具有过滤装置的深井泵
阅读说明：本技术 具有过滤装置的深井泵 (Deep-well pump with filter device ) 是由 陈宜文 吴培祥 熊坤亮 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了带过滤装置的深井泵,解决了现有深井泵在实际的应用过程中对外界掉落到水中的颗粒防护效果差的问题,所采取的技术方案：一种具有过滤装置的深井泵,包括控制器、传动联接的电机和提水装置,电机设置在机筒内,在机筒的下端侧设置有用于对电机转子进行支撑的支撑装置；提水装置设置在上筒内,上筒和机筒通过联接架而实现同轴联接固定,上筒上设有朝向联接架的进水口。该过滤装置包括圆环形的防沙筒,防沙筒间隙地套接在深井泵的外周,防沙筒上端与上筒之间设置有密封结构,所述的进水口位于防沙筒的轴向长度范围内,防沙筒的下端向下至少延伸到机筒位置处,防沙筒的内径大于机筒的外径,防沙筒与机筒之间的间隙与所述的进水口相通。(The invention discloses a deep-well pump with a filtering device, which solves the problem that the existing deep-well pump has poor protection effect on particles falling into water from the outside in the practical application process, and adopts the technical scheme that: a deep well pump with a filtering device comprises a controller, a motor and a water lifting device, wherein the motor is in transmission connection with the water lifting device; the water lifting device is arranged in the upper barrel, the upper barrel and the machine barrel are coaxially connected and fixed through the connecting frame, and the upper barrel is provided with a water inlet facing the connecting frame. The filtering device comprises a circular sand prevention cylinder, wherein the sand prevention cylinder is sleeved on the periphery of a deep-well pump in a clearance mode, a sealing structure is arranged between the upper end of the sand prevention cylinder and an upper cylinder, a water inlet is located in the axial length range of the sand prevention cylinder, the lower end of the sand prevention cylinder at least extends downwards to the position of a machine barrel, the inner diameter of the sand prevention cylinder is larger than the outer diameter of the machine barrel, and the clearance between the sand prevention cylinder and the machine barrel is communicated with the water inlet.)
