一种高效农用排污泵
技术领域
本发明涉及农业污水排污技术领域，特别是涉及一种高效农用排污泵。
背景技术
近年来，农业生产机械化的程度日益增大，化肥的使用量也日渐增加，农业污水的排放量逐年递增。由于农业污水影响人体健康和环境质量，具有很高的污染性和危害性，因此，对于农业污水的合理、高效集中处理已成为各国十分重视的问题。对农业污水的抽取是对农业污水无害化集中处理的第一步，而承担农业污水抽取的排污技术成为研发的主要技术。
目前，已有的农业污水排污技术有单(双)流道式排污泵、旋流式排污泵、螺旋式排污泵等。现有的排污泵，其泵体与电机靠的太近，使叶轮等转动部件易被农业污水中的固体物料堵塞和损毁，且对于污水底部大颗粒物料难以达到抽吸目的，最终导致排污效率低、物料抽吸浓度范围小、后期维护费用高等问题。上述缺陷对泵的密封性以及电机的承载能力都提出了更高的要求，综合考虑各个因素后，本发明提出一种能够实现大浓度污水抽吸及底层污垢破碎抽吸的新型泵。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型高效农用排污泵，能够实现大浓度污水抽吸及底层污垢破碎抽吸，以解决传统污水泵在排污方面效率低、物料抽吸浓度范围窄、对底部污泥污垢难以破坏抽吸、维护费用高等问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种高效农用排污泵，包括套筒及所述套筒内自上而下顺次连接设置的连接管、上泵体、中泵体、下泵体和吸料管；所述上泵体、所述中泵体和所述下泵体依次同轴连接形成轴向进气室；所述套筒上设有用于引入压缩空气的进气孔洞；所述连接管顶端与管道法兰连接，形成用于物料提升的输料通道；所述吸料管用于抽吸物料；所述上泵体的外部套设有固定套板，所述固定套板位于所述进气孔洞的下方，所述固定套板上设有用于空气通过的通孔；所述固定套板的下方设有腔体，且所述腔体位于所述中泵体与所述套筒之间的层间隙内；所述固定套板、所述上泵体、所述中泵体及所述腔体共同构成用于轴向进气的通气流道，且所述通气流道的顶部与所述通孔连通，底部与所述中泵体的内部连通；
所述套筒的底部设有喷嘴支架，所述喷嘴支架上设有水射流喷嘴，所述套筒的一侧设有油压调节室，所述水射流喷嘴与所述油压调节室连接，调节使所述油压调节室内产生压力变化，能够带动所述活动连杆运动，进而对所述水射流喷嘴的喷射角度进行调节，达到对污水底部污泥破碎和搅拌的目的。
可选的，所述油压调节室包括固定于所述套筒一侧的调节器套筒、设置于所述调节器套筒内的传动直齿条以及与所述传动直齿条啮合的可调节螺杆，所述传动直齿条的底端连接大油压室内的活塞，所述大油压室与一小油压室联通，转动所述可调节螺杆，能够使所述传动直齿条上下移动，进而驱动所述活塞在所述大油压室内上下运动，使所述大油压室和所述小油压室同步产生压力变化。
可选的，所述水射流喷嘴与所述喷嘴支架可转动连接，所述水射流喷嘴的顶部铰接有活动连杆，所述活动连杆与所述小油压室连接；当所述小油压室内压力随所述大油压室同步变化时，能够带动所述活动连杆往复移动，进而调节所述水射流喷嘴的喷射角度。
可选的，所述小油压室安装于所述喷嘴支架上，所述喷嘴支架上对称安装有至少两个所述水射流喷嘴。
可选的，所述上泵体的中间通道为圆柱形，所述中间通道的外围顶部为圆柱形，所述中间通道的外围底部为外渐扩锥形；所述上泵体的上下两端分别设有用于与所述连接管和所述中泵体配合焊接的凸缘。
可选的，所述中泵体的中间通道顶部为圆柱形，所述中泵体的中间通道底部为外渐扩锥形；所述中泵体的顶端设有用于与所述上泵体配合焊接的凸缘，底端设有环形凹台和突起延伸部分；所述延伸部分的末端设有用于与所述下泵体连接的螺纹孔，所述延伸部分的底部设有凹槽，所述延伸部分的中部均匀设有进气孔用于固定气腔和气体流通。
