CN212055161U - 离心泵自动补水装置和离心泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离心泵自动补水装置和离心泵系统，属于离心泵设备技术领域。包括补水箱和第一阀门。第一阀门包括用于与气田水池连通的进口和用于与离心泵的进水口连通的出口，补水箱的出水口与离心泵的进水口和第一阀门的出口之间的管道连通，出水口距离地面的高度大于离心泵的进水口距离地面的高度。该离心泵自动补水装置可以实现自动补水，无需在离心泵启动前安排工作人员对离心泵的泵体和进口管道进行补水，提高离心泵的工作效率。

Description

离心泵自动补水装置和离心泵系统

技术领域

本实用新型涉及离心泵设备技术领域，特别涉及一种离心泵自动补水装置。

背景技术

石油天然气开采过程中所产生的气田水、液体废料通常通过输送管道上的离心泵进行输送、转运。在长时间使用后，离心泵中的密封盘根、离心泵进口管道、进口管道上的电磁阀可能发生漏液现象，导致管道和外界的空气进入离心泵中而发生气缚现象，无法正常输送液体。离心泵在启动前，需要在其泵体和进口管道进行补水，防止发生气缚现象。

在相关技术中，通常采取人工补水的方式对离心泵泵体和进口管道进行补水。

人工补水需要在离心泵启动前专人操作，对于大型离心泵需要近20分钟才能完成上述工作，工作人员的工作量大，耗时时间长，导致离心泵的工作效率较低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种离心泵自动补水装置和离心泵系统，可以提高离心泵的工作效率。所述技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种离心泵自动补水装置，包括：补水箱和第一阀门，

所述第一阀门包括用于与气田水池连通的进口和用于与离心泵的进水口连通的出口，

所述补水箱的出水口与所述离心泵的进水口和所述第一阀门的出口之间的管道连通，所述出水口距离地面的高度大于所述离心泵的进水口距离所述地面的高度。

可选地，所述补水箱具有位于所述出水口的补水阀，所述补水阀被配置为，在所述离心泵启动时将所述出水口封闭；在所述离心泵停止时将所述出水口导通。

可选地，所述补水阀包括连接杆、密封塞、密封槽和浮球，所述连接杆的一端铰接在所述补水箱的内壁上，所述连接杆的另一端与所述浮球连接，所述密封塞布置在所述连接杆的中部，所述密封槽布置在所述补水箱的内壁上并与所述出水口连通，所述密封槽与所述密封塞相互配合，使得当所述密封塞位于所述密封槽中时，所述出水口封闭。

可选地，所述补水阀还包括限位结构，所述限位结构固定在所述补水箱的内壁上，在垂直于所述地面的方向上，所述连接杆位于所述限位结构和所述补水箱的内壁之间。

可选地，所述限位结构上具有调整螺钉，所述调整螺钉与所述限位结构螺纹连接并与所述连接杆相抵，所述调整螺钉的轴线方向与所述补水箱中的液面垂直。

可选地，所述补水阀还包括调整杆，所述调整杆的一端与所述调整螺钉同轴固定连接，所述调整杆的另一端伸出所述补水箱。

可选地，所述离心泵自动补水装置还包括第二阀门，所述第二阀门的进口与所述离心泵的出水口连接。

可选地，所述离心泵自动补水装置还包括控制器，所述控制器与所述第一阀门和所述第二阀门连接，所述控制器被配置为，若所述离心泵关闭，控制所述第一阀门和第二阀门关闭；或者，

若所述第一阀门和所述第二阀门导通，控制所述离心泵启动。

可选地，所述离心泵自动补水装置还包括底阀，所述底阀进口位于所述气田水池中，所述底阀的出口与所述第一阀门的进口连通。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种离心泵系统，所述离心泵系统包括离心泵和气田水池，所述气田水池中的液体通过所述离心泵进行输送，所述离心泵系统还包括前述第一方面所述的离心泵自动补水装置。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供的离心泵自动补水装置，通过设置出水口与离心泵和第一阀门的出口之间的管道连通的补水箱，并使补水箱的出水口距离地面的高度大于离心泵的进水口距离地面的高度，当离心泵的泵体或者密封盘根发生漏液，或者第一阀门发生内漏时，补水箱中的水在大气压力以及重力的作用下流入第一阀门和离心泵之间的管道中对漏失的液体进行补充，实现自动补水，无需在离心泵启动前安排工作人员对离心泵的泵体和进口管道进行补水，提高离心泵的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种离心泵系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种离心泵系统的局部放大结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

