本實(shí)用新型涉及偏心異形集能蝸殼泵腔結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的水泵內(nèi)腔因?yàn)榧庸こ杀镜仍?，其泵殼、泵腔、葉輪結(jié)構(gòu)為均衡的同心同軸結(jié)構(gòu)。在圓周方向上液體壓力均衡分布，但在出水口以外區(qū)域、其高壓水流與泵殼內(nèi)壁形成阻流損耗，形不成高壓集聚，浪費(fèi)勢(shì)能，功率損耗大，輸出效率低。輸出水壓一般為0,2~0,3兆帕。揚(yáng)程一般為10至30米，輸出壓力小，無(wú)法完成山地、遠(yuǎn)程的高壓送水作業(yè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述內(nèi)容，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題總的來(lái)說(shuō)是提供一種設(shè)計(jì)合理、成本低廉、結(jié)實(shí)耐用、安全可靠、操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、節(jié)約資金、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便的偏心異形集能蝸殼泵腔結(jié)構(gòu)；詳細(xì)解決的技術(shù)問(wèn)題以及取得有益效果在后述內(nèi)容以及結(jié)合具體實(shí)施方式中內(nèi)容具體描述。

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

一種偏心異形集能蝸殼泵腔結(jié)構(gòu)，包括安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)一側(cè)的水泵底座、安裝在水泵底座上的水泵殼體、設(shè)置在水泵底座與水泵殼體之間內(nèi)腔中的水泵葉輪、設(shè)置在水泵殼體上的水泵進(jìn)水口、設(shè)置在水泵葉輪、水泵底座和水泵殼體之間的偏心通水內(nèi)腔以及設(shè)置在水泵殼體上的水泵增壓揚(yáng)水逃逸口；

發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)主軸帶動(dòng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)；

在偏心通水內(nèi)腔內(nèi)分別設(shè)置有揚(yáng)程水路與回程水路，水泵增壓揚(yáng)水逃逸口沿?fù)P程水路出口處的切線方向設(shè)置；偏心通水內(nèi)腔側(cè)壁距離水泵葉輪中心最近點(diǎn)為點(diǎn)I，偏心通水內(nèi)腔側(cè)壁距離水泵葉輪中心最遠(yuǎn)點(diǎn)為點(diǎn)II，水泵增壓揚(yáng)水逃逸口的中心位于點(diǎn)II處，回程水路以點(diǎn)II為起點(diǎn)且以點(diǎn)I為終點(diǎn)，揚(yáng)程水路以點(diǎn)I為起點(diǎn)且以點(diǎn)II為終點(diǎn)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

以水泵葉輪的中心為坐標(biāo)，揚(yáng)程水路對(duì)應(yīng)偏心通水內(nèi)腔的揚(yáng)程側(cè)壁呈拋物線或阿基米德螺旋線設(shè)置。

水泵增壓揚(yáng)水逃逸口的出口與偏心通水內(nèi)腔的內(nèi)壁圓滑過(guò)渡。

揚(yáng)程水路的行程大于或等于回程水路的行程。

水泵葉輪包括第一葉輪片以及設(shè)置在第一葉輪片一側(cè)的第二葉輪片；在第一葉輪片上設(shè)置有與發(fā)動(dòng)機(jī)主軸對(duì)應(yīng)的穿軸孔，在第一葉輪片一側(cè)端面上設(shè)置有與穿軸孔同軸的環(huán)形凸套，在第一葉輪片一側(cè)端面上為奇數(shù)或偶數(shù)且圓周陣列設(shè)置有螺旋片；在第二葉輪片上設(shè)置有與水泵進(jìn)水口連通的總進(jìn)水孔，

第二葉輪片與第一葉輪片之間分別設(shè)置在螺旋片兩側(cè)；

在相鄰螺旋片、第二葉輪片側(cè)面以及第一葉輪片側(cè)面之間形成揚(yáng)水內(nèi)腔，揚(yáng)水內(nèi)腔的出口與水泵增壓揚(yáng)水逃逸口對(duì)應(yīng)；

