专利名称：具备节能降噪改进结构的水锤泵的制作方法
技术领域：
本发明属于泵设备，涉及到一种具备节能降噪改进结构的水锤泵。
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。它不需要用任何的原动机(电动机、内燃机或蒸汽机)的拖带，所以不要消耗电力和燃料，也不要用润滑油。它的结构简单，制造方便，操作维护容易，坚固耐用。它是山区、丘陵地区多快好省地建设抗旱保收农田的良好提水工具，也是有水力资源的地区解决畜牧业、林业、工业和生活用水的优良提水工具。然而，当今的水锤泵却存在着排水量大、噪声大、效率低、高扬程工作不稳定等缺陷，因而限制了水锤泵的推广使用。冲击阀的阀芯多为圆盘形或是单向阀瓣的结构形式，高速水流经冲击阀时产生巨大的压强，产生较大的水流冲击阻力，从而导致水流动能损失较大，大量水直接从冲击阀中流出，被提升的水量很少，传统水锤泵最大水量利用率不过20 %。水锤泵在工作过程中，冲击阀在水锤效应的作用下，阀芯部分上下震动，阀门撞击产生的噪音可达100分贝以上，有甚者可达130分贝，这在山区是一种比较严重的噪音污染。进水阀也存在着同样的问题，传统水锤泵进水阀的开关性能较差，进水阀的设计过于复杂，往往是通过阀芯的机械作用或者自重来实现进水阀的单向导通的作用，阀门的开关存在较大的延时，从而导致大量水从空气室回流泵体，降低了水锤泵的提水效率。有人考虑用球形阀和内充气体的空心阀来改善进水阀的性能，但是，它们很难满足高频率的工作需求。传统水锤泵的空气室用的是普通的铁罐或钢罐，水与空气室的内壁相接触，较易产生溶解氧腐蚀和电化学腐蚀，另外，由于空气室内压强变化急剧，随冲击阀的运动带进来的小气泡会在内壁上产生气蚀，这些破坏日积月累会使空气室疲劳过度而损坏，易发生爆缸现象，因而，传统水锤泵的工作是不稳定的而且是不可靠的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种具备节能降噪改进结构的水锤泵。为解决技术问题，本发明采取的方案是提供一种具备节能降噪改进结构的水锤泵，包括连接于泵体的冲击阀和进水阀， 进水阀与气室相接；所述冲击阀包括立式的阀体，其中部呈鼓形圆筒状，其上下端均为分别与法兰相接的管状连接部；其中下端法兰的尺寸与水锤泵的泵体法兰相匹配，上端法兰的中心孔尺寸与阀杆的直径相适应；冲击阀的阀芯具有圆台形的上半部分和纺锤体形状的下半部分，上下两部分之间圆滑过渡；阀芯顶端的中心处与阀杆相接，阀杆向上穿过上端法兰；阀杆上设有一个固定的限位块，限位块与上端法兰之间设弹性垫片。作为改进，所述阀芯的表面具有一层泡沫铝空穴防振涂层。
作为改进，所述弹性垫片为橡胶垫，固定于上端法兰的表面。作为改进，还包括若干个配重块，其中心位置设通孔，其内径尺寸与阀杆相匹配； 通孔内部和阀杆上端表面设置相互匹配的螺纹。作为改进，所述泵体为三通结构，其一侧为入水口，另一侧连接冲击阀，阀体的中部立式连接进水阀，进水阀上面装配气室，进水阀还与出水口相接。作为改进，所述进水阀为隔膜式止回阀，其阀芯为一多孔板，每个板孔内嵌有单通隔膜。作为改进，所述单通隔膜是具有弹性的膜体，具有十字花式开口，单通隔膜下以十字板支撑。作为改进，所述气室具有双层结构外层为刚性外壁，其内部为一橡胶隔膜构成的气室内胆。作为改进，所述气室内胆是充填氮气的气室内胆。