專利名稱：泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備，屬于水利領(lǐng)域。ニ背景技術(shù)：
為減少基坑開挖，降低工程造價(jià)，方便施工，利于廠房的采光、通風(fēng)、防潮等，一般離心泵應(yīng)在不汽蝕的條件下，盡量地抬高水泵安裝高程，這樣ー來，水泵在啟動前必須要先充水，否則，水泵無法正常啟動，還可能還會引起氣蝕、振動，水泵無法正常工作。所以，正值安裝高度的離心泵在啟動前必須要先充水。目前，離心泵主要有兩類充水方法一類是進(jìn)水管進(jìn)ロ安裝底閥充水，ー類是不設(shè)底閥充水。對于小型的或不經(jīng)常使用的離心泵泵站，特別是廣大農(nóng)村，在灌溉作物時(shí)，水泵經(jīng)常采用流動式運(yùn)行方式，由于沒有可用的電源，多數(shù)采用內(nèi)燃機(jī)作為動力，無法使用真空泵充水系統(tǒng)進(jìn)行充水，只能在水泵進(jìn)水管ロ安裝底閥(蓮蓬頭)，采用人工方式為水泵充水，致使勞動強(qiáng)度大。同時(shí)，由于底閥處水頭損失較大，降低了泵站運(yùn)行效率，且有時(shí)會時(shí)常出現(xiàn)底閥關(guān)閉不嚴(yán)或無法關(guān)閉的現(xiàn)象，致使底閥漏水，不能完成水泵充水的需要，使用不方便，使水泵充水變得比較困難。上述充水方式的改進(jìn)形式為水上式底閥充水方式，即將底閥由進(jìn)水管ロ移至進(jìn)水管中間適宜的位置，但它需要有足夠長的進(jìn)水管道，才能完成水泵充水過程，而且，底閥的存在致使水頭損失増加，降低了泵站運(yùn)行效率。為減小底閥帶來的能量損失，改進(jìn)的方法是進(jìn)水管上不設(shè)底閥，可采用真空水箱方法充水，具體方法是將真空水箱裝置在進(jìn)水管上，使得進(jìn)水管分為兩段，増加了進(jìn)水管長度，而且需要在水泵進(jìn)口前加裝閘閥，這樣進(jìn)水管形狀變得復(fù)雜，從而改變了水流流態(tài)，造成了能量損失，亦降低了泵站的運(yùn)行效率。對于大、中型的離心泵泵站較多地采用真空泵充水系統(tǒng)充水，進(jìn)水管上去掉了底閥，減小了此處水頭損失，提高了泵站運(yùn)行效率，且自動化程度高。但真空泵機(jī)組需要有專門的配電系統(tǒng)，毎次水泵充水都需要啟動真空泵機(jī)組，需要消耗一定能量。它主要使用于大、中型的電カ泵站。此外，還有手動泵充水法、射流泵充水法、水泵從壓水管弓I水等方法，也都存在一定的不足。為了解決以上問題，申請人曾研制了泵站浮球閥式自動密封水箱充水設(shè)備，但它有時(shí)會出現(xiàn)排氣閥(單向閥)不能正常關(guān)閉的現(xiàn)象，致使不能很好地形成真空；第二，由于采用浮球閥，其浮球只能設(shè)置在水箱內(nèi)部，致使水箱上部的部分容積不能被利用，使得水箱體積增加較大，且檢修不便；第三，連接水箱與水泵的排氣補(bǔ)水管上未設(shè)置閘閥，在水泵正常工作時(shí)，水箱中的水一直被加壓，使水箱承受較大水壓力，可能會導(dǎo)致漏水事故的發(fā)生。三、發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實(shí)用新型在泵站浮球閥式自動密封水箱充水設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)而提供了ー種泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備，使用本設(shè)備為水泵充水，既省去了底閥，又省去了真空泵抽氣系統(tǒng)，降低了投資，減小了進(jìn)水管進(jìn)ロ處的水頭損失，使用 方便、靈活，省エ、省力、節(jié)能，流動式泵站中更加實(shí)用。