集段25、压水段26逐渐过渡缩小，所述叶片的横断面的断面弧形由吸水段向收集段、压水段逐渐过渡增大，使叶片形成空间扭曲弧面形状，以利于通过驱动轮4和被驱动轮14入水口的吸水室把液体引入，根据液体的流速和运动变化，使液体顺着叶片的吸水段、收集段和压水段的空间扭曲弧面形状旋出，由于流体在运动中阻力损耗小，符合实际流体的质点的复杂空间运动规律，大大提高了水流的能量传递和转换效率。

本实用新型可在所述轴承套3的轴承腔外部设有冷却腔29，所述冷却腔29经冷却液进出口30与外部低温流体相连通，以利于对机械密封部件A6、机械密封部件B16和支撑轴承2进行同步冷却。

本实用新型还可在所述叶轮腔A10和机封腔A11间的驱动泵体5上设有密封水孔A31，所述驱动轮4毂上轴向设有平衡水孔A32，所述密封水孔A31一端与叶轮腔A10相连接，另一端与机封腔A11相连接，所述机封腔A11经平衡水孔A32与叶轮腔A10相连通；所述叶轮腔B20和机封腔B21间的被动泵体15上设有密封水孔B33, 所述被驱动轮14轮毂上轴向设有平衡水孔B34，所述密封水孔B34一端与叶轮腔B20相连接，另一端与机封腔B21相连接，所述机封腔B21经平衡水孔B34与叶轮腔B20相连通，以达到平衡机封腔B20和叶轮腔B21压力的作用，保证机械密封部件的密封性能。

本实用新型还可在驱动泵体5的叶轮腔A10底部设有排液孔A35，所述排液孔A35经排液法兰36密封连接，被动泵体15的叶轮腔B20底部设有排液孔B37, 所述排液孔B37经排液法兰B38密封连接，以利于排除底部的流体。

本实用新型的工作原理：本实用新型在工作时，可将本实用新型固定在机座39上，驱动动力可以由高能气体（带有压力能、速度动能的空气、水蒸气及其他气体）或高能液体（带有压力能、速度动能、高位势能的清水、海水及其他液体）作为动力源，含有高能量的流体作用于驱动装置，经驱动装置的驱动泵体5的流体入口A13进入叶轮腔A10中，高能液体或气体驱动驱动轮4旋转，使流体的高能量转换成机械能-轴的扭矩，从而驱动传动轴1旋转，传动轴1同时驱动另一端的被驱动装置进行同步旋转，将低能量的需要增压的被驱动流体通过被驱动装置的被动泵体15的轴心方向的流体入口B22进入叶轮腔B20中，并通过叶轮腔B20中被驱动轮14入水口的吸水室把液体或气体引入，根据液体或气体的流速和运动变化，使液体顺着叶片的吸水段24、收集段25和压水段26的空间扭曲弧面形状旋出并做功后，再经高能流体出口B23流到工艺流程中，从而变成高能量的流体，由于流体在运动中阻力损耗小，符合实际流体的质点的复杂空间运动规律，大大提高了水流的能量传递和转换效率，从而实现将一种流体的能量传递转换成另一种流体的能量，也即实现用一种流体为动力驱动泵（或风机）来输送和增压另一种流体的功能；达到了完成两种流体的能量交换（或者能量回收）；本实用新型在整个驱动或被驱动的过程中、或者能量交换过程中，不需要任何其它外加动力和用电设备如电机、电动阀门以及电动执行机构或多余的联接和传动装置等，结构简单紧凑、使用寿命长、应用可靠、能量传递或转换效率高，使用效果好；可以广泛应用与由流体作为动力源的旋转机械中、工业流程中以及海水淡化工程中，作为各种流体富裕和废弃能量的回收装置；在能量转换过程中，当有一方工作介质为高温流体时，轴承部件外部由于设有冷却腔体，可接入外部低温流体或用工作中的一方低温流体作为冷却介质通入腔体中对机械密封和轴承进行同时冷却，在运行过程中，所述叶轮腔A10和机封腔A11间的驱动泵体5上设有密封水孔A31，所述驱动轮4毂上轴向设有平衡水孔A32，所述密封水孔A31一端与叶轮腔A10相连接，另一端与机封腔A11相连接，所述机封腔A11经平衡水孔A32与叶轮腔A10相连通；所述叶轮腔B20和机封腔B21间的被动泵体15上设有密封水孔B33, 所述被驱动轮14轮毂上轴向设有平衡水孔B34，所述密封水孔B34一端与叶轮腔B20相连接，另一端与机封腔B21相连接，所述机封腔B21经平衡水孔B34与叶轮腔B20相连通，保证了平衡机封腔A、叶轮腔A和平衡机封腔B、叶轮腔B的压力平衡，大大提高了机械密封部件的密封性能。

