用于气液混合输送的离心泵结构

1016 编辑：中冶有色技术网来源：应若派(上海)流体技术有限公司

2023-11-28 11:23:06

权利要求书： 1.一种用于气液混合输送的离心泵结构，包括离心泵，所述离心泵包括泵壳、叶轮和电机，所述电机连接叶轮，所述叶轮设置于所述泵壳的泵腔内，所述泵壳设有泵入口和泵出口，其特征在于，所述离心泵的上方设有一内部中空的分离组件，其内设有分离腔，所述分离组件设有向下开口的分离腔回流口和分离腔入口，还设有向上开口分离腔出口，所述分离腔回流口位于所述分离腔入口的一侧，所述分离腔出口位于所述分离腔入口的正上方；

所述泵壳设有泵回流口，所述泵回流口通过一回流管向上连接所述分离腔回流口后连通所述分离腔；

所述泵出口通过一出料管向上连接所述分离腔入口后连通所述分离腔；

所述分离腔出口连接外部输送管道。

2.根据权利要求1所述的一种用于气液混合输送的离心泵结构，其特征在于，所述回流管竖直设置后连接所述分离组件和所述泵壳；

所述出料管竖直设置后连接所述分离组件和所述泵壳。

3.根据权利要求1所述的一种用于气液混合输送的离心泵结构，其特征在于，所述分离组件设有一向上开口的灌注口，其连通所述分离腔。

4.根据权利要求3所述的一种用于气液混合输送的离心泵结构，其特征在于，所述灌注口设有盲板。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于气液混合输送的离心泵结构，其特征在于，所述泵入口连接一单向阀组件，所述单向阀组件的一端开口连通泵腔、另一端开口连接进料的输入管道。

6.根据权利要求5所述的一种用于气液混合输送的离心泵结构，其特征在于，所述单向阀组件包括阀体外壳、弹簧、弹簧底板和推板，所述阀体外壳为中空结构，其内具有阀腔，两端开口，其一侧开口作为阀腔入口、另一侧开口作为阀腔出口，且阀腔出口与所述泵入口连接，所述弹簧、弹簧底板和推板均设置于所述阀腔中；

所述弹簧的一端固定连接所述弹簧底板、另一端固定连接所述推板，所述推板在所述阀腔内左右往复移动，所述推板的直径大于所述阀腔入口的直径；

所述弹簧底板位于所述推板和所述阀腔出口之间，所述弹簧底板固定连接所述阀腔的内壁。

7.根据权利要求3或4所述的一种用于气液混合输送的离心泵结构，其特征在于，所述分离组件采用直筒状结构，其为一水平横置的圆柱体结构，且内部中空，两端开口封闭；

所述分离组件的外壁顶部设有所述灌注口和所述分离腔出口、外壁底部设有所述分离腔回流口和所述分离腔入口。

8.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于气液混合输送的离心泵结构，其特征在于，所述回流管和所述出料管均设置为两段式结构。

9.根据权利要求8所述的一种用于气液混合输送的离心泵结构，其特征在于，所述回流管包括回流上部管和回流下部管，两者通过卡箍连接，所述回流上部管向上连接所述分离组件并连通所述分离腔，所述回流下部管向下连接所述泵壳并连通所述泵腔；

所述出料管包括出料上部管和出料下部管，两者通过卡箍连接，所述出料上部管向上连接所述分离组件并连通所述分离腔，所述出料下部管向下连接所述泵壳并连通所述泵腔。

说明书：一种用于气液混合输送的离心泵结构技术领域[0001] 本实用新型涉及离心泵技术领域，具体涉及一种用于气液混合输送的离心泵结构。

背景技术[0002] 离心泵是一种利用叶轮的高速旋转在泵腔内产生离心作用来输送液体的泵体结构。为提高泵的工作效率，在泵工作前一般需要往泵腔和泵连接的管道内充入液体，再启动

