节能低碳的多款无底阀抽水方法
【专利摘要】水泵底阀是安装在水泵进水管底端的一种单向阀门，它在供水泵站附件中，阻力系数最大，底阀的能量损失占进水管能量损失的50％～70％，占进出水管总能量损失的10％～50％。泵站扬程越低，底阀能量损失所占的比例越大。由于底阀存在的弊端，很早就有人提出取消底阀的问题，但至今仍未得到普遍采纳。本发明的目的在于克服已有技术的不足，全面提供取消底阀后的抽水(引水)方法，即节能低碳的多款无底阀抽水方法，尤其是水桶式无底阀，其操作是：先向桶里灌满引水，(以后每次抽水不用再灌)，即可启动电动机，待电机刚达额定转速，立即将出水阀打开，便可一次开泵成功。停机时慢慢关闭出水管闸阀，然后断电停机。
【专利说明】节能低碳的多款无底阀抽水方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及节能低碳的多款无底阀抽水方法，尤其是节能型水桶式无底阀抽水。【背景技术】
[0002]众所周知，底阀是安装在水泵进水管底端的一种单向阀门，它在供水泵站附件中，阻力系数最大，底阀的能量损失占进水管能量损失的50%?70%，占进出水管总能量损失的10%?50%。泵站扬程越低，底阀能量损失所占的比例越大。同时因底阀的存在事故频频，它随开机停机而升降磨损，天长日久严重影响密封性能，倘因漏水，那怕是天寒地冻维修工也得潜水检修，给泵站管理带来极大的麻烦，甚至造成停水停产的不可估量的损失。
【发明内容】
[0003]由于底阀存在的弊端，很早就有人提出取消底阀的问题，但至今仍未得到普遍采纳。本发明的目的在于克服已有技术的不足，全面提供取消底阀后的抽水(引水)方法，即节能低碳的多款无底阀抽水方法，基本能够满足各泵站结合具体情况，加以选用配套。
[0004]本发明为了解决其技术问题，所采取的技术方案是:
[0005]1、水桶式无底阀。它是在水泵与进水管之间，增设一只水桶，首次开泵前，先打开桶顶引水排气阀，向桶里灌满引水，(以后每次抽水不用再灌，水桶始终保持有水)，然后关闭引水排气阀，即可启动电动机，待电机刚达额定转速，立即将出水阀打开，便可一次开泵成功。停机时慢慢关闭出水管闸阀，然后断电停机。
[0006]水桶设计:一般水桶容积大于吸水管容积三倍以上。水桶体积V可根据进水管体积管计算。(多台水泵可以共用一只水桶，依次开机，水桶高度一般取直径2倍)。
[0007]V = v 管.k 吸.k 容
[0008]V管——进水管体积(m3)；
[0009]k吸——水桶吸程变化系数；k吸=10/10-H进；
[0010]H进=河水面水位至水桶中进水管口垂直距离(m)；
[0011]k容一容积系数，由试验确定；
[0012]水桶安装位置应靠近水泵，水桶上下各装一只3/4"或I"的阀门，桶上部阀门是笫一次开泵前灌引水用的，桶底部阀门是排放积水防止冻坏设备和检修时排污泥用的。上下两只阀门必须关闭严密，以免破真空。
[0013]2、水桶中心管式无底阀。水桶设计与笫I款相同，只是进水管位置有区别，其装置是将进水管装设在水桶中心。
[0014]3、改进型水桶式无底阀。改进后的水桶式无底阀是在进水管上增设一只闸阀，水泵运转后，为了降低进水管的水头损失，缓慢打开进水闸阀即可。停机时先关闭进水闸阀，再关闭出水闸阀，然后停机。
[0015]4、水桶式无底阀的俯视结构。
[0016]5、水箱式真空引水装置。为5a，其操作程序是:先启动水泵，再从水泵加水孔或出水管口将水灌入，灌到一定时间排尽了空气以后，水泵就会出水。
[0017]6、水箱式真空引水装置。为5b与5a是孪生兄弟，操作程序相同。
[0018]水泵吸水管真空保持器。它适用于各种电动离心水泵，保持器能在取消吸水底阀后，以水气置换法恢复和保持水泵和吸水管经常处于满水状态，可随时启动水泵供水。
