專利名稱:保持水泵吸水管真空的方法和真空保持器的制作方法
本發(fā)明屬于一種在給水工程中，取消水泵吸水底閥，保持吸水管真空的方法和真空保持器。一般供水水泵的吸水管均裝有底閥，防止在水泵停止運轉時，由于水體流出而造成真空破壞。取消吸水底閥的現(xiàn)有技術，如“水泵手冊”(ポンプハンド、ブック)日本“泵技術者聯(lián)盟會”編所述一般采用真空泵或射流泵抽氣引水，將破壞真空的吸水管，利用電能或水能產(chǎn)生的負壓，抽出空氣引上水來，然后再起動水泵送水。這種傳統(tǒng)的引水設備，操作麻煩，需要消耗電能或水能，占用建筑面積，延長水泵起動時間。另真空泵投資大并需經(jīng)常保養(yǎng)和維修;射流泵工作效率低，消耗水量大。
本發(fā)明的目的是，在給水工程中，取消水泵吸水管底閥，采用水氣置換法和以此方法制造的真空保持器，使其經(jīng)常保持吸水管與水泵體內(nèi)處于滿水的狀態(tài)，隨時起動水泵送水，從而達到節(jié)約電能，提高揚水效率和避免底閥維修困難的目的。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的采用水氣置換法自動將進入吸入水管或水泵體內(nèi)的氣體用水體置換出來，達到經(jīng)常保持吸水管和水泵體內(nèi)處于滿水狀態(tài)，隨時起動水泵送水的效果，當遇水泵或吸水管維修而導致真空破壞時，真空保持器可自動將其恢復，然后繼續(xù)保持，摒棄了傳統(tǒng)的抽氣式恢復真空的方法。
真空保持器由水氣置換罐、水氣置換閥和自動注水設備三個部分組成。
水氣置換罐是儲存置換用水體和被置換氣體的密閉容器。當向置換罐內(nèi)注水時，氣體可通過單向排氣閥排出。水封可防止單向排氣閥反向進氣。
水氣置換閥是使水與氣在單通道內(nèi)進行正常置換的部件，上端連接件的錐形喇叭口產(chǎn)生的附壁流，有效地消除氣梗阻的形成。下端連接件上的泄壓孔，可使罐內(nèi)注水時形成的正壓力置換為負壓力，雙向止水浮子可按工作需要自動關閉壓力水的通道。閥體為有機玻璃管制成，可直接觀察雙向止水浮子的動作情況，判斷工作是否正常和故障發(fā)生的部位。
自動注水設備由電磁閥，舌簧開關，繼電器和磁鋼浮子構成。按水氣置換罐內(nèi)指定的水位值自動開啟電磁閥，向置換罐內(nèi)注水。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有體積小，安裝方便。不占用建筑面積，不影響原有設備，自動化運行，運營費極低等優(yōu)點。并與水泵型號，功率大小，吸水管直徑粗細等因素無關，故具有適用面廣的特點。
附圖詳細描述了本發(fā)明的一個實施例。
圖1真空保持器結構及安裝示意圖圖2單向排氣閥結構示意圖圖3水氣置換閥下端連接體示意圖圖4三通換向閥結構示意圖現(xiàn)結合附圖對真空保持器的構造細節(jié)及工作過程舉例說明圖1中的真空保持器是由水氣置換罐、水氣置換閥和自動注水設備三部分組成。該真空保持器安裝在水泵〔22〕的排氣管〔23〕上使用。
水氣置換罐由罐體〔1〕、中間隔板〔2〕、中心管〔3〕、單向排氣閥〔4〕、蓋板〔5〕、排水管〔6〕、管接頭〔7〕構成，是儲存置換用水體和被置換氣體的密閉容器，容器分真空室〔8〕和水封室〔9〕兩個部分。單向排氣閥〔4〕由排氣閥罩〔29〕、橡膠塞〔30〕、鋼球〔28〕組成，排氣閥罩〔29〕側向設有排氣孔〔31〕，鋼球直徑為27.5mm。當向罐內(nèi)〔1〕注水壓力達到0.2kg/cm2以上時，氣體可通過單向排氣閥〔4〕頂起鋼球〔28〕排出。(見圖2)水封室〔9〕可防止單向排氣閥反向進氣。
水氣置換閥由上端連接件〔10〕，下端連接件〔11〕，雙向止水浮子〔12〕，錐形喇叭口〔13〕，泄壓孔〔14〕構成，是使水與氣在單通道內(nèi)進行正常置換的部件。利用錐形喇叭口〔13〕產(chǎn)生的附壁流，有效的消除氣梗阻的形成。泄壓孔〔14〕的上端與置換罐〔1〕相通，下端與水泵排氣管〔23〕相通，可使罐內(nèi)注水時形成的正壓力置換為負壓力，泄壓孔直徑為3mm。(見圖3)雙向止水浮子〔12〕可按工作需要自動關閉壓力水的通道。
自動注水設備由電磁閥〔15〕，舌簧開關K1〔16〕，舌簧開關K2〔17〕，繼電器〔18〕，磁鋼浮子A〔19〕，磁鋼浮子B〔20〕，三線插頭〔21〕，注水管〔25〕，三通換向閥〔26〕，虹吸回流管〔27〕構成。電磁閥〔15〕的進水端與壓力水管相接，按水氣置換罐〔1〕內(nèi)指定的水位值自動開啟電磁閥〔15〕向水氣置換罐〔1〕內(nèi)注水。