叶轮电机，从而在电机轴带动叶轮做高速旋转的过程中，使液体在泵腔内被高速甩动，并且

在离心作用下被甩向叶轮边缘，然后经过连通泵腔的外排管道向外输送。

[0003] 传统的离心泵在工作时，无法对液体内混合的气体做分离处理，因此气体会混合在液体内一并输送。气液混合物中的气体在占用泵腔空间的同时会降低泵的吸力，影响泵

送效果。

实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于，提供一种用于气液混合输送的离心泵结构，解决以上技术问题。

[0005] 本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：[0006] 一种用于气液混合输送的离心泵结构，包括离心泵，所述离心泵包括泵壳、叶轮和电机，所述电机连接叶轮，所述叶轮设置于所述泵壳的泵腔内，所述泵壳设有泵入口和泵出

口，通过所述离心泵输送的物料通过所述泵入口进入泵腔，通过所述泵出口对外输出，其

中，所述离心泵的上方设有一内部中空的分离组件，其内设有分离腔，所述分离组件设有向

下开口的分离腔回流口和分离腔入口，还设有向上开口分离腔出口，所述分离腔回流口位

于所述分离腔入口的一侧，所述分离腔出口位于所述分离腔入口的正上方；

[0007] 所述泵壳设有泵回流口，所述泵回流口通过一回流管向上连接所述分离腔回流口后连通所述分离腔；

[0008] 所述泵出口通过一出料管向上连接所述分离腔入口后连通所述分离腔；[0009] 所述分离腔出口连接外部输送管道。[0010] 本实用新型工作时，含有气体的物料从泵入口输入至泵腔，经过叶轮高速旋转后产生的提升效果被从回流管向上输送至分离腔内，在分离腔中，由于自重将气体和液体分

层分离，气体从分离腔出口向上输送，而液体则在自重作用下顺流而下，从回流管流回泵

腔，持续上述分离过程，则分离腔中逐渐被液体占据，直至分离腔中被液体充盈，此时，离心

泵和分离组件组成一整套新的离心泵结构发挥离心泵的泵送作用，该泵送过程中，由于没

有气液混合中的气体的影响，因此泵送效率得到有效提升；而当后续输送的物料中又存在

气液混合的情况，则分离组件继续发挥气液分离的效果，循环往复使本实用新型可在持续

工作中排出泵腔中的气体，提高泵的工作效率。

[0011] 优选的，所述回流管竖直设置后连接所述分离组件和所述泵壳；[0012] 所述出料管竖直设置后连接所述分离组件和所述泵壳。[0013] 可选的，所述分离组件设有一向上开口的灌注口，其连通所述分离腔，用于在离心泵工作前向分离腔和泵腔内灌注液体，从而提高泵的初始工作效率。

[0014] 可选的，所述灌注口设有盲板，用于在灌注作业完成后封闭该灌注口。[0015] 可选的，所述泵入口连接一单向阀组件，所述单向阀组件的一端开口连通泵腔、另一端开口连接进料的输入管道。

[0016] 可选的，所述单向阀组件包括阀体外壳、弹簧、弹簧底板和推板，所述阀体外壳为中空结构，其内具有阀腔，两端开口，其一侧开口作为阀腔入口、另一侧开口作为阀腔出口，

且阀腔出口与所述泵入口连接，所述弹簧、弹簧底板和推板均设置于所述阀腔中；

[0017] 所述弹簧的一端固定连接所述弹簧底板、另一端固定连接所述推板，所述推板在所述阀腔内左右往复移动，所述推板的直径大于所述阀腔入口的直径；

[0018] 所述弹簧底板位于所述推板和所述阀腔出口之间，所述弹簧底板固定连接所述阀腔的内壁，从而在离心泵工作过程中，因停机或者泵吸力不足等原因而导致泵腔中的液体