技术领域
本发明涉及一种深井泵，特别是涉及一种具有过滤装置的深井泵，可以对水源地自水面下沉的颗粒进行阻滞。
背景技术
深井泵用于在相对较深的水源地，特别是较深的水井处，用于把水往高处提升。深井泵在工作状态下正常是通过吊绳的悬吊，而半悬在水面以下，深井泵不会与水体底部相接触，因此，深井泵的使用一般不需要考虑水体底部的防沙要求。但在水源地，由于外界的环境变化多端，经常会有沙石等颗粒掉落到水源地。深井泵在工作时，会在深井泵的进水口处形成近似水平方向上较强的液流，颗粒下沉时遇到深井泵在工作时，这些下沉的颗粒会被液流带向滤网，并被滤网截留而堵住网孔，从而会影响到深井泵的顺畅进水，进而会影响到深井泵的工作效率。
中国专利文献（公开号：CN208778264U）公开了一种具有轴流式防沙结构的潜水电泵，包括电机、水泵和电机驱动的转轴，所述电机和水泵之间设置有上轴承座，上轴承座上固定有进水节，所述转轴上依次套设有上轴承座、机械密封、轴流叶轮、轴套和电泵叶轮，所述上轴承座上固定有导流套，导流套包括同轴设置的环形外壳和环形内壳，内壳低于外壳，外壳套设于轴流叶轮之外，内壳套设于机械密封动静环结合面之外，所述导流套和轴流叶轮组成一个轴流泵，导流套下端外壳与内壳之间的间隙为进水口，导流套上端为出水口。本潜水电泵的轴流式防沙结构，相较于传统的甩沙套，其防沙效果更好，提高机械密封的寿命，进而延长了潜水电泵的使用寿命。
这种具有轴流式防沙结构的电泵中，在进水节进水口的内侧设置有同轴设置的内筒和外筒。这种电泵在使用过程中，若发生外界颗粒掉落到水源地并下沉时，若行进路径靠近进水节的进水口处时，极易被水流带到进水节内而产生於集，因此，这种电泵防外界沙粒效果并不理想。
发明内容
本发明需要解决的技术问题：提供一种具有过滤装置的深井泵，该深井泵够对从外界掉落到水面以下的颗粒进行很好的防护，且方便清理。
解决技术问题所采取的技术方案：一种具有过滤装置的深井泵，包括控制器、传动联接的电机和提水装置，电机设置在机筒内，在机筒的下端侧设置有用于对电机转子进行支撑的支撑装置；提水装置设置在上筒内，上筒和机筒通过联接架而实现同轴联接固定，上筒上设有朝向联接架的进水口，其特征在于，所述的过滤装置用于对自水面下沉过程中的颗粒进行阻挡，该过滤装置包括套接在上筒外周面上的防沙筒，防沙筒上端与上筒之间设置有密封结构，防沙筒的下端向下延伸并套接到机筒的外周，防沙筒的内径大于机筒的外径，防沙筒与机筒之间的间隙与所述的进水口相通。
提水装置可以是螺杆结构，也可以是交错布置的若干叶片结构，在电机的带动下，螺杆或叶片转动而实现对水的提升。所述进水口一般是位于上筒的下端面上，提水装置工作后，水自进水口内进入到上筒内，而被提水装置提升。所述的防沙筒是在现有的深井泵外周增设的一个筒状物，防沙筒的下端要位于上筒上进水口的下侧。
进一步地，在上筒的上端部同轴地设有出水管，出水管与上筒内部相通，所述的密封结构联接固定在出水管上。把密封结构联接固定到出水管上，方便了对防沙筒的设置。
进一步地，所述的密封结构包括橡胶垫，橡胶垫内沿上筒的轴向设置有透孔，在橡胶垫内埋设有螺帽，螺钉穿过防沙筒的壁体而与螺帽螺纹连接。通过螺钉把防沙筒联接到橡胶垫上，便于实现对防沙筒的联接固定，且方便对防沙筒的拆卸，从而方便对所粘附的颗粒进行清理。
进一步地，所述的橡胶垫为两块，两块橡胶垫对置，两块橡胶垫相向的侧面上分别设有一半圆柱形的凹槽，所述的两侧面贴合在一起而使得两凹槽构成了所述的透孔。把橡胶垫设置成两块，从而方便橡胶垫与深井泵之间的联接固定。