本發(fā)明裝置的工作過程;水泵〔22〕停止運轉時，水泵〔22〕和吸水管〔24〕內(nèi)為負壓，外界大氣可通過縫隙區(qū)進入吸水管〔24〕或水泵〔22〕體內(nèi)，使泵內(nèi)原有的水體逐漸流入水源，直至全部被進入的氣體所置換而停止，即水泵吸水管真空破壞的原因和過程。
當水泵安裝使用“無底閥吸水管真空保持器”以后，則進入吸水管〔24〕或水泵〔22〕的氣體，在浮力作用下，經(jīng)水泵排氣管〔23〕進入水氣置換閥，于是引起閥內(nèi)水位下降，雙向止水浮子〔12〕自動打開閥的上口，使上升的氣體進入水氣置換罐。由于罐內(nèi)增加了進入的氣體，必有同體積的水體沿氣體上升相反的途徑流入水泵〔22〕至此即完成一個單元氣體的置換工作。
在實際工作中，氣體上升和水體下降是同時進行的，隨著氣體的不斷進入水氣置換罐內(nèi)的水位亦逐漸下降，當水位下降至舌簧開關K1〔16〕位置時，在磁鋼浮子A〔19〕磁場作用下，使K1常開節(jié)點閉合，導通電路供電給電磁閥〔15〕，壓力水即注入水氣置換罐。注水時水氣置換罐內(nèi)的壓力由負變正，雙向止水浮子〔12〕受注水壓力的沖擊，向下移動，自動關閉水氣置換閥的下口，防止壓力水流入水泵〔22〕，同時，儲存在水氣置換罐內(nèi)的氣體，自單向排水閥〔4〕排出，直至氣體排凈壓力水進入水封室〔9〕，涌水高度使磁鋼浮子B〔20〕上升，舌簧開關K2〔17〕常閉節(jié)點斷開，電磁閥〔15〕截止供電時，注水工作即告結束。
注水結束后，由于泄壓孔〔14〕的回流作用，水氣置換罐內(nèi)的壓力又由正變負，雙向止水浮子〔12〕自動浮起，開通水氣置換閥的下口，又開始進入下一個水氣置換周期。
當水泵〔22〕投入運轉時，水泵排氣管〔23〕的壓力由負變正，雙向止水浮子〔12〕在揚水壓力作用下，自動關閉水氣置換閥的上口，防止壓力水進入水氣置換罐，同時停止置換工作，注水泵停止運轉時再自動恢復。
當遇水泵〔22〕或吸水管〔24〕維修而導致真空破壞時，真空保持器即自動進行雙通道置換，泵內(nèi)氣體自水泵排氣管〔23〕經(jīng)水氣置換閥上升至水氣置換罐〔1〕。置換罐〔1〕內(nèi)的水體從注水管〔25〕三通換向閥〔26〕虹吸回流管〔27〕流入吸水管〔24〕。
三通換向閥由閥體〔26〕、滑閥〔32〕構成。在向置換罐〔1〕注水時B與C相通，停止注水時由于滑閥〔32〕下落則A與C相通，以水力和滑閥〔32〕自重為動力自動換向。(見圖4)恢復真空時的置換原理與保持真空時不同，泵內(nèi)氣體是受置換罐〔1〕內(nèi)的負壓抽吸作用而上升，罐內(nèi)的負壓是受水的重力下流而形成，因而置換速度大大加快，待吸水管〔24〕和水泵〔22〕排凈空氣充滿水后，又自動進入保持真空狀態(tài)，恢復單通道置換。
對于新建泵站第一次壓力水來源問題，可由施工單位根據(jù)現(xiàn)場情況，采用施工用水泵注入，或臨時接用附近自來水等方法解決。
權利要求
1.一種保持水泵吸水管真空的方法，其特征在于利用水與氣均具有流動性而比重又相差懸殊的特點，以水體置換氣體的方法，使水泵吸水管經(jīng)常保持真空狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求
1所述的保持水泵吸水管真空的方法所制造的真空保持器，其特征在于采用密閉而又可單向排氣的水氣置換罐。
3.根據(jù)權利要求
2所述的真空保持器，其特征在于采用水封的方法，防止單向排氣閥〔4〕反向進氣。
4.根據(jù)權利要求
2所述的真空保持器，其特征在于采用可使水與氣在單通道內(nèi)進行置換的水氣置換閥。
5.根據(jù)權利要求
4所述的真空保持器，其特征在于采用錐形喇叭口〔13〕產(chǎn)生的附壁流，消除氣梗阻的形成。
6.根據(jù)權利要求
4、5所述的真空保持器，其特征在于采用泄壓孔〔14〕使注水后的水氣置換罐內(nèi)水壓力由正變負。
7.根據(jù)權利要求
4、5、6、所述的真空保持器，其特征在于采用雙向止水浮子〔12〕按工作需要自動關閉壓力水的通道。
專利摘要
“保持水泵吸水管真空的方法和真空保持器”是在給水工程中，取消水泵吸水底閥的條件下，以水氣置換法經(jīng)常保持吸水管和水泵體內(nèi)處于滿水狀態(tài)，隨時起動水泵送水。從而達到節(jié)約電能，提高揚水效率和避免底閥維修困難的效果。
文檔編號F04D9/00GK86102582SQ86102582
公開日1987年1月31日 申請日期1986年4月15日
發(fā)明者劉殿選 申請人:鐵道部第四勘測設計院科學技術研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan