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一种隔舌可调的消防泵及其调节方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2021-04-30
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2021-09-10
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-06-14
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2041-04-30
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202110483039.3 申请日 2021-04-30
公开/公告号 CN113294341B 公开/公告日 2022-06-14
授权日 2022-06-14 预估到期日 2041-04-30
申请年 2021年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 F04D1/00F04D29/42F04D15/00 主分类号 F04D1/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 7
权利要求数量 8 非专利引证数量 0
引用专利数量 4 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN108612675A、CN111022374A、US2019338784A1、US2016230651A1 被引证专利
专利权维持 1 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 湘潭大学 当前专利权人 湘潭大学
发明人 张翮辉、常春平、游浩林 第一发明人 张翮辉
地址 湖南省湘潭市雨湖区湘潭大学 邮编 411105
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 湖南省 申请人所在市 湖南省湘潭市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明公开了一种隔舌可调的消防泵,包括设有隔舌的蜗壳、位于蜗壳内的叶轮;其特征在于,隔舌内设有连通蜗壳内外的通孔,通孔内设有调节装置;调节装置连接有转接装置;转接装置连接有若干取压管;每一取压管上设有闸阀并与蜗壳不同位置连通以取得不同压力;调节装置由外筒、内筒和置于外筒和内筒之间且蜗壳外部侧开口的伸缩袋组成,伸缩袋由橡胶或乳胶材料制成并根据取压管所取压力大小而调节其伸出隔舌末端的长度。本发明还公开了一种隔舌可调的消防泵的调节方法,每次调节时仅开启1个取压管的闸阀而保持其他闸阀处于闭合状态。本发明实现了消防泵运行时隔舌大小的调节,可提升小流量点下的效率并大幅度改善运行稳定性。
  • 摘要附图
    一种隔舌可调的消防泵及其调节方法
  • 说明书附图:图1
    一种隔舌可调的消防泵及其调节方法
  • 说明书附图:图2
    一种隔舌可调的消防泵及其调节方法
  • 说明书附图:图3
    一种隔舌可调的消防泵及其调节方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-06-14 授权
2 2021-09-10 实质审查的生效 IPC(主分类): F04D 1/00 专利申请号: 202110483039.3 申请日: 2021.04.30
3 2021-08-24 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种隔舌可调的消防泵,其特征在于,包括设有隔舌的蜗壳、位于蜗壳内的叶轮;所述隔舌内设有连通蜗壳内外的通孔,通孔内设有调节装置;调节装置连接有转接装置;转接装置连接有若干取压管;每一取压管上设有闸阀并与蜗壳不同位置连通以取得不同压力;
所述调节装置由外筒、内筒和置于外筒和内筒之间且蜗壳外部侧开口的伸缩袋组成,外筒和内筒的蜗壳外部侧设有法兰盘,外筒和内筒法兰盘之间设有压紧伸缩袋的垫片,外筒和内筒法兰盘通过螺栓和垫片紧固密封伸缩袋;所述转接装置一端设有法兰盘,另一端为闭合状态,转接装置的法兰盘和调节装置的法兰盘通过螺栓密封且二者之间设有密封垫片。

2.根据权利要求1所述的隔舌可调的消防泵,其特征在于,以隔舌上距离叶轮中心最近点作与叶轮中心的连线,以叶轮旋转方向为角度递增方向,取压管在蜗壳上取压的位置与叶轮中心的连线和隔舌上距离叶轮中心最近点作与叶轮中心的连线之间的夹角大于270°。

3.根据权利要求1所述的隔舌可调的消防泵,其特征在于,调节装置的外筒以及取压管二者与蜗壳通过焊接方式连接密封,取压管与转接转置通过焊接方式连接密封。

4.根据权利要求1所述的隔舌可调的消防泵,其特征在于,隔舌的通孔直径在5~15mm之间,隔舌通孔与调节装置外筒、调节装置外筒与内筒之间为间隙配合,隔舌通孔与调节装置外筒的间隙为0.02mm~0.2mm之间,调节装置外筒与内筒之间的间隙为0.5mm~2mm之间。

