專利名稱：透平渦輪式氣動水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及氣動水泵領(lǐng)域，特別是涉及一種透平渦輪式氣動水泵。
背景技術(shù)：
氣動水泵是采用壓縮空氣為動力源，對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。透平渦輪式氣動水泵是以壓縮空氣為動力源的高轉(zhuǎn)速水泵，其特點是以壓縮空氣推動透平式渦輪旋轉(zhuǎn)，從而拖動水泵運轉(zhuǎn)，以替代以往作為水泵動力源的電動機，這種氣動水泵特別適用于易爆易燃的場合，例如瓦斯礦井的局部排水。在不能直接設(shè)置電機拖動水泵的礦井瓦斯巷道中，氣動潛水泵更顯示出其自身安全的特點。但現(xiàn)有的透平渦輪式氣動水泵在渦輪軸做功時動平衡達(dá)不到要求，因而速度一高，就容易導(dǎo)致整個機器的不平衡，形成一運轉(zhuǎn)速度低、運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)的問題，同時還具有噪音大、維修量大等多種缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種透平渦輪式氣動水泵，能夠極大提高氣動效率，滿足動平衡要求，節(jié)能高效、低噪安全。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是提供一種透平渦輪式氣動水泵，包括氣動馬達(dá)、水泵，所述氣動馬達(dá)包括進(jìn)氣口、排氣裝置、渦輪座，所述進(jìn)氣口與排氣裝置均與所述渦輪座連接，所述渦輪座內(nèi)設(shè)有渦輪、渦輪軸，所述渦輪固定設(shè)于所述渦輪軸的一端，所述渦輪軸的另一端與所述水泵傳動連接，所述水泵包括泵座、泵體，所述泵體設(shè)于所述泵座上，所述泵體與所述渦輪座之間通過軸承座固定連接，所述渦輪軸裝配于所述軸承座內(nèi)，所述泵座上設(shè)有吸水口，所述泵體內(nèi)設(shè)有葉輪，所述葉輪裝配于所述渦輪軸上，與所述泵體連通設(shè)有出水口 ；所述進(jìn)氣口與渦輪之間通過一設(shè)于所述渦輪座底部的密封環(huán)形流道連通，所述環(huán)形流道上開設(shè)有大于等于2個噴嘴，所述渦輪座頂蓋部設(shè)有大于等于I個排氣口，通過所述排氣口與所述排氣裝置連通。在本實用新型一個較佳實施例中，所述渦輪座為分體式結(jié)構(gòu)，包括底座、渦輪圈與蓋板裝配而成，所述渦輪圈位設(shè)于所述底座上，所述渦輪圈上方裝配有所述蓋板，所述環(huán)形流道設(shè)于所述底座上，所述排氣口設(shè)于所述蓋板上。在本實用新型一個較佳實施例中，所述排氣裝置上連接設(shè)有消音裝置，所述消音裝置包括氣流導(dǎo)向板、二級消音結(jié)構(gòu)、防震裝置，所述二級消音結(jié)構(gòu)的出口與所述排氣裝置連通，所述氣流導(dǎo)向板設(shè)于所述二級消音結(jié)構(gòu)的進(jìn)口處。在本實用新型一個較佳實施例中，所述環(huán)形流道兩側(cè)設(shè)有雙密封墊結(jié)構(gòu)，所述雙密封墊結(jié)構(gòu)采用平板與多面齒形密封件相結(jié)合。在本實用新型一個較佳實施例中，所述噴嘴為拉法爾噴嘴，所述噴嘴成對設(shè)置，所述環(huán)形流道上設(shè)有大于等于I對噴嘴。在本實用新型一個較佳實施例中，一對噴嘴之間的設(shè)置角度為90°或180°。在本實用新型一個較佳實施例中，所述渦輪與渦輪軸之間通過渦輪平鍵固定連接。在本實用新型一個較佳實施例中，所述葉輪與所述渦輪軸之間通過葉輪平鍵固定連接。在本實用新型一個較佳實施例中，所述軸承座內(nèi)設(shè)有軸承、平衡圈，軸承座與渦輪軸之間通過所述軸承裝配連接，所述平衡圈裝配于所述渦輪軸上。在本實用新型一個較佳實施例中，所述軸承座下方裝配有密封座，所述密封座內(nèi)裝配有大于等于2只J型骨架密封圈。本實用新型的有益效果是本實用新型透平渦輪式氣動水泵氣動馬達(dá)采用速度型馬達(dá)，直接利用壓縮空氣動能，經(jīng)過噴嘴膨脹后產(chǎn)生高速氣流沖擊透平渦輪做功，完全可以滿足潤輪軸動平衡的運轉(zhuǎn)要求，轉(zhuǎn)速可達(dá)9000-20000r/min,甚至更高轉(zhuǎn)速,是一種節(jié)能高效、低噪安全、維修量小、經(jīng)久耐用且無需注潤滑油一步到位的新型排水機。