[0012]ー種泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備，由充水排氣管、充水排氣管閘閥、水泵、水泵出水管、水泵出水管閘閥、支架、水箱、水位計(jì)、灌水孔、進(jìn)排氣閥、浮體、連桿、正心漸縮管、排氣補(bǔ)水管和排氣補(bǔ)水管閘閥等組成；所述的水箱固定在支架上，支架固定在泵房地面上，水箱頂部與進(jìn)水池最低運(yùn)行水位之間的垂直高度不宣超過10m，水箱底部高于水泵進(jìn)水管和水泵最頂部；所述的水箱通過充水排氣管與水泵進(jìn)水管最頂點(diǎn)連接；所述的充水排氣管道上安裝有充水排氣管閘閥；所述的排氣補(bǔ)水管上安裝有排氣補(bǔ)水管閘閥；排氣補(bǔ)水管上端與水箱內(nèi)腔相連通，下端與水泵最頂部的水泵灌水孔連接；所述的進(jìn)排氣閥安裝在水箱最頂部；所述的水箱外安裝有水位計(jì)，水位計(jì)上、下兩端均與水箱內(nèi)腔連通；所述的水箱頂部設(shè)置有灌水孔，灌水孔用孔蓋密封，在孔蓋與水箱體之間加裝密封墊；水泵進(jìn)水管與水泵進(jìn)ロ之間安裝正心漸縮管。所述的進(jìn)排氣閥由進(jìn)排氣閥閥體、上浮體、下浮體及連桿組成；進(jìn)排氣閥閥體外形為圓柱形，進(jìn)排氣閥閥體內(nèi)部上下兩端設(shè)有弧型凹槽，弧形凹槽之間為圓柱孔，連桿放置在圓柱孔內(nèi)，連桿直徑小于進(jìn)排氣閥閥體內(nèi)部中間段圓柱孔的直徑，使它們之間留有一定的縫隙，以使水箱上部氣體能及時(shí)從連桿與進(jìn)排氣閥閥體內(nèi)部中間段圓柱孔之間的縫隙排出，連桿可以在進(jìn)排氣閥閥體的圓柱孔內(nèi)上下移動；上浮體連接固定在連桿上端，下浮體連 接固定在連桿下端，連桿、上浮體和下浮體成為ー個(gè)整體，稱為浮子；連桿長度不宣過長，以能使水箱補(bǔ)水時(shí)，水箱上部氣體能及時(shí)從下浮體與進(jìn)排氣閥閥體下部弧型凹槽面之間的縫隙和上浮體與進(jìn)排氣閥閥體上部弧型凹槽面之間的縫隙中排出為度；當(dāng)水泵充水時(shí)，水箱中水位下降，下浮體受到的浮力逐漸減小，浮子會逐漸向下移動，當(dāng)上浮體與進(jìn)排氣閥閥體上端弧型凹槽面接觸時(shí)，進(jìn)排氣閥自動關(guān)閉，使水箱自動密封；當(dāng)水箱補(bǔ)水時(shí)，水箱中水位不斷上升，水箱上部氣體壓力不斷増加，當(dāng)其壓カ增加到一定程度時(shí)，浮子在氣體壓力作用下向上移動，進(jìn)排氣閥自動打開，氣體會從浮子與閥體之間的縫隙中排出；隨著水箱中水位不斷上升，下浮體受到水的浮力作用，逐漸上移，當(dāng)下浮體與進(jìn)排氣閥閥體下部弧型凹槽面接觸時(shí)，進(jìn)排氣閥自動關(guān)閉，防止水箱中水體溢出，此時(shí)完成補(bǔ)水過程。如圖I所示，第一次使用時(shí)，先將充水排氣管閘閥關(guān)閉，打開灌水孔，向水箱灌水，直到灌滿為止，完成后將灌水孔關(guān)閉。水泵工作前，關(guān)閉水泵出水管閘閥，打開充水排氣管閘閥，水在重力作用下，通過充水排氣管自動灌入水泵、水泵進(jìn)水管和水泵出水管內(nèi)，隨著水箱中水位下降，箱中壓強(qiáng)減小，在重力和外面大氣壓作用下浮體下降使進(jìn)排氣閥自動關(guān)閉，形成一定的真空。