CN114738257B - 一种超越管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超越管装置，包括手动蝶阀和手动蝶阀后的两条支路管，上支路管设有活动挡板和缓冲装置，下支路管设有横向运动滑块、缓冲装置、岔管，岔管设有竖向运动滑块、弹簧和泄压孔。当泵站重力自流时，水流进入上支路管，活动挡板打开，上支路管开启，水流进入下支路管，竖向运动滑块被水流推动至岔管正上方，岔管和下支路管封闭；当泵站加压时，超越管内水流倒流，进入上支路管，活动挡板关闭，上支路管封闭，水流进入下支路管，竖向运动滑块被水流推离，水流进入岔管；当水流流速较高时，推动竖向运动滑块压迫弹簧，水流从泄压孔中溢出，泄压之后，水压降低，弹簧回弹，竖向运动滑块堵住泄压孔，下支路管封闭。
Description
技术领域
本发明涉及输水管道技术，特别涉及一种超越管装置，适用于泵站输水管道管网。
背景技术
对于长距离供水工程及泵站系统，供水流量较大时，常采用水泵加压，供水流量较小时，则采用重力自流。当采用重力自流时，水流是经超越管从水泵上游直接流入下游，不经过水泵机组。当供水流量增大时，泵站需要从重力自流切换至水泵加压，为了电机运行安全性，多台泵组限定转速开启，操作顺序如下：先将各台水泵转速依次提升至一定转速(此转速小于额定转速)，然后依次打开各水泵的出口阀门，待流态稳定后，再将水泵转速提升至额定转速，关闭超越管阀门，从而实现从重力自流切换至水泵加压。
如果为了避免操作麻烦，每台泵组一次性启用到额定转速，在各泵组出口阀门打开后的一段时间内，水泵出口压力会增大并高于水泵入口压力，超越管内将形成倒流，水泵机组和超越管形成环向水流，水泵机组流量增大并可能超过额定流量，若此时扬程为额定扬程，那么水泵机组的功率超过了额定功率，时间长会导致水泵机组过热发生故障，损坏机组。
故操作过程中水泵的初始目标转速必须小于额定转速，为水泵机组预留一部分功率，以防止水泵超额定功率运行。如此操作流程较为复杂，水泵完全启动时间较长。当临时应急需要增大水量时，水泵启动的灵活度受到较大限制。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，即泵站运行状态从重力自流到水泵加压切换时将产生环流，导致操作流程较为复杂，水泵启动的灵活度受到较大限制，降低其应急处置能力。本发明提供一种泵站超越管装置，通过在泵站岔管上设置本发明装置，在有效防止形成环流的同时，保证结构安全，有效提高水泵应急启动能力。
本发明的技术方案为：一种超越管装置，包括手动蝶阀和手动蝶阀后的两条支路管，所述两条支路管分为上支路管和下支路管，其中上支路管内安装有活动挡板，下支路管内安装有横向运动滑块，下支路管底壁开设有岔管，岔管底部封闭。岔管两侧壁靠下位置设置有泄压孔。
进一步地，所述活动挡板设有固定轴，活动挡板能够绕固定轴转动，活动挡板为圆形板，活动挡板直径与上支路管内壁直径相同，活动挡板与上支路管接触的上部和下部均安装有缓冲装置，缓冲装置可采用环状橡胶缓冲条。
进一步地，所述下支路管内安装有横向运动滑块，横向运动滑块为圆柱体，其底面直径与下支路管内壁直径相同，横向运动滑块前、后方安装有缓冲装置，缓冲装置限制横向运动滑块的活动范围，缓冲装置可采用环状橡胶缓冲条。所述岔管管径小于横向运动滑块底面直径，岔管底部安装有竖向运动滑块和弹簧，竖向运动滑块为圆柱体，其底面直径与岔管内壁管径相同，弹簧和竖向运动滑块连接，弹簧位于竖向运动滑块正下方。
本发明的工作原理为：
当泵站运行方式为重力自流时，水泵转速为零，水泵出口阀门关闭，超越管装置中手动蝶阀开启，水流进入上支路管，由于活动挡板固定轴位置偏上，固定轴两侧力矩不平衡，活动挡板在水流的冲击下打开，故上支路管处于打开状态；当水流进入下支路管时，在水流的冲击下，横向运动滑块被推动至岔管正上方，同时封闭了岔管和下支路管，故下支路管处于封闭状态。当泵站运行方式为水泵加压时，在依次打开各台水泵的出口阀门后，水泵出口压力逐渐增大并高于水泵入口压力，对于超越管装置来说，阀前压力与水泵入口压力相关，阀后压力与水泵出口压力相关，故阀后压力最终大于阀前压力，在超越管装置内水流开始倒流，水泵与超越管装置形成环流，水从下游侧流向上游侧。水流进入上支路管，由于缓冲装置的存在，活动挡板处于关闭的状态，故上支路管处于封闭状态；水流进入下支路管，在水流的冲击下，横向运动滑块被推离，水流进入岔管，当水流流速较高时，可推动竖向运动滑块压迫弹簧，水流可从两侧泄压孔溢出，起到泄压作用，防止因过大水压导致的结构破坏。泄压之后，水压降低，弹簧回弹，与弹簧连接的竖向运动滑块堵住泄压孔，保证下支路管也处于封闭状态。
故当泵站运行方式为重力自流时，超越管装置的上支路管打开，下支路管封闭，水流实现从上游侧流向下游侧；当泵站运行方式为水泵加压且水流开始出现倒流时，超越管装置的上支路管和下支路管均封闭，可防止倒流，且当倒流流速较高时，水流可从下支路管岔管两侧的泄压孔溢出，起到泄压作用。
