CN208686670U - 一种减震型水锤泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种减震型水锤泵，其包括动力管，所述动力管与泵体固定连接，所述泵体与第一弯管的底部和立管的底部相连接，所述立管通过疏水阀连接有空气室，所述空气室的侧部设置有出水口，所述所述泄水阀的内部设置有泄水阀瓣，所述泄水阀瓣的下部连接有导流体，所述泄水阀瓣的侧部设置有挡板，所述动力管的侧部设置有导水管，所述导水管的通过阀门连接有第二弯管。本实用新型通过将水流导向水锤泵的背水面，使得水锤泵的迎水面和背水面均受到水流的冲击，减缓水流冲击对水锤泵产生的震动，同时通过改变泄水阀瓣处导流体的迎水面形状，减小导流体的受力面积，减小泄水阀的震动，达到减小水锤泵整体震动的目的。

Description

一种减震型水锤泵

技术领域

本实用新型属于水锤泵减震技术领域，更具体地说，尤其是涉及一种减震型水锤泵。

背景技术

水锤泵是一种以流水为动力，通过机械作用，产生水锤效应，将低水头能转换为高水头能的高级提水装置。

水锤泵主要有动力管、泵体、泄水阀、中心阀、压力罐、出水管六大部分组成，其主要的工作过程为：水锤泵利用流动中的水被突然制动时所产生的能量，使其中一部分水压升到一定高度的一种泵。沿动力管向下流动的水流至泄水阀附近时，水流冲力(只要流动速度足够大，就有足够的冲力)使阀迅速关闭。水流突然停止流动，水流的动能即转换成压力能，于是管内水的压力升高，将疏水阀冲开，一部分水即进入空气室中并沿出水管上升到一定的高度。随后，由于动力管中压力降低，泄水阀在静重作用下自动落下，回复到开启状态。同时空气室中的压缩空气促使疏水阀关闭，整个过程遂又重复进行。

在水锤泵的使用过程中，水流进入动力管冲击本体的过程中往往会导致水锤泵发生侧向震动，水流速度过大和长时间运行水锤泵时，往往会导致泵体本身发生一定倾斜，不利于出水过程的实现，影响水锤泵的效率；另一方面，水锤泵在工作过程中，泄水阀一般以每分钟30-60次的频率启闭，并且每次完成从全开到全闭的时间在百分之几秒内，在关闭的瞬间阀瓣与阀盖密封撞击会产生巨大的冲力，频繁的剧烈撞击不仅会缩短密封的使用寿命，不利于设备的长久稳定运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种减震型水锤泵，利用在动力管的侧部安装导水管和第二弯头转变水流流经导水管的方向，将水流导向水锤泵的背水面，使得水锤泵的迎水面和背水面均受到水流的冲击，减缓水流冲击对水锤泵产生的震动，同时通过改变泄水阀瓣处导流体的迎水面形状，减小导流体的受力面积，并在泄水阀瓣的侧部设置挡板，分担一部分导流体迎水面所受到的推力，减小泄水阀瓣在运动过程中的冲量，进而减小泄水阀的震动，达到减小水锤泵整体震动的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种减震型水锤泵，包括动力管、泵体、第一弯管、立管、疏水阀，所述动力管与泵体固定连接，所述泵体与第一弯管的底部和立管的底部相连接，所述立管通过疏水阀连接有空气室，所述空气室的侧部设置有出水口，所述疏水阀的内部设置有出水阀瓣，所述第一弯管通过泄水阀连接有第一排水管，所述泄水阀的内部设置有泄水阀瓣，所述泄水阀瓣的下部连接有导流体，所述泄水阀瓣的侧部设置有挡板，所述动力管的侧部设置有导水管，所述导水管的通过阀门连接有第二弯管，所述第二弯管的侧部设置有第二排水管。

优选的，所述第一排水管的端侧和第二排水管的端侧均开有排水口，所述排水口与立管的侧部相对设置。

优选的，所述第一排水管与第二排水管呈上下错位布置。

优选的，所述导流体采用圆锥形、半球形和圆台形其中一种形式设置，且所述导流体的端侧大小与泄水阀瓣的大小相一致。

优选的，所述导水管的下部安装有固定座，且所述固定座与动力管、泵体和第一弯管均不相连。

优选的，所述第二弯管的直径与导水管的直径相匹配，且所述第二弯管的直径与第二排水管的直径相匹配。

优选的，所述的直径相匹配是指，两个相匹配的管的直径的比值K的取值范围在0.9-1.1之间。

基于上述的水锤泵，本实用新型还提供一种减震型水锤泵实现减震的方法，包括如下步骤：

S1、提水：落差在1.5m-10m的水流经过直径D1在100mm-1000mm的动力管进入泵体内部，并在开启次数N在40-100次/分钟的泄水阀作用下，实现水流的突然截止，管内水压上升打开疏水阀，水流进入空气室内并通过出水口排出装置，实现提水过程；

S2、主要减震：落差在1.5m-10m的水流经过直径D2在110mm-1500mm导水管和第二弯管的作用，将水流引导进入第二排水管内，并通过第二排水管处的排水口喷向立管的侧部，以缓冲大部分水流冲击导致的立管震动倾斜情况；

S3、泄压阀减震：泄压阀瓣处的导流体采用圆锥形、半球形和圆台形中的任意一种形式，减小泄水阀瓣的受力面积，并通过挡板分担1/5-1/10导流体迎水面所受到的推力，减小泄水阀瓣在运动过程中的冲量；

S4、辅助减震：泄压阀流出的水流经第一排水管的排水口喷向立管的侧部，以缓冲1/10-1/20水流冲击力导致的立管震动倾斜情况；

S5、稳定立管：立管受到水利冲击和排水口相反方向作用力的作用，保持立管的倾斜角度控制在3°以内。

优选的，为了达到减小水锤泵整体震动的目的，所述的动力管的直径D1、导水管和第二弯管的直径D2满足D1·D2大于等于13000小于等于14000。

优选的，为了进一步的减小水锤泵的整体震动，延长其使用寿命，所述的第二弯管和导水管、第二弯管直径的比值K与所述的开启次数N、动力管的直径D1、导水管和第二弯管的直径D2满足以下关系：

其中，α为比例因数，取值范围为0.25-0.48；上式只进行数值计算，不涉及单位运算。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型的减震型水锤泵，通过在设置导水管，利用在动力管的侧部安装导水管和第二弯头转变水流流经导水管的方向，将水流导向水锤泵的背水面，使得水锤泵的迎水面和背水面均受到水流的冲击，减缓水流冲击对水锤泵产生的震动。

2、本实用新型的减震型水锤泵，通过改变泄水阀瓣处导流体的迎水面形状，减小导流体的受力面积，并在泄水阀瓣的侧部设置挡板，分担一部分导流体迎水面所受到的推力，减小泄水阀瓣在运动过程中的冲量，进而减小泄水阀的震动，达到减小水锤泵整体震动的目的。

3、本实用新型的减震型水锤泵，通过设置第二弯管与导水管、二排水管的直径匹配关系，以减小水锤泵的震动。

4、本实用新型的减震型水锤泵，通过设置动力管的直径、导水管和第二弯管的直径之间的关系，以达到减小水锤泵整体震动的目的。

5、本实用新型的减震型水锤泵，通过设置第二弯管和导水管、第二弯管直径的比值K与所述的开启次数、动力管的直径、导水管和第二弯管的直径的关系，以进一步的减小水锤泵的整体震动，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的减震型水锤泵结构示意图；

图2为本实用新型的减震型水锤泵导水管结构示意图；

图3为本实用新型的减震型水锤泵泄水阀结构示意图。

图中：1、动力管；2、泵体；3、第一弯管；4、立管；5、疏水阀；6、空气室；7、出水口；8、出水阀瓣；9、泄水阀；10、第一排水管；11、泄水阀瓣；12、导流体；13、挡板；14、导水管；15、阀门；16、第二弯管；17、第二排水管；18、排水口；19、固定座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种减震型水锤泵，包括动力管1、泵体2、第一弯管3、立管4、疏水阀5，所述动力管1与泵体2固定连接，所述泵体2与第一弯管3的底部和立管4的底部相连接，所述立管4通过疏水阀5连接有空气室6，所述空气室6的侧部设置有出水口7，所述疏水阀5的内部设置有出水阀瓣8，所述第一弯管3通过泄水阀9连接有第一排水管10，所述泄水阀9的内部设置有泄水阀瓣11，所述泄水阀瓣11的下部连接有导流体12，所述泄水阀瓣11的侧部设置有挡板13，所述动力管1的侧部设置有导水管14，所述导水管14的通过阀门15连接有第二弯管16，所述第二弯管16的侧部设置有第二排水管17。

所述第一排水管10的端侧和第二排水管17的端侧均开有排水口18，所述排水口18与立管4的侧部相对设置，所述第一排水管10与第二排水管17呈上下错位布置，减少装置占用的空间，同时充分实现稳定效果。

所述导流体12采用圆锥形、半球形和圆台形其中一种形式设置，且所述导流体12的端侧大小与泄水阀瓣11的大小相一致，减小导流体12及泄压阀瓣11的冲击力，防止泄水阀9的震动。

所述导水管14的下部安装有固定座19，且所述固定座19与动力管1、泵体2和第一弯管3均不相连，防止水流冲击导水管14导致的震动。

所述第二弯管16的直径与导水管14的直径相匹配，且所述第二弯管16的直径与第二排水管17的直径相匹配，便于装置的安装过程实现，保证水流速度的稳定，防止水流速度过大或过小。所述的直径相匹配是指，两个相匹配的管的直径的比值K的取值范围在0.9-1.1之间。

基于上述的水锤泵，本实用新型还提供一种减震型水锤泵实现减震的方法，包括如下步骤：

S1、提水：落差在1.5m的水流经过直径在100mm的动力管进入泵体内部，并在开启次数在40次/分钟的泄水阀作用下，实现水流的突然截止，管内水压上升打开疏水阀，水流进入空气室内并通过出水口排出装置，实现提水过程；

S2、主要减震：落差在1.5m的水流经过直径在110mm导水管和第二弯管的作用，将水流引导进入第二排水管内，并通过第二排水管处的排水口喷向立管的侧部，以缓冲大部分水流冲击导致的立管震动倾斜情况；

S3、泄压阀减震：泄压阀瓣处的导流体采用圆锥形，减小泄水阀瓣的受力面积，并通过挡板分担1/10导流体迎水面所受到的推力，减小泄水阀瓣在运动过程中的冲量；

S4、辅助减震：泄压阀流出的水流经第一排水管的排水口喷向立管的侧部，以缓冲1/20水流冲击力导致的立管震动倾斜情况。

S5、稳定立管：立管受到水利冲击和排水口相反方向作用力的作用，保持立管的倾斜角度控制在1°以内。

实施例2

如图1-3所示，一种减震型水锤泵，包括动力管1、泵体2、第一弯管3、立管4、疏水阀5，所述动力管1与泵体2固定连接，所述泵体2与第一弯管3的底部和立管4的底部相连接，所述立管4通过疏水阀5连接有空气室6，所述空气室6的侧部设置有出水口7，所述疏水阀5的内部设置有出水阀瓣8，所述第一弯管3通过泄水阀9连接有第一排水管10，所述泄水阀9的内部设置有泄水阀瓣11，所述泄水阀瓣11的下部连接有导流体12，所述泄水阀瓣11的侧部设置有挡板13，所述动力管1的侧部设置有导水管14，所述导水管14的通过阀门15连接有第二弯管16，所述第二弯管16的侧部设置有第二排水管17。

所述第一排水管10的端侧和第二排水管17的端侧均开有排水口18，所述排水口18与立管4的侧部相对设置，所述第一排水管10与第二排水管17呈上下错位布置，减少装置占用的空间，同时充分实现稳定效果。

所述导流体12采用圆锥形、半球形和圆台形其中一种形式设置，且所述导流体12的端侧大小与泄水阀瓣11的大小相一致，减小导流体12及泄压阀瓣11的冲击力，防止泄水阀9的震动。

所述导水管14的下部安装有固定座19，且所述固定座19与动力管1、泵体2和第一弯管3均不相连，防止水流冲击导水管14导致的震动。

所述第二弯管16的直径与导水管14的直径相匹配，且所述第二弯管16的直径与第二排水管17的直径相匹配，便于装置的安装过程实现，保证水流速度的稳定，防止水流速度过大或过小。

基于上述的水锤泵，本实用新型还提供一种减震型水锤泵实现减震的方法，包括如下步骤：

S1、提水：落差在5m的水流经过直径在500mm的动力管进入泵体内部，并在开启次数在70次/分钟的泄水阀作用下，实现水流的突然截止，管内水压上升打开疏水阀，水流进入空气室内并通过出水口排出装置，实现提水过程；

S2、主要减震：落差在5m的水流经过直径在550mm导水管和第二弯管的作用，将水流引导进入第二排水管内，并通过第二排水管处的排水口喷向立管的侧部，以缓冲大部分水流冲击导致的立管震动倾斜情况；

S3、泄压阀减震：泄压阀瓣处的导流体采用半球形，减小泄水阀瓣的受力面积，并通过挡板分担3/20导流体迎水面所受到的推力，减小泄水阀瓣在运动过程中的冲量；

S4、辅助减震：泄压阀流出的水流经第一排水管的排水口喷向立管的侧部，以缓冲3/40水流冲击力导致的立管震动倾斜情况。

S5、稳定立管：立管受到水利冲击和排水口相反方向作用力的作用，保持立管的倾斜角度控制在2°以内。

为了达到减小水锤泵整体震动的目的，所述的动力管的直径D1、导水管和第二弯管的直径D2满足D1·D2大于等于13000小于等于14000。

实施例3

如图1-3所示，一种减震型水锤泵，包括动力管1、泵体2、第一弯管3、立管4、疏水阀5，所述动力管1与泵体2固定连接，所述泵体2与第一弯管3的底部和立管4的底部相连接，所述立管4通过疏水阀5连接有空气室6，所述空气室6的侧部设置有出水口7，所述疏水阀5的内部设置有出水阀瓣8，所述第一弯管3通过泄水阀9连接有第一排水管10，所述泄水阀9的内部设置有泄水阀瓣11，所述泄水阀瓣11的下部连接有导流体12，所述泄水阀瓣11的侧部设置有挡板13，所述动力管1的侧部设置有导水管14，所述导水管14的通过阀门15连接有第二弯管16，所述第二弯管16的侧部设置有第二排水管17。