作为改进，所述气室刚性外壁的顶部设有与气室内胆相接的充气口，气室刚性外壁的下端为出水口，以法兰面接于进水阀。本发明的有益效果在于1、阀芯为圆台形和纺锤体的组合，其截面呈流线形，有效的减少了水绕流的阻力， 从而减少水流能量的损失，为后续发生水锤效应提供较大的能量来源；可将传统70%左右的效率提高到80%以上。2、阀芯表面设有泡沫铝空穴防振涂层。泡沫铝质轻，吸音、隔音、减振性能优良，阻尼、吸能性能优异，耐候性好，耐腐蚀、抗老化，不燃、隔热、耐热性能良好，无毒、无害、可回收利用且易于加工安装，为理想的绿色环保材料，各个领域有着广泛的应用。该涂层可以有效的减少阀芯与阀体撞击时产生的冲击噪音，经评估可将噪声控制在80分贝以下；而传统的水锤泵噪声大，高达105 130分贝。3、改进了阀杆的结构，在阀杆上段表面设螺纹，可采用旋紧配重块的形式来改变阀芯的配重，此法方便简单且坚固耐用，克服了传统用弹簧改变配重方式易生锈、易损坏、 换件麻烦等缺陷。4、改良气室的结构，将橡胶隔膜引进气室，并改通常使用的空气为压缩性良好的氮气作为气室的填充气体，提高了整机的效率和水流能量的利用率，同时，避免了溶解氧腐蚀。也避免了由于长期工作压缩空气溶水损失而造成停机或爆缸的风险。5、改进了单向阀的结构，选用具有弹性膜体的单通隔膜作为单向阀阀芯的主要功能部件。可降低阀体应力损伤，并提高了阀体的开关性能，减少了水的回流。进水阀的设计打破常规，运用先进的膜技术于阀芯，其具有重量轻、惯性小、制造简单、造价低、无泄漏、易更换等优点，能够适应高频率的工作要求，提高扬程和工作效率。
图1是水锤泵整体结构图；图2是冲击阀的结构图；图3是进水阀的结构图；图4是多孔板的结构图5是气室的结构图。附图标记1配重块；2限位块；3橡胶垫；4阀体；5泡沫铝空穴防振涂层；6阀芯； 7下端法兰；8阀杆；9上端法兰；10进水管；11泵体；12冲击阀；13进水阀；14出水管；15 气室；16为进水阀的阀芯；17为法兰；18为单通隔膜；19为橡胶隔膜；20充气口 ；21刚性外壁；22法兰。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的实施例进行详细表述。本实施例中的水锤泵，其泵体11为三通结构，一侧为入水口，另一侧连接冲击阀 12，阀体11的中部立式连接进水阀13，进水阀13上面装配气室15，进水阀13还与出水口相接。冲击阀12包括立式的阀体4 ；阀体4的中部呈鼓形圆筒状，其上下端均为分别与法兰相接的管状连接部；其中下端法兰7的尺寸与水锤泵的泵体法兰相匹配，上端法兰9 的中心孔尺寸与阀杆8的直径相适应(以保证阀芯6上下运动而不至于倾斜)；冲击阀的阀芯6具有圆台形的上半部分和纺锤体形状的下半部分，上下两部分之间圆滑过渡；阀芯6的表面具有一层泡沫铝空穴防振涂层5。阀芯6顶端的中心处与阀杆8相接，阀杆8向上穿过上端法兰9 ；阀杆2上设有一个固定的圆盘状限位块2，上端法兰9的表面设橡胶垫3，这样当阀芯6下落至设计低位时限位块2被橡胶垫3阻挡；同时，橡胶垫3还具有消除限位块2到位时噪音的功能。冲击阀还配制若干个配重块1，配重块1的中心位置设通孔，通孔的内径尺寸与阀杆8相匹配；通孔内部与阀杆8的上端表面相适应，可以呈光滑表面；也可以根据阀杆8表螺纹设置匹配的螺纹，用于旋紧配重块1。进水阀13为隔膜式止回阀，其阀芯16为一多孔板，每个板孔内嵌有单通隔膜。该单通隔膜是具有弹性的膜体，具有十字花式开口，单通隔膜下以十字板支撑。气室15具有双层结构外层为刚性外壁21，其内部为一橡胶隔膜19构成的气室内胆，气室内胆中充填氮气；刚性外壁21的顶部设有与气室内胆相接的充气口 20，气室刚性外壁21的下端为出水口，以法兰22接于进水阀13。
