CN104006006B - 水位自适应冲击阀阻尼可变水锤泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水锤泵，公开了一种具水位自适应的冲击阀阻尼可变水锤泵。包括放置在水源(1)中的水位传感器(2)，水位传感器(2)通过线缆(3)连接到冲击阀(4)，冲击阀(4)通过电磁铁(10)与永磁体(11)之间的吸斥力进行动作，一端与泵体(5)连接，泵体(5)另一端连接有进水管(6)，进水管(6)另一端与水源(1)连接；泵体(5)一侧设有止回阀(7)，通过止回阀(7)与蓄能罐(8)连接，蓄能水罐(8)一侧连接有扬水管。本发明解决了传统水锤泵冲击阀门阻尼不能随意改变的缺陷，增强了冲击阀阀门的启闭速度，减少了能量的损失，延长了设备使用寿命。

Description

水位自适应冲击阀阻尼可变水锤泵

技术领域

本发明涉及水锤泵，尤其涉及了具水位自适应的冲击阀阻尼可变水锤泵。

背景技术

水锤泵是依据“水击”现象，制成的一种不需要消耗外部能量的提水装置。他能够利用水流中本来就蕴含的势能，将低水位落差的水输送到较高的位置。水锤泵主要用于从山泉、河流中提水，进行农业灌溉，近年来水锤泵的使用范围扩展到了小型水力蓄能和小型潮汐蓄能发电，但在水源水位变动较大的环境下水锤泵难以获得较高的提水效率，应用受到限制。

传统水锤泵的阀门冲击阀启闭主要依靠阀芯的自重、弹簧的弹力、水流的冲击力三者来控制。这样的设计使传统水锤泵存在着无可避免的缺陷：1.长时间的使用后，弹簧会疲劳、老化，水锤泵的工作状态因而变差，提水效率下降；2.水锤泵装配完成后，弹簧弹力或阀芯片自重就无法人为改变，即冲击阀的阻尼特征无法改变。当水源水位变化较大时，水锤泵就不能保持较高的提水效率。

传统水锤泵的阀芯基本为圆碟状，以获得足够的水流冲击力使阀门在适当的时候关闭，然而圆碟形的阀芯也很大程度上损耗了水流的能量，使水泵难以达到很高的效率。

传统水锤泵的冲压阀门处的水流向与泵体中的水流向垂直，也就是说，水流流到冲击阀前要经过一个直角弯，从流体力学的角度来看，这样的直角弯会损失部分水体能量，一定程度上也降低了水泵的效率。

发明内容

本发明针对现有技术中水锤泵冲击阀启闭主要依靠阀芯的自重、弹簧的弹力、水流的冲击力三者来控制，当安装完成后不便于人为改变，即冲击阀的阻尼特征无法改变，且当弹簧老化后水锤泵的工作性能降低，圆碟状的阀芯设计很大程度上损耗了水流的能量的缺点，提供了一种具备水源水位监测，并根据所测水位自动调整冲击阀的阻尼特征的水锤泵。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

水位自适应冲击阀阻尼可变水锤泵，包括放置在水源中的水位传感器，水位传感器通过线缆连接到泵体一端的冲击阀，泵体另一端连接有进水管，进水管另一端与水源连接；泵体上设有止回阀，通过止回阀与蓄能水罐连接，蓄能水罐一侧连接有扬水管。水位传感器在水源中实时对当前水位高度进行监测，并将监测所得的结果通过线缆传送给泵体一端的冲击阀，冲击阀根据所测得的结果进行动作，泵体另一端连接有进水管，进水管的另一端与水源连接，用于引进水体，泵体的一侧设有止回阀，通过冲击阀的动作，泵体内压力升高，止回阀的垫块被顶开，使泵体内的高压水体进入到蓄能水罐中，并向扬水管输送。