5.根据权利要求1所述的隔舌可调的消防泵,其特征在于,伸缩袋在未受外界压力作用时的初始厚度为0.4mm~1.5mm之间,伸缩袋由可伸缩、受压膨胀且可形状可定制的橡胶或乳胶材料制成。

6.根据权利要求1所述的隔舌可调的消防泵,其特征在于,每个取压管从蜗壳不同位置取压,每个蜗壳取压位置所取得的压力各不相同且均大于或等于隔舌处的压力。

7.一种用于权利要求1‑6任意一项所述的隔舌可调的消防泵的调节方法,其特征在于,每次调节时仅开启1个取压管的闸阀而保持其他闸阀处于闭合状态。

8.根据权利要求7所述的隔舌可调的消防泵的调节方法,其特征在于,不同流量下对应开启的取压管闸阀,事先通过实验测试确定,取该流量下满足扬程和效率要求且主轴轴承振动烈度最小的方案为取压管闸阀开启方案。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及消防泵领域,具体涉及一种隔舌可调的消防泵及其调节方法。

背景技术

[0002] 消防系统是人民生命财产安全的重要实施,广泛用于商场、写字楼、工厂和居民楼等各种场所。消防泵是消防系统必不可少的重要组成部分,在火灾发生时,消防泵紧急启动,大量供水用于灭火工作。人们一般采用离心泵作为消防泵,消防泵设计时,通常是以其最高效率点为其额定流量点,同时将额定流量点作为运行的标准工况开展水力模型和结构设计,并充分保证额定流量点下消防泵的扬程、效率、必需汽蚀余量和振动烈度等一系列性能指标。
[0003] 然而,在消防泵实际使用时,消防泵的工作目标以不惜一切代价挽救人民生命财产、迅速输水扑灭火灾为第一原则,这就使得消防泵在灭火现场时,经常不得不工作在非额定流量范围。尤其是消防泵往往用于向高楼等高处输水灭火,此时为了提供足够高的扬程,需要控制消防泵的出口管道阀门处于较小的开度以使消防泵工作在偏离额定流量点很远的小流量工作点下。当消防泵处于小流量点运行时,与额定流量点相比,由于消防泵内的水流流经的流道截面积不变,而流量急剧减小,这就恶化了内部的流动形态,产生更多的边界层分离、旋涡、射流等非稳态流动现象,水流对消防泵叶轮和壳体的冲击载荷加剧,水力效率降低,转子部件振动烈度升高,消防泵运行的安全稳定性能显著降低,给消防工作带来较大的隐患。
[0004] 大量研究文献表明,消防泵等离心泵内部流动的非稳定性在很大程度上取决于旋转的叶轮和固定的蜗壳隔舌之间的动静干涉行为,即各种运行流量下均对应着最佳的叶轮、隔舌间距。但是,现在公知的各种技术方案中,消防泵的隔舌和叶轮的相对位置无法调整,这造成消防泵无法同时保证额定流量工况和小流量工况下的运行稳定性。
[0005] 因此,需要发展针对现有公知技术方案的不足,兼顾消防泵额定流量和小流量等各种运行工况需求,发展出隔舌可调的消防泵及其调节方案,并保证其稳定可靠、适用性广、成本可控,从而改善消防泵小流量运行工况下的稳定性和可靠性。

