CN219470995U - 一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组，包括分离器体、机械真空泵、水泵、真空泵水箱及电控柜；本实用新型通过为机械真空泵配备分离器体，实现水气分离，减少水气混合物进入机械真空泵，减少机械磨损，延长使用寿命；通过对分离器体内各腔体的分割及阀门的设置，并应用PLC可编程序控制器对阀门控制，使得分离器体具备水气分离、腔体分割及压力均衡转换的作用，便于水泵的排放，改善现有分离装置排水困难的局面，以充分发挥机械真空泵抽水效率高的优势，又保证水气分离在排水环节不影响机械真空泵的连续工作。

Description

一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组

技术领域

本实用新型涉及深基坑降水技术领域，尤其是一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组。

背景技术

在深基坑降水工作中，真空深井降水的真空泵应用存在如下问题：射流真空泵与机械真空泵是两种最常用的抽水泵，射流真空泵具有较高的耐磨损特性，所以利于深基坑降水过程中对水气混合物的抽取，存在的问题是，射流真空泵单位功耗的抽气量少，循环水发热快，容易缺水，缺水后真空度降低，导致抽水效率低乃至无法抽出深井内的水；机械真空泵单位功耗的抽气量大，抽水气混合物效率高，但存在的问题是，由于水气混合物中含有砂砾，导致机械磨损特别快，维修费用特别高，难以满足深基坑真空深井降水过程中对水气混合物的抽取，若在机械真空泵前端设置水气分离装置，可减少机械磨损，但又出现真空状态下分离装置排水困难的现状，加之机械真空泵发热、发烫，循环水无法及时冷却，出现机械真空泵连续工作时抽气量减少、真空度降低的尴尬局面。如何设计一种机械泵组，充分发挥机械真空泵抽水效率高的优势，在减少机械磨损、延长机械真空泵使用寿命的基础上，又保证水气分离的排水环节不影响机械真空泵的连续工作，将是当下提高深基坑降水工作效率的关键所在。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组，本实用新型采用分离器体、机械真空泵及水泵的组合，通过为机械真空泵配备分离器体，使分离器体内水气分离，减少水气混合物进入机械真空泵，减少机械磨损；通过对分离器体各腔体的分割及阀门的设置，并应用PLC可编程序控制器对阀门的自动控制，使得分离器体具备腔体内水气分离、压力转换及便于水泵排放的特点，改善了现有分离装置排水困难的局面，以充分发挥机械真空泵抽水效率高的优势，又保证在机械真空泵连续工作的状态下完成水气分离的排水环节，同时解决了机械真空泵的自动冷水循环问题及第二储水腔内的清淤问题。

实现本实用新型目的的具体技术方案是：

一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组，其特点包括分离器体、机械真空泵、水泵、真空泵水箱、冷却盘管、喷嘴及电控柜；

所述分离器体呈罐体状，罐体内由横隔板分割为上下设置的上腔体及下腔体，其下腔体为第二储水腔；其上腔体内再由竖直的溢流隔板分割为半封闭的左右设置的水气分离腔与第一储水腔，且水气分离腔与第一储水腔在溢流隔板的顶部设有互为贯通的真空腔；

所述罐体上设有与真空腔连通的真空泵吸气接口及连通管第一接口；罐体上设有与水气分离腔连通的井管接口及盘管进口，罐体上设有与第二储水腔连通的连通管第二接口、水泵接口、喷嘴座及盘管出口；

所述水气分离腔内设有水气下沉管，水气下沉管的上口与井管接口连接、水气下沉管的下口接近横隔板并敞开；

所述连通管第一接口与连通管第二接口之间连接有两位三通阀，两位三通阀的另一端口上设有进气口；

所述在第二储水腔与第一储水腔之间的横隔板上设有泄水阀；

所述第二储水腔内由底部至顶部之间设有第一浮球开关；

所述机械真空泵上设有真空泵吸气口、真空泵排气口及真空泵进水口，真空泵吸气口上设有真空泵止回阀；

所述真空泵水箱上设有水箱进气口、水箱排气口、水箱供水口及盘管接口；

所述真空泵水箱内由底部至顶部之间设有第二浮球开关；

所述水泵上设有水泵吸水口及水泵排水口，水泵吸水口上设有水泵止回阀，水泵排水口上设有四通，其中，四通的主通道为排水口，一端旁路经第一电磁阀与第二储水腔的喷嘴座连接，另一端旁路经第二电磁阀与真空泵水箱的水箱供水口连接；