本发明的有益效果是：
本发明装置结构简单，实用可靠，造价低廉，可以有效防止超越管装置与水泵机组形成环流，从而有效提高水泵应急启动能力。本发明装置不仅可以防止倒流，并可以起到泄压的作用，防止因倒流压力过大引起结构破坏。
附图说明
图1为本发明在泵站系统中应用示意图；
图2为泵站运行方式为重力自流时本发明的结构示意图；
图3为泵站运行方式为泵站加压时本发明的结构示意图。
图中：1-超越管装置，2-水泵机组，11-手动蝶阀，12-活动挡板，13-横向运动滑块，14-岔管，15-缓冲装置，16-竖向运动滑块，17-弹簧，18-泄压孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明一种超越管装置，如图1所示，超越管装置1和水泵机组2并联。
如图2所示，本发明包括手动蝶阀11和手动蝶阀11后的两条支路管，两条支路管分为上支路管和下支路管，其中上支路管内安装有活动挡板12，活动挡板12设有固定轴，活动挡板12能够绕固定轴转动，活动挡板12为圆形板，活动挡板12直径与上支路管内壁直径相同，活动挡板12与上支路管接触的上部和下部均安装有缓冲装置15。下支路管内安装有横向运动滑块13，横向运动滑块13为圆柱体，其底面直径与下支路管内壁直径相同，横向运动滑块13的前、后方安装有缓冲装置15，缓冲装置15限制横向运动滑块13的活动范围。缓冲装置15采用环状橡胶缓冲条。下支路管底壁开设有岔管14，岔管14底部封闭；岔管14管径小于横向运动滑块13底面直径，岔管14底部安装有竖向运动滑块16和弹簧17，竖向运动滑块16为圆柱体，其底面直径与岔管14内壁管径相同，弹簧17和竖向运动滑块16连接，弹簧17位于竖向运动滑块16正下方；岔管14两侧壁靠下位置设置有泄压孔18。
当泵站运行方式为重力自流时，手动蝶阀11开启，水流进入上支路管时，活动挡板12在水流的冲击下打开，故上支路管处于打开状态；当水流进入下支路管时，在水流的冲击下，横向运动滑块13被推动至岔管14正上方，并同时封闭了岔管14和下支路管，下支路管处于封闭状态，故此时超越管装置1可实现重力自流。当泵站运行方式为水泵加压时，在依次打开各台水泵的出口阀门后，水泵出口压力逐渐增大并高于水泵入口压力，超越管装置1前侧压力与水泵入口压力相关，超越管装置1后侧压力与水泵出口压力相关，故超越管装置1后侧压力最终大于超越管装置1前侧压力，在超越管装置1内水流开始倒流。如图2所示，当水流进入上支路管时，由于水流冲击和缓冲装置15的存在，活动挡板12处于关闭的状态，故上支路管处于封闭状态；当水流进入下支路管时，在水流的冲击下，横向运动滑块13被推离，水流进入岔管14处，并当水流流速和压力高于一定值时，可推动竖向活动滑块16压迫弹簧17，水流可从两侧的泄压孔18中溢出，起到泄压的作用，防止因倒流引起过大压力导致的结构破坏。泄压之后，水体压力降低，弹簧17回弹，竖向活动滑块16堵住泄压孔18，保证下支路管也处于封闭状态。
上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种超越管装置，其特征在于：包括手动蝶阀和手动蝶阀后的两条支路管，所述两条支路管分为上支路管和下支路管，其中上支路管内安装有活动挡板，下支路管内安装有横向运动滑块，下支路管底壁开设有岔管，岔管底部封闭，岔管的两侧壁靠下位置设置有泄压孔，从而达到：在所述手动蝶阀开启，水流进入所述上支路管时，所述活动挡板在水流的冲击下打开，所述上支路管处于打开状态；当水流进入所述下支路管时，在水流的冲击下，所述横向运动滑块被推动至所述岔管正上方，并同时封闭了所述岔管和所述下支路管，所述下支路管处于封闭状态；在超越管装置内水流开始倒流时，当水流进入所述上支路管时，所述活动挡板处于关闭状态，所述上支路管处于封闭状态；当水流进入所述下支路管时，在水流的冲击下，所述横向运动滑块被推离，水流进入所述岔管处，水流从两侧的所述泄压孔中溢出，起到泄压的作用。
2.根据权利要求1所述的超越管装置，其特征在于：所述活动挡板设有固定轴，活动挡板能够绕固定轴转动，活动挡板为圆形板，活动挡板直径与所述上支路管内壁直径相同，活动挡板与上支路管接触的上部和下部均安装有缓冲装置。
3.根据权利要求1所述的超越管装置，其特征在于：所述横向运动滑块为圆柱体，其底面直径与下支路管内壁直径相同，横向运动滑块前、后方安装有缓冲装置，缓冲装置限制横向运动滑块的活动范围。
4.根据权利要求1所述的超越管装置，其特征在于：所述岔管管径小于横向运动滑块底面直径，所述岔管底部安装有竖向运动滑块和弹簧，竖向运动滑块为圆柱体，其底面直径与岔管内壁管径相同，弹簧和竖向运动滑块连接，弹簧位于竖向运动滑块正下方。
5.根据权利要求2或3所述的超越管装置，其特征在于：所述缓冲装置采用环状橡胶缓冲条。
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