我国石油天然气生产现场，大量使用离心泵对气田水、生产废液进行转输和输送，但离心泵在长时间使用后存在盘根外漏以及离心泵的进水口管道上的阀门内漏的情况，导致离心泵在停泵后有空气进入离心泵中，导致管道和外界的空气进入离心泵中而发生气缚现象，即在离心泵启动时，若泵内有空气进入，由于空气密度很小，经过离心泵的叶轮旋转后所产生的离心力小，叶轮的中心区域所形成的低压不足以将离心泵进水口的液体吸入，导致离心泵虽然启动也无法正常输送液体。因此离心泵在启动前，需要工作人员对其泵体和进口管道中的空气进行排放，并重新进行补水后才能正常使用。这种状况浪费人力、时间，增加生产成本，并且导致离心泵的工作效率低。

图1是本实用新型实施例提供的一种离心泵系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供了一种离心泵自动补水装置，包括补水箱1和第一阀门2。其中，第一阀门2包括用于与气田水池a连通的进口和用于与离心泵b的进水口连通的出口。补水箱1的出水口11与离心泵b的进水口和第一阀门2的出口之间的管道连通，出水口11距离地面m的高度H大于所述离心泵b的进水口距离地面m的高度h。

在本实用新型实施例中，若离心泵b的泵体或者密封盘根发生漏液，或者第一阀门2以及第一阀门2发生内漏时，由于补水箱1的出水口11距离地面m的高度H大于离心泵b的进水口距离地面m的高度h，补水箱1中的水在大气压力以及重力的作用下由补水箱1流入到第一阀门2和离心泵b之间的管道中对漏失的液体进行补充，防止在离心泵b启动工作后因漏液导致空气进入离心泵中造成气缚现象导致离心泵的工作失效。

本实用新型实施例提供的离心泵自动补水装置，通过设置出水口与离心泵和第一阀门的出口之间的管道连通的补水箱，并使补水箱的出水口距离地面的高度大于离心泵的进水口距离地面的高度，当离心泵的泵体或者密封盘根发生漏液，或者第一阀门发生内漏时，补水箱中的水在大气压力以及重力的作用下流入第一阀门和离心泵之间的管道中对漏失的液体进行补充，实现自动补水，无需在离心泵启动前安排工作人员对离心泵的泵体和进口管道进行补水，提高离心泵的工作效率。

示例性地，在本实用新型实施例中，当离心泵b不工作时，第一阀门2关闭，将离心泵b与气田水池a隔开，防止在离心泵b停泵关闭后，与离心泵b进水口连接的管道中的液体倒灌回气田水池a中。

可选地，离心泵自动补水装置还包括第二阀门3，第二阀门3的进口与离心泵b的出水口连接。通过在离心泵b的出水口所连接的管道上设置第二阀门3，当离心泵b停泵关闭后，通过关闭第二阀门3可以防止管道中的水流倒灌冲击离心泵b中的叶轮，损坏离心泵b，提高了离心泵b的使用寿命。

可选地，离心泵自动补水装置还包括控制器(图中未示出)，控制器与第一阀门2和第二阀门3连接，控制器被配置为，若离心泵b关闭，控制第一阀门2和第二阀门3关闭；或者，若第一阀门2和第二阀门3导通，控制离心泵b启动。当离心泵b关闭停泵后，控制器控制第一阀门2关闭，防止与离心泵b进水口连接的管道中的液体倒灌回气田水池a中。控制器控制第二阀门3关闭，防止管道中的水流倒灌冲击离心泵b中的叶轮损坏离心泵b。而当需要通过离心泵b将气田水池a中的液体吸出并输送，第一阀门2和第二阀门3均导通时，控制器控制离心泵b启动进行工作。实现离心泵b以及第一阀门2、第二阀门3的自动控制，进一步提高了离心泵的工作效率。

示例性地，在本实用新型实施例中，离心泵自动补水装置包括控制器时，第一阀门2和第二阀门3均可以为电磁阀，方便控制器的控制。控制器可以为PLC(ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器)。当离心泵自动补水装置不包括控制器时，第一阀门2和第二阀门3也可以为手动阀，便于工作人员手动控制开启和关闭。

