专利名称：城市排水水泵节能逆止阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及城市污水排水技术，特别涉及城市排水水泵节能逆止阀。
背景技术：
能源紧缺问题越来越成为世界各国的大问题，许多矛盾冲突由此而 生，特别是上海这样的大城市，节能不仅是一个经济问题也是一个的大社 会问题。排水系统是确保整个城市正常运作不可缺少的重要环节，但又是 城市的耗能大户，无论从应该承担的社会责任和对自身企业的经济效益考 虑，必须特别重视。
排水泵站是随着城市的建立、发展而逐步建造起来的，由于早期的技 术水平限制或者设计上的考虑不周。
如图1，早期的活动门每台水泵一套，活动门10由球墨铸铁铸造，直 径1.35米、重200多公斤。当电动机20带动水泵30工作把前一泵站过来 流入低位集水井40的污水送入高位集水井50，在水流的冲击和摩擦力共 同作用下，克服活动门IO的重力使活动门10处于75度左右的自由漂浮 抖动状态。当低位集水井40的水位低或水泵30替换工作，水泵停止工作， 活动门10即由于自重和高位水的回流作用迅速自动关闭，避免了污水回 流和水泵30、电机60由于污水回流倒转而损坏。
但是，上述现有技术存在如下不足
1、 能耗大，活动门是在水流的冲击和摩擦力共同作用下，克服活动 门F的重力使活动门处于75度左右的自由漂浮抖动状态。反过来就是活 动门F对水的流动具有很大的阻碍作用，要把重200多公斤活动门托起且 保持不掉下来靠的是流动水的托力，就象要把直升飞机悬浮在空中需要螺 旋桨制造流动的空气托力一样，必然消耗大量的能源，而且时间越长消耗 的能量越多。
2、 由于活动门工作始终处于75度左右的自由漂浮活动状态，活动门铰链虽然使用球墨铸铁铸造，但是始终处于污水的腐蚀和机械摩擦状态， 大大降低了活动门的应有使用寿命。
3、由于自重和表面积都大，回流水作用于活动门的力、速度都相当 可观，经过计算，当活动门将要合拢的瞬间，整个冲击力可以达到22吨 左右。所以每次活动门关闭震动很大，整个泵站大楼受到波及，不仅设备 容易损坏，也有悖于文明生产。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一种，城市排水水泵节能逆止阀，降低活
动门对水流阻力损耗到最小；减少活动门铰链机械摩损，延长使用寿命； 减小活动门关闭合拢瞬间的冲击力；结构简单、造价低廉、控制方便、动 作可靠，节能环保，不影响原有泵站的土建和设备，容易修理，使用寿命 长。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，
城市排水水泵节能逆止阀，用于设置于城市排水系统出水井，包括， 活动门，设置于出水井下部进水口处；其还包括，牵引绳，其一端连接于 活动门；牵引机构，与牵引绳连接。
进一步，所述的牵引机构包括气缸及相应的空气压縮机、定滑轮、动 滑轮及定向滑轮；动滑轮连接于气缸活塞杆，定滑轮分设于动滑轮一侧， 所述的牵引绳经定向滑轮，绕设于定滑轮及动滑轮。
又，本实用新型还设气缸调节机构，设置于气缸与压縮机之间的管路， 其包括依次设置的安全阀、二个单向节流阀、三位四通手动阀、与排水泵 电机联动的二位五通电磁换向阀、减压阀、二位二通电磁换向阀及截止阀， 其中，二个单向节流阀分别设置于气缸的二个管路，方向相反，并分别接 设于三位四通手动阀；二位五通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀与排水 泵电机接触器电性连接并接电源，气动控制的电源直接通过排水泵电动机 接触器同步开合通断，电磁换向阀与排水泵电机接触器同步开合通断。