进一步地，橡胶垫的外周面上设有环槽，在环槽内设置有抱箍，抱箍的壁体外突而形成“凵”形结构，在实现两块橡胶垫贴合固定时，利用夹钳夹接“凵”形结构而收紧抱箍。两块橡胶垫可以是通过螺栓而联接固定在一起，现通过抱箍的设置，并通过夹钳对抱箍的操作，而实现两橡胶垫的抱紧，实现两橡胶垫的联接非常方便。
进一步地，还包括外置式的感应头，感应头通过导线与控制器电连接，导线穿过密封结构而伸出到防沙筒的外侧，在导线的悬吊下，感应头与上筒的位置相对应；上筒与控制器电连接。设置有感应头，用于在水源地水位下降时，通过感应头与上筒之间通路的隔绝，而使得控制器切断电机的工作电源，使深井泵停止工作，以免因缺水而导致深井泵损坏。
进一步地，防沙筒与控制器电连接，在感应头的外周套接有护套，护套上设有若干透口，护套实现感应头与防沙筒之间的阻隔。防沙筒为不锈钢材质，防沙筒通过螺钉螺帽与出水管电连接。在感应头的外周套接有护套，护套由绝缘材料制成，护套实现了感应头与防沙筒之间的物理阻隔，以免感应头与防沙筒之间发生误触碰，使得在水位下降一定幅度后，能够及时切断电机工作电源，保证了深井泵工作的安全性。
进一步地，所述的支撑装置包括圆筒形的支撑套，机筒上所设的阻挡结构对支撑套的闭口端进行轴向阻挡，支撑套的开口端支承支撑结构，套接在转子轴上的轴承设置在支撑结构上；支撑套的外周面与机筒的内周面贴合，通油结构沟通支撑套的两端。阻挡结构可以是设置在机筒内的塞入件，塞入件与机筒之间可以是紧配合，或螺纹连接。阻挡结构也可以是机筒壁体内向缩径而形成的缩径环，缩径环为支撑套提供阻挡支撑。支撑套具有一定的轴向尺寸，支撑套的外周面与机筒的内周面相贴合，从而使得支撑套在机筒内具有良好的径向稳定性，支撑套可以为转子轴提供良好的轴向支撑。支撑套的存在，也使得对机筒的壁体厚度要求低，支撑套能够为机筒提供径向支撑，有助于机筒强度的提升。通油结构可以是下述的油槽，也可以是设置在支撑套闭口端的油孔，通过设置通油结构，而实现润滑油的流动，满足深井泵工作的需求。
进一步地，所述的支撑结构包括圆筒形的支撑筒，轴承设置在支撑筒的内底面上，转子轴自支撑筒的开口端插入到支撑筒内。圆筒形的支撑筒能够很好地适应所述支撑套的支撑要求，支撑筒在机筒内的径向稳定性好，通过支撑套和支撑筒的配合，从而能够为转子轴提供良好的支撑作用。
进一步地，支撑套开口端的壁体上设有若干缺口，对应于缺口位置，在支撑套的外周面上沿其轴向设有油槽。通过缺口和油槽的结合，而构成所述的通油结构，结构简单，能够很好地满足通油效果。
与现有技术相比，本发明的优点：通过在深井泵的外周套设有所述的防沙筒，且防沙筒的下端伸入到机筒的位置处。在深井泵工作时，由于有防沙筒的限制，深井泵外侧的水流不会直接进入到进水口内，而在泵的外侧形成一般强大的水流，由于有防沙筒的分散作用，水自防沙筒的下端部周缘处分散进入到防沙筒内，并且进入到防沙筒内后水流需要换向，从而不易使泵外侧沉降过程中的颗粒吸入到防沙筒内，保证了防沙效果。另外，即使有少量的颗粒被水流吸引，这些颗粒也易被阻滞在外筒与内筒之间的间隙处，对于该间隙处所阻滞的颗粒，松开防沙筒，而很容易对这些颗粒进行清洗。由于防沙效果佳，从而能够使得深井泵工作时的进水顺畅，提水装置的使用寿命得以保证。通过设置有所述的感应头，使得在水位下降到安全水位以下时，能够及时切断电机的工作电源，提高了深井泵的工作安全性。设置有筒式的的用于对电机转子进行轴向支撑的支撑装置，通过支撑套与机筒的内壁面相贴合，该支撑装置能够为电机转子提供良好的轴向支撑作用，并且能够对机筒提供良好的径向支撑，对机筒的壁体厚度要求低，能够有效保证机筒的强度。
附图说明
图1是本深井泵在防沙筒剖开状态下的结构图。
图2是本深井泵去除防沙筒后的结构图。
图3是图2的纵向剖视图。
图4是单块的橡胶垫的立体结构图。
图5是护套一个方向上的立体图。
图6是护套另一个方向上的立体图。
图7是支撑套与支撑筒之间的配合示意图。
图8是支撑套的立体结构图。
图9是支撑筒一种实施例的立体结构图。