圖I是本實用新型透平渦輪式氣動水泵一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示平渦輪式氣動水泵中底座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I所示平渦輪式氣動水泵中蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中各部件的標(biāo)記如下1、進(jìn)氣口，2、排氣裝置，3、渦輪，4、渦輪軸，5、泵座、6、泵體，7、軸承座，8、吸水口，9、葉輪，10、出水口，11、底座，12、渦輪圈，13、蓋板，14、消音裝置，15、雙密封墊結(jié)構(gòu)，16、渦輪平鍵，17、葉輪平鍵，18、軸承，19、平衡圈，20、環(huán)形流道，21、排氣口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖I、圖2和圖3，本實用新型實施例包括一種透平渦輪式氣動水泵，包括氣動馬達(dá)、水泵。所述氣動馬達(dá)包括進(jìn)氣口 I、排氣裝置2、渦輪座，所述進(jìn)氣口 I與排氣裝置2均與所述渦輪座連接，所述渦輪座內(nèi)設(shè)有渦輪3、渦輪軸4，所述渦輪3固定設(shè)于所述渦輪軸4的一端，所述渦輪軸4的另一端與所述水泵傳動連接。所述水泵包括泵座5、泵體6,所述泵體6設(shè)于所述泵座5上,所述泵體6與所述渦輪座之間通過軸承座7固定連接，所述渦輪軸4裝配于所述軸承座7內(nèi)，所述泵座5上設(shè)有吸水口 8，所述泵體6內(nèi)設(shè)有葉輪9，所述葉輪9裝配于所述渦輪軸4上，與所述泵體6連通設(shè)有出水口 10。所述進(jìn)氣口 I與渦輪3之間通過一設(shè)于所述渦輪座底部的密封環(huán)形流道20連通，所述環(huán)形流道20上開設(shè)有大于等于2個噴嘴。[0028]所述噴嘴為拉法爾噴嘴，所述噴嘴成對設(shè)置，所述環(huán)形流道20上設(shè)有大于等于I對噴嘴。本實用新型實施例優(yōu)選一對噴嘴之間的設(shè)置角度為90°或180°。噴嘴的數(shù)量根據(jù)渦輪軸4的功率和水泵的功率匹配選定。壓縮空氣從進(jìn)氣口 I進(jìn)入密封的環(huán)形流道20，在環(huán)形流道20的經(jīng)過拉法爾噴嘴，使亞音速氣流在收縮段加速至喉部截面處到達(dá)音速，而后開始膨脹在出口處產(chǎn)生超音速氣流沖擊透平渦輪，高速旋轉(zhuǎn)帶動水泵葉輪9作功排水使之透平渦輪達(dá)到具有更優(yōu)良的空氣動力特性，極大提高了氣動效率。參照透平渦輪的相似理論三定理改善了原渦輪設(shè)計參數(shù)，將渦輪座采用分體式結(jié)構(gòu)，便于加工環(huán)形流道20。渦輪座包括底座11、渦輪圈12與蓋板13裝配而成，所述渦輪圈12位設(shè)于所述底座11上，所述渦輪圈12上方裝配有所述蓋板13，所述環(huán)形流道20設(shè)于所述底座11上，所述排氣口 21設(shè)于所述蓋板13上。 在所述底座11內(nèi)側(cè)還特別設(shè)置了 J型骨架密封圈一只，以防止渦輪座內(nèi)氣流從軸向竄氣；底座11徑向設(shè)置O型密封圈I只，達(dá)到渦輪圈12和底座11的密封要求。所述渦輪座蓋板13設(shè)有大于等于I個排氣口 21，通過所述排氣口 21與所述排氣裝置2連通。