可选地，离心泵自动补水装置还包括底阀4，底阀4进口位于气田水池a中，底阀4的出口用于与第一阀门2的进口连通。底阀也称为逆止阀，是一种低压平板阀，其作用是保证液体在吸入管道中单向流动，使离心泵b正常工作，当离心泵b短时间歇停止工作时，使通过离心泵b吸入管道中液体不会倒灌，保证吸水管内充满液体，以利于离心泵b的启动。通过在第一阀门2和气田水池a之间的管道上设置底阀4，使通过离心泵b吸入到第一阀门2和气田水池a之间的管道内的液体不会倒灌回气田水池a中，保证管道中不会出现空隙而导致空气进入离心泵b中发生气缚现象，进一步提高了离心泵的工作效率。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，经过长时间使用后，底阀4也可能存在漏液的情况，即当第一阀门2关闭时，底阀4与第一阀门2之间的管道中也可能存在空隙并混入空气。而当第一阀门2导通时，与离心泵b的进口和第一阀门2之间的管道连通的补水箱1的进水管13中的水也能及时对该部分空隙进行补充，防止空气进入离心泵b中发生气缚现象，进一步提高了离心泵的工作效率。

示例性地，在本实用新型实施例中，底阀4为过滤底阀，即该底阀4的进口处配置有筛网，可以对由气田水池a中吸入的液体进行过滤，减少杂物流入管道中，避免造成底阀的进口堵塞。

图2是本实用新型实施例提供的一种离心泵系统的局部放大结构示意图。如图2所示，补水箱1具有补水阀12，补水阀12被配置为，在离心泵b启动时将出水口11封闭；在离心泵b停止时将出水口11导通。当离心泵b启动工作时，若补水箱1的出水口11和离心泵b的进口和第一阀门2之间的管道连通，补水箱1中的水也会被离心泵b吸出，此时补水箱1中的水会占用一部分管道，导致管道中被需要吸收和输送的气田水池a中的液体的比例降低，进一步导致离心泵b的工作效率降低。通过在补水箱1中设置补水阀12，当离心泵b启动时，补水阀12将出水口11封闭，使离心泵b只对气田水池a中的液体进行吸入和输送，进一步提高了离心泵的工作效率。

可选地，补水阀12包括连接杆121、密封塞122、密封槽123和浮球124，连接杆121的一端铰接在补水箱1的内壁上，连接杆121的另一端与浮球124连接，密封塞122布置在连接杆121的中部，密封槽123布置在补水箱1的内壁上并与出水口11连通，密封槽123与密封塞122相互配合，使得当密封塞122位于密封槽123中时，出水口11封闭。

在本实用新型实施例中，补水阀12位于补水箱1的底部，补水箱1的底部内壁上布置有固定销c，固定销c的一端与补水箱1的内壁固定连接，固定销c的另一端具有转轴d，转轴d的轴线方向与补水箱1的底部的内壁平行，连接杆121的一端通过转轴d铰接在补水箱1底部的内壁上，连接杆121可以绕转轴d相对于补水箱1的内壁旋转。

连接杆121的中部布置有密封塞122，补水箱1底部的内壁上布置有与密封塞122相匹配的密封槽123且密封槽123与出水口11连通，当离心泵b工作时，离心泵b所产生的吸力使与离心泵b的进口与第一阀门2之间的管道连通的补水箱1的进水管13中产生负压，在该负压的作用下，与出水口11连通的密封槽123会对密封塞122产生吸附力，该吸附力使连接杆121向靠近密封槽123的方向转动，使密封塞122进入密封槽123中并与密封槽123配合连接，实现对出水口11的封闭，使离心泵b只对气田水池a中的液体进行吸入和输送。而当离心泵b关闭停泵时，密封槽123对密封塞122的吸附力消失，连接杆121的另一端所连接的浮球124在浮力的作用下带动连接杆121绕转轴d向靠近液面的方向旋转，使密封塞122与密封槽123分离，补水箱1中的液体可以在大气压力和重力的作用下由出水口11通过进水管13流入第一阀门2和离心泵b的进口之间的管道中进行自动补水。保证管道中不会出现空隙而导致空气进入离心泵b中发生气缚现象，从而提高了离心泵的工作效率。

示例性地，在本实用新型实施例中，浮球124可以为塑料浮球或者不锈钢浮球，只要能保证在离心泵b关闭时，浮球124所受到的浮力可以带动连接杆121绕转轴d向靠近液面的方向旋转，使密封塞122与密封槽123分离即可，本实用新型对此不作限定。