图中：1、防沙筒；2、联接架；3、螺钉；4、橡胶垫；41、凹槽；42、透槽；43、环槽；5、螺帽；6、出水管；7、上筒；8、机筒；81、缩径环；9、吊绳；10、感应头；11、导线；12、护套；121、透口；122、嵌口；123、阻挡部；13、螺杆；14、支撑筒；141、支撑座；142、透孔；143、沟槽；144、加强筋；145、柱状体；15、支撑套；151、缺口；152、油槽；16、轴承；17、转子轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本带有过滤装置的深井泵中，过滤装置用于实现对水体内的颗粒进行过滤阻滞，特别是对自水面下沉过程中的颗粒进行阻滞。深井泵在使用时是通过吊绳9而被悬吊在水源地的半深位置处，深井泵并不会与水源地底部相接触。
图1中显示，深井泵的结构包括电机和提水装置，电机与提水装置传动联接，所述的提水装置为螺杆13。电机设置在机筒8内，螺杆13设置上筒7内，上筒7和机筒8通过框架式的联接架2而实现同轴联接固定，电机的动力输出轴自联接架2的内部穿过而与螺杆17相联接，以通过电机带动螺杆17周向转动，实现对水的提升。上筒7上设有朝向联接架2的进水口，该进水口位于上筒7的下端面上，进水口与上筒7的内部相通，在联接架2的位置处，设置有环形的滤网。电机的定子固定在机筒的内周面上，电机的转子转动地支承在机筒8内所设的支撑装置上。电机的工作是由设置在机筒8下侧的控制器所控制的，控制器接受指令而启动电机工作，或切断电机的电源。
所述过滤装置的结构包括套接在上筒7外周面上的防沙筒1，防沙筒1上端与上筒7之间设置有密封结构，防沙筒1的下端部延伸到机筒8下端面的下侧。防沙筒1为圆筒形，相应地，上筒7和机筒8均为圆筒形，联接架2位于上筒7和机筒8的径向范围内。上筒7和机筒8的外径相同，防沙筒1的内径要略大于机筒8的外径，防沙筒1的内径与机筒8的外径差一般在五毫米以内。在防沙筒1与机筒8之间形成间隙，以供外界的水自防沙筒1的下端处通过间隙而进入到进水口内。
防沙筒1一般为不锈钢材质，防沙筒1的上端通过密封结构而联接到上筒7上，密封结构实现防沙筒1相对于机筒8的固定，防沙筒1和机筒8两者同轴设置。在上筒7上设有出水管6，出水管6与上筒7内部相通，出水管6同轴地设置在上筒7的上侧，密封结构直接套接固定在出水管6上，出水管6伸出到密封结构的上侧。
密封结构通常是非金属材料制成的块状体，该密封结构不要求实现液密封，通常只是要求对一些肉眼可见的颗粒进行阻挡。在实际的应用中，所述的密封结构通常为橡胶垫4，橡胶垫4内沿上筒7的轴向设置有透孔，出水管6穿接在透孔内。在橡胶垫4内埋设有螺帽5，螺钉3穿过防沙筒1的壁体而与螺帽5螺纹连接，从而实现把防沙筒1固定在橡胶垫4上。螺帽5透过橡胶垫4而与出水管6相接触，出水管6通过螺帽5、螺钉3而与防沙筒1电连接。
图4中显示，所述的橡胶垫4为两块，两块橡胶垫4对置合起来而构成一个回转体。在两块橡胶垫4相向的侧面上分别设有一半圆柱形的凹槽41，所述的两侧面贴合在一起而使得两凹槽41构成了所述的透孔。在实现联接时，两块橡胶垫4环抱在出水管6的外周。橡胶垫4的外周面上设有环槽43，抱箍设置在环槽43内而使得两块橡胶垫4贴合在一起。所述抱箍的壁体通过向着外侧突出而形成一对“凵”形结构，在把两块橡胶垫4配置到位后，利用夹钳对“凵”形结构进行夹接，从而对抱箍上“凵”形结构的两侧的壁体向内牵拉，使得抱箍把两块橡胶垫4抱紧，实现两橡胶垫4与出水管6之间的联接固定。
在凹槽41的底面上设有沿上筒7轴向延伸的透槽42，用于对深井泵进行吊接的吊绳9嵌在透槽42内，而自橡胶垫4的上侧伸出。该透槽42也可以嵌入其它的导线11，从而实现外置的结构与深井泵中的控制器电连接。