螺旋片的內(nèi)端與環(huán)形凸套外側(cè)壁接觸，

總進(jìn)水孔的孔徑大于環(huán)形凸套的外徑；水泵進(jìn)水口、總進(jìn)水孔、揚(yáng)水內(nèi)腔、揚(yáng)程水路、水泵增壓揚(yáng)水逃逸口形成水路。

在揚(yáng)程側(cè)壁設(shè)置有與水泵增壓揚(yáng)水逃逸口連通的內(nèi)凹弧槽水道。

水泵進(jìn)水口的口徑大于水泵增壓揚(yáng)水逃逸口的口徑。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸動(dòng)力輸出端上依次安裝有水泵底座、水泵底座、水泵殼體、密封組件、引水組件接駁口。水泵殼體上蓋設(shè)有水泵進(jìn)水口與水泵增壓揚(yáng)水逃逸口，其水泵底座與水泵殼體構(gòu)成一個(gè)密閉的偏心通水內(nèi)腔，葉輪置于腔體內(nèi)部，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶動(dòng)葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生離心力，離心力把水甩向殼體的導(dǎo)水槽內(nèi)并產(chǎn)生低于泵殼外部的大氣壓力，在壓差的作用下把水壓入泵內(nèi)再加壓輸出出泵殼。泵殼的進(jìn)水口大于出水口，水進(jìn)入進(jìn)水口后在葉輪的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下產(chǎn)生離心作用力，并在泵殼圓周方向上產(chǎn)生生0.5至1.5兆帕的壓力，并在偏心蝸殼腔噴口（水槽）的導(dǎo)流下從水泵增壓揚(yáng)水逃逸口高速?lài)姵?。?shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速、高壓力、高揚(yáng)程作業(yè)。

本實(shí)用新型的有益效果不限于此描述，為了更好的便于理解，在具體實(shí)施方式部分進(jìn)行了更佳詳細(xì)的描述。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的爆炸另一視角結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型水泵裝置剖開(kāi)后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型水泵葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型水泵的變形結(jié)構(gòu)示意圖。

其中： 24、發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)；25、發(fā)動(dòng)機(jī)主軸；33、水泵底座；34、水泵葉輪；35、水泵殼體；36、水泵進(jìn)水口；37、偏心通水內(nèi)腔；38、水泵增壓揚(yáng)水逃逸口；39、第一葉輪片；40、環(huán)形凸套；41、螺旋片；42、穿軸孔；43、揚(yáng)水內(nèi)腔；44、第二葉輪片；45、總進(jìn)水孔；46、揚(yáng)程水路；47、回程水路；48、揚(yáng)程側(cè)壁。

具體實(shí)施方式

如圖1-4所示，本實(shí)施例的偏心異形集能蝸殼泵腔結(jié)構(gòu)，包括安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)24一側(cè)的水泵底座33、安裝在水泵底座33上的水泵殼體35、設(shè)置在水泵底座33與水泵殼體35之間內(nèi)腔中的水泵葉輪34、設(shè)置在水泵殼體35上的水泵進(jìn)水口36、設(shè)置在水泵葉輪34、水泵底座33和水泵殼體35之間的偏心通水內(nèi)腔37以及設(shè)置在水泵殼體35上的水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38；

發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)24的發(fā)動(dòng)機(jī)主軸25帶動(dòng)水泵葉輪34旋轉(zhuǎn)；

在偏心通水內(nèi)腔37內(nèi)分別設(shè)置有揚(yáng)程水路46與回程水路47，水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38在揚(yáng)程水路46出口處且沿著揚(yáng)程水路46切線方向設(shè)置；偏心通水內(nèi)腔37側(cè)壁距離水泵葉輪34中心最近點(diǎn)為點(diǎn)I，偏心通水內(nèi)腔37側(cè)壁距離水泵葉輪34中心最遠(yuǎn)點(diǎn)為點(diǎn)II，水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38的中心位于點(diǎn)II處，回程水路47以點(diǎn)II為起點(diǎn)且以點(diǎn)I為終點(diǎn)，揚(yáng)程水路46以點(diǎn)I為起點(diǎn)且以點(diǎn)II為終點(diǎn)。作為公知常識(shí)，偏心設(shè)置必然有最遠(yuǎn)點(diǎn)與最近點(diǎn)。

以水泵葉輪34的中心為坐標(biāo)，揚(yáng)程水路46對(duì)應(yīng)偏心通水內(nèi)腔37的揚(yáng)程側(cè)壁48呈拋物線或阿基米德螺旋線設(shè)置, 避免氣穴現(xiàn)象，減少紊流現(xiàn)象；拋物線結(jié)構(gòu)揚(yáng)程高，阿基米德螺旋線流出均勻，排量穩(wěn)定。

水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38的出口與偏心通水內(nèi)腔37的內(nèi)壁圓滑過(guò)渡。減少液阻力，避免氣穴現(xiàn)象，減少紊流現(xiàn)象。

揚(yáng)程水路46的行程大于或等于回程水路47的行程。增大容積量，提高有用功。

水泵葉輪34包括第一葉輪片39以及設(shè)置在第一葉輪片39一側(cè)的第二葉輪片44；在第一葉輪片39上設(shè)置有與發(fā)動(dòng)機(jī)主軸25對(duì)應(yīng)的穿軸孔42，在第一葉輪片39一側(cè)端面上設(shè)置與穿軸孔42同軸的環(huán)形凸套40，奇數(shù)或偶數(shù)在第一葉輪片39一側(cè)端面上圓周陣列設(shè)置有螺旋片41；奇數(shù)設(shè)計(jì)減少共振；在第二葉輪片44上設(shè)置有與水泵進(jìn)水口36連通的總進(jìn)水孔45，

第二葉輪片44與第一葉輪片39之間分別設(shè)置在螺旋片41兩側(cè)；

在相鄰螺旋片41、第二葉輪片44側(cè)面以及第一葉輪片39側(cè)面之間形成揚(yáng)水內(nèi)腔43，揚(yáng)水內(nèi)腔43的出口與水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38對(duì)應(yīng)；

螺旋片41的內(nèi)端與環(huán)形凸套40外側(cè)壁接觸，

總進(jìn)水孔45的孔徑大于環(huán)形凸套40的外徑，減少困油現(xiàn)象；水泵進(jìn)水口36、總進(jìn)水孔45、揚(yáng)水內(nèi)腔43、揚(yáng)程水路46、水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38形成水路。提高排水的有用功。

水泵進(jìn)水口36 的口徑大于水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38的口徑。設(shè)計(jì)合理。水進(jìn)入異形泵腔后在葉輪的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下產(chǎn)生離心作用力，在泵殼圓周方向上產(chǎn)生0.5至1.5兆帕的壓力，并在集能蝸殼的導(dǎo)流下聚集最大壓力并得以釋放，從出水口高速?lài)姵?。這種新型泵腔減少了傳統(tǒng)等圓泵腔的慣性阻流損耗，達(dá)到勢(shì)能轉(zhuǎn)換最優(yōu)化、輸出壓力（揚(yáng)程）最大化、實(shí)現(xiàn)了特種裝備的高轉(zhuǎn)速、高壓力、高揚(yáng)程作業(yè)。

作為本申請(qǐng)的結(jié)構(gòu)變形，如圖4，在揚(yáng)程側(cè)壁48設(shè)置有與水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38連通的內(nèi)凹弧槽水道50，從而實(shí)現(xiàn)泵殼體與葉輪同心設(shè)置，避免殼體的偏心，同樣起到增壓、集能、高揚(yáng)程的效果。

水泵葉輪34直接裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸即發(fā)動(dòng)機(jī)主軸25上，曲軸與葉輪同步做工，其結(jié)構(gòu)表述如下：