隨著進(jìn)水管、水泵內(nèi)腔和水泵出水管中水位不斷上升，其內(nèi)部氣體通過充水排氣管及排氣補(bǔ)水管被排入水箱上部。由于充水排氣管連接在進(jìn)水管最頂點(diǎn)處、排氣補(bǔ)水管連接在水泵最頂部，所以，水泵進(jìn)水管及水泵中的氣體會全部排入水箱中。當(dāng)水泵進(jìn)水管、水泵內(nèi)腔全部充滿水后，整個(gè)系統(tǒng)會達(dá)到ー種真空平衡狀態(tài)，此時(shí)水箱中水位不再下降(可由水位計(jì)觀察而知)，這樣就完成了水泵充水過程，將充水排氣管閘閥關(guān)閉，即可啟動水泵。水泵啟動后，一部分水通過排氣補(bǔ)水管將水輸入到水箱中，由于水體的増加，使水箱中的氣體壓力升高，氣體經(jīng)進(jìn)排氣閥向外排出；隨著水箱中水位的不斷升高，浮體被逐漸浮起，水箱充滿水時(shí)進(jìn)排氣閥自動關(guān)閉，完成水箱補(bǔ)水過程，以備下次水泵充水使用。以后毎次水泵充水時(shí)，可直接由充水排氣管閘閥和排氣補(bǔ)水管閘閥控制，即把閘閥打開時(shí)，水會自動流入水泵進(jìn)水管、水泵內(nèi)腔中，自動完成水泵充水任務(wù)；當(dāng)水泵啟動后，又會自動完成向水箱中的補(bǔ)水任務(wù)，這樣，周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)了泵站的充水。本設(shè)備在設(shè)計(jì)充水排氣管時(shí)，進(jìn)行了科學(xué)合理的設(shè)計(jì)第一，將浮球閥式自動密封水箱充水設(shè)備中排氣閥(單向閥)與浮球閥改進(jìn)為進(jìn)排氣閥，很好地替代了兩閥的作用。解決了排氣閥有時(shí)不能正常關(guān)閉的現(xiàn)象，致使不能很好地形成真空，有時(shí)甚至不能完成充水的問題；第二，將進(jìn)排氣閥布置在水箱頂部，在水箱補(bǔ)水過程中，可使水箱內(nèi)所有氣體排出，有效地減小了水箱的體積，降低了造價(jià)，減小了占用空間，便于設(shè)備的布置、安裝。解決了水箱上部的部分容積不能被利用，致使水箱體積增加的問題；第三，在水箱與水泵頂點(diǎn)(水泵灌水孔)之間設(shè)置的排氣補(bǔ)水管上，加設(shè)了排氣補(bǔ)水管閘閥，能充分將水泵內(nèi)腔的所在氣體排出，保證了水泵的充水。同時(shí)，完成了水箱的補(bǔ)水任務(wù)，為水泵下次充水做好了準(zhǔn)備。當(dāng)補(bǔ)水完成后，可以關(guān)閉此閘閥，解決了水泵工作期 間，水箱一直受到較大水壓的問題，保證了設(shè)備工作的穩(wěn)定性。此外，將充水排氣管布置在進(jìn)水管最頂點(diǎn)處，可以使進(jìn)水管的設(shè)計(jì)具有任意性，無論水泵進(jìn)水管道如何布設(shè)，水泵充水時(shí)，管道內(nèi)不會積氣，很好地解決了要求水泵進(jìn)水管為水平安裝或有一向上傾斜安裝的問題。把進(jìn)水管與水泵進(jìn)ロ處的偏心漸縮管改進(jìn)為正心漸縮管，使得水泵進(jìn)ロ處水流流態(tài)更佳，提高了泵站運(yùn)行效率及水泵的抗氣蝕性能。解決了進(jìn)水管設(shè)計(jì)受限問題，是對泵站進(jìn)水管設(shè)計(jì)的重大改進(jìn)。四
圖I泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備示意圖圖中I-進(jìn)水池；2_水泵進(jìn)水管；3_正心漸縮管；4-充水排氣管；5_充水排氣管閘閥；6-支架；7-水箱；8-水位計(jì)；9_灌水孔；10_進(jìn)排氣閥(進(jìn)排氣閥閥體);Iト上浮體；12_連桿；13_下浮體；14_排氣補(bǔ)水管；15_排氣補(bǔ)水管閘閥；16-水泵；17-水泵出水管閘閥；18-水泵出水管；19-正心漸擴(kuò)管；20-機(jī)組基礎(chǔ)；21-泵房地面五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型使用在水泵進(jìn)水管無底閥的泵站中。水箱7可以用鋼板焊接并做好防銹及防漏處理，或用其它材料(如鋼筋混凝土等)制成。可制作成方形或圓形，圓形較好。水箱安裝高度為其頂部與進(jìn)水池最低運(yùn)行水位之間的垂直高差不宣超過10m，安裝高度越低，水箱內(nèi)的負(fù)壓越小，同時(shí)水箱底部要高于水泵進(jìn)水管和水泵最頂部；水位計(jì)8用透明硬管制成，安裝在水箱外，其上、下兩端均與水箱內(nèi)腔連通，以便觀察水箱7中的水位；充水排氣管4及排氣補(bǔ)水管14用鋼管制作，為了縮短水泵充水時(shí)間，其管徑可適當(dāng)増大ー些。灌水孔9用孔蓋密封，在孔蓋與箱體之間加裝密封墊，用螺栓固定。需要檢修水箱內(nèi)部時(shí)，可將充水排氣管閘閥5打開，將水放空。水箱體積較大吋，灌水孔9可兼作進(jìn)人孔。本實(shí)用新型使用時(shí)，按以下步驟操作I、關(guān)閉充水排氣管閘閥5和排氣補(bǔ)水管閘閥15，通過灌水孔9，向水箱7中灌滿水。本設(shè)備只有在第一次使用前，向水箱7中充水一次，以后水泵再運(yùn)行時(shí),可自動完成水箱補(bǔ)水。2、用孔蓋封閉灌水孔9，孔蓋與箱體之間加裝密封墊，用螺栓緊固。[0032]3、水泵16充水時(shí)，先關(guān)閉水泵出水管閘閥17，使水泵出水管閘閥17前的水泵出水管、水泵內(nèi)腔及水泵進(jìn)水管形成一密閉空腔。4、打開充水排氣管閘閥5、排氣補(bǔ)水管閘閥15，水箱7中的水在重力作用下，通過充水排氣管4自動灌入水泵進(jìn)水管2、水泵16內(nèi)及水泵出水管閘閥17前的出水管中，其中的氣體會從排氣補(bǔ)水管14及充水排氣管4排入水箱7中。觀察水位計(jì)8中水位，當(dāng)水位不再下降時(shí)，說明水泵進(jìn)水管2、水泵16內(nèi)腔已全部充滿水，完成水泵16充水過程，將充水排氣管閘閥5關(guān)閉，即可啟動水泵16。5、水泵16啟動后，一部分水通過排氣補(bǔ)水管14將水輸入到水箱7中，隨著水箱7中水位的不斷升高，水箱7上部氣體由進(jìn)排氣閥10排出，水箱充滿水后，進(jìn)排氣閥10自動關(guān)閉，完成水箱補(bǔ)水過程，以備下次水泵充水使用。水泵正常工作后，將排氣補(bǔ)水管閘閥15關(guān)閉，以防止水箱在泵站發(fā)生水錘時(shí)破壞。*[0035]6、以后再啟動水泵時(shí)，重復(fù)上述步驟，即可完成水泵16的充水及水箱7的補(bǔ)水，周而復(fù)始，即可實(shí)現(xiàn)水泵的充水。充水排氣管閘閥5、排氣補(bǔ)水管閘閥15可采用電動閥，即可實(shí)現(xiàn)水泵的自動充水工作。該泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備的研制，很好地解決了水泵充水問題，既省去了底閥，又省去了真空泵機(jī)組，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。