权利要求
1.具备节能降噪改进结构的水锤泵，包括连接于泵体的冲击阀和进水阀，进水阀与气室相接；其特征在于，所述冲击阀包括立式的阀体，其中部呈鼓形圆筒状，其上下端均为分别与法兰相接的管状连接部；其中下端法兰的尺寸与水锤泵的泵体法兰相匹配，上端法兰的中心孔尺寸与阀杆的直径相适应；冲击阀的阀芯具有圆台形的上半部分和纺锤体形状的下半部分，上下两部分之间圆滑过渡；阀芯顶端的中心处与阀杆相接，阀杆向上穿过上端法兰；阀杆上设有一个固定的限位块，限位块与上端法兰之间设弹性垫片。
2.根据权利要求1所述的水锤泵，其特征在于，所述阀芯的表面具有一层泡沫铝空穴防振涂层。
3.根据权利要求1所述的水锤泵，其特征在于，所述弹性垫片为橡胶垫，固定于上端法兰的表面。
4.根据权利要求1所述的水锤泵，其特征在于，还包括若干个配重块，其中心位置设通孔，其内径尺寸与阀杆相匹配；通孔内部和阀杆上端表面设置相互匹配的螺纹。
5.根据权利要求1所述的水锤泵，其特征在于，所述泵体为三通结构，其一侧为入水口，另一侧连接冲击阀，阀体的中部立式连接进水阀，进水阀上面装配气室，进水阀还与出水口相接。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的水锤泵，其特征在于，所述进水阀为隔膜式止回阀，其阀芯为一多孔板，每个板孔内嵌有单通隔膜。
7.根据权利要求6所述的水锤泵，其特征在于，所述单通隔膜是具有弹性的膜体，具有十字花式开口，单通隔膜下以十字板支撑。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的水锤泵，其特征在于，所述气室具有双层结构外层为刚性外壁，其内部为一橡胶隔膜构成的气室内胆。
9.根据权利要求8所述的水锤泵，其特征在于，所述气室内胆是充填氮气的气室内胆。
10.根据权利要求8所述的水锤泵，其特征在于，所述气室刚性外壁的顶部设有与气室内胆相接的充气口，气室刚性外壁的下端为出水口，以法兰面接于进水阀。
全文摘要
本发明属于泵设备，旨在提供一种具备节能降噪改进结构的水锤泵。该水锤泵包括连接于泵体的冲击阀和进水阀，进水阀与气室相接；冲击阀包括立式的中部呈鼓形圆筒状的阀体，其上下端均为分别与法兰相接的管状连接部；其中下端法兰的尺寸与水锤泵的泵体法兰相匹配，上端法兰的中心孔尺寸与阀杆的直径相适应；冲击阀的阀芯具有圆台形的上半部分和纺锤体形状的下半部分，上下两部分之间圆滑过渡；阀芯顶端的中心处与阀杆相接，阀杆向上穿过上端法兰；阀杆上设有一个固定的限位块，限位块与上端法兰之间设弹性垫片。本发明有效减少水流能量的损失和冲击噪音，坚固耐用，克服了传统用弹簧改变配重方式易生锈、易损坏、换件麻烦等缺陷。
文档编号F04F7/02GK102269185SQ201110204778
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者刘建忠, 周俊虎, 周志军, 岑可法, 张彦威, 朱燕群, 杨卫娟, 王智化, 程军, 黄镇宇 申请人:浙江大学