层流供水循环系统的制作方法

1.本技术涉及供水设备技术领域，尤其是涉及一种层流供水循环系统。


背景技术：

2.目前，传统的水箱设置有溢流管，将多余的水通过溢流管流至回水池后经过提升泵经高效过滤器处理后带压上冷却塔后至冷水池，再经供水泵将水提升至水箱。这样的水循环增加了提升泵和供水泵的负荷，也增加了高效过滤器的处理能力，对于钢铁企业长期运行增加成本。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种层流供水循环系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的水箱在进行水循环时常使用提升泵、供水泵组合的方式提供动力，这样的水循环泵组负荷较高，导致运行成本随之增高的技术问题。
4.本技术提供了一种层流供水循环系统，包括：
5.水箱，包括进水口和出水口；
6.蓄水池，与所述水箱的出水口连接，所述水箱所在位置的高度高于所述蓄水池所在位置的高度；
7.水锤泵，包括空气室以及与所述空气室连通的动力接口和扬水接口，所述动力接口与所述蓄水池连通，所述扬水接口与所述水箱的进水口连通；
8.所述蓄水池的液面与所述空气室的液面形成液位差，且所述动力接口与所述水箱之间设置有第一阀门。
9.在上述技术方案中，进一步地，所述扬水接口与所述进水口通过扬水管连通，所述第一阀门设置于所述扬水管。
10.在上述任一技术方案中，进一步地，所述动力接口与所述蓄水池通过动力水管相连通，所述动力水管设置有第二阀门，所述动力水管的管径大于所述扬水管的管径。
11.在上述任一技术方案中，进一步地，所述水箱的出水口与所述蓄水池通过溢流水管连接。
12.在上述任一技术方案中，进一步地，所述动力水管与所述蓄水池连接的一端高于所述动力水管与所述动力接口连接的一端，以使所述动力水管倾斜设置。
13.在上述任一技术方案中，进一步地，所述动力水管与竖直方向之间形成的锐角的角度为80
°‑
83
°
。
14.在上述任一技术方案中，进一步地，所述蓄水池内的液面高度与所述水锤泵的空气室内的液面之间的水位落差高度大于或等于1m。
15.在上述任一技术方案中，进一步地，所述层流供水循环系统还包括多个支撑构件，所述多个支撑构件沿所述动力水管的长度方向间隔排布。
16.在上述任一技术方案中，进一步地，沿从所述水锤泵朝向所述蓄水池的方向，所述
多个支撑构件的高度逐渐增加。
17.在上述任一技术方案中，进一步地，所述水箱的高度为6
‑
10m，直径为2
‑
4m。
18.与现有技术相比，本技术的有益效果为：
19.本技术提供的层流供水循环系统包括：水箱，包括进水口和出水口；蓄水池，与水箱的出水口连接，水箱所在位置的高度高于蓄水池所在位置的高度；水锤泵，包括空气室以及与空气室连通的动力接口和扬水接口，动力接口与蓄水池连通，扬水接口与水箱的进水口连通；蓄水池的液面与空气室的液面形成液位差，且动力接口与水箱之间设置有第一阀门。
20.本技术提供的层流供水循环系统，通过液位差以及通过控制第一阀门的通断来改变水锤泵的本体内压差实现扬水，以将水输送至处于高位的水箱中，相较于现有的供水泵、增压泵的泵组输水方式，不仅简化了整套供水设备的结构、安装、维护成本，重要的是，长期运行不需要投入电力，仅依靠能量转换，不需要泵组持续工作持续供应动力，有助于在金属如钢铁长期加工过程中大幅度降低加工成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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。
22.图1为本技术实施例提供的层流供水循环系统的结构示意图。
23.附图标记：1
‑
水箱，2
‑
蓄水池，3
‑
水锤泵，301
‑
空气室，4
‑
动力水管，5
‑
扬水管，6
‑
第一阀门，7
‑
第二阀门，8
‑
支撑构件。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
25.通常在此处附图中描述和显示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。
26.基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.下面参照图1描述根据本技术一些实施例所述的层流供水循环系统。
30.参见图1所示，本技术的实施例提供了一种层流供水循环系统，包括顺次连接的水箱1、蓄水池2和水锤泵3，三者形成一套层流供水循环系统，其中，水箱1所在的位置的高度高于水锤泵3和蓄水池2的高度，具体地，在作业车间内，水箱1安置在高出，蓄水池2和水锤泵3均位于车间地坪以下，并且水锤泵3布置在水泵间内，水箱1设置有进水口和出水口，蓄水池2设置有第一接口和第二接口，水锤泵3包括空气室301以及与空气室301连通的动力接口和扬水接口，水箱1的出水口与蓄水池2的第一接口连接，动力接口与蓄水池2的第二接口连接，扬水接口与水箱1的进水口连接，并且扬水接口与水箱1的进水口之间设置有第一阀门6，蓄水池2的液面与空气室301内部的液面形成液位差f，具体而言，蓄水池2内的液面高度高于空气室301的内的液面高度，第二接口的所在位置高度也高于动力接口的高度，当蓄水池2内的水朝向水锤泵3正常流动过程中，突然关闭第一阀门6，水锤泵3的泵体内将会产生较强的冲击力即可将流入水锤泵3内的水送入水箱1中。