作为优选，冲击阀设有冲击阀支架，线缆连接到固定在冲击阀支架上的控制器，控制器连接有电磁铁，电磁铁磁场作用方向设有永磁体，永磁体嵌入在第一限位块内，第一限位块连接有阀芯连杆，阀芯连杆穿过固定在冲击阀支架上的第一钢珠套，与泵体内的阀芯相连接。固定在冲击阀支架上的控制器在接收到水位传感器所测得的水位信息后，通过改变对冲击阀上的电磁铁电流强弱，增强或减弱电磁铁对自身磁场作用方向范围内的永磁体的排斥力，当永磁体被排斥力作用时，连带的牵动阀芯在泵体内动作，且行程受到了第一限位块的控制。

作为优选，止回阀内设有输水孔，输水孔上盖有垫块，垫块与输水孔间隔有第二橡胶垫，垫块连接有连杆，连杆穿过固定在输水孔内的第二钢珠套，连杆底部连接有第二限位块。止回阀内设有用于导通高压水体的输水孔，输水孔上上覆盖有垫块，用于开/闭输水孔，垫块与输水孔之间设有第二橡胶垫增加了垫块与第二橡胶垫之间的紧密性；垫块连接有连杆，连杆穿过固定在输水孔内的第二钢珠套，连杆的底部连接有第二限位块，用来控制连杆在动作时的行程。

作为优选，冲击阀上的阀芯为球型，阀芯与泵体贴合处覆有第一橡胶垫，两者间形成冲击阀阀门。阀芯采用轻质高强度材料，外形近似为球型以减少阻力，泵体与冲击阀相连的一段泵体的内壁设计为流线型，以减少水力损失；冲击阀出口处内壁覆有第一橡胶垫，用以保证冲击阀的阀门在关闭时的密闭性同时也起到减少噪音的作用。

作为优选，冲击阀上的控制器与电磁铁封闭在塑料盒体内。冲击阀上的控制器与电磁铁被独立封闭在塑料盒体内，盒体采用密封防水工艺，保证了控制器与电磁铁不被浸水。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明可根据水源水位高度，改变冲击阀阻尼，调整启闭频率，以使用水锤泵在较大的水位变动范围内均能获得较好的提水效率，改变了传统水锤泵冲击阀门阻尼不能随时改变的缺陷。本发明冲击阀门使用电磁铁和永磁体之间的吸、斥力控制阀门的开闭，避免了传统水锤泵弹簧构件长时间使用易疲劳、老化的缺陷。本发明可根据控制器预设值，在一个启闭循环内采用不同的电磁力，使冲击阀阀门启、闭速度得到极大的改善；球型的阀芯设计，泵体冲击阀阀门端，内壁为流线型，可大大减少阻力造成的能量损耗，在同等条件下可以增大流速，增强水机效果，提高水锤泵效率；钢珠套支撑连杆，使得构件在活动时受到的阻力小，使冲击阀与止回阀反应比传统水锤灵敏，更为经久耐用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明图1中的横截面示意图。

图3是本发明冲击阀示意图。

图4是本发明止回阀示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—水源，2—水位传感器，3—线缆，4—冲击阀，5—泵体，6—进水管，7—止回阀，8—蓄能水罐，9—控制器，10—电磁铁，11—永磁体，12—第一限位块，13—阀芯连杆，14—第一钢珠套，15—阀芯，16—第一橡胶垫，17—输水孔，18—垫块，19—第二橡胶垫，20—连杆，21—第二限位块，22—扬水管,23—第二钢珠套，24—冲击阀固定支架。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

水位自适应冲击阀阻尼可变水锤泵，如图1、2、3、4所示，包括放置在水源1中的水位传感器2，水位传感器2通过线缆3连接到泵体5一端的冲击阀4，泵体5另一端连接有进水管6，进水管6另一端与水源1连接；泵体5上设有止回阀7，通过止回阀7与蓄能水罐8连接，蓄能水罐8一侧连接有扬水管22。水位传感器2在水源1中实时对当前水位高度进行监测，并将监测所得的结果通过线缆3传送给泵体5一端的冲击阀4，冲击阀4根据所测得的结果进行动作，泵体另一端连接有进水管6，进水管6的另一端与水源1连接，用于引进水体，泵体5的一侧设有止回阀7，通过冲击阀4的动作，泵体5内压力升高，止回阀7的垫块18被顶开，使泵体5内的高压水体进入到蓄能水罐8中，并向扬水管22输送。

