CN105332942A - 一种缓冲导流水锤消除器及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种缓冲导流水锤消除器，包括内、外同轴设置的内活塞缓冲部分和外稳压导流部分；内活塞缓冲部分包括内活塞缓冲部分外壁及设于其内部的上活塞、下调压活塞，下调压活塞通过预压弹簧与上活塞连接；内活塞缓冲部分外壁顶部和底部分别连接上、下封板，上活塞上方设有密封法兰，内活塞缓冲部分外壁上设有排压孔；外稳压导流部分包括同轴设于内活塞缓冲部分外壁外部且顶部、底部分别连接上下封板的外稳压导流部分外壁，外稳压导流部分外壁外侧设有呼吸泄水阀。本发明还提供了缓冲导流水锤消除器的使用方法。本发明能够有效地消除水泵供水过程中的水锤现象，使管网保持稳定水压，保证了供水系统的安全性。

Description

一种缓冲导流水锤消除器及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种水锤消除装置，尤其涉及一种缓冲导流水锤消除器。
背景技术
水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样，所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。
电动水泵全电压起动时，在较短时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以流量的急剧变化将在管道内引起压强过高或过低的冲击，以及出现“空化”现象。压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。
水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将引起管子的破裂；反之，压强过低，又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。
当切断电源而停机时，泵水系统的势能将克服电动机的惯性而命令系统急剧地停止，这也同样会引起压力的冲击和水锤效应。
为了消除水锤效应的严重后果，有必要在管路中设置一系列缓冲措施和设备，解决现有水泵供水过程中的水锤现象，保证供水系统安全。这样的设备目前还未见公开报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够消除水泵供水过程中的水锤现象，保证供水系统安全的装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：包括内、外同轴设置的内活塞缓冲部分和外稳压导流部分；
内活塞缓冲部分包括内活塞缓冲部分外壁及设于其内部的上活塞、下调压活塞，下调压活塞设于上活塞下部且通过预压弹簧与上活塞连接；内活塞缓冲部分外壁的顶部和底部分别连接上封板、下封板，上活塞上方设有密封法兰，上封板、内活塞缓冲部分外壁及密封法兰之间构成管网高压腔，上活塞、下调压活塞及内活塞缓冲部分外壁之间构成下调压腔室；内活塞缓冲部分外壁上设有排压孔；
外稳压导流部分包括同轴设于所述内活塞缓冲部分外壁外部且顶部、底部也分别连接所述上封板、下封板的外稳压导流部分外壁，外稳压导流部分外壁与内活塞缓冲部分外壁之间构成外稳压导流腔室储水空间；外稳压导流部分外壁外侧设有呼吸泄水阀。
优选地，所述上封板连接进水口。
优选地，所述上活塞上径向方向设有腔室连通孔及腔室压力平衡孔，腔室压力平衡孔上部设有平衡孔密封螺栓；腔室压力平衡孔上部侧面通过联通通道与所述内活塞缓冲部分外壁上的排压孔连接。
优选地，所述腔室压力平衡孔直径大于腔室连通孔。
优选地，所述上活塞与密封法兰接触面之间设有平衡孔橡胶密封圈。
优选地，所述上活塞、下活塞与内活塞缓冲部分外壁内侧分别通过第一活塞橡胶密封环、第二活塞橡胶密封环密封。