所述第一排水管10的端侧和第二排水管17的端侧均开有排水口18，所述排水口18与立管4的侧部相对设置，所述第一排水管10与第二排水管17呈上下错位布置，减少装置占用的空间，同时充分实现稳定效果。

所述导流体12采用圆锥形、半球形和圆台形其中一种形式设置，且所述导流体12的端侧大小与泄水阀瓣11的大小相一致，减小导流体12及泄压阀瓣11的冲击力，防止泄水阀9的震动。

所述导水管14的下部安装有固定座19，且所述固定座19与动力管1、泵体2和第一弯管3均不相连，防止水流冲击导水管14导致的震动。

所述第二弯管16的直径与导水管14的直径相匹配，且所述第二弯管16的直径与第二排水管17的直径相匹配，便于装置的安装过程实现，保证水流速度的稳定，防止水流速度过大或过小。所述的直径相匹配是指，两个相匹配的管的直径的比值K的取值范围在0.9-1.1之间。

为了达到减小水锤泵整体震动的目的，所述的动力管的直径D1、导水管和第二弯管的直径D2满足D1·D2大于等于13000小于等于14000。

为了进一步的减小水锤泵的整体震动，延长其使用寿命，所述的第二弯管和导水管、第二弯管直径的比值K与所述的开启次数N、动力管的直径D1、导水管和第二弯管的直径D2满足以下关系：

其中，α为比例因数，取值范围为0.25-0.48；上式只进行数值计算，不涉及单位运算。

基于上述的水锤泵，本实用新型还提供一种减震型水锤泵实现减震的方法，包括如下步骤：

S1、提水：落差在10m的水流经过直径在1000mm的动力管进入泵体内部，并在开启次数在100次/分钟的泄水阀作用下，实现水流的突然截止，管内水压上升打开疏水阀，水流进入空气室内并通过出水口排出装置，实现提水过程；

S2、主要减震：落差在10m的水流经过直径在1500mm导水管和第二弯管的作用，将水流引导进入第二排水管内，并通过第二排水管处的排水口喷向立管的侧部，以缓冲大部分水流冲击导致的立管震动倾斜情况；

S3、泄压阀减震：泄压阀瓣处的导流体采用圆台形，减小泄水阀瓣的受力面积，并通过挡板分担1/50导流体迎水面所受到的推力，减小泄水阀瓣在运动过程中的冲量；

S4、辅助减震：泄压阀流出的水流经第一排水管的排水口喷向立管的侧部，以缓冲1/10水流冲击导致的立管震动倾斜情况。

S5、稳定立管：立管受到水利冲击和排水口相反方向作用力的作用，保持立管的倾斜角度控制在3°以内。

最后应说明的是：以上所述仅为优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种减震型水锤泵，包括动力管(1)、泵体(2)、第一弯管(3)、立管(4)、疏水阀(5)，其特征在于：所述动力管(1)与泵体(2)固定连接，所述泵体(2)与第一弯管(3)的底部和立管(4)的底部相连接，所述立管(4)通过疏水阀(5)连接有空气室(6)，所述空气室(6)的侧部设置有出水口(7)，所述疏水阀(5)的内部设置有出水阀瓣(8)，所述第一弯管(3)通过泄水阀(9)连接有第一排水管(10)，所述泄水阀(9)的内部设置有泄水阀瓣(11)，所述泄水阀瓣(11)的下部连接有导流体(12)，所述泄水阀瓣(11)的侧部设置有挡板(13)，所述动力管(1)的侧部设置有导水管(14)，所述导水管(14)的通过阀门(15)连接有第二弯管(16)，所述第二弯管(16)的侧部设置有第二排水管(17)。

2.根据权利要求1所述的一种减震型水锤泵，其特征在于：所述第一排水管(10)的端侧和第二排水管(17)的端侧均开有排水口(18)，所述排水口(18)与立管(4)的侧部相对设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种减震型水锤泵，其特征在于：所述导流体(12)采用圆锥形、半球形和圆台形其中一种形式设置。

4.根据权利要求1所述的一种减震型水锤泵，其特征在于：所述导水管(14)的下部安装有固定座(19)，且所述固定座(19)与动力管(1)、泵体(2)和第一弯管(3)均不相连。

5.根据权利要求1所述的一种减震型水锤泵，其特征在于：所述第二弯管(16)的直径与导水管(14)的直径相匹配，且所述第二弯管(16)的直径与第二排水管(17)的直径相匹配。