示例性地，在本实用新型实施例中，密封槽123为沿补水箱1底部的内壁向靠近液面的方向凸出设置的不锈钢槽，而密封塞122为与密封槽123的槽壁相匹配的橡胶塞。当离心泵b工作时，离心泵b所产生的吸力使与离心泵b的进口与第一阀门2之间的管道连通的补水箱1的进水管13中产生负压，在该负压的作用下，与出水口11连通的密封槽123会对密封塞122产生吸附力，该吸附力使连接杆121向靠近密封槽123的方向转动，使密封塞122进入密封槽123中，密封塞122与密封槽123的槽壁紧密相贴，实现对出水口11的封闭。

可选地，补水阀12还包括限位结构125，限位结构125固定在补水箱1的内壁上，在垂直于地面m的方向上，连接杆121位于限位结构125和补水箱1的内壁之间。在本实用新型实施例中，当连接杆121在浮球125的浮力作用下绕转轴d向靠近液面的方向发生旋转时，若连接杆121和位于连接杆121上的密封塞122距离密封塞23的距离过远，则可能发生在离心泵b启动时，密封槽123对密封塞122的吸附力不足以让密封塞122向密封槽123靠近并最终进入密封槽123中与密封槽123配合连接，导致补水阀12无法将出水口11正常封闭，降低离心泵b的工作效率。通过在补水阀12上设置限位结构125，并在垂直于地面m的方向上将连接杆121设置在限位结构125和补水箱1的内壁之间，当离心泵b停止，出水口11导通时，旋转的连接杆121会与限位结构125相抵，限位结构125在垂直于地面m的方向上对连接杆121进行限位，从而控制密封塞122和密封槽123之间的最大间距，保证在离心泵b启动时，密封槽123对密封塞122的吸附力足以让密封塞122向密封槽123靠近并最终进入密封槽123中与密封槽123相贴合，保证补水阀12将出水口11正常封闭，进一步提高了离心泵的工作效率。

示例性地，在本实用新型实施例中，限位结构125呈环状，限位结构125的外环与补水箱1底部的内壁固定连接，连接杆121穿过限位结构125的内环，密封塞122和浮球124分别位于限位结构125的相对两侧，当离心泵b停止，出水口11导通时，旋转的连接杆121会抵接在限位结构125的内环上，实现在垂直于地面m的方向上对连接杆121进行限位。

可选地，限位结构125上具有调整螺钉1251，调整螺钉1251与限位结构125螺纹连接并与连接杆121相抵，调整螺钉1251的轴线方向与补水箱1中的液面垂直。在本实用新型实施例中，调整螺钉1251穿过环状的限位结构125，调整螺钉1251的一端由内环穿出。当离心泵b关闭停泵时，连接杆121的另一端受到浮球124的浮力作用而向靠近液面的方向旋转并与调整螺钉1251的一端相抵，通过在限位结构125上设置调整螺钉1251，可以通过旋进或者旋退调整螺钉1251，对连接杆121进行上抬和下压，进而调节密封塞122与密封槽123之间的相对距离，在离心泵b开启时，保证密封塞122可以及时对进水管13中所产生的负压进行响应，实现出水口11的自动开启和关闭。进一步提高了离心泵的工作效率。

可选地，补水阀12还包括调整杆126，调整杆126的一端与调整螺钉1251同轴固定连接，调整杆126的另一端伸出补水箱1。在本实用新型实施例中，由于调整螺钉1251位于补水箱1的液面下，通过设置一根一端与调整螺钉1251同轴固定连接的调整杆126，调整杆126的另一端伸出补水箱1，在需要对调整螺钉1251进行旋进或者旋退时，工作人员可以在补水箱1外通过拧动调整杆126实现对调整螺钉的调整，省时省力，进一步提高了离心泵的工作效率。

示例性地，离心泵自动补水装置还包括液位传感器5，液位传感器5位于补水箱1内部，液位传感器5用于感应补水箱1中的液位变化。在本实用新型实施例中，通过在补水箱1中设置液位传感器5，工作人员可以定期通过液位传感器5所得到的液位变化数据判断离心泵b的泵体或者密封盘根是否发生漏液，或者第一阀门2以及第一阀门2与离心泵b的进水口之间的管道是否发生漏液，从而及时对相应部位的零件进行检查维修和更换，提高了离心泵b和与离心泵b相连接的管道、第一阀门2的密封性。

示例性地，在本实用新型实施例中，液位变化数据为补水箱1中的液位下降速度，若果发生漏液，补水箱1中的液位下降速度便会发生变化，工作人员在观察到该变化后即可确定离心泵b的泵体或者密封盘根发生漏液，或者第一阀门2以及第一阀门2与离心泵b的进水口之间的管道发生漏液，进而及时进行检查维修和更换。