可选的，所述下泵体的内部通道为圆柱形，所述内部通道的顶端外围为锥形，所述中泵体的下端内锥形与所述内部通道的顶端外锥形配合形成用于与所述通气流道连通的环形进气室；所述内部通道的底端外围设有径向凸起，且凸起部分设有用于与所述中泵体连接的轴向通孔。
可选的，所述吸料管的中部通道为向下渐扩的锥形通道；所述吸料管的顶部外周设有环形凸缘，用于与所述下泵体的底端配合焊接。
可选的，所述进气孔洞处设有弯管；所述弯管的两端口均设置为阶梯状，一端用于与所述进气孔洞配合焊接，另一端用于与外部空压机管道连接。
可选的，所述套筒的中间通道为圆柱形，所述套筒的两端均设有凹缘，用于分别与上端盖、下端盖焊接密封；所述套筒的中上部分内壁与所述固定套板的外缘焊接，用于固定与支持所述套筒。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的新型高效农用排污泵，具有安装方便、结构简单紧凑，去除了泵体内的活动部件，特别是可调节水射流喷嘴的加入，通过水射流配合射流方向的可调设置使污水中的顽固大颗粒物及底层较硬污垢层得以破碎流化，提高了抽吸效率和抽吸的物料浓度，应用场合也更加广泛，具有物料抽吸浓度范围广、安全性高、工作效率高、易于维护与运行成本低的优点，有效解决了现有农业排污泵易堵塞、物料抽吸范围窄、对底部污泥污垢层难以破坏抽吸、效率低的问题，实用性强。
此外，本发明以空压机代替电机作为动力来源，可解决泵内通道堵塞、密封性及电机承载能力等问题，适用于农业污水排污，可明显提高排污效率，提高排污各项性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为为本发明高效农用排污泵的直观图及部分连接处剖面图；
图2为连接管的零件图；
图3为上泵体的零件图；
图4为中泵体的零件图；
图5为下泵体的零件图；
图6为吸料管的零件图；
图7为固定套板的零件图；
图8为腔体的零件图；
图9为上端盖的零件图；
图10为套筒的零件图；
图11为下端盖的零件图；
图12为油压调节室的剖面图；
图13为连接管与上泵体连接处的局部放大图；
图14为上泵体与中泵体连接处的局部放大图(包含腔体、固定套筒及部分下泵体；
图15为下泵体与吸料管连接处的局部放大图；
图16为水射流喷嘴的剖面图；
图17为弯管的部分剖面图；
其中，附图标记为：连接管-1、上泵体-2、中泵体-3、环形凹台-3-1、延伸部分-3-2、凹槽-3-3、下泵体-4、吸料管-5、上端盖-6、弯管-7、套筒-8、固定套板-9、腔体-10、调节器套筒-11、传动直齿条-12、可调节螺杆-13、大油压室-14、小油压室-15、喷嘴支架-16、水射流喷嘴-17、下端盖-18、活动连杆-19；进水口-20。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
为了解决传统污水泵在排污方面效率低、物料抽吸浓度范围窄、对底部污泥污垢难以破坏抽吸、维护费用高等问题，本实施例提供一种代替传统农业污水排污泵的、轴向进气外加水射流破碎搅拌来达到提高各项性能效果的新型高效农用排污泵。如图1所示，本实施例的高效农用排污泵包括连接管1、与连接管1相连的上泵体2、与上泵体焊接的中泵体3、与中泵体3螺纹连接的下泵体4、与下泵体4焊接的吸料管5、与连接管1配合焊接的上端盖6、与套筒8焊接的弯管7、与上泵体焊接的固定套板9、两端分别与固定套板9和中泵体3焊接的腔体10、与套筒8外部焊接的调节器套筒11、传动直齿条12、与传动直齿条12啮合的可调节螺杆13、与传动直齿条12底端连接的大油压室14、与大油压室14联通的小油压室15、与套筒8焊接及与喷嘴连接的喷嘴支架16、与小油压室连接的水射流喷嘴17以及同时与套筒8、吸料管5焊接的下端盖18。连接管1顶端与管道法兰连接，底端与上泵体2焊接，形成用于物料提升的输料通道；中泵体3底端与下泵体4螺纹连接，形成了用于轴向进气的气室；中泵体3底端锥体与下泵体4上端锥体配合形成用于轴向进气的环形进气室并通过气腔连接，使其能保证一定的同轴度要求；下泵体4底端与吸料管5顶端焊接，形成物料抽吸管口，便于抽吸。固定套板9与腔体10顶端焊接，腔体10底端与中泵体3焊接；固定套板9、上泵体2、中泵体3、腔体10共同形成了便于轴向进气的通气流道。