优选地，所述下调压活塞下方连接预调压螺杆，预调压螺栓固定板设于下调压活塞下方且与所述内活塞缓冲部分外壁内侧焊接连接。
优选地，所述下封板中心设有用于给所述预调压螺杆穿过的孔。
优选地，所述外稳压导流腔室储水空间内设有外稳压导流腔室环形缓冲气囊。
本发明还供了上述缓冲导流水锤消除器的使用方法，其特征在于：首先，对调压螺杆、预压弹簧进行预调，使预压弹簧作用在下调压活塞上的力大于或等于200～1000帕；
正常状态下，管网中的水通过进水口进入管网高压腔室，然后通过腔室连通孔进入下调压腔室，高压腔室与下调压腔室内的水压保持平衡，在预调压螺杆、预调压弹簧与下调压活塞的作用下，施加在上活塞底部的力大于管网高压腔室内管网作用在上活塞顶部高压腔室接触面的力，此时上活塞处于静止状态；
当水锤发生时，瞬间作用在上活塞顶部高压腔室接触面的力打破上活塞的静止状态，上活塞向下作径向位移，此时腔室压力平衡孔与平衡孔密封杆打破密封状态，管网高压腔室内的水流经过上活塞流入下调压腔室，并经过腔室压力平衡孔、排压孔进入外稳压导流腔室储水空间；当施加在上活塞顶部高压腔室接触面的水锤力减小时，在调压弹簧与下调压腔室内水的压力的合力作用下，上活塞逐渐恢复到正常状态，此时腔室压力平衡孔与平衡孔密封杆接触面恢复密封状态，整个设备回归正常，等待下次水锤产生；
当外稳压导流腔室储水空间内的水在外稳压导流腔室环形缓冲气囊的作用下压力大于呼吸泄水阀的设定值时，外稳压导流腔室储水空间内的水通过呼吸泄水阀排出设备体外，以保证设备可以重复使用。
本发明提供的缓冲导流水锤消除器的有益效果是：对来自管网系统的水锤现象通过上活塞密封法兰中间空洞传递到上活塞，使上活塞发生径向移动，此时管网高压腔室内的水流通过上活塞与上活塞密封法兰的间隙由排压孔排放至外稳压导流腔内，在外稳压导流腔室内环形缓冲气囊作用下，如留到外稳压导流腔室内的压力大于呼吸阀设定压力时，流入外稳压导流腔室内的水通过呼吸阀排除至管网外部。当作用到上活塞的水锤冲击减少时，在调压弹簧的作用下，上活塞逐步与活塞密封法兰紧密接触，阻断管网中水的流出，使管网保持稳定水压。
本发明提供的缓冲导流水锤消除器克服了现有技术的不足，能够有效地消除水泵供水过程中的水锤现象，使管网保持稳定水压，保证了供水系统的安全性。
附图说明
图1为本实施例提供的缓冲导流水锤消除器主视示意图；
图2为本实施例提供的缓冲导流水锤消除器俯视示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1和图2分别为本实施例提供的缓冲导流水锤消除器主视和俯视示意图，所述的缓冲导流水锤消除器采用304不锈钢或碳钢材质制作，包括内活塞缓冲部分和外稳压导流部分，内活塞缓冲部分同轴设于外稳压导流部分内侧。内活塞缓冲部分内部为流体主接触通道。
内活塞缓冲部分由管网高压腔3、内活塞缓冲部分外壁4、上活塞18、密封法兰5、预压弹簧9、下调压活塞11、预压螺栓固定板13、调压螺杆14、第一活塞橡胶密封环7、第二活塞橡胶密封环15等组成。
外稳压导流部分由外稳压导流腔室储水空间6、外稳压导流腔室环形缓冲气囊10、排压孔19、上封板2、下封板12、外稳压导流部分外壁24、呼吸泄水阀23等组成。
进水口1焊接在上封板2上，上封板2与内活塞缓冲部分外壁4外侧法兰采用螺栓连接，中间加装密封垫；上封板2与外稳压导流部分外壁24外侧法兰采用螺栓连接。外稳压导流部分外壁24同轴设于内活塞缓冲部分外壁4外侧，外稳压导流部分外壁24与内活塞缓冲部分外壁4之间构成外稳压导流腔室储水空间6，外稳压导流腔室储水空间6内设有外稳压导流腔室环形缓冲气囊10及空仓部分。
上活塞18上方设有密封法兰5，密封法兰5与内活塞缓冲部分外壁4内侧采用丝扣连接，上封板2、内活塞缓冲部分外壁4及密封法兰5之间构成管网高压腔3。
