CN102506028B - 泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备，由进水管、充水排气管、闸阀、支架、水箱、水位计、单向阀、灌水孔、浮球、浮球阀、排气补水管、排水阀和排水管组成；水箱通过充水排气管与水泵进水管最顶点连接；排气补水管上端与水箱连接，下端与水泵最顶部的水泵灌水孔连接；单向阀安装在水箱最上部；水箱上安装水位计；水箱顶部安装灌水孔；进水管与水泵进口处之间安装正心渐缩管。该泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备的研制，很好地解决了水泵充水问题，既省去了底阀，又省去了真空泵机组，可以实现节能运行。

Description

泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备

一、所属领域：

本发明涉及一种泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备，属于水利领域。

二、背景技术

为减少基坑开挖，降低工程造价，方便施工，利于厂房的采光、通风、防潮等，一般离心泵应在不汽蚀的条件下，尽量地抬高水泵安装高程，这样一来，水泵在启动前必须要先充水，否则，水泵无法正常启动，还可能还会引起气蚀、振动，水泵无法正常工作。目前，离心泵主要有两类充水方法：一类是进水管进口安装底阀充水，一类是不设底阀充水。

对中小型泵站，当设置有底阀时，一般多采用人工方法充水，即从水泵灌水孔直接将水灌入泵中，底阀挡水，完成水泵的充水。但由于底阀处水头损失较大，降低了泵站运行效率，有时还会出现底阀无法关闭，不能完成水泵充水的情况；当不设置底阀时，常用真空水箱方法充水，真空水箱一般装置在进水管上，使得进水管分为两段，增加了进水管长度，而且需要在水泵进口前加装闸阀，这样改变了水流流态，造成一定的水头损失，同样降低了泵站运行效率。

对于大、中型的离心泵泵站一般采用真空泵充水，可以去掉进水管口底阀，减小了此处水头损失，提高了泵站运行效率。但它需要真空泵机组的工作，投资较大，每次水泵充水都需要启动真空泵机组，需要消耗一定能量。

三、发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备，使用本设备为水泵充水，既省去了底阀，又省去了真空泵抽气系统，降低了投资，减小了进水管进口处的水头损失，使用方便、灵活，省工、省力、节能。

一种泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备，由进水管、充水排气管、闸阀、支架、水箱、水位计、单向阀、灌水孔、浮球、浮球阀、排气补水管、排水阀和排水管组成；所述的水箱固定在支架上，支架固定在地面上，水箱顶部与水源最低运行水位之间的垂直高度不超过10m，水箱底部高于进水管和水泵最顶部；所述的水箱通过充水排气管与水泵进水管最顶点连接；所述的充水排气管道上安装有闸阀；所述的排水管安装在水箱的底部，排水管上安装有排水阀；所述的排气补水管上端与水箱内腔相连通，排气补水管在水箱里面的出水口安装有浮球阀，其开启由浮球控制；所述的排气补水管下端与水泵最顶部的水泵灌水孔连接；所述的单向阀安装在水箱最上部的边壁上；所述的水箱上安装水位计，水位计上、下两端均与水箱内腔连通；所述的水箱顶部设置有灌水孔，灌水孔用孔盖密封，在孔盖与水箱体之间加装密封垫；进水管与水泵进口之间安装正心渐缩管。

如图1所示，第一次使用时，先将闸阀、排水阀关闭，打开灌水孔，向水箱加满水（浮球上升关闭浮球阀为止），完成后将灌水孔关闭。水泵工作前，关闭出水管闸阀，打开闸阀，水在重力作用下，通过充水排气管自动灌入水泵及水泵进水管内，随着水箱中水位下降，箱中气压减小，在重力和外面大气压作用下单向阀自动关闭，形成一定的真空。进水管及水泵内腔中水位不断上升，进水管和水泵中的气体通过排气管及充水排气管被排入到水箱中。由于充水排气管连接在进水管最顶点处、排气补水管连接在水泵灌水孔水泵最顶部，所以，进水管及水泵中的气体会全部排入水箱中。当水泵进水管、水泵内腔全部充满水后，整个系统会达到一种真空平衡状态，此时水箱中水位不再下降，这样就完成了水泵充水过程，将闸阀关闭，即可启动水泵。

水泵启动后，一部分水通过排气补水管将水输入到水箱中，由于水体的增加，使水箱中的气体压力升高，在气压作用下，冲开单向阀中的阀瓣，气体向外排出，以防止在水箱中形成有压气体；随着水箱中水位的不断升高，浮球被逐渐浮起，水位升高到一定高度时使浮球阀自动关闭，完成水箱补水过程，以备下次水泵充水使用。以后每次水泵充水时，可直接由闸阀控制，即把闸阀打开时，水会自动流入水泵进水管、水泵内腔中，自动完成水泵充水任务；当水泵启动后，又会自动完成向水箱中的补水任务，这样，周而复始，实现了泵站的充水。