31.优选地，水泵间设置有溢流水沟，溢流水沟与作业车间的轧线冲渣沟连接。
32.本技术提供的层流供水循环系统，通过液位差以及通过控制第一阀门6的通断来改变水锤泵3的本体内压差实现扬水，以将水输送至处于高位的水箱1中，相较于现有的供水泵、增压泵的泵组输水方式，不仅简化了整套供水设备的结构、安装、维护成本，重要的是，长期运行不需要投入电力，仅依靠能量转换，不需要泵组持续工作持续供应动力，有助于在金属如钢铁长期加工过程中大幅度降低加工成本。
33.在本技术的一个实施例中，优选地，如图1所示，水箱1的出水口与蓄水池2通过溢流水管连接。
34.优选地，水箱1的高度为6
‑
10m，直径为2
‑
4m。
35.在该实施例中，本技术中的水箱1高度优选为7m，直径优选为3m，以确保储水容量，如图中所示状态下，进水口位于水箱1的顶部，出水口位于水箱1的底部，并且出水口与蓄水池2通过溢流水管连接，以使水箱1内的水能够经溢流水管流入蓄水池2内。
36.具体地，溢流水管沿竖直方向延伸，并且溢流水管的一端与水箱1的出水口连接，溢流水管的另一端延伸至车间地坪以下并与蓄水池2的第一接口连接。
37.在本技术的一个实施例中，优选地，如图1所示，动力接口与蓄水池2通过动力水管4相连通，动力水管4设置有第二阀门7。
38.优选地，动力水管4的长度约为蓄水池2与水锤泵3之间的液位差的7倍。
39.优选地，动力水管4与蓄水池2连接的一端高于动力水管4与动力接口连接的一端，以使动力水管4倾斜设置。
40.在该实施例中，动力接口与蓄水池2的第二接口通过动力水管4相连接，并且动力水管4倾斜设置，动力水管4与第二接口连接的一端高于动力水管4的与水锤泵3连接的一端，以使蓄水池2内的水能够顺畅地流入水锤泵3内。
41.优选地，动力水管4与竖直方向之间形成的锐角的角度为80
°‑
83
°
。
42.在该实施例中，如图1所示，动力水管4的垂线与竖直方向之间的夹角α优选为7
°‑
10
°
，或者说按照动力水管4的延伸方向(即动力水管4所在直线)与竖直方向之间形成锐角
角度为80
°‑
83
°
，在此角度范围下，使得动力水管4的倾斜程度适宜，避免过度倾斜或者倾斜程度不足，从而能够确保动力充足。
43.优选地，蓄水池2内的液面高度与水锤泵3的空气室301内的液面之间的水位落差高度大于或等于1m。
44.在该实施例中，假定动力水管4的断面积为a，动力水管4的管道长为l，动力水管4中水流速度为v，水的密度为ρ，最大升高压力为δp，压力波从第一阀门6传至水箱1的进水口的时间为t，根据动量方程：
45.δp
·
a
·
t＝ρalv，
46.因此，δp＝ρlv/t＝cρv，
47.其中c＝l/t，为压力波在水中的传播速度，它的传播速度约为1000～1400m/s之间。
48.根据最大压力水头计算公式：
49.h＝cv/g，式中：
50.h—突然关闭泄水阀门时产生的最大压力水头(m)；
51.c—水锤压力波传播速度，c＝1000～1400m/s；
52.g—重力加速度＝9.8m/s2；
53.v—水管中水流平均速度(m/s)。
54.取c＝1000m/s，可以计算水从1m高处经动力水管4进入水锤泵3后，突然关闭第一阀门6产生的最大升高压力δp，并由能量守恒定律求水流速度v：mgh＝1/2mv2，则
55.v＝(2gh)
0.5
＝(2*9.8*1)0.5≈4.4m/s，
56.所以，突然关闭泄水阀门时产生的最大升高压力δp为：
57.δp＝cρv＝1000*1000*4.4＝4.4mpa，
58.最大压力水头h为：h＝1000
×
4.4/9.81＝449(米)。
59.本技术中，水箱1高度大约+7m左右，水箱1直径为3m，水提升高度大约为10m，提升10m水所需压力为p：
60.p＝ρgh＝1000*9.8*10＝0.098mpa，
61.可以看出δp>>p，因此从理论上说，利用冲击原理，将1米落差水流通过水锤泵3提升到水箱1是没有问题。
62.在本技术的一个实施例中，优选地，如图1所示，扬水接口与进水口通过扬水管5连通，第一阀门6设置于扬水管5。
63.在该实施例中，水锤泵3的扬水接口与水箱1的进水口通过扬水管5连接，并且扬水管5上设置有第一阀门6，第一阀门6和第二阀门7均用于启动水锤泵3，也用于控制水锤泵3与水箱1之间、水锤泵3与蓄水池2之间的水路的通断。
64.在本技术的一个实施例中，优选地，如图1所示，层流供水循环系统还包括多个支撑构件8，多个支撑构件8沿动力水管4的长度方向间隔排布；
65.沿从水锤泵3朝向蓄水池2的方向，多个支撑构件8的高度逐渐增加。
66.在该实施例中，支撑构件8具体为支墩，并且支撑构件8的上端面形成为弧面，能够与动力水管4的外壁面贴合，并且按照图中所示状态下，按照由左到右的顺序，多个支撑构件8的高度逐渐增高，以对动力管进行稳定支撑，防止动力水管4震动。
67.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。