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸動(dòng)力輸出端上依次安裝有水泵底座33、水泵底座33、水泵殼體35、密封組件、引水組件接駁口。水泵殼體上蓋設(shè)有水泵進(jìn)水口36與水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38，其水泵底座與水泵殼體構(gòu)成一個(gè)密閉的偏心通水內(nèi)腔37，葉輪置于腔體內(nèi)部，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶動(dòng)葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生離心力，離心力把水甩向殼體的導(dǎo)水槽內(nèi)并產(chǎn)生低于泵殼外部的大氣壓力，在壓差的作用下把水壓入泵內(nèi)再加壓輸出出泵殼。泵殼的進(jìn)水口大于出水口，水進(jìn)入進(jìn)水口后在葉輪的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下產(chǎn)生離心作用力，并在泵殼圓周方向上產(chǎn)生0.5至1.5兆帕的壓力，并在偏心蝸殼腔噴口（水槽）的導(dǎo)流下從水泵增壓揚(yáng)水逃逸口38高速?lài)姵?。?shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速、高壓力、高揚(yáng)程作業(yè)。

水泵腔體以葉輪軸為中心點(diǎn)，圓周呈放射狀偏心圓形，在出水口圓周向外如蝸牛殼般變形增大直徑，水泵腔體內(nèi)6點(diǎn)位置到7點(diǎn)位置均為等圓內(nèi)腔，在出水口的6點(diǎn)至7點(diǎn)位置為光滑的漸變加大蝸殼的集能腔，集能腔匯聚葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心加速的水流在蝸殼區(qū)域形成能量集聚，通過(guò)殼體出口高速逃逸噴出，已達(dá)到輸出壓力（揚(yáng)程）最大化。

本蝸殼式水泵結(jié)構(gòu)功能及原理也可變形實(shí)現(xiàn)。其變形為：水泵葉輪與水泵殼體為同心圓結(jié)構(gòu)，但是在水泵殼出水口的逆水流延長(zhǎng)方向的殼壁上采取蝸殼水槽的方式，擴(kuò)大高壓出水口前端集水水壓涵道的方法實(shí)現(xiàn)。

本申請(qǐng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)制造做到了高效輕量化的集成，解決了二沖程引擎轉(zhuǎn)速高、升溫快發(fā)熱量大而導(dǎo)致?lián)p壞的弊端。使本申請(qǐng)達(dá)到了重量輕、壓力大、高揚(yáng)程、遠(yuǎn)距離、輕便高能低耗的特點(diǎn)。

這種新型的強(qiáng)制風(fēng)冷便攜式高壓高揚(yáng)程多用水泵裸機(jī)約9千克。引擎部分重量功率比一般為1.6。運(yùn)轉(zhuǎn)速度一般在7000~10000轉(zhuǎn)/分。出口壓力0.9至1.4兆帕。理論上可以揚(yáng)程可以達(dá)到100到140米。因其高效的強(qiáng)制風(fēng)冷結(jié)構(gòu)保證其故障率極低，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。這種新型水泵以燃油為能源，在無(wú)電地區(qū)、山地尤其適用。多臺(tái)串聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)山地、森林、荒原遠(yuǎn)程超遠(yuǎn)程輸送液體功能。而目前較多的是采用四行程發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的臺(tái)式水泵，壓力一般為0.2至0.3兆帕，揚(yáng)程一般為20米至30米，機(jī)體重量25~35千克，依靠滑油冷卻，不適合外場(chǎng)應(yīng)急作業(yè)或者地質(zhì)作業(yè)。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、成本低廉、結(jié)實(shí)耐用、安全可靠、操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、節(jié)約資金、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便。

本實(shí)用新型充分描述是為了更加清楚的公開(kāi)，而對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)就不在一一例舉。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；作為本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的多個(gè)技術(shù)方案進(jìn)行組合是顯而易見(jiàn)的。而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。