所述冷却盘管设于分离器体的水气分离腔内，冷却盘管的一端由盘管进口引出与真空泵水箱的盘管接口连接，冷却盘管的另一端由盘管出口引出经滤网与机械真空泵的真空泵进水口连接；

所述喷嘴设于第二储水腔内的喷嘴座上；

所述机械真空泵、水泵及真空泵水箱设于分离器体的外侧；

所述机械真空泵的真空泵吸气口与分离器体的真空泵吸气接口管路连接，真空泵排气口与真空泵水箱的水箱进气口管路连接；

所述水泵的水泵吸水口与分离器体的水泵接口连接；

所述电控柜设于分离器体的外侧；电控柜内设PLC可编程序控制器，PLC可编程序控制器分别与机械真空泵、水泵、泄水阀、两位三通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第一浮球开关及第二浮球开关电连接。

所述分离器体的罐体上设有至少一个维修孔。

所述分离器体的真空腔上设有真空表。

所述真空泵水箱的底面与分离器体内溢流隔板的顶边等高。

本实用新型所产生的技术效果是：

1）、水气分离

本实用新型在分离器体内设置了水气分离腔、第一储水腔及第二储水腔；工作时，由基坑深井抽取的水气混合物经水气下沉管进入水气分离腔，并由水气下沉管导流至水气分离腔的底部排出，水沉积在水气分离腔内，随水气分离腔内水位升高，逐步越过溢流隔板，流入第一储水腔，并经泄水阀由第一储水腔流入第二储水腔，气体由液面溢出，并由真空腔的真空泵吸气接口被机械真空泵抽出，通过真空表监测真空度，实施水气分离。

2）、水泵从分离器体内间歇排水

为便于水泵从分离器体内间歇排水，又满足机械真空泵实现连续工作的目的，本实用新型在第二储水腔与第一储水腔之间的横隔板上设有泄水阀；以便将分离器体由横隔板分割的下腔体及上腔体分为不同内腔压力的腔室，通过切换两位三通阀，连通大气，给第二储水腔增压，实现第二储水腔内压力的改变，利于水泵从分离器体内实现排水。

通过水位驱使第二储水腔内的浮球开关上升或下降，由浮球开关在上限位或下限位触发PLC可编程序控制器工作，实现水泵从分离器体内自动间歇排水。

3）、缓冲压力转换时对储水腔的冲击

由于水泵从分离器体内实现间歇排水时，两位三通阀与大气联通，第二储水腔内的压力的升高，排水结束后，为平衡第二储水腔与第一储水腔之间的压差，利于本实用新型的平稳运行，本实用新型在罐体的顶部与真空腔连通设有连通管第一接口，在第二储水腔的上方设有连通管第二接口，只需通过PLC可编程序控制器工作，将两位三通阀复位，将连通管第一接口与连通管第二接口经连通管连通，即可减缓第二储水腔与第一储水腔之间的压差，减缓对分离器体的压力冲击，使第一储水腔得水顺利进入第二储水腔。

4）、机械真空泵的循环冷却

为克服机械真空泵在连续工作中易发热、发烫的缺陷，本实用新型在水气分离腔内设置了冷却盘管，冷却盘管的一端由盘管进口引出与真空泵水箱的盘管接口连接，冷却盘管的另一端由盘管出口引出经滤网与机械真空泵（的真空泵进水口连接，确保机械真空泵的冷水循环，滤网的设置以避免杂质进入机械真空泵。

5）、第二储水腔内的清淤

为保证水泵从分离器体内实现间歇排水时，第二储水腔内的淤泥不沉积，本实用新型在第二储水腔内设置了喷嘴，当水泵排水时，第一电磁阀将四通与第二储水腔上喷嘴座的喷嘴连通，喷嘴喷水冲击第二储水腔内水扰动，以防淤泥沉积。

6）、真空泵水箱自动补水

为控制真空泵水箱的液面，本实用新型在真空泵水箱内设置了第二浮球开关，由第二浮球开关触发电控柜的PLC可编程序控制器，控制第二电磁阀的开启或关闭，当水泵排水时，由水泵经水箱供水口向真空泵水箱自动补水。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型电控柜的电路控制方框图。

具体实施方式

实施例

本实用新型工作过程：

参阅图1、图2，为便于分离器体1排水，又满足机械真空泵2实现连续工作的目的，本实用新型在分离器体1内设置了水气分离腔114、第一储水腔115及第二储水腔112；工作时，开启机械真空泵2，真空泵止回阀24自行开启，分离器体1内开始减压，由基坑深井抽取的水气混合物经水气下沉管161进入水气分离腔114，并由水气下沉管导流至水气分离腔的底部排出，水沉积在水气分离腔114内，随水气分离腔114内水位升高，逐步越过溢流隔板113，流入第一储水腔，气体由机械真空泵2从罐体上真空腔116的真空泵吸气接口11抽出，实施水气分离；水随后流经横隔板111上的泄水阀121从第一储水腔115进入第二储水腔112，并由水泵3从第二储水腔112排出。

参阅图1、图2，随第二储水腔112内的水位增高，水位驱使第二储水腔112内的浮球开关122上升，当第二储水腔112内的水位达到设定的上限位，浮球开关122在上限位触发PLC可编程序控制器工作，依次关闭泄水阀121，为便于水泵3排放，排水时，将两位三通阀123切换到与进气口151连通的位置，同时，两位三通阀123关闭了连通管第一接口12与连通管第二接口13之间的通道，第二储水腔112与大气连通，第二储水腔112内开始增压，开启水泵3、水泵止回阀33自行开启，随水泵3将第二储水腔112内的水排出，当第二储水腔112内的水位达到设定的下限位，浮球开关122在下限位触发PLC可编程序控制器工作，将水泵3停止、泄水阀121开启、两位三通阀123复位及进气口151关闭，同时，连通管第一接口12与连通管第二接口13连通，在第二储水腔112排水期间，第一储水腔115内继续蓄水，且机械真空泵2始终处于连续正常工作状态，如此往复循环，在机械真空泵2连续工作的状态下完成水气分离及水泵3间歇排水的过程，以充分发挥机械真空泵2抽水效率高的优势。

参阅图1，将本实用新型的水气下沉管161与基坑深井的抽水管连接；由真空泵水箱4的盘管接口44经冷却盘管5向机械真空泵2的真空泵进水口23供水；

参阅图1、图2，本实用新型的工作过程由电控柜7的PLC可编程序控制器控制，通过PLC可编程序控制器分别控制机械真空泵2、水泵3、泄水阀121、两位三通阀123、第一电磁阀312、第二电磁阀311、第一浮球开关122及第二浮球开关45，实施在机械真空泵2连续工作的状态下完成水气分离及水泵3间歇排水的目的，以充分发挥机械真空泵2抽水效率高的优势。

参阅图1，为克服机械真空泵在连续工作中易发热、发烫的缺陷，本实用新型对真空泵水箱4向机械真空泵2供水时采取了如下措施：

在真空泵水箱4与机械真空泵2的真空泵进水口23之间设置了冷却盘管5，为保持对冷却盘管5降温，本实用新型将冷却盘管5设置在水气分离腔114内，由水气分离腔114内的水对冷却盘管5实施冷却，以减少机械真空泵2的发热，确保机械真空泵2在冷水循环的环境下工作；

为防止杂质进入机械真空泵2，本实用新型在机械真空泵2的真空泵进水口23前设置了滤网25；

为保证真空泵水箱4的液面与机械真空泵2之间的高度差，本实用新型对真空泵水箱4实施提高位置设置，即真空泵水箱4的底面与分离器体1内溢流隔板113的顶边等高，真空泵水箱4内的水通过液面的压差经真空泵进水口23自行流入机械真空泵2；

为控制真空泵水箱4的液面，本实用新型在真空泵水箱4内设置了第二浮球开关45，由第二浮球开关45触发电控柜7的PLC可编程序控制器，控制第二电磁阀311的开启或关闭，由水泵3经水箱供水口43向真空泵水箱4补水。

参阅图1，为保证水泵3从分离器体内实现间歇排水时，第二储水腔112内的淤泥不沉积，本实用新型在第二储水腔112内设置了喷嘴6，喷嘴6设于第二储水腔112内的喷嘴座18上，在水泵排水口32上四通34的旁路经第一电磁阀312与第二储水腔112的喷嘴座18连接，当水泵排水时，第一电磁阀312将四通34与第二储水腔112上喷嘴座18的喷嘴6连通，水泵3的水由四通34分流经喷嘴6喷出冲击第二储水腔112内的水扰动，以防淤泥沉积。

