專利名稱：一種多介質(zhì)液體混合系統(tǒng)中的驅(qū)動水輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液體驅(qū)動裝置，特別是涉及一種由流體驅(qū)動的按設(shè)定混合比 進行混合的多介質(zhì)混合系統(tǒng)中的驅(qū)動水輪裝置。
背景技術(shù)：
在目前使用的消防系統(tǒng)中需要將一種或多種滅火劑與主體消防水按比例混合形 成所需的混合液，以達(dá)到消防滅火的目的。同樣，在化工、食品等生產(chǎn)領(lǐng)域中根據(jù)產(chǎn)品工藝 的要求，也需要對多種不同流體介質(zhì)進行比例混合?？梢姡嘟橘|(zhì)混合技術(shù)的研究和應(yīng)用， 在當(dāng)代生產(chǎn)和生活中關(guān)系是極為緊密的。據(jù)本申請人對相關(guān)技術(shù)的分析，現(xiàn)有的多介質(zhì)比 例混合裝置有如下幾種主要型式。1、負(fù)壓式比例混合系統(tǒng)，含壓介質(zhì)A (參見圖4)在流經(jīng)比例混合器時產(chǎn)生負(fù)壓，將 介質(zhì)B吸入與其混合形成比例混合液；2、壓力式比例混合系統(tǒng)，介質(zhì)B儲存在耐壓容器中的膠囊內(nèi)，介質(zhì)A在流經(jīng)比例混 合器時產(chǎn)生負(fù)壓，同時流入耐壓容器，將介質(zhì)B從膠囊中擠進比例混合器與其混合形成比 例混合液；3、為平衡式比例混合系統(tǒng)，含壓介質(zhì)A在流經(jīng)比例混合器時產(chǎn)生負(fù)壓，介質(zhì)B由加 壓泵加壓，流經(jīng)壓力式平衡閥后在比例混合器中與介質(zhì)A混合形成比例混合液，壓力式平 衡閥通過平衡介質(zhì)A和介質(zhì)B的壓力進而控制進入比例混合器的介質(zhì)B的壓力和流率，以 保持兩種介質(zhì)的混合比例。4、計量注入式比例混合系統(tǒng)，安裝在介質(zhì)A流通管道的流量計測量其流率，并將 流率信號傳送至控制器，控制器按照設(shè)定的混合比和介質(zhì)A流率計算出所需的介質(zhì)B流率， 并通過控制變頻器、變頻電機和容積泵所需介質(zhì)B注入介質(zhì)A管道，與之混合形成混合液。以上前三種比例混合系統(tǒng)對介質(zhì)混合比的控制能力按序增強，但均使用了以文丘 里管原理設(shè)計的比例混合器(參見圖1)。文丘里管中有一個收縮段，根據(jù)伯努利方程可知， 主流體(介質(zhì)A)流過收縮段時管壁靜壓變小，由此產(chǎn)生負(fù)壓，并通過一個節(jié)流孔板將其他流 體(介質(zhì)B)吸入并混合。而這種由負(fù)壓與節(jié)流孔板所形成的其他流體(介質(zhì)B)的流量與流 經(jīng)比例混合器的主流體(介質(zhì)A)的流量之間是非線性關(guān)系的。因此，這種比例混合器的流 量范圍是很有限的，為保證介質(zhì)混合比控制在合適的范圍內(nèi)，它額定的工作流量范圍通常 都較窄，只能適用于流量范圍變化不大的場所，通常只是兩種介質(zhì)的混合。另外，收縮段的 存在還會導(dǎo)致流體介質(zhì)壓力降低。第4種比例混合系統(tǒng)中雖然不再需要上述的比例混合器，做到了混合比可隨時設(shè) 置且可大可小，可實現(xiàn)超過兩種介質(zhì)的多種介質(zhì)混合，但系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，必須借助于外加動 力源，系統(tǒng)的供電可靠性要求較高。因此，探尋一種既能有效實現(xiàn)多介質(zhì)比例混合，同時又能不借助于外加動力源的 多介質(zhì)比例混合系統(tǒng)，就成為相關(guān)行業(yè)亟需解決的一大課題。因此，探尋一種既能有效實現(xiàn)多介質(zhì)混合，同時又能不借助于外加動力源的多介
3質(zhì)混合裝置，就成為相關(guān)行業(yè)亟需解決的一大課題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的旨在針對現(xiàn)有的多介質(zhì)混合裝置只適用于介質(zhì)混合比較大的 介質(zhì)，比例混合器額定工作流量范圍較窄，收縮段導(dǎo)致流體介質(zhì)壓力降低的問題，或者需要 配置外加耗能輔助混合裝置才能實現(xiàn)多介質(zhì)混合的現(xiàn)狀，提供了一種僅利用含壓主介質(zhì)動 力的混合裝置，其不僅能在運行中保持相應(yīng)的壓力，同時也能實現(xiàn)與其他介質(zhì)理想混合。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括兩端分別設(shè)有主介質(zhì)輸 入端和主介質(zhì)輸出端的外殼、以及安置在所述外殼內(nèi)的水輪驅(qū)動機構(gòu)；其中所述的水輪驅(qū) 動機構(gòu)由水輪機殼體、水輪葉片和安裝水輪葉片的轉(zhuǎn)動軸組成；所述的外殼為一帶雙向開 口的閥腔體，所述的水輪機殼體為一嵌置在外殼內(nèi)的環(huán)狀體，環(huán)狀體的對應(yīng)周邊的殼體部 位設(shè)有面向外殼左右端開口的水輪機進液孔和水輪機出液孔，所述轉(zhuǎn)動軸呈偏心狀設(shè)于水 輪機殼體的內(nèi)腔，并在所述轉(zhuǎn)動軸的軸桿上設(shè)有兩片呈十字交叉狀安置的水輪葉片。進一步優(yōu)選地，所述水輪機殼體橫截面上弧ad和弧be與轉(zhuǎn)動軸同心，弧ab和弧 cd的兩端均與相接觸的水輪葉片相切，所述水輪葉片沿轉(zhuǎn)軸軸向垂直面方向做往復(fù)運動。所述轉(zhuǎn)動軸的位于水輪機內(nèi)腔的部位是一空心軸，軸體上設(shè)有安置所述水輪葉片 的滑槽。所述的每一水輪葉片的中部設(shè)有一開口狀U形槽口。本實用新型的有益效果是根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種多介質(zhì)混合系統(tǒng)中的驅(qū) 動水輪裝置，利用設(shè)置在流體管線中的一個水輪機驅(qū)動機構(gòu)，不僅使有壓介質(zhì)輸入輸出兩 端的壓力損耗處于較小的范圍內(nèi)，同時也為通過轉(zhuǎn)軸輸出必要的轉(zhuǎn)速信號驅(qū)動后續(xù)管線中 無外加動力實現(xiàn)比例自調(diào)的多介質(zhì)混合提供技術(shù)支持。


圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的e-e剖面圖； 圖3為兩個葉片的空間位置關(guān)系示意圖； 圖4為比例混合器(文丘里管)工作原理示意圖。 圖中
11 一外殼 14 一水輪機殼體 17 —水輪機出液孔 19-滑槽
12 一水輪機進液孔 15 一水輪葉片
18 —主介質(zhì)輸出端 20-U形槽口。
13 —主介質(zhì)輸入端 16 一轉(zhuǎn)動軸
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1至圖3所示的這種多介質(zhì)混合系統(tǒng)中的驅(qū)動水輪裝置，它包括兩端分別設(shè) 有主介質(zhì)輸入端13和主介質(zhì)輸出端18的外殼11、以及安置在所述外殼11內(nèi)的水輪驅(qū)動 機構(gòu)；其中所述的水輪驅(qū)動機構(gòu)由水輪機殼體14、水輪葉片15和安裝水輪葉片的轉(zhuǎn)動軸16 組成；所述的外殼11為一帶左、右雙向開口的閥腔體，所述的水輪機殼體14為一嵌置在外殼內(nèi)的環(huán)狀體，該環(huán)狀體的對應(yīng)周邊的殼體部位設(shè)有面向外殼左、右端開口的水輪機進液 孔12和水輪機出液孔17，所述的轉(zhuǎn)動軸16呈偏心狀設(shè)于水輪機殼體14內(nèi)腔，并在所述轉(zhuǎn) 動軸16的軸桿上設(shè)有兩片呈十字交叉狀安置的水輪葉片15。所述水輪機殼體14橫截面上 弧ad和弧be與轉(zhuǎn)動軸16同心，弧ab和弧cd的兩端均與相接觸的水輪葉片15相切，水輪 葉片15沿轉(zhuǎn)軸軸向垂直面方向做往復(fù)運動。所述的轉(zhuǎn)動軸16，其位于水輪機內(nèi)腔部位是一空心軸體，軸體上設(shè)有供水輪葉片 15位移的滑槽19，所述滑槽19為互相垂直的兩組，以便于安置兩片呈十字交叉狀安置水輪 葉片15。所述的每一水輪葉片15的中部設(shè)有一 U型槽口 20，便于互相交錯的水輪葉片15 有適應(yīng)的滑動換位空間。