本实施例中，连接管1焊接于套筒8的上端盖6，固定套板9的内圈与上泵体2焊接、外圈与套筒8的内壁焊接，吸料管5焊接于套筒8的下端盖18；弯管7与套筒8的进气孔洞联通焊接，形成气流进入通道和流动气室，保证了压缩空气的流动空间。
本实施例中，如图1和12所示，套筒8侧壁焊接调节器套筒11，调节器套筒11内活动安装可调节螺杆13和与可调节螺杆13齿合的传动直齿条12，调节器套筒11与螺杆、直齿条共同构成器械调节器，旋钮可调节螺杆13使其不同方向旋转，可联动传动直齿条12上下往复移动。传动直齿条12的底端连接大油压室14内的活塞，大油压室14通过管道与小油压室15联通，以传递压能。小油压室15通过活动连杆19连接水射流喷嘴17；套筒8底部焊接有喷嘴支架16，水射流喷嘴17底端与喷嘴支架16可转动连接；水射流喷嘴17的结构如图16所示，顶端为进水口20，用于引入喷射水源，水射流喷嘴17的一侧铰接于活动连杆19的一端，传动直齿条12上下运动可使大油压室压力变化，与大油压室联通的小油压室压力同步变化可带动活动连杆19左右移动，从而对喷嘴喷射角度进行调节，配合水射流可达到对污水底部污泥破碎和搅拌的目的。其中，水射流喷嘴17可通过万向节结构与喷嘴支架16连接，可实现绕轴(该轴垂直于喷嘴支架16)360度旋转。
本实施例中，喷嘴支架16整体为长方体状，左端用于与套筒8的外壁焊接固定，油压管路和小油压室15固定在支架上，右端连接喷嘴。可调节螺杆13整体呈圆柱体，上部焊接有调节旋钮用于带动螺杆转动，下部部分为螺杆，与直齿条啮合用于传动。传动直齿条12整体呈长方体状，表面刻有齿牙，用于与螺杆啮合进行轴向传动。
本实施例中，如图2所示，连接管1上端设有六个通孔用于与提升管通过螺栓连接，下端设有便于与上泵体2焊接的凸缘；提升管上部与套筒焊接，用于固定套筒。连接管与上泵体的连接结构如图13所示。
本实施例中，如图3所示，上泵体2的中间通道为圆柱形，通道外围上部为圆柱形、下部为外渐扩锥形，泵体上下两端均设有便于与连接管和中泵体配合焊接的凸缘；通道外围的中间部位与固定套板9焊接、以将套筒固定在泵体外周，创造流通条件。
本实施例中，如图4所示，中泵体3的内通道上端为圆柱形，并设有凸缘与上泵体配合焊接，内通道下端为锥形，且下端设有环形凹台3-1和突起延伸部分；延伸部分3-2末端设有六个螺纹孔用于与下泵体通过螺钉连接，延伸部分底部设有凹槽3-3，延伸部分3-2中部均匀设有进气孔便于固定气腔和气体流通。上泵体与中泵体的连接结构如图14所示。中泵体3的底部侧壁设置有与上述通气流道连通的气孔，压缩气体可经通气流道进入由中泵体和下泵体组成的气腔内。
本实施例中，如图5所示，下泵体4的内部通道为圆柱形，下泵体4的上端外部为锥形，与中泵体的下端内锥形配合保证了一定同轴度，也形成了环形进气室；泵体的下部外端部分设有径向凸起，凸起部分设有六个轴向通孔便于与中泵体通过螺纹连接，泵体中部、尾端凸起部分与中泵体环形凹台3-1和延伸部分3-2共同组成了用于轴向进气的轴向进气室。
本实施例中，如图6所示，吸料管5的内通道为向下渐扩锥形，方便吸料；吸料管5上端外部设有环形凸缘，用于与下泵体下端配合焊接；吸料管5的外部与下端盖18焊接用于固定。下泵体与吸料管的连接结构如图15所示。