流向单向阀组件的阀腔入口时，液体必然推动所述推板后，将所述推板推向阀腔入口后使

其将阀腔入口封堵，避免了液体回流，而在进料时，当液体从阀腔入口流入阀腔时，依靠压

力使所述推板反向推动，并向阀腔出口一侧推进，同时挤压弹簧使其压缩，从而释放出液体

进入阀腔的通道空间，在外部进料动力撤除后，也可以依靠弹簧的恢复力将推板向阀腔入

口推进后使其将入口封堵。

[0019] 可选的，所述分离组件采用直筒状结构，其为一水平横置的圆柱体结构，且内部中空，两端开口通过盲板结构或者堵头结构封闭，以便在必要时外接管道，或者作为清洗维护

时的维护入口；

[0020] 所述分离组件的外壁顶部设有所述灌注口和所述分离腔出口、外壁底部设有所述分离腔回流口和所述分离腔入口。

[0021] 可选的，所述回流管和所述出料管均设置为两段式结构。[0022] 可选的，所述回流管包括回流上部管和回流下部管，两者通过卡箍连接，所述回流上部管向上连接所述分离组件并连通所述分离腔，所述回流下部管向下连接所述泵壳并连

通所述泵腔；

[0023] 所述出料管包括出料上部管和出料下部管，两者通过卡箍连接，所述出料上部管向上连接所述分离组件并连通所述分离腔，所述出料下部管向下连接所述泵壳并连通所述

泵腔。

[0024] 有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型提升了输送质量，在输送环节即可进行气液分离，确保了生产时间的稳定可控，相对传统方式降低了设备投入，提高了生产效

率。

附图说明[0025] 图1为本实用新型的一种立体结构示意图；[0026] 图2为图1的一种主视图；[0027] 图3为图1的一种左视图；[0028] 图4为本实用新型的分离组件的一种结构示意图；[0029] 图5为本实用新型的单向阀组件的一种立体结构示意图；[0030] 图6为图5的一种剖视结构示意图。具体实施方式[0031] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求

书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必

用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便

这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包

括”或“具有”及其任何变形，其意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列组成部件

或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组成部件或单元，而是可包括没有清楚地

列出的或对于这些产品或设备固有的其它部件组成或者组成单元。

[0032] 参照图1，一种用于气液混合输送的离心泵结构，包括离心泵，离心泵包括泵壳101、叶轮102和电机103，电机103设置于电机室104内，电机103连接叶轮102，叶轮102设置

于泵壳101的泵腔内，泵壳101设有泵入口和泵出口，通过离心泵输送的物料通过泵入口进

入泵腔，通过泵出口对外输出，离心泵的上方设有内部中空的分离组件200，其内设有分离

腔，分离组件200设有向下开口的分离腔回流口和分离腔入口，还设有向上开口分离腔出口

201，分离腔回流口位于分离腔入口的一侧，分离腔出口201位于分离腔入口的正上方；

[0033] 泵壳101设有泵回流口，泵回流口通过回流管301向上连接分离腔回流口后连通分离腔；

[0034] 泵出口通过出料管302向上连接分离腔入口后连通分离腔；[0035] 分离腔出口201连接外部输送管道。[0036] 本实用新型为使物料从分离腔回流至泵腔更顺畅，可作如下设置：在一些实施例中，回流管301竖直设置后连接分离组件200和泵壳101；

[0037] 出料管302竖直设置后连接分离组件200和泵壳101。[0038] 需要说明的是，泵出口的设置位置位于叶轮102边缘的外侧的泵壳101上，从而使出料管302沿着叶轮102的等效圆的切线设置。该设置结构是指，当叶轮102的转动中心作为

圆心，叶轮102的边缘的运行路径呈一圆形，则出料管302的设置直线与该圆形的切线相互

平行，或者两者重合，以便泵腔内的物料被甩动过程中，从泵出口甩出时具有最大的出口速

度，从而提高进入出料管302后向泵外输送的效率。

[0039] 在一些实施例中，分离组件200设有一向上开口的灌注口202，其连通分离腔，用于在离心泵工作前向分离腔和泵腔内灌注液体，从而提高泵的初始工作效率。

[0040] 在一些实施例中，灌注口202可设置盲板，通过盲板将灌注口灵活覆盖遮蔽，或者快速开启，从而便于在需要进行灌注作业时快速打开，在完成作业后迅速方便地将开口封