水泵工作时，活动门的重力是靠水流的能耗维持漂浮抖动的开启状 态，由牵引绳牵引。当水泵开启活动门冲开的同时由牵引绳牵引，使活动 门开启角度加大到活动门的重量全部通过由牵引绳的外力来承担，活动门的开启角度由原来70度动态，改为95度静态，活动门对水流的阻碍基本 消除，能耗明显减少。
牵引绳牵引力通过气缸和滑轮配合，只在活动门需要开启或关闭的几 秒钟时间内自动工作，其他时间在需要的位置锁定，可以使活动门在外力
作用保# 95度的静止状态，基本不耗能。同时减少了活动门铰链的机械
摩损延长使用寿命。
降低活动门关闭时的冲击，原来最大冲击力可以达到22吨左右，原
因是活动门和回流污水的质量与运动的速度合成，活动门和回流污水的质 量可以认为是一个不变的常量，而且速度在活动门合拢的瞬间达到最大。 本设计利用牵引绳反向牵制动作，配合气缸反向余气阻尼调节促使活动门 合拢瞬间的速度下降，达到需要理想的缓冲作用。
每个泵站一般有5 6台水泵和等量的活动门，而且不可能同时启动， 所以利用一台小型空气压縮机作为能源并联供气，空气压縮机只在活动门 需要开启或关闭的几秒钟时间内供气，因为用气量少，大部分时间处于保 压停机状态，所以耗能少，超音少。且即使发生突然断电的情况，压縮机 储气筒里的压縮空气可以保证维持需要的能量。
为了使本实用新型设备工作与排水泵开启或关闭绝对同步，气动控制 的电源直接通过排水泵电动机接触器同步开合通断，保证具有严格的随动 性能。而当设备出现故障时，活动门与牵引绳是柔性连接不会妨碍排水泵 活动门自然的正常工作，只是牵引绳引节能的作用消失。这样就保证了泵 站工作的可靠性。
水泵由电动机启动水力推动活动门开——同时接通气动控制换向阀 压縮空气通过单向阀自动向气缸供气，活塞杆带动两个动滑轮牵引绳索向 上提升，只要调整压力匹配帮助活动门通过铰链旋转提升到气缸牵引绳索 到达极限位置(95°左右)自动保压锁定，气缸行程是活动门提升行程的 1/4。(空压泵只补充少量泄漏的压缩空气。)
水泵关闭时回流水力推动活动门关闭，绳索被下拉活塞向气缸无杆腔 余气进行压縮气压上升迅速上升起阻尼缸作用。气缸最大压力有安全阀限 定，活动门接近关闭时减振合拢。本装置进入待机状态，等待下一次开机。
本实用新型的有益效果本实用新型通过设置牵引绳及其相应的控制机构，不仅大大降低了活 动门对水流阻碍的能耗，比原来节能达到9.7%， 一个泵站年耗电量在200
万度左右，每扇活动门工作阻力消耗的电能每小时4 5度左右，合计占泵 站年耗电量200万度的10%， 20万度。电费按0.5元/度计算就要损失10 万元。上'海全市大约有类似泵站300个，就这一项每年就可以节约电能6000 万度，价值人民币3000万元，设备的投入第一年就可以收回，而使用寿 命可达3年以上。全国各城市有多少这种情况，更是无法统计，这部份能 耗是一个相当可观的数字，节能的社会意义和经济效益都是显而易见的。 而且，本实用新型结构简单，造价低廉，控制方便、动作可靠，维修简单， 能耗小，无污染。
图1为现有水泵的示意图2为本实用新型一实施例的示意图3为本实用新型气缸调节机构的示意图;
具体实施方式
参见图2，本实用新型一实施例的城市排水水泵节能逆止阀，用于设 置于城市排水系统出水井，包括，活动门l，设置于出水井下部进水口处； 牵引绳2，其一端连接于活动门l;牵引机构3，与牵引绳2连接。