参阅图1，为提高阀门的开启速度，本实用新型的两位三通阀123及泄水阀121选用电磁阀或气动阀。

Claims (4)

1.一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组，其特征在于，包括分离器体（1）、机械真空泵（2）、水泵（3）、真空泵水箱（4）、冷却盘管（5）、喷嘴（6）及电控柜（7）；

所述分离器体（1）呈罐体状，罐体内由横隔板（111）分割为上下设置的上腔体及下腔体，其下腔体为第二储水腔（112）；其上腔体内再由竖直的溢流隔板（113）分割为半封闭的左右设置的水气分离腔（114）与第一储水腔（115），且水气分离腔（114）与第一储水腔（115）在溢流隔板（113）的顶部设有互为贯通的真空腔（116）；

所述罐体上设有与真空腔（116）连通的真空泵吸气接口（11）及连通管第一接口（12）；罐体上设有与水气分离腔（114）连通的井管接口（16）及盘管进口（15），罐体上设有与第二储水腔（112）连通的连通管第二接口（13）、水泵接口（14）、喷嘴座（18）及盘管出口（17）；

所述水气分离腔（114）内设有水气下沉管（161），水气下沉管（161）的上口与井管接口（16）连接、水气下沉管（161）的下口接近横隔板（111）并敞开；

所述连通管第一接口（12）与连通管第二接口（13）之间连接有两位三通阀（123），两位三通阀（123）的另一端口上设有进气口（151）；

所述在第二储水腔（112）与第一储水腔（115）之间的横隔板（111）上设有泄水阀（121）；

所述第二储水腔（112）内由底部至顶部之间设有第一浮球开关（122）；

所述机械真空泵（2）上设有真空泵吸气口（21）、真空泵排气口（22）及真空泵进水口（23），真空泵吸气口（21）上设有真空泵止回阀（24）；

所述真空泵水箱（4）上设有水箱进气口（41）、水箱排气口（42）、水箱供水口（43）及盘管接口（44）；

所述真空泵水箱（4）内由底部至顶部之间设有第二浮球开关（45）；

所述水泵（3）上设有水泵吸水口（31）及水泵排水口（32），水泵吸水口（31）上设有水泵止回阀（33），水泵排水口（32）上设有四通（34），其中，四通（34）的主通道为排水口，一端旁路经第一电磁阀（312）与第二储水腔（112）的喷嘴座（18）连接，另一端旁路经第二电磁阀（311）与真空泵水箱（4）的水箱供水口（43）连接；

所述冷却盘管（5）设于分离器体（1）的水气分离腔（114）内，冷却盘管（5）的一端由盘管进口（15）引出与真空泵水箱（4）的盘管接口（44）连接，冷却盘管（5）的另一端由盘管出口（17）引出经滤网（25）与机械真空泵（2）的真空泵进水口（23）连接；

所述喷嘴（6）设于第二储水腔（112）内的喷嘴座（18）上；

所述机械真空泵（2）、水泵（3）及真空泵水箱（4）设于分离器体（1）的外侧；

所述机械真空泵（2）的真空泵吸气口（21）与分离器体（1）的真空泵吸气接口（11）管路连接，真空泵排气口（22）与真空泵水箱（4）的水箱进气口（41）管路连接；

所述水泵（3）的水泵吸水口（31）与分离器体（1）的水泵接口（14）连接；

所述电控柜（7）设于分离器体（1）的外侧；电控柜（7）内设PLC可编程序控制器，PLC可编程序控制器分别与机械真空泵（2）、水泵（3）、泄水阀（121）、两位三通阀（123）、第一电磁阀（312）、第二电磁阀（311）、第一浮球开关（122）及第二浮球开关（45）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组，其特征在于，所述分离器体（1）的罐体上设有至少一个维修孔。

3.根据权利要求1所述的一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组，其特征在于，所述分离器体（1）的真空腔（116）上设有真空表。

4.根据权利要求1所述的一种基坑真空深井降水抽排一体的机械泵组，其特征在于，所述真空泵水箱（4）的底面与分离器体（1）内溢流隔板（113）的顶边等高。