闭。

[0041] 具体的，在离心泵工作前，将盲板开启后灌注物料或者其他液体后便于使泵腔和分离腔内充盈一定量的液体，从而使离心泵的初始工作具有较高的吸力，盲板可通过卡箍

紧固在灌注口202上，便于开启和封闭的操作灵活。

[0042] 在一些实施例中，泵入口连接一单向阀组件400，单向阀组件400的一端开口连通泵腔、另一端开口连接进料的输入管道。

[0043] 在一些实施例中，单向阀组件400包括阀体外壳401、弹簧402、弹簧底板403和推板404，阀体外壳401为中空结构，其内具有阀腔，两端开口，其一侧开口作为阀腔入口、另一侧

开口作为阀腔出口，且阀腔出口与泵入口连接，弹簧402、弹簧底板403和推板404均设置于

阀腔中；

[0044] 弹簧402的一端固定连接弹簧底板403、另一端固定连接推板404，推板404在阀腔内左右往复移动，推板404的直径大于阀腔入口的直径(阀腔入口设置为圆形口)；

[0045] 弹簧底板403位于推板404和阀腔出口之间，弹簧底板403固定连接阀腔的内壁，从而在离心泵工作过程中，因停机或者泵吸力不足等原因而导致泵腔中的液体流向单向阀组

件的阀腔入口时，液体必然推动推板404后，将推板404推向阀腔入口后使其将阀腔入口封

堵，避免了液体回流，而在进料时，当液体从阀腔入口流入阀腔时，依靠压力使推板404反向

推动，并向阀腔出口一侧推进，同时挤压弹簧402使其压缩，从而释放出液体进入阀腔的通

道空间，在外部进料动力撤除后，也可以依靠弹簧402的恢复力将推板404向阀腔入口推进

后使其将入口封堵。需要说明的是，如图6所示结构中，阀腔入口为图示结构的左侧开口，阀

腔出口为右侧开口。

[0046] 具体的，推板404设置为盘片状的圆板结构，单向阀组件可设置为圆筒状结构，其阀体外壳整体上呈一圆筒，其内腔也呈相应的圆筒状内腔，该内腔的横截面直径大于推板

404的直径，便于推板404在阀腔内无阻碍地做左右往复移动。阀腔入口设置为圆口，其直径

小于推板404直径，以便推板404向其推进时，可覆盖在其上将其封堵住。

[0047] 本实用新型为使推板404的封堵效果更好，可按如下结构设置：在一些实施例中，在推板404的边缘套一密封圈405，并将阀腔入口和阀腔的连接处设置为倾斜内壁，从而使

阀腔的位于阀腔入口一侧的内壁呈一锥形收口结构，在推板404向阀腔入口推进并覆盖其

上后，密封圈405与锥形收口结构的内壁贴合，从而起到更好的密封效果。

[0048] 本实用新型为使推板404的推进路径沿着直线，从而使其准确覆盖在阀腔入口上，可按如下结构设置：可在弹簧402和弹簧底板403之间设置连接杆407，连接杆407的一端连

接推板404，另一端穿过弹簧底板403上的通孔，弹簧402套在连接杆407上。如图6示出结构

中，进料时，推板404向阀腔出口一侧推进，弹簧402被压缩，连接杆407的右端穿过弹簧底板

403后也向阀腔出口移动。

[0049] 本实用新型为固定连接杆407，在弹簧底板403上固定设置一连接杆底座408(其位于图6所示结构中的弹簧底板的左侧板面)，连接杆407穿过连接杆底座408后再穿过弹簧底

