CN108506629A - 一种水锤消除罐及水锤消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水锤消除罐及水锤消除方法，所述水锤消除罐包括罐体和连接管，罐体包括外壳和设置在外壳内的可膨胀式内胆，外壳上设有充气阀和泄压阀，内胆的开口同心套设在外壳的开口内，可膨胀式内胆的开口与连接管的一端密封连通且连接管的一端密封外壳的开口，外壳与可膨胀式内胆之间预充有气体，连接管的另一端与主水管连通。本发明的一种水锤消除罐及水锤消除方法实现了在水站事故断电导致的水泵突然停止或阀门突然关闭后水泵、主水管和连接件等设备完好无损的效果。

Description

一种水锤消除罐及水锤消除方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种水锤消除罐及水锤消除方法。

背景技术

当泵站发生停泵水锤事故时，将造成“跑水”、停水，严重的还造成泵房被淹，以至于工厂被迫停产、冲坏基础设施，还有的设备被水锤压力破坏造成人员伤亡事故，水锤效应是指给水泵在启动和停止时，水流冲击管道，产生的一种严重水击，由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流动自如，当打开的阀门突然关闭或给水泵停止，水流对阀门及管壁，主要是阀门或泵会产生一个压力，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，水力迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水力学当中的“水锤效应”，也就是正水锤，相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产生水锤，叫负水锤，但没有前者大，由水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍，这种大幅度压强波动，可导致管道系统产生强烈振动或噪声，并可能破坏阀门接头，对管道系统有很大的破坏作用，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，由于流体具有动能和一定程度的压缩性，因此在极短的时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高和过低的冲击，压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管道一样，故称为水锤效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水锤消除罐及水锤消除方法，用以解决现有水厂突然停泵后发生的水锤效应导致主水管、水泵等设备损坏的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种水锤消除罐，所述水锤消除罐包括罐体和连接管，罐体包括外壳和设置在外壳内的可膨胀式内胆，外壳上设有充气阀和泄压阀，内胆的开口同心套设在外壳的开口内，可膨胀式内胆的开口与连接管的一端密封连通且连接管的一端密封外壳的开口，外壳与可膨胀式内胆之间预充有气体，连接管的另一端与主水管连通。

作为优选的，所述连接管上设有检修阀，检修阀设置在罐体和主水管之间。

作为优选的，所述外壳的开口上设有第一法兰，所述可膨胀式内胆的开口设有外翻边，所述连接管的一端设有第二法兰，外翻边位于第一法兰和第二法兰之间。

作为优选的，所述罐体上设有用于检测罐体内的气体的气压检测装置。

作为优选的，所述罐体的侧部设有梯架，梯架安装在外壳上。

作为优选的，所述罐体上设有液位检测装置，液位检测装置和所述连接管的一端连通。

作为优选的，所述水锤消除罐还包括控制系统和供气机构，控制系统包括控制器和操作面板，供气机构包括空压机、输气管和电磁阀，输气管的一端和空压机的出气口连接，输气管的另一端和所述充气阀连接，电磁阀安装在输气管上，所述空压机、电磁阀和所述液位检测装置分别和控制器连接。

本发明还公开了一种水锤消除方法，其特征在于，所述水锤消除方法包括：

根据主水管内的水压值，向罐体内充入预设气压值的气压，气压将可膨胀式内胆压向罐体的底部；

将连接管与主水管连通，主水管内的水压入可膨胀式内胆内，可膨胀式内胆随即伸展并膨胀以压缩罐体内的空气直至主水管内的水压和罐体内的气压相等，此时，可膨胀式内胆停止伸展和膨胀；

当主水管的水泵在突然停止后，水泵出水口的逆止阀关闭，主水管内的压力下降，主水管内瞬态静止的水在重力和静水头的作用下产生返流的高压水波，返流的高压水波冲击逆止阀后产生来回震荡的高压水锤波；