所述的牵引机构3包括气缸31及相应的空气压縮机35、定滑轮32、 32，、动滑轮33、 33'及定向滑轮34;动滑轮33、 33'连接于气缸活塞 杆311，定滑轮32分设于动滑轮33、 33' —侧，所述的牵引绳2经定向 滑轮34，绕设于定滑轮32、 32'及动滑轮33、 33'。
参见图3，本实用新型的气缸调节机构4，设置于气缸31与压縮机4 之间的管路，其包括依次设置的安全阀41、 二个单向节流阀42、 42'、 三位四通手动阀43、与排水泵电机联动的二位五通电磁换向阀44、减压 阀45、 二位二通电磁换向阀46及截止阀47，其中，二个单向节流阀42、 42'分别设置于气缸31的二个管路，方向相反，并分别接设于三位四通 手动阀43; 二位五通电磁换向阀44、 二位二通电磁换向阀46与排水泵电机6接触器61电性连接并接电源；气动控制的电源直接通过排水泵5电 动机6接触器61同步开合通断，电磁换向阀44、 46与排水泵电机接触器 61同步开合通断。
准备工作单相220V电源长通保持使空气压縮机1自动工作状态， 压力调癧到0.8MPa。手动三位四通阀6置于图示下位。
工作过程本机全自动无需专人操作。
当污水泵电动机启动，接触器10常开触点同时合上，(直接利用污 水泵电机接触器的常开触点，保证了同步通断的可靠性)二位二通电磁换 向阀46、 二位五通电磁换向阀44同时得电，压縮空气通过三件套减压阀 45，压力根据活动门重量提升力调整到0.4-0.6MPa，再经过三位四通手动 阀43、单向节流阀42迅速进入气缸9，活塞杆311伸出推动动滑轮33、 33'轮，牵引绳2-钢丝绳提升活动门1到气缸极限位置，压縮空气达到 减压阀调整压力不再需要供气，自动保压。
当污水泵电动机停止工作，(或者故障停机、突然停电)接触器10 常开触点同时断开，二位二通电磁换向阀46、 二位五通电磁换向阀44同 时失电，压縮空气阻断。活动门1的自重和出水井的的回流水作用，活动 门1自动趋向关闭，牵动牵引绳2使气缸活塞杆311向里縮进，气缸里废 气经过单向节流阀42，再通过经过三位四通手动阀43、 二位五通电磁换 向阀44排入大气。两个节流阀配合调整气缸的上下速度和对活便关闭的 阻尼作用，以减小振动。
活动门1合拢前对牵引绳2的拉力太大，气缸活塞杆311压縮空气的 力牵引绳2和气缸无法承受，安全阀41固定压力l.OMPa起限压保护元器 件作用。
三位四通手动转阀43，可以人为驱动气缸上下停止，便于安装调试， 调试完成固定于一侧平时不再操作。
发生本机意外不能工作，钢丝绳失去牵引作用，也就失去节能作用， 但是不会影响活动门的正常功能。
二位二通电磁换向阀46减少机组停止工作时漏气。当多台并联本机 检修，用截止阀47切断与压縮机的气源。
水泵工作时，活动门1的重力是靠水流的能耗维持漂浮抖动的开启状态，通过由牵引绳2—钢丝绳牵引。当水泵5开启活动门冲开的同时由牵 引绳2牵引，使活动门1开启角度加大到活动门1的重量全部通过由牵引
绳2的外力来承担，活动门1的开启角度由原来70度动态，改为95度静
态，活动门1对水流的阻碍基本消除，能耗明显减少。
牵引绳2牵引力通过气缸和滑轮配合，只在活动门需要开启或关闭的 几秒钟时间内自动工作，其他时间在需要的位置锁定，可以使活动门在外 力作用保持95度的静止状态，基本不耗能。
本实用新型利用牵引绳2反向牵制动作，配备气缸反向余气阻尼调节 促使活动门l合拢瞬间的速度下降，达到需要理想的缓冲作用。