本实施例中，如图7所示，固定套板9中间凸台部分有一较大通孔用于与上泵体外圈配合焊接固定；通孔外部均匀设有环形通孔，用于空气通过；套板设有一环形凹槽，便于与圆柱形的腔体10焊接。腔体10的结构如图8所示。
本实施例中，如图9所示，上端盖6整体为碗状，边缘有凸缘用于与套筒8配合焊接；中间开有圆形通孔，用于与连接管1配合焊接。同理，如图11所示，下端盖18整体为碗状，边缘有凸缘用于与套筒8配合焊接；中间开有圆形通孔，用于与吸料管5配合焊接。
本实施例中，如图10所示，套筒8中间为圆柱形，两端外周均设有凹缘，用于与上端盖、下端盖焊接密封；上端部分一侧设置所述进气孔洞，便于通入压缩空气；中上部分内壁与固定套板9焊接，用于固定与支持套筒。
本实施例中，如图17所示，弯管7为直角弯管，两端口外周皆皆设为阶梯状，一端用于与套筒8上的进气孔洞配合焊接，另一端用于与外部空压机管道连接。由于无电机驱动，内部无活动部件，因此在结构上更为紧凑。
本实施例泵体的具体组装方式如下：
将连接管1与上端盖6配合，再与上泵体2焊接，为物料提升创造连接通道并与下泵体保持一定精度的同轴度，降低能量损失。将上泵体2与中泵体3焊接，保证泵体一定的同轴精度。中泵体3的内锥形与下泵体4的外锥形配合并螺纹连接，从而形成轴向进气室和环形气室，便于气体流动与物料混合发生能量交换产生轴向吸力，使其具有类似射流泵的作用。吸料管5与下泵体4焊接固定，吸料管呈内锥形，目的是扩大吸料范围，提高吸料量。腔体10与固定套板9和中泵体3焊接，是为了和上泵体2与中泵体3外部形成轴向进气室，便于气流轴向进气；固定套板套9与腔体10和上泵体2配合焊接固定，可为气力流通提供进气口和轴向流动通道。将套筒8与固定套板配合。将下端盖18的中间孔洞与吸料管5的管口配合平直焊接，用于固定下端盖18及给套筒8定位。将下端盖18与套筒8配合焊接。将套筒8与固定套板9、上端盖6依次焊接固定，形成泵体外部套筒及气体进气通道。水射流喷嘴17与焊接在套筒外部的喷嘴支架16连接，并与由调节器套筒11、可调节螺杆13、传动直齿条12、大油压室14、小油压室15组成的调节器通过油压管道连接，是为了根据污水底部污垢硬度情况便于调整射流喷嘴对污垢的冲击角度，来达到搅拌/破碎转换的目的(喷嘴喷射方向与轴线方向平行度越高则破碎能力越强)；调节结构的调节原理与过程为：旋动可调节螺杆13上的旋钮带动螺杆旋转，通过螺杆与直齿条配合传动使直齿带动大油压室内的活塞上下运动，改变油压室内的压力大小，再通过小管路连接将压力的改变传递到小油压室内带动小油压室内的活塞运动，小油压室再将压能传递到与其连接的活动连杆从而推动喷嘴在一定角度左右转动进行调节。此外，由于喷嘴的数量对于底部污垢的破坏程度(即物料抽吸效率)造成影响，故在本实施例中采用喷嘴的数量优选为6个，并沿套筒外环形路均匀布置。由于套筒8及腔体10均需要承受一定压力故在选取材料时中和考虑成本等其他因素后，决定采用抗压不锈钢。
本实施例的工作过程及原理具体如下：
弯管7外接空压机，压缩空气由此进入套筒8内，再由固定套板9上的圆形通孔经由上泵体2、中泵体3、腔体10组成的进气通道进入由中泵体、下泵体组成的进气腔，后压缩气体从进气腔通过由中泵体的内锥形与下泵体外锥形配合形成的环形进气室进入泵体内部并与通道内物料进行能量交换以带动物料输送。与现有排污技术相比，本实施例的有益效果是：去除了泵体内的活动部件，且以空压机代替电机作为动力来源，解决了泵内通道堵塞、密封性及电机承载能力等问题，特别是可调节水射流喷嘴的加入使污水中的顽固的大颗粒物及底层较硬污垢层得以破碎流化，提高了抽吸效率和抽吸的物料浓度，应用场合也更加广泛。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