另外，改變了泵站進(jìn)水管路的設(shè)計(jì)理念，使進(jìn)水管設(shè)計(jì)具有了很好的靈活性，同時(shí)，可以減小管路水頭損失，提高泵站的運(yùn)行效率，提高泵的抗氣蝕能力。泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備的研究應(yīng)用為更好地對泵站進(jìn)行技術(shù)改造，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
權(quán)利要求1.ー種泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備，其特征在于包括充水排氣管、充水排氣管閘閥、水泵、水泵出水管、水泵出水管閘閥、支架、水箱、水位計(jì)、灌水孔、進(jìn)排氣閥、正心漸縮管、排氣補(bǔ)水管和排氣補(bǔ)水管閘閥；所述的水箱固定在支架上，支架固定在泵房地面上，水箱頂部與進(jìn)水池最低運(yùn)行水位之間的垂直高度不超過10m，水箱底部高于水泵進(jìn)水管和水泵最頂部；所述的水箱通過充水排氣管與水泵進(jìn)水管最頂點(diǎn)連接；所述的充水排氣管道上安裝有充水排氣管閘閥；所述的排氣補(bǔ)水管上安裝有排氣補(bǔ)水管閘閥；排氣補(bǔ)水管上端與水箱內(nèi)腔相連通，下端與水泵最頂部的水泵灌水孔連接；所述的進(jìn)排氣閥安裝在水箱最上部；所述的水箱外安裝有水位計(jì)，水位計(jì)上、下兩端均與水箱內(nèi)腔連通；所述的水箱頂部設(shè)置有灌水孔，灌水孔用孔蓋密封，在孔蓋與水箱體之間加裝密封墊；水泵進(jìn)水管與水泵進(jìn)ロ之間安裝正心漸縮管；所述的進(jìn)排氣閥由進(jìn)排氣閥閥體、上浮體、下浮體及連桿組成；進(jìn)排氣閥閥體外形為圓柱形，進(jìn)排氣閥閥體內(nèi)部上下兩端設(shè)有弧型凹槽，弧形凹槽之間為圓柱孔，連桿放置在圓柱孔內(nèi)，連桿直徑小于進(jìn)排氣閥閥體內(nèi)部中間段圓柱孔的直徑，連桿可以上下移動，上浮體連接固定在連桿上端，下浮體連接固定在連桿下端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備，包括充水排氣管、閘閥、支架、水箱、水位計(jì)、灌水孔、進(jìn)排氣閥、排氣補(bǔ)水管等；水箱通過充水排氣管與水泵進(jìn)水管最頂點(diǎn)連接；充水排氣管道上安裝有充水排氣管閘閥；排氣補(bǔ)水管上端與水箱連接，排氣補(bǔ)水管上安裝有排氣補(bǔ)水管閘閥；下端與水泵最頂部的水泵灌水孔連接；進(jìn)排氣閥水箱最上部；水箱上安裝水位計(jì)；水箱頂部設(shè)置灌水孔；水泵進(jìn)水管與水泵進(jìn)口處之間安裝正心漸縮管。該泵站進(jìn)排氣閥式自動密封水箱充水設(shè)備的研制，很好地解決了水泵充水問題，既省去了底閥，又省去了真空泵機(jī)組，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
文檔編號F04D29/00GK202441640SQ201220068218
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者呂云生, 孫玉霞, 王春堂, 王艷艷, 董濤 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)