板403，弹簧402位于连接杆底座408和推板404之间。本实用新型中，为使进料顺畅，弹簧底

板403的覆盖面积应当设置得尽可能小，避免对进料形成较大阻碍，为此可采用如下结构设

置方式：比如，将弹簧402底座设置为直条形结构，其两端固定连接阀腔内壁；或者，弹簧底

板403设置成镂空结构，除安装连接杆底座408的位置外，其余部分均设置较大的通孔，以便

增加进料量。

[0050] 在其中一些优选实施例中，如图5、图6所示，将单向阀组件的阀体外壳401设置为左右两部分，包括左阀壳体4011和右阀壳体4012，两者通过卡箍409连接紧固，弹簧底板403

位于左阀壳体4011和右阀壳体4012之间，且在弹簧底板403的边缘设有密封垫圈，来确保阀

体外壳的两部分结构的连接密封性。

[0051] 在一些实施例中，如图1所示，分离组件200采用直筒状结构，其为一水平横置的圆柱体结构，且内部中空，两端开口通过盲板结构或者堵头结构封闭，以便在必要时外接管

道，或者作为清洗维护时的维护入口，如图4所示结构中，分离组件200的左侧开口通过盲板

209封堵。

[0052] 分离组件200的外壁顶部设有灌注口202和分离腔出口201、外壁底部设有分离腔回流口和分离腔入口。

[0053] 在其中一些优选实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，回流管301和出料管302均设置为两段式结构。

[0054] 具体的，如图3所示，回流管301包括回流上部管3011和回流下部管3012，两者通过卡箍连接，回流上部管3011向上连接分离组件200并连通分离腔，回流下部管3012向下连接

泵壳101并连通泵腔；

[0055] 出料管302包括出料上部管3021和出料下部管3022，两者通过卡箍连接，出料上部管3021向上连接分离组件200并连通分离腔，出料下部管3022向下连接泵壳101并连通泵

腔。

[0056] 需要说明的是，本实用新型为实现两段式结构的回流管301和出料管302的密封效果，在各管的两段式结构的接缝处设置密封圈，再通过卡箍连接固定。本实用新型将出料管

和回流管设置为两段式结构，其用意在于降低装配难度，使出料管和回流管的一部分在分

离组件制造过程中预先与分离组件装配好，使出料管和回流管的另一部分在泵壳上预先装

配好，从而使两者的连接仅通过回流管的两段和出料管的两段之间的连接得以实现。分离

组件与泵体的拆装和装配过程均不会对分离组件的分离腔回流口、分离腔入口进行多次拆

装操作，也不会对泵体的泵入口和泵出口进行多次拆装操作，避免了这些结构部件的损伤。

相对于两段式结构的出料管与回流管的两段结构的连接处的损伤，分离腔回流口、分离腔

入口、泵入口和泵出口的损伤不易修复，也容易导致泵壳和分离组件外壳的整修。另外，也

可便于通过增加延长管等结构在回流管或者出料管的两段式结构的连接处，从而增加回流

路径或者出料路径。

[0057] 综上所述，本实用新型工作时，含有气体的液体物料从泵入口输入至泵腔，经过叶轮高速旋转后产生的提升效果被从回流管向上输送至分离腔内，在分离腔中，由于自重将

气体和液体分层分离，气体从分离腔出口向上输送，而液体则在自重作用下顺流而下，从回

流管流回泵腔，持续上述分离过程，则分离腔中逐渐被液体占据，直至分离腔中被液体充

盈，此时，离心泵和分离组件组成一整套新的离心泵结构发挥离心泵的泵送作用，该泵送过

程中，由于没有气液混合中的气体的影响，因此泵送效率得到有效提升；而当后续输送的物

料中又存在气液混合的情况，则分离组件继续发挥气液分离的效果，循环往复使本实用新

型可在持续工作中排出泵腔中的气体，提高泵的工作效率。

[0058] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述

的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还

会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型

要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。