发明内容

[0006] 为了解决上述技术问题,本发明提供一种隔舌可调的消防泵,并提供其调节方法。
[0007] 根据本发明的一个方面,本发明解决上述问题的技术方案是:
[0008] 一种隔舌可调的消防泵,其特征在于,包括设有隔舌的蜗壳、位于蜗壳内的叶轮;其特征在于,隔舌内设有连通蜗壳内外的通孔,通孔内设有调节装置;调节装置连接有转接装置;转接装置连接有若干取压管;每一取压管上设有闸阀并与蜗壳不同位置连通以取得不同压力。
[0009] 进一步地,所述调节装置由外筒、内筒和置于外筒和内筒之间且蜗壳外部侧开口的伸缩袋组成,外筒和内筒的蜗壳外部侧设有法兰盘,外筒和内筒法兰盘之间设有压紧伸缩袋的垫片,外筒和内筒法兰盘通过螺栓和垫片紧固密封伸缩袋。
[0010] 进一步地,,所述转接装置一端设有法兰盘,另一端为闭合状态,转接装置的法兰盘和调节装置的法兰盘通过螺栓密封且二者之间设有密封垫片。
[0011] 进一步地,以隔舌上距离叶轮中心最近点作与叶轮中心的连线,以叶轮旋转方向为角度递增方向,所述取压管在蜗壳上取压的位置与叶轮中心的连线和隔舌上距离叶轮中心最近点作与叶轮中心的连线之间的夹角大于270°。
[0012] 进一步地,所述调节装置的外筒以及取压管二者与蜗壳通过焊接方式连接密封,取压管与转接转置通过焊接方式连接密封。
[0013] 进一步地,所述隔舌的通孔直径在5~15mm之间,隔舌通孔与调节装置外筒、调节装置外筒与内筒之间为间隙配合,隔舌通孔与调节装置外筒的间隙为0.02mm~0.2mm之间,调节装置外筒与内筒之间的间隙为0.5mm~2mm之间。
[0014] 进一步地,所述伸缩袋在未受外界压力作用时的初始厚度为0.4mm~1.5mm之间,伸缩袋由可伸缩、受压膨胀且可形状可定制的橡胶或乳胶材料制成。
[0015] 进一步地,所述每个取压管从蜗壳不同位置取压,每个蜗壳取压位置所取得的压力各不相同且均大于或等于隔舌处的压力。
[0016] 根据本发明的另一方面,一种用于所述的隔舌可调的消防泵的调节方法,其特征在于,每次调节时仅开启1个取压管的闸阀而保持其他闸阀处于闭合状态。
[0017] 进一步地,所述消防泵不同流量下对应开启的取压管闸阀,事先通过实验测试确定,取该流量下满足扬程和效率要求且主轴轴承振动烈度最小的方案为取压管闸阀开启方案。
[0018] 本发明的有益效果在于:
[0019] 1、本发明通过在消防泵蜗壳隔舌处设置伸缩袋并通过不同的压力水平调节伸缩袋的膨胀程度,进而实现了消防泵运行过程中的隔舌调节,可以根据需要调节隔舌的大小和伸长尺寸,改变隔舌与叶轮的间距,进而改变消防泵蜗壳内流道的流通截面积,最终提升小流量工况下消防泵的效率,并显著改善小流量工况下消防泵的运行稳定性。
[0020] 2、本发明从消防泵蜗壳自身不同位置取压,依靠伸缩袋内部的取压管和外部的蜗壳隔舌处的压力差实现伸缩袋一系列的尺寸调节,这不需要借助额外的外部设施,也不消耗额外的外部动力,同时具有结构简单、稳定可靠的优点。
[0021] 3、本发明隔舌可调的消防泵可在原消防泵的基础上进行改造,且改造简单易行,对原泵影响很小,相应的调节方法简单可靠、安全稳定,伸缩袋的形状易于根据原泵的隔舌外形而定制以达到造型过渡顺畅且对泵水力性能影响小的效果。