以下結(jié)合附圖進一步闡述本實用新型的工作原理一定壓力的主介質(zhì)(如消防滅火的水)，由管線輸入至與其連接的驅(qū)動水輪裝置的 外殼11，并通過主介質(zhì)輸入端13進入水輪機殼體14 一側(cè)的水輪機進液孔12，在水體壓力 的沖擊下推動水輪機殼體14內(nèi)腔的兩水輪葉片15以轉(zhuǎn)動軸16為中心逆時針轉(zhuǎn)動，隨著轉(zhuǎn) 動的進行，將進入水輪機殼體14內(nèi)的主介質(zhì)從水輪機出液孔17排出，并經(jīng)過殼體11右側(cè) 的主介質(zhì)輸出端18進入后續(xù)輸液管線。在上述水輪機機構(gòu)中，正是由于將水輪機轉(zhuǎn)軸16偏心狀設(shè)置在水輪機殼體14內(nèi)， 因此，由水輪機進液孔12進入水輪機殼體14內(nèi)腔的壓力介質(zhì)，既在推動水輪葉片15逆時 針轉(zhuǎn)動的過程中消耗部分能量，同時又在將主介質(zhì)自水輪機輸出孔17排出的過程中，施以 一定的壓力。從而既實現(xiàn)主介質(zhì)輸入端12與主介質(zhì)輸出端18兩端的輸出速度相近，同時 也使輸出端的壓力不至于降的過大。顯然，這對于在后續(xù)輸液管線中實現(xiàn)維持一定壓力狀 態(tài)下的輸液過程極為有利。同時，在上述水輪機構(gòu)不停轉(zhuǎn)動的過程中，由于所采用的兩水輪葉片15通過兩者 板體上設(shè)置的一組U形槽口 20，組合成十字形劃水板，并又能夠沿著套筒式轉(zhuǎn)動軸上開設(shè) 的滑槽19，在弧ab和弧cd段能沿轉(zhuǎn)動軸16的軸向垂直面往復(fù)移動，解決了偏心設(shè)置的轉(zhuǎn) 動軸16在不等徑水輪機殼體14內(nèi)腔的逆時針轉(zhuǎn)動的無阻擋運行，并且也可實現(xiàn)通過轉(zhuǎn)動 軸16的殼外延伸端輸出一定的機械能，為與該多介質(zhì)混合系統(tǒng)中的驅(qū)動水輪裝置連接的 聯(lián)軸器輸出工作動力。
權(quán)利要求1.一種多介質(zhì)混合系統(tǒng)中的驅(qū)動水輪裝置，其特征在于它包括兩端分別設(shè)有主介質(zhì) 輸入端(13)和主介質(zhì)輸出端(18)的外殼(11)、以及安置在所述外殼(11)內(nèi)的水輪驅(qū)動機 構(gòu)；其中所述的水輪驅(qū)動機構(gòu)由水輪機殼體(14)、水輪葉片(15)和安裝水輪葉片(15)的轉(zhuǎn) 動軸(16)組成；所述的外殼(11)為一帶雙向開口的閥腔體，所述的水輪機殼體(14)為一 嵌置在外殼(11)內(nèi)的環(huán)狀體，環(huán)狀體的對應(yīng)周邊的殼體部位設(shè)有面向外殼(11)左右端開 口的水輪機進液孔(12)和水輪機出液孔(17)，所述轉(zhuǎn)動軸(16)呈偏心狀設(shè)于水輪機殼體 (14)的內(nèi)腔，并在所述轉(zhuǎn)動軸(16)的軸桿上設(shè)有兩片呈十字交叉狀安置的水輪葉片(15)。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動水輪裝置，其特征在于所述水輪機殼體(14)橫截面上弧 ad和弧be與轉(zhuǎn)動軸(16)同心，弧ab和弧cd的兩端均與相接觸的水輪葉片(15)相切，所 述水輪葉片(15)沿轉(zhuǎn)軸軸向垂直面方向做往復(fù)運動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動水輪裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)動軸(16)的位于水輪 機內(nèi)腔的部位是一空心軸，軸體上設(shè)有安置所述水輪葉片(15)的滑槽(19)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動水輪裝置，其特征在于所述的每一水輪葉片(15)的 中部設(shè)有一開口狀U形槽口(20)。
專利摘要本實用新型涉及一種由流體驅(qū)動的按設(shè)定混合比進行混合的多介質(zhì)混合系統(tǒng)中的驅(qū)動水輪裝置。針對現(xiàn)有裝置只適用于介質(zhì)混合比較大的介質(zhì)，比例混合器額定工作流量范圍較窄，收縮段導(dǎo)致流體介質(zhì)壓力降低的問題。它包括一帶雙向開口的外殼、安置在外殼內(nèi)的水輪驅(qū)動機構(gòu)；水輪驅(qū)動機構(gòu)由水輪機殼體、水輪葉片和安裝葉片的轉(zhuǎn)動軸組成；水輪機殼體為一嵌置在外殼內(nèi)的環(huán)狀體，環(huán)狀體的殼體部位設(shè)有面向外殼左、右端開口的水輪機進液孔和出液孔，轉(zhuǎn)動軸呈偏心狀設(shè)于水輪機殼體內(nèi)腔并在轉(zhuǎn)動軸軸桿上設(shè)有兩片呈十字交叉狀安置的水輪葉片。本實用新型適用于化工、消防等領(lǐng)域，主要適用于室內(nèi)外火災(zāi)的消防工程。
文檔編號F03C2/30GK201865834SQ201020625338
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者倪震楚, 劉益民, 周象義, 張兆憲, 秦翔宇, 邵紅林 申請人:上海金盾消防安全設(shè)備有限公司