为了实现对深井泵工作状态的控制，使得在水位过低的情况下，深井泵停止工作。在深井泵的外侧还设置有外置式的感应头10，感应头10为胶囊形状，感应头10通过导线11与控制器电连接，导线11为软线，感应头10电连接在导线11的下端部。导线11嵌入在上述的透槽42内，而自防沙筒1的上端侧伸出到防沙筒1的外侧。在导线11的悬吊下，感应头10与上筒7的位置相对应，也即是在竖直高度上感应头10伸入到上筒7的高度范围内。感应头10的外周包裹有不锈钢材质的外壳，导线11与感应头10的外壳电连接。上筒7为金属材质，上筒7通过联接架2、机筒8而实现与控制器电连接。由于有螺钉3和螺帽5的存在，防沙筒1也同样地可与控制器电连接。
在深井泵放入到水体内后，由于水的存在，会在感应头10与防沙筒1之间形成通路，这是控制器启动电机工作的前提条件。若缺水，则在感应头10与防沙筒1之间不会形成通路，控制器启动电机工作的前提条件缺失，电机不会工作，从而在缺水的条件下很好地保护了深井泵。
为使感应头10与防沙筒1之间形成绝对的分理分隔，在感应头10的外周套接有绝缘材料制成的护套12，护套12上设有若干透口121，透口121使得感应头10的壳体外露。护套12的壁体具有一定的厚度，在使用状态下，护套12倚靠在防沙筒1的外周面上，而使得感应头10与防沙筒1之间分隔。
护套12为塑料或橡胶材质一体注塑成型，在护套12上沿其长度方向设有嵌口122，嵌口122沿护套12的整个长度方向延伸，嵌口122的两端分别位于护套12长度方向的两端。在嵌口122的两端处均形成有阻挡部123，阻挡部123沿嵌口122的内壁面延伸，阻挡部123呈U形或C形。在把感应头10自嵌口122位置处嵌入到护套12内后，两阻挡部123分别与感应头10的两端相抵触，感应头10能够稳定地保持在护套12内。
支撑装置设置在机筒8内，用于对电机转子上转子轴17进行支撑。在机筒8内设置有支撑结构，支撑结构中设置有套接在转子轴17上的轴承16，转子轴17以轴承16为支撑，而实现轴向固定、周向转动。
在机筒8内设置有圆筒形的支撑套15，支撑套15一端开口，另一端封闭，具有连为一体的底部，支撑套15的壁体厚度自一端向另一端方向逐渐变大。支撑套15设置到机筒8内后，其外周面与机筒8的内周面相贴合，支撑套15上形成有通油结构，通油结构沟通支撑套15的轴向两端。
在机筒8上于支撑套15的下侧设有阻挡结构，支撑套15的一端对所述的支撑结构进行支撑，支撑套15的另一端支承在阻挡结构上。图3中显示，所述的阻挡结构为形成在机筒8上的缩径环81，缩径环81是由机筒8的壁体内向收缩而形成。
见图7、8，支撑套15的一端上形成有若干缺口151，所述的通油结构为设置在支撑套15外周面上的油槽152，油槽152对应于缺口151的位置设置。润滑油通过油槽152而可在所述缺口151与支撑套15的底侧之间流动。
见图3，所述的支撑结构包括圆筒形的支撑筒14，支撑筒14一端开口，另一端封闭，支撑筒14的封闭端朝向支撑套15的一端部，支撑筒14的封闭端与支撑套15的一端接触支撑。所述的轴承16设置在支撑筒14的内底面上，转子轴17自支撑筒14的开口端插入到支撑筒14内。
作为一种实施例，在支撑筒14的外周面上沿其轴向设有若干沟槽143，沟槽143的两端分别位于支撑筒14的两端位置处，润滑油可以通过沟槽143而在转子与支撑套16之间流动。为保证支撑筒14下端部的强度，在支撑筒14的外底面上一体成型有若干突出、条状的加强筋144，这些加强筋144交叉布置在支撑筒13的外底面的径向上，这些加强筋144的交叉点位于支撑筒14下底面的圆心位置处。本实施例中，转子轴17以支撑筒14的底部为支撑，在支撑筒14的外底面上一体成型有两突出的柱状体145，在支撑筒14的内底面上于柱状体145的位置处设置有螺纹孔，可以通过螺栓螺纹连接在螺纹孔内，而把相应的支撑结构固定到支撑筒13的内底面上，而实现对转子轴17的轴向支撑固定。
见图7，作为另一种实施例，在支撑筒14的内底面上一体成型有突出的支撑座141，支撑座141为圆环形，在支撑筒14的内底面上于支撑座141的位置处设置有透孔142。轴承16被嵌入到支撑座141内，透孔142供润滑油流过。
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