实施方案

[0025] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0026] 如图1所示,一种隔舌可调的消防泵,包括设有隔舌3的蜗壳1、位于蜗壳1内的叶轮2;其特征在于,隔舌3内设有连通蜗壳内外的通孔,通孔内设有调节装置4;调节装置4连接有转接装置5;转接装置5连接有若干取压管7;每一取压管7上设有闸阀6并与蜗壳不同位置连通以取得不同压力。
[0027] 如图2所示,所述调节装置4由外筒43、内筒42和置于外筒43和内筒42之间且蜗壳1外部侧开口的伸缩袋42组成,外筒43和内筒42的蜗壳外部侧设有法兰盘,外筒43和内筒法兰盘之间设有压紧伸缩袋42的第一垫片45,外筒43和内筒法兰盘通过螺栓47和第一垫片45紧固密封伸缩袋。
[0028] 如图3所示,所述转接装置一端设有法兰盘,另一端为闭合状态,转接装置的法兰盘和调节装置的法兰盘通过螺栓8和螺帽9密封且二者之间设有密封用第二垫片47。
[0029] 如图1所示,图1中叶轮为逆时针旋转,以隔舌上距离叶轮中心最近点Z作与叶轮中心O的连线,以叶轮旋转方向为角度递增方向,取压管在蜗壳上取压的位置A、B和C与叶轮中心的连线和隔舌上距离叶轮中心最近点作与叶轮中心的连线之间的夹角即∠ZOA、∠ZOB和∠ZOC均大于270°。
[0030] 调节装置4的外筒43以及取压管7二者与蜗壳1通过焊接方式连接密封,取压管7与转接转置5通过焊接方式连接密封。
[0031] 隔舌3的通孔直径在5~15mm之间,隔舌通孔与调节装置4外筒43、调节装置4外筒43与内筒42之间为间隙配合,隔舌通孔与调节装置4外筒43的间隙为0.02mm~0.2mm之间,调节装置4外筒43与内筒42之间的间隙为0.5mm~2mm之间。
[0032] 伸缩袋41在未受外界压力作用时的初始厚度为0.4mm~1.5mm之间,伸缩袋41由可伸缩、受压膨胀且可形状可定制的橡胶或乳胶材料制成。
[0033] 每个取压管7从蜗壳1不同位置取压,每个蜗壳取压位置所取得的压力各不相同且均大于或等于隔舌处的压力。
[0034] 所述的隔舌可调的消防泵的调节方法,其特征在于,每次调节时仅开启1个取压管7的闸阀6而保持其他闸阀处于闭合状态。
[0035] 不同流量下对应开启的取压管闸阀,事先通过实验测试确定,取该流量下满足扬程和效率要求且主轴轴承振动烈度最小的方案为取压管闸阀开启方案。
[0036] 实施例
[0037] 某消防泵,由电机驱动,原泵的额定流量、额定扬程和额定转速分别为600m3/h、100m和1480r/min。原泵在小流量工况下的效率较低,振动剧烈,具有较大的安全隐患。以
3
0.3倍额定流量工况即流量180m /h运行时为例,测得扬程为162m,效率为53%,驱动端轴承水平径向和竖直径向的振动烈度分别为7.5mm/s和6.8mm/s。将该消防泵改造为隔舌可调形式,伸缩袋的形状近似为椭球状以与原隔舌结构保持顺畅的过渡效果,新设A、B、C三个取压
3
孔,∠ZOA、∠ZOB和∠ZOC分别为285°、300°和330°,当隔舌可调消防泵180m/h流量工况运行时,打开取压孔A对应的取压管阀门,而维持其他取压管阀门为关闭状态,测得扬程为
160m,效率为59%,驱动端轴承水平径向和竖直径向的振动烈度分别为5.7mm/s和4.3mm/s。
这说明将该消防泵改造为隔舌可调形式后,小流量工况下的扬程值几乎没有变化,但效率值明显上升,轴承振动烈度则显著下降。这说明本实施例中改造后的隔舌可调的消防泵运行效率和稳定性得到了大幅度改善。
[0038] 本实施例提供的隔舌可调的消防泵及其调节方法,充分考虑到了消防泵小流量运行时的非稳态现象及其对消防泵运行稳定性的影响,设计了可随内外压差调节的伸缩袋用于调节隔舌的大小和伸长尺寸,进而可根据不同流量点下的需要改变伸缩袋膨胀程度以调节隔舌与叶轮的间距和蜗壳内流道通过面积,有效改善了消防泵小流量点运行时的流动状态进而提升了消防泵的效率和轴承振动烈度等运行稳定性指标,且对消防泵的扬程等其他性能指标影响很小。同时,依靠从消防泵蜗壳不同位置取得不同压力的方式来调整伸缩袋的内外压差,这不依赖其他外部设施和动力,可靠稳定,经济性好。因此,本实施例提供的隔舌可调的消防泵及其调节方法,不但实现了消防泵小流量工况下的隔舌调节以改善其效率和运行稳定性能,而且还具有结构简单、稳定可靠、操作方便、成本低廉且便于在消防泵原泵基础上改造等一系列突出优点。

附图说明

[0022] 图1为本发明隔舌可调的消防泵的结构示意图。
[0023] 图2为本发明隔舌可调的消防泵调节装置局部结构示意图。
[0024] 图3为本发明隔舌可调的消防泵调节装置和连通装置的组成示意图。
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