与此同时，罐体内的气压大于主水管内的水压，罐体内的气压将可膨胀式内胆内的水向主水管内注入并与来回震荡的高压水锤波相互冲击以缓冲高压水锤波的冲击力；

随后，高压水锤波的动能再次冲入可膨胀式内胆内，可膨胀式内胆充水膨胀并压缩罐体内的空气以再次进一步缓冲高压水锤波的冲击力；

反复几次缓冲高压水锤波后，水锤波压力会逐渐减小，直至平稳。

本发明具有如下优点：

本发明的一种水锤消除罐及水锤消除方法由于采用罐体内的气压和主水管内的水压分别对可膨胀式内胆的相互作用，使水泵在突然停止或阀门突然关闭时产生的的压力差将可膨胀式内胆内的水压入主水管内并和主水管内的高压水锤流相互冲击以缓冲高压水锤波的冲击力，随后，高压水锤波的动能再次冲入可膨胀式内胆内，可膨胀式内胆充水膨胀并压缩罐体内的空气以再次进一步缓冲高压水锤波的冲击力，反复几次缓冲高压水锤波后，水锤波压力会逐渐减小，直至平稳，实现了在水站事故断电导致的水泵突然停止或阀门突然关闭后水泵、主水管和连接件等设备完好无损的效果，另外，本发明的一种水锤消除罐由于控制系统、空压机和液位检测装置的相互配合，实现了自动化对罐体内自动补气的效果。

附图说明

图1为本发明的一种水锤消除罐的实施例1中的内胆在与主水管连通前的透视结构示意图。

图2为本发明的一种水锤消除罐的实施例1中的内胆在与主水管连通后的透视结构示意图。

图3为图1示出的壳体、内胆和连接管的局部放大剖视结构示意图。

图4为本发明的一种水锤消除罐的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1和图2所示的一种水锤消除罐，所述水锤消除罐包括罐体1和连接管2，罐体1包括外壳11和设置在外壳11内的可膨胀式内胆12，外壳11上设有充气阀111和泄压阀112，可膨胀式内胆12的开口同心套设在外壳11的开口内，可膨胀式内胆12的开口与连接管2的一端密封连通且连接管2的一端密封外壳11的开口，外壳11与可膨胀式内胆12之间预充有气体，连接管2的另一端与主水管5连通，可膨胀式内胆12的材质优选橡胶材质，空压机的气管通过充气阀111向罐体1内充入气压，当气压值达到设定值后，气压将泄压阀112自动顶开并释放气压。

优选地，所述连接管2上设有检修阀21，检修阀21设置在罐体1和主水管之间，在检修时，检修阀21起到临时挡水的作用。

优选地，所述外壳11的开口上设有第一法兰113，所述可膨胀式内胆12的开口设有外翻边121，所述连接管2的一端设有第二法兰22，外翻边121位于第一法兰113和第二法兰22之间，外翻边121起到连接和密封的作用。

优选地，所述罐体1上设有用于检测罐体1内的气体的气压检测装置13，向罐体1内充气时，气压检测装置13可检测罐体1内的气压，优选气压表。

优选地，所述罐体1的侧部设有梯架14，梯架14安装在外壳11上，工人可踩梯架14到达罐体1的顶部检查或检修。

优选地，所述罐体1上设有液位检测装置15，液位检测装置15和所述连接管2的一端连通，液位检测装置15可显示可膨胀式内胆12内的水位。

使用时，根据主水管内的水压值，向罐体1内充入预设气压值的气压，气压将可膨胀式内胆12压向罐体1的底部；

将连接管2与主水管连通，主水管内的水压入可膨胀式内胆12内，可膨胀式内胆12随即伸展并膨胀以压缩罐体1内的空气直至主水管内的水压和罐体1内的气压相等，此时，可膨胀式内胆12停止伸展和膨胀；

当主水管5的水泵在突然停止后，水泵出水口的逆止阀关闭，主水管5内的压力下降，主水管5内瞬态静止的水在重力和静水头的作用下产生返流的高压水波，返流的高压水波冲击逆止阀后产生来回震荡的高压水锤波；