排氣口 21能夠達(dá)到排氣通暢，無有害功率損耗。所述排氣裝置2上連接設(shè)有消音裝置14，所述消音裝置14包括氣流導(dǎo)向板、二級消音結(jié)構(gòu)、防震裝置，所述二級消音結(jié)構(gòu)的出口與所述排氣裝置2連通，所述氣流導(dǎo)向板設(shè)于所述二級消音結(jié)構(gòu)的進(jìn)口處。消音裝置14的結(jié)構(gòu)降低了氣動馬達(dá)排氣噪音<75dB (A)達(dá)到了礦山井下靜音工程的要求。所述環(huán)形流道20兩側(cè)設(shè)有雙密封墊結(jié)構(gòu)15，所述雙密封墊結(jié)構(gòu)15采用平板與多面齒形密封件相結(jié)合。確保了大面積上密封效果，使進(jìn)氣密封腔無泄漏，降低了總的耗氣量，達(dá)到節(jié)能目的。為了令渦輪3與葉輪9更穩(wěn)固的與渦輪軸4裝配，所述渦輪3與渦輪軸4之間通過渦輪平鍵16固定連接。所述葉輪9與所述渦輪軸4之間通過葉輪平鍵17固定連接。所述軸承座7內(nèi)設(shè)有軸承18、平衡圈19，軸承座7與渦輪軸4之間通過所述軸承18裝配連接，所述平衡圈19裝配于所述渦輪軸4上。本實用新型優(yōu)選在軸承座7內(nèi)的渦輪軸4上下均有軸承18支撐，兩軸承18之間設(shè)有平衡圈19結(jié)構(gòu)，可以適度的降低渦輪3特高轉(zhuǎn)速，使渦輪氣動馬達(dá)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，性能優(yōu)良，能確保在額定范圍內(nèi)高速運行，并可達(dá)到提增扭矩力從而更提高水泵揚程。所述軸承座7下方裝配有密封座，所述密封座內(nèi)裝配有大于等于2只J型骨架密封圈，能夠利用水氣壓力使J型骨架密封圈內(nèi)漲，增加密封效果。本實用新型主要適用于礦山的井巷開拓、工作面開采、豎斜井井筒、地下硐室工程的排水施工及化工、油輪、油庫等各種易燃易爆的惡劣工況現(xiàn)場，有壓縮作為動力源的排水作業(yè)施工。經(jīng)過實測，在O. 2Mpa氣壓時即可啟動排水，O. 4MPa氣壓時可達(dá)6Kg水表壓，O. 5MPa氣壓時可達(dá)7Kg水表壓，O. 6MPa氣壓時可達(dá)8Kg水表壓。以下是同類產(chǎn)品與本實用新型產(chǎn)品相同流量時的揚程對比表
I同類產(chǎn)品揚程I本實用新型產(chǎn)品揚程 I遞語8m3/h135m|65m|l.8 倍—
IOmVh45m~60m一 I. 33 倍 _
15m3/h35m— 50m一 1.43 倍—
17m3/h135m|47m11. 34 倍—由此可見，在同類產(chǎn)品相等流量下的本實用新型產(chǎn)品的揚程提高了 35%_60%，已達(dá)到相同或大于葉片氣動馬達(dá)水泵的軸功率。本實用新型透平渦輪式氣動水泵氣動馬達(dá)采用速度型馬達(dá)，直接利用壓縮空氣動能，經(jīng)過噴嘴膨脹后產(chǎn)生高速氣流沖擊透平渦輪做功，完全可以滿足渦輪軸4動平衡的運轉(zhuǎn)要求，轉(zhuǎn)速可達(dá)9000-20000r/min,甚至更高轉(zhuǎn)速,是一種節(jié)能高效、低噪安全、維修量小、 經(jīng)久耐用且無需注潤滑油一步到位的新型排水機。以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，包括氣動馬達(dá)、水泵，所述氣動馬達(dá)包括進(jìn)氣口、排氣裝置、渦輪座，所述進(jìn)氣口與排氣裝置均與所述渦輪座連接，所述渦輪座內(nèi)設(shè)有渦輪、渦輪軸，所述渦輪固定設(shè)于所述渦輪軸的一端，所述渦輪軸的另一端與所述水泵傳動連接，所述水泵包括泵座、泵體，所述泵體設(shè)于所述泵座上，所述泵體與所述渦輪座之間通過軸承座固定連接，所述渦輪軸裝配于所述軸承座內(nèi)，所述泵座上設(shè)有吸水口，所述泵體內(nèi)設(shè)有葉輪，所述葉輪裝配于所述渦輪軸上，與所述泵體連通設(shè)有出水口 ； 所述進(jìn)氣口與渦輪之間通過一設(shè)于所述渦輪座底部的密封環(huán)形流道連通，所述環(huán)形流道上開設(shè)有大于等于2個噴嘴，所述渦輪座頂蓋部設(shè)有大于等于I個排氣口，通過所述排氣口與所述排氣裝置連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，所述渦輪座為分體式結(jié)構(gòu)，包括底座、渦輪圈與蓋板裝配而成，所述渦輪圈位設(shè)于所述底座上，所述渦輪圈上方裝配有所述蓋板，所述環(huán)形流道設(shè)于所述底座上，所述排氣口設(shè)于所述蓋板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，所述排氣裝置上連接設(shè)有消音裝置，所述消音裝置包括氣流導(dǎo)向板、二級消音結(jié)構(gòu)、防震裝置，所述二級消音結(jié)構(gòu)的出口與所述排氣裝置連通，所述氣流導(dǎo)向板設(shè)于所述二級消音結(jié)構(gòu)的進(jìn)口處。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，所述環(huán)形流道兩側(cè)設(shè)有雙密封墊結(jié)構(gòu)，所述雙密封墊結(jié)構(gòu)采用平板與多面齒形密封件相結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，所述噴嘴為拉法爾噴嘴，所述噴嘴成對設(shè)置，所述環(huán)形流道上設(shè)有大于等于I對噴嘴。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，一對噴嘴之間的設(shè)置角度為90°或180°。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，所述渦輪與渦輪軸之間通過渦輪平鍵固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，所述葉輪與所述渦輪軸之間通過葉輪平鍵固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，所述軸承座內(nèi)設(shè)有軸承、平衡圈，軸承座與渦輪軸之間通過所述軸承裝配連接，所述平衡圈裝配于所述渦輪軸上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透平渦輪式氣動水泵，其特征在于，所述軸承座下方裝配有密封座，所述密封座內(nèi)裝配有大于等于2只J型骨架密封圈。
專利摘要本實用新型公開了一種透平渦輪式氣動水泵，包括氣動馬達(dá)、水泵，所述氣動馬達(dá)包括進(jìn)氣口、排氣裝置、渦輪座，所述進(jìn)氣口與排氣裝置均與所述渦輪座連接，所述渦輪座內(nèi)設(shè)有渦輪、渦輪軸，所述渦輪固定設(shè)于所述渦輪軸的一端，所述渦輪軸的另一端與所述水泵傳動連接，所述進(jìn)氣口與渦輪之間通過一設(shè)于所述渦輪座底部的密封環(huán)形流道連通，所述環(huán)形流道上開設(shè)有多個噴嘴。通過上述方式，本實用新型采用速度型馬達(dá)，直接利用壓縮空氣動能，經(jīng)過噴嘴膨脹后產(chǎn)生高速氣流沖擊透平渦輪做功，完全可以滿足渦輪軸動平衡的運轉(zhuǎn)要求，甚至更高轉(zhuǎn)速，是一種節(jié)能高效、低噪安全、維修量小、經(jīng)久耐用且無需注潤滑油一步到位的新型排水機。
文檔編號F04D13/04GK202673700SQ201220302690
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者竇振國, 竇敏江 申請人:常州竇氏氣動機械有限公司