本实用新型由于采用上述结构，在整个驱动或被驱动的过程中或者能量的同步交换过程中，不需要任何其它外加动力和用电设备如电机、电动阀门以及电动执行机构等，具有结构简单、紧凑、使用寿命长、应用可靠、能量传递或转换效率高，使用效果好等优点。本实用新型可以广泛应用与由流体作为动力源的旋转机械中、工业流程中以及海水淡化工程中，作为各种流体废弃能量的回收装置。本实用新型中的驱动轮和被驱动轮也可以驱动风机。

Claims (5)

1.一种流体动力驱动泵，其特征在于设有驱动装置、被驱动装置、传动轴、支撑轴承和轴承套，所述传动轴中间经支撑轴承与轴承套相连接，所述传动轴一端与驱动装置相连接，另一端与被驱动装置相连接，所述驱动装置包括驱动轮、驱动泵体、机械密封部件A、机封轴套A、锁紧螺母A和耐磨环A，所述驱动泵体中心设有叶轮腔A和机封腔A，所述驱动泵体一端轴心设有流体出口A，另一端与轴承套固定连接，所述驱动泵体径向设有流体入口A，所述驱动泵体的流体入口A经叶轮腔A与流体出口A相连通，所述驱动泵体的机封腔A内的传动轴上固定套有机封轴套A，所述驱动泵体的叶轮腔A内的传动轴上设有驱动轮，所述驱动轮经锁紧螺母A固定在传动轴上，所述机封轴套A上设有机械密封部件A，所述机封轴套A一端与驱动轮固定连接，另一端与支撑轴承相连接，所述被驱动装置包括被驱动轮、被动泵体、机械密封部件B、机封轴套B、锁紧螺母B和耐磨环B，所述被动泵体中心设有叶轮腔B和机封腔B，所述被动泵体一端轴心设有流体入口B，另一端与轴承套固定连接，所述被动泵体径向设有流体出口B，所述被动泵体的流体入口B经叶轮腔B与流体出口B相连通，所述被动泵体的机封腔B内的传动轴上固定套有机封轴套B，所述被动泵体的叶轮腔B内的传动轴上设有被驱动轮，所述被驱动轮经锁紧螺母B固定在传动轴上，所述机封轴套B上设有机械密封部件B，所述机封轴套B一端与被驱动轮固定连接，另一端与支撑轴承相连接。

2.根据权利要求1所述的一种流体动力驱动泵，其特征在于所述驱动轮和被驱动轮分别是由轮毂、前盖板、后盖板和叶片构成，所述前盖板和后盖板中心分别固定在轮毂两端，前盖板和后盖板间圆周阵列有至少三片叶片，所述叶片呈渐开线形式固定，且所述叶片根据水流运动的空间流动规律由内向外由吸水段、收集段和压水段构成，所述叶片的下流线根据水的流动规律呈弧形逐渐外展延伸，而上流线则根据水的流动规律相对下流线逐渐呈弧形内收回拢，且所述叶片的横断面高度由吸水段向收集段、压水段逐渐过渡缩小，所述叶片的横断面的断面弧形由吸水段向收集段、压水段逐渐过渡增大，使叶片形成空间扭曲弧面形状。

3.根据权利要求1所述的一种流体动力驱动泵，其特征在于所述轴承套的轴承腔外部设有冷却腔，所述冷却腔经冷却液进出口与外部低温流体相连通。

4.根据权利要求1所述的一种流体动力驱动泵，其特征在于所述叶轮腔A和机封腔A间的驱动泵体上设有密封水孔A，所述驱动轮毂上轴向设有平衡水孔A，所述密封水孔A一端与叶轮腔A相连接，另一端与机封腔A相连接，所述机封腔A经平衡水孔A与叶轮腔A相连通；所述叶轮腔B和机封腔B间的被动泵体上设有密封水孔B, 所述被驱动轮轮毂上轴向设有平衡水孔B，所述密封水孔B一端与叶轮腔B相连接，另一端与机封腔B相连接，所述机封腔B经平衡水孔B与叶轮腔B相连通。

5.根据权利要求1所述的一种流体动力驱动泵，其特征在于所述驱动泵体的叶轮腔A底部设有排液孔A，所述排液孔A经排液法兰密封连接，被动泵体的叶轮腔B底部设有排液孔B, 所述排液孔B经排液法兰B密封连接。