本设备在设计充水排气管时，进行了科学合理的设计：

第一，将充水排气管布置在进水管最顶点处，可以使进水管的设计具有任意性，泵站可根据地形等条件需要，进水管可上弯也可下弯，很好地解决了要求泵进口前进水管为水平安装或有一向上倾斜安装的问题，无论水泵进水管道如何布设，管道内不会积气，都可以把水泵及进水管内充满水，不影响水泵的充水工作。第二，把进水管与水泵进口处的偏心渐缩管设计成为正心渐缩管，使得水泵进口处水流流态更佳，提高了泵站运行效率及水泵的抗气蚀性能。同时，水泵充水时，进水管中不会积聚气体，不影响水泵充水，解决了进水管设计受限问题，是对泵站进水管设计的重大改进。

四、附图说明

    图1  泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备示意图

图中： 1-进水池；2-进水管；3-正心渐缩管； 4-充水排气管；5-闸阀；6-支架；7-水箱；

8-水位计；9-单向阀；10-灌水孔；11-浮球；12-浮球阀；13-排气补水管；14-排水阀；15-排水管；16-水泵；17-出水管闸阀；18-出水管；19-正心渐扩管；20-机组基础；21-泵房地坪

五、具体实施方式

本发明用在水泵进水管无底阀的泵站中。

水箱7可以用钢板焊接并做好防锈及防漏处理，或用其它材料（如混凝土、钢筋混凝土等）制成，其强度要求最大只承受一个大气压，对水箱材料强度要求不高，可以自行加工，价格低。可制作成方形或圆形，圆形最好。水箱安装高度为：其顶部与水源最低运行水位之间的垂直高差不宜超过10m，安装高度越低，水箱内的负压越小，同时水箱底部要高于进水管和水泵最顶部；灌水孔用灌水孔盖密封，在中间加设密封垫，用螺栓固定；水位计8用透明硬管制成，其上、下两端均与水箱内腔连通，以便观察水箱7中的水位；充水排气管4及排气补水管13用钢管制作，为了缩短水泵充水时间，其管径可适当大一些。

灌水孔10用孔盖密封，在孔盖与箱体之间加装密封垫，用螺栓固定。需要检修水箱内部时，可将排水阀14打开，将水放空。水箱体积较大时，灌水孔10可作为人孔。

本发明使用时，按以下步骤操作：

1、关闭闸阀5和排水阀14，通过灌水孔10，向水箱7中灌水。本设备只有在第一次使用前，向水箱7中充水一次，以后在水泵运行过程中，即可将水箱自动补水。

2、用孔盖封闭灌水孔10，孔盖与箱体之间加装密封垫，用螺栓紧固。

3、水泵16充水时，先关闭出水管闸阀17，使出水管闸阀17前的出水管、水泵内腔及进水管形成一密闭空腔。

4、打开闸阀5，水箱7中的水在重力作用下，通过充水排气管4自动灌入进水管2、水泵16内及闸阀17前的出水管中，其中的气体会从排气补水管13及充水排气管4全部排入水箱7中。当水泵进水管2、水泵16内腔全部充满水后，水箱7中水位不再下降，完成水泵16充水过程，将闸阀5关闭，即可启动水泵16。

5、水泵16启动后，一部分水通过排气补水管13将水输入到水箱7中，水箱7上部气体将单向阀9冲开，气体排出，随着水箱7中水位的不断升高，浮球11被逐渐浮起，水位升高到一定高度时，浮球阀12自动关闭，完成水箱补水过程，以备下次水泵充水使用。

6、以后再启动水泵时，重复上述步骤，只通过控制闸阀5即可完成水泵的充水及水箱7的补水，周而复始，实现了泵站的充水。

闸阀5采用电动阀，即可实现水泵的自动充水。

该泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备的研制，很好地解决了水泵充水问题，既省去了底阀，又省去了真空泵机组，可以实现节能运行。另外，改变了泵站进水管路的设计理念，使进水管设计具有了很好的灵活性，同时，可以减小管路水头损失，提高泵站的运行效率，提高泵的抗气蚀能力。泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备的研究应用为更好地对泵站进行技术改造，打下了坚实的基础。

Claims (1)

1.一种泵站浮球阀式自动密封水箱充水设备，其特征在于包括进水管、充水排气管、闸阀、支架、水箱、水位计、单向阀、灌水孔、浮球、浮球阀、排气补水管、排水阀和排水管；所述的水箱固定在支架上，支架固定在地面上，水箱顶部与水源最低运行水位之间的垂直高度不超过10m，水箱底部高于进水管和水泵最顶部；所述的水箱通过充水排气管与进水管最顶点连接；所述的充水排气管上安装有闸阀；所述的排水管安装在水箱的底部，排水管上安装有排水阀；所述的排气补水管上端与水箱内腔相连通，排气补水管在水箱里面的出口上安装有浮球阀，其开启由浮球控制；所述的排气补水管下端与水泵最顶部的水泵灌水孔连接；所述的单向阀安装在水箱最上部的边壁上；所述的水箱上安装水位计，水位计上、下两端均与水箱内腔连通；所述的水箱顶部安装灌水孔，灌水孔用孔盖密封，在孔盖与水箱体之间加装密封垫；进水管与水泵进口之间安装正心渐缩管。