冲击阀4设有冲击阀支架24，线缆3连接到固定在冲击阀支架24上的控制器9，控制器9连接有电磁铁10，电磁铁10磁场作用方向设有永磁体11，永磁体11嵌入在第一限位块12内，第一限位块12连接有阀芯连杆13，阀芯连杆13穿过固定在冲击阀支架24上的第一钢珠套14，与泵体5内的阀芯15相连接。固定在冲击阀支架24上的控制器9在接收到水位传感器2所测得的水位信息后，通过改变对冲击阀4上的电磁铁10电流强弱，增强或减弱电磁铁10对自身磁场作用方向范围内的永磁体11的排斥力，当永磁体11被排斥力作用时，连带的牵动阀芯15在泵体5内动作，且行程受到了第一限位块12的控制。

止回阀7内设有输水孔17，输水孔17上盖有垫块18，垫块18与输水孔17间隔有第二橡胶垫19，垫块18连接有连杆20，连杆20穿过固定在输水孔17内的第二钢珠套23，连杆20底部连接有第二限位块21。止回阀7内设有用于导通高压水体的输水孔17，输水孔17上上覆盖有垫块18，用于开/闭输水孔，垫块18与输水孔17之间设有第二橡胶垫19增加了垫块18与第二橡胶垫19之间的紧密性；垫块18连接有连杆20，连杆20穿过固定在输水孔17内的第二钢珠套23，连杆20的底部连接有第二限位块21，用来控制连杆20在动作时的行程。

冲击阀4上的阀芯15为球型，阀芯15与泵体5贴合处覆有第一橡胶垫16，两者间形成冲击阀阀门。阀芯15采用轻质高强度材料，外形近似为球型以减少阻力，泵体5与冲击阀4相连的一段泵体的内壁设计为流线型，以减少水力损失；冲击阀4出口处内壁覆有第一橡胶垫16，用以保证冲击阀4的阀门在关闭时的密闭性同时也起到减少噪音的作用。

冲击阀4上的控制器9与电磁铁10封闭在塑料盒体内。冲击阀4上的控制器9与电磁铁10被独立封闭在塑料盒体内，盒体采用密封防水工艺，保证了控制器9与电磁铁10不被浸水。

Claims (4)

1.水位自适应冲击阀阻尼可变水锤泵，其特征在于：包括放置在水源(1)中的水位传感器(2)，水位传感器(2)通过线缆(3)连接到泵体(5)一端的冲击阀(4)，泵体(5)另一端连接有进水管(6)，进水管(6)另一端与水源(1)连接；泵体(5)上设有止回阀(7)，通过止回阀(7)与蓄能水罐(8)连接，蓄能水罐(8)一侧连接有扬水管(22)；冲击阀设有冲击阀支架(24)，线缆(3)连接到固定在冲击阀支架(24)上的控制器(9)，控制器(9)连接有电磁铁(10)，电磁铁(10)磁场作用方向设有永磁体(11)，永磁体(11)嵌入在第一限位块(12)内，第一限位块(12)连接有阀芯连杆(13)，阀芯连杆(13)穿过固定在冲击阀支架(24)上的第一钢珠套(14)，与泵体(5)内的阀芯(15)相连接，阀芯(15)与泵体贴合处覆有第一橡胶垫(16)。

2.根据权利要求1所述的水位自适应冲击阀阻尼可变水锤泵，其特征在于：止回阀(7)内设有输水孔(17)，输水孔(17)上盖有垫块(18)，垫块(18)与输水孔(17)间隔有第二橡胶垫(19)，垫块(18)连接有连杆(20)，连杆(20)穿过固定在输水孔(17)内的第二钢珠套(23)，连杆(20)底部连接有第二限位块(21)。

3.根据权利要求2所述的水位自适应冲击阀阻尼可变水锤泵，其特征在于：冲击阀(4)上的阀芯(15)为球型。

4.根据权利要求1所述的水位自适应冲击阀阻尼可变水锤泵，其特征在于：冲击阀(4)上的控制器(9)与电磁铁(10)封闭在塑料盒体内。