上活塞18上径向方向设有腔室连通孔8及腔室压力平衡孔17，腔室压力平衡孔17直径应为腔室连通孔8的1.5～2倍，且腔室压力平衡孔17上部设有平衡孔密封螺栓20，上活塞18与密封法兰5接触面之间设有平衡孔橡胶密封圈。腔室压力平衡孔17上部侧面通过联通通道与内活塞缓冲部分外壁4上的排压孔19连接。
下调压活塞11设于上活塞18下方，且通过预压弹簧9与上活塞18连接。上活塞18、下活塞11与内活塞缓冲部分外壁4内侧分别通过第一活塞橡胶密封环7、第二活塞橡胶密封环15密封，上活塞18、下调压活塞11及内活塞缓冲部分外壁4之间构成下调压腔室16。下调压活塞11下方连接预调压螺杆14。预调压螺栓固定板13设于下调压活塞11下方，且与内活塞缓冲部分外壁4内侧焊接连接。下封板12与内活塞缓冲部分外壁4底部、外稳压导流部分外壁24底部均采用焊接连接，下封板12中心留有预调压螺杆的孔。
呼吸泄水阀23与外稳压导流部分外壁24外侧所焊接的短管采用丝扣连接或法兰连接，呼吸泄水阀23连接泄水孔22。
内活塞缓冲部分外壁4直径50～500mm，外稳压导流部分外壁24直径150～1000mm。
使用时，将进水口1与供水管网连接，泄水孔22连接至排水沟或水箱处即可，如安装在脱离地面位置，需设立单独的支架。根据现场实际情况对调压螺杆14、预压弹簧9进行预调，使预压弹簧9作用在下调压活塞11上的力大于或等于200～1000帕。
正常状态下，管网中的水通过进水口1进入管网高压腔室3，然后通过腔室连通孔8进入下调压腔室16，高压腔室3与下调压腔室16内的水压保持平衡，在预调压螺杆14、预调压弹簧9与下调压活塞11的作用下，施加在上活塞18底部的力大于管网高压腔室3内管网作用在上活塞18顶部接触面的力，此时本缓冲导流水锤消除器中的上活塞18于静止状态。
当水锤发生时，瞬间作用在上活塞18顶部高压腔室接触面21的力打破上活塞18的静止状态，上活塞18向下作径向位移，此时管网高压腔室3内的水流经过上活塞18流入下调压腔室16，由于上活塞18向下位移，腔室压力平衡孔17内平衡孔密封杆20与平衡孔打破密封状态，水流经过腔室压力平衡孔17、排压孔19进入外稳压导流腔室储水空间6，当施加在上活塞18顶部高压腔室接触面21的水锤力减小时，在调压弹簧9与下调压腔室16内水的压力的合力作用下，上活塞18逐渐恢复到正常状态，此时腔室压力平衡孔17与平衡孔密封杆20接触面恢复密封状态。整个设备回归正常，等待下次水锤产生。当外稳压导流腔室储水空间6内的水在外稳压导流腔室环形缓冲气囊10的作用下压力大于呼吸泄水阀23的设定值时，外稳压导流腔室储水空间6内的水通过呼吸泄水阀23、泄水孔22排出设备体外，以保证设备可以重复使用。

Claims (10)

1.一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：包括内、外同轴设置的内活塞缓冲部分和外稳压导流部分；
内活塞缓冲部分包括内活塞缓冲部分外壁(4)及设于其内部的上活塞(18)、下调压活塞(11)，下调压活塞(11)设于上活塞(18)下部且通过预压弹簧(9)与上活塞(18)连接；内活塞缓冲部分外壁(4)的顶部和底部分别连接上封板(2)、下封板(12)，上活塞(18)上方设有密封法兰(5)，上封板(2)、内活塞缓冲部分外壁(4)及密封法兰(5)之间构成管网高压腔(3)，上活塞(18)、下调压活塞(11)及内活塞缓冲部分外壁(4)之间构成下调压腔室(16)；内活塞缓冲部分外壁(4)上设有排压孔(19)；
外稳压导流部分包括同轴设于所述内活塞缓冲部分外壁(4)外部且顶部、底部也分别连接所述上封板(2)、下封板(12)的外稳压导流部分外壁(24)，外稳压导流部分外壁(24)与内活塞缓冲部分外壁(4)之间构成外稳压导流腔室储水空间(6)；外稳压导流部分外壁(24)外侧设有呼吸泄水阀(23)。