本实用新型实施例还公开了一种离心泵系统，该离心泵系统包括离心泵b和气田水池a，气田水池a中的液体通过离心泵b进行输送，并且该离心泵系统包括如图1和图2的离心泵自动补水装置。该离心泵自动补水装置，通过设置出水口与离心泵和第一阀门的出口之间的管道连通的补水箱，并使补水箱的出水口距离地面的高度大于离心泵的进水口距离地面的高度，当离心泵的泵体或者密封盘根发生漏液，或者第一阀门发生内漏时，补水箱中的水在大气压力以及重力的作用下流入第一阀门和离心泵之间的管道中对漏失的液体进行补充，实现自动补水，无需在离心泵启动前安排工作人员对离心泵的泵体和进口管道进行补水，提高离心泵的工作效率。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离心泵自动补水装置，其特征在于，包括：补水箱(1)和第一阀门(2)，

所述第一阀门(2)包括用于与气田水池(a)连通的进口和用于与离心泵(b)的进水口连通的出口，

所述补水箱(1)的出水口(11)与所述离心泵(b)的进水口和所述第一阀门(2)的出口之间的管道连通，所述出水口(11)距离地面(m)的高度大于所述离心泵(b)的进水口距离所述地面(m)的高度。

2.根据权利要求1所述的离心泵自动补水装置，其特征在于，所述补水箱(1)具有位于所述出水口(11)的补水阀(12)，所述补水阀(12)被配置为，在所述离心泵(b)启动时将所述出水口(11)封闭；在所述离心泵(b)停止时将所述出水口(11)导通。

3.根据权利要求2所述的离心泵自动补水装置，其特征在于，所述补水阀(12)包括连接杆(121)、密封塞(122)、密封槽(123)和浮球(124)，所述连接杆(121)的一端铰接在所述补水箱(1)的内壁上，所述连接杆(121)的另一端与所述浮球(124)连接，所述密封塞(122)布置在所述连接杆(121)的中部，所述密封槽(123)布置在所述补水箱(1)的内壁上并与所述出水口(11)连通，所述密封槽(123)与所述密封塞(122)相互配合，使得当所述密封塞(122)位于所述密封槽(123)中时，所述出水口(11)封闭。

4.根据权利要求3所述的离心泵自动补水装置，其特征在于，所述补水阀(12)还包括限位结构(125)，所述限位结构(125)固定在所述补水箱(1)的内壁上，在垂直于所述地面(m)的方向上，所述连接杆(121)位于所述限位结构(125)和所述补水箱(1)的内壁之间。

5.根据权利要求4所述的离心泵自动补水装置，其特征在于，所述限位结构(125)上具有调整螺钉(1251)，所述调整螺钉(1251)与所述限位结构(125)螺纹连接并与所述连接杆(121)相抵，所述调整螺钉(1251)的轴线方向与所述补水箱(1)中的液面垂直。

6.根据权利要求5述的离心泵自动补水装置，其特征在于，所述补水阀(12)还包括调整杆(126)，所述调整杆(126)的一端与所述调整螺钉(1251)同轴固定连接，所述调整杆(126)的另一端伸出所述补水箱(1)。

7.根据权利要求1所述的离心泵自动补水装置，其特征在于，所述离心泵自动补水装置还包括第二阀门(3)，所述第二阀门(3)的进口与所述离心泵(b)的出水口连接。

8.根据权利要求7所述的离心泵自动补水装置，其特征在于，所述离心泵自动补水装置还包括控制器，所述控制器与所述第一阀门(2)和所述第二阀门(3)连接，所述控制器被配置为，若所述离心泵(b)关闭，控制所述第一阀门(2)和第二阀门(3)关闭；或者，

若所述第一阀门(2)和所述第二阀门(3)导通，控制所述离心泵(b)启动。

9.根据权利要求1至8任一项所述的离心泵自动补水装置，其特征在于，所述离心泵自动补水装置还包括底阀(4)，所述底阀(4)进口位于所述气田水池(a)中，所述底阀(4)的出口与所述第一阀门(2)的进口连通。

10.一种离心泵系统，所述离心泵系统包括离心泵(b)和气田水池(a)，所述气田水池(a)中的液体通过所述离心泵(b)进行输送，其特征在于，所述离心泵系统还包括如权利要求1至9任一项所述的离心泵自动补水装置。

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