为了使本实用新型工作与排水泵开启或关闭绝对同步，气动控制的电 源直接通过排水泵电动机接触器同步开合通断，保证具有严格的随动性 能。而当设备出现故障时，活动门1与牵引绳2是柔性连接不会妨碍排水 泵活动门l自然的正常工作，只是牵引绳2牵引节能的作用消失。这样就 保证了泵站工作的可靠性。
初始状态，活动门l关闭状态，牵引绳2拉下，通过牵引机构3的定 滑轮32、 32'、动滑轮33、 33'及定向滑轮34;气缸活塞杆311在里面， 空气压縮机35通过气动控制单向阀向气缸无杆腔供气可调整(压力 0,1 0.6Mpa)使牵弓l绳2涨紧。
水泵5由电动机6启动水力推动活动门l开，同时接通气动控制换向 阀压縮空气通过单向阔自动向气缸31供气，气缸活塞杆311带动两个动 滑轮33、 33'牵引绳2向上提升，只要调整压力匹配使活动门l通过铰链 旋转提升到达极限位置(95°左右)自动保压锁定，气缸行程是活动门提 升行程的1/4。期间，空气压縮机35只补充少量泄漏的压縮空气。
水泵5关闭时回流水力推动活动门1关闭，牵引绳2被下拉，气缸活 塞杆311向气缸31无杆腔余气进行压縮气压上升迅速上升起阻尼缸作用。 气缸最大压力有安全阀41限定。活动门1接近关闭时减振合拢。本装置 又进入待机状态，等待下一次开机。
本实用新型不仅大大降低了活动门对水流阻碍的能耗，延长了寿命， 缓解了冲击，同时也达到了设备自身结构简单、造价低廉、控制方便、动 作可靠，节能环保，便于修理等特点。
权利要求1. 城市排水水泵节能逆止阀，设置于城市排水系统出水井，包括，活动门，设置于出水井下部进水口处；其特征是，还包括，牵引绳，其一端连接于活动门；牵引机构，与牵引绳连接。
2. 如权利要求1所述的城市排水水泵节能逆止阀，其特征是，所述的牵 引机构包括气缸及相应的空气压缩机、定滑轮、动滑轮及定向滑轮； 动滑轮连接于气缸活塞杆，定滑轮分设于动滑轮一侧，所述的牵引绳 经定向滑轮，绕设于定滑轮及动滑轮。
3. 如权利要求1或2所述的城市排水水泵节能逆止阀，其特征是，还设 气缸调节机构，设置于气缸与压縮机之间的管路，其包括依次设置的 安全阀、二个单向节流阀、三位四通手动阀、与排水泵电机联动的二 位五通电磁换向阀、减压阀、二位二通电磁换向阀及截止阀，其中， 二个单向节流阀分别设置于气缸的二个管路，方向相反，并分别接设于三位四通手动阀；二位五通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀与排 水泵电机接触器电性连接并接电源。
专利摘要城市排水水泵节能逆止阀，包括，活动门，设于出水井下部进水口处；牵引绳，其一端连接于活动门；牵引机构，包括气缸及空气压缩机、定滑轮、动滑轮及定向滑轮；动滑轮连接于气缸活塞杆，牵引绳绕设于定向滑轮、定滑轮及动滑轮；气缸调节机构，其包括安全阀、二个单向节流阀、三位四通手动阀、与排水泵电机联动的二位五通电磁换向阀、减压阀、二位二通电磁换向阀及截止阀；二位五通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀与排水泵电机接触器电性连接并接电源。本实用新型降低了原有活动门对水流阻力损耗到最小；延长活动门使用寿命；减小活动门关闭合拢瞬间的冲击力；节能环保，不影响原有泵站的土建和设备，容易修理，使用寿命长。
文档编号E03F7/00GK201232255SQ20082015126
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者冯晓卿, 孔利明, 瑛 彭, 梅天益, 宁 沈, 陈巍华, 麦穗海 申请人:上海市城市排水市南运营有限公司