2.如权利要求1所述的一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：所述上封板(2)连接进水口(1)。
3.如权利要求1所述的一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：所述上活塞(18)上径向方向设有腔室连通孔(8)及腔室压力平衡孔(17)，腔室压力平衡孔(17)上部设有平衡孔密封螺栓(20)；腔室压力平衡孔(17)上部侧面通过联通通道与所述内活塞缓冲部分外壁(4)上的排压孔(19)连接。
4.如权利要求3所述的一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：所述腔室压力平衡孔(17)直径大于腔室连通孔(8)。
5.如权利要求1所述的一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：所述上活塞(18)与密封法兰(5)接触面之间设有平衡孔橡胶密封圈。
6.如权利要求1所述的一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：所述上活塞(18)、下活塞(11)与内活塞缓冲部分外壁(4)内侧分别通过第一活塞橡胶密封环(7)、第二活塞橡胶密封环(15)密封。
7.如权利要求1所述的一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：所述下调压活塞(11)下方连接预调压螺杆(14)，预调压螺栓固定板(13)设于下调压活塞(11)下方且与所述内活塞缓冲部分外壁(4)内侧焊接连接。
8.如权利要求7所述的一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：所述下封板(12)中心设有用于给所述预调压螺杆(14)穿过的孔。
9.如权利要求1所述的一种缓冲导流水锤消除器，其特征在于：所述外稳压导流腔室储水空间(6)内设有外稳压导流腔室环形缓冲气囊(10)。
10.一种如权利要求1～9中任一项所述的缓冲导流水锤消除器的使用方法，其特征在于：首先，对调压螺杆(14)、预压弹簧(9)进行预调，使预压弹簧(9)作用在下调压活塞(11)上的力大于或等于200～1000帕；
正常状态下，管网中的水通过进水口(1)进入管网高压腔室(3)，然后通过腔室连通孔(8)进入下调压腔室(16)，高压腔室(3)与下调压腔室(16)内的水压保持平衡，在预调压螺杆(14)、预调压弹簧(9)与下调压活塞(11)的作用下，施加在上活塞(18)底部的力大于管网高压腔室(3)内管网作用在上活塞(18)顶部高压腔室接触面(21)的力，此时上活塞(18)处于静止状态；
当水锤发生时，瞬间作用在上活塞(18)顶部高压腔室接触面(21)的力打破上活塞(18)的静止状态，上活塞(18)向下作径向位移，此时腔室压力平衡孔(17)与平衡孔密封杆(20)打破密封状态，管网高压腔室(3)内的水流经过上活塞(18)流入下调压腔室(16)，并经过腔室压力平衡孔(17)、排压孔(19)进入外稳压导流腔室储水空间(6)；当施加在上活塞(18)顶部高压腔室接触面(21)的水锤力减小时，在调压弹簧(9)与下调压腔室(16)内水的压力的合力作用下，上活塞(18)逐渐恢复到正常状态，此时腔室压力平衡孔(17)与平衡孔密封杆(20)接触面恢复密封状态，整个设备回归正常，等待下次水锤产生；
当外稳压导流腔室储水空间(6)内的水在外稳压导流腔室环形缓冲气囊(10)的作用下压力大于呼吸泄水阀(23)的设定值时，外稳压导流腔室储水空间(6)内的水通过呼吸泄水阀(23)排出设备体外，以保证设备可以重复使用。
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