与此同时，罐体1内的气压大于主水管5内的水压，罐体1内的气压将可膨胀式内胆12内的水向主水管5内注入并与来回震荡的高压水锤波相互冲击以缓冲高压水锤波的冲击力；

随后，高压水锤波的动能再次冲入可膨胀式内胆12内，可膨胀式内胆12充水膨胀并压缩罐体1内的空气以再次进一步缓冲高压水锤波的冲击力；

反复几次缓冲高压水锤波后，水锤波压力会逐渐减小，直至平稳。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，所述水锤消除罐还包括控制系统3和供气机构4，控制系统3包括控制器31和操作面板32，供气机构4包括空压机41、输气管42和电磁阀43，输气管42的一端和空压机41的出气口连接，输气管42的另一端和所述充气阀111连接，电磁阀43安装在输气管42上，所述空压机41和所述液位检测装置15分别和控制器31连接，罐体1内大约3个月左右气体会有微量泄露，气压值会减小，气压值减小导致水压大于气压从而主水管向可膨胀式内胆12充水导致可膨胀式内胆12伸展，液位检测装置15感应到可膨胀式内胆12内的水位上升超过设定值后，液位检测装置15向控制器31发出电信号，控制器31控制电磁阀43开启以使空压机41和罐体1内连通并向罐体1内充气，随着气体的不断补充，罐体1内的气体将可膨胀式内胆12向下压，当液位检测装置15检测到可膨胀式内胆12内的水量到达设定的正常值时，控制器31控制电磁阀43关闭以停止向罐体1内补气，罐体1的下端可设有多个支脚，多个支脚通过螺栓可分别固定安装在多个支撑柱上以稳固罐体1，本实施例的空压机41连接一套水锤消除罐，当然，空压机41还可以连接多套水锤消除罐，在此，不再赘述。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种水锤消除罐，其特征在于：所述水锤消除罐包括罐体(1)和连接管(2)，罐体(1)包括外壳(11)和设置在外壳(11)内的可膨胀式内胆(12)，外壳(11)上设有充气阀(111)和泄压阀(112)，内胆(12)的开口同心套设在外壳(11)的开口内，可膨胀式内胆(12)的开口与连接管(2)的一端密封连通且连接管(2)的一端密封外壳(11)的开口，外壳(11)与可膨胀式内胆(12)之间预充有气体，连接管(2)的另一端与主水管连通。

2.根据权利要求1所述的一种水锤消除罐，其特征在于：所述连接管(2)上设有检修阀(21)，检修阀(21)设置在罐体(1)和主水管之间。

3.根据权利要求1所述的一种水锤消除罐，其特征在于：所述外壳(11)的开口上设有第一法兰(113)，所述可膨胀式内胆(12)的开口设有外翻边(121)，所述连接管(2)的一端设有第二法兰(22)，外翻边(121)位于第一法兰(113)和第二法兰(22)之间。

4.根据权利要求1所述的一种水锤消除罐，其特征在于：所述罐体(1)上设有用于检测罐体(1)内的气体的气压检测装置(13)。

5.根据权利要求1所述的一种水锤消除罐，其特征在于：所述罐体(1)的侧部设有梯架(14)，梯架(14)安装在外壳(11)上。

6.根据权利要求1所述的一种水锤消除罐，其特征在于：所述罐体(1)上设有液位检测装置(15)，液位检测装置(15)和所述连接管(2)的一端连通。

7.根据权利要求6所述的一种水锤消除罐，其特征在于：所述水锤消除罐还包括控制系统(3)和供气机构(4)，控制系统(3)包括控制器(31)和操作面板(32)，供气机构(4)包括空压机(41)、输气管(42)和电磁阀(43)，输气管(42)的一端和空压机(41)的出气口连接，输气管(42)的另一端和充气阀(111)连接，电磁阀(43)设置在输气管(42)上，所述空压机(41)、电磁阀(43)和所述液位检测装置(15)分别和控制器(31)连接。

8.一种水锤消除方法，其特征在于，所述水锤消除方法采用如权利要求1-7中任一所述的一种水锤消除罐进行水锤消除，所述水锤消除方法包括：

根据主水管内的水压值，向罐体(1)内充入预设气压值的气压，气压将可膨胀式内胆(12)压向罐体(1)的底部；

将连接管(2)与主水管连通，主水管内的水压入可膨胀式内胆(12)内，可膨胀式内胆(12)随即伸展并膨胀以压缩罐体(1)内的空气直至主水管内的水压和罐体(1)内的气压相等，此时，可膨胀式内胆(12)停止伸展和膨胀；

当主水管的水泵在突然停止后，水泵出水口的逆止阀关闭，主水管内的压力下降，主水管内瞬态静止的水在重力和静水头的作用下产生返流的高压水波，返流的高压水波冲击逆止阀后产生来回震荡的高压水锤波；

与此同时，罐体(1)内的气压大于主水管内的水压，罐体(1)内的气压将可膨胀式内胆(12)内的水向主水管内注入并与来回震荡的高压水锤波相互冲击以缓冲高压水锤波的冲击力；

随后，高压水锤波的动能再次冲入可膨胀式内胆(12)内，可膨胀式内胆(12)充水膨胀并压缩罐体(1)内的空气以再次进一步缓冲高压水锤波的冲击力；

反复几次缓冲高压水锤波后，水锤波压力会逐渐减小，直至平稳。