[0019]7、采用水射器引水。水射器的进水管是已装接在水射器的加水孔上，从进水池(出水池)或出水管引来的压力水，由喷嘴喷出，使混室形成负压，把泵壳内的空气抽出，使泵壳内形成真空，则进水池的水在大气压力作用下进入水泵。当水射器抽出水时，(注:在抽空气时抽出的是水气混合物，在抽水时抽出的全是水)，说明水泵内已充满了水，这时可关闭水射器，启动水泵。柴油机为动力的水泵，可把水射器安装在柴油机的排气管上，利用排出的废气代替压力水即可把水压入泵内。
[0020]8、真空水泵吸水站真空保持器。适于各种电动离心水泵，保持器能在取消吸水底阀后，以水气置换法恢复和保持真空。使水泵和吸水管经常处于满水状态，可随时启动水泵送水。
[0021]9、排水站用水射器抽水装置。它是用水泵(I)使水箱(5)中的水循环流动，用水射器(2)使混合室形成负压，将井点(8)的地下水吸上来，随循环水一起流进水箱(5)，水从溢流管⑶排出。
[0022]10、真空吊水启动法。真空吊水启动是使水泵经常保持相当于自灌式的运行条件，也就是说保证水泵和进水管内经常充满水。水泵的真空引水管路是通过排气引水阀与每台泵壳连接，排气引水阀在水泵充满水时(或在水泵运行时)能自动关闭，让泵壳(水)与真空缸隔开。而在水泵未满水时(或处于未运行状态有少量空气渗入泵壳时)能自动打开，使泵壳与真空缸连接，让空气进入真空缸，使水泵经常处于充满水的状态，保证水泵可以随时启动。水封管引自水泵出水管，其作用是使水泵不论是否处于运行状态，都能得到高压水进水封，改进水封效果，减少从填料处渗透的空气量，延长真空缸的真空度的持速时间。真空泵的启动，由带电接触点的真空表自动控制，随时保证真空缸内的真空度。
[0023]11、真空泵抽真空法。从真空泵引出的吸水管与水泵加引水孔(放气栓)连接，在使用真空泵前，必须向真空泵工作室内灌注一些清水。先启动水泵，使进水管道和泵体内抽成真空，当从气水分离箱(4)的水管(5)看见冒出水来时，才能启动水泵。
[0024]12、排水站用真空泵抽水系统。当地下水抽上时，带空气的水流到真空箱，水由水泵排走，而空气经气水分离器后，由真空泵排出。为了防止水被吸入真空泵，从真空箱出来的空气沿切线方向进入气水分离器，使空气中残存的水滴放入排水箱中而排走。并设环形散热器冷却设备，降低真空泵工作水温。
[0025]13、用手压抽水机和柴油机进气管引水。在小口径泵上可用手压抽水机引水，例如“6农7型”水泵没有底阀，随机带有一套手压抽水机引水。
[0026]14、自动引水法。倘有几台水泵排列在一起,其中有一台已运转出水,则静水池已有存水，可将静水池中的存水倒灌入其他台水泵中去。对于多级泵站的二级站水泵的进水管，可安装入进水池中，(因是二级站的吸水池)即可倒灌引水。
[0027]15、自吸式离心泵，采用球阀控制的回路切换机构，启动方便，仅须一次灌水即可自行启动。但价格较贵。
[0028]上述各种无底阀抽水装置，各有利弊，下面进行比较分析。[0029]真空泵引水，特别是水泵真空吊水方法，可使水泵启动控制电路的设计大为简化，同时进水管无底阀水头损失，但增加了设备投资。水桶式无底阀，即前三款，它没有任何零件和运转部分，开泵上水较快，且填料函渗漏与否，基本不影响上水，工作时没有噪音，适宜于水泵频繁启动场合，特别适宜于有酸碱腐蚀液体和泥沙水的输送。实施例如云南冶炼厂排污泵型号为2pw，抽送石灰乳沉淀渣，运行效果良好。水射器引水具有前三种优点，但它需要经常具有一定的压力水。对第四款箱式真空引水，虽不致变原机组结构，但上水时间较慢。若填料函渗漏，则会带来更多麻烦，延长上水时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0031]图1是本发明水桶式无底阀水泵图。
[0032]图2是本发明水桶式中心吸水管无底阀图。
[0033]图3是本发明水桶式无底阀改进型图。
[0034]图4是本发明图1的俯视图。
[0035]图5是本发明水箱式5a型真空引水装置图。
[0036]图6是本发明水箱式5b型真空引水装置图。
[0037]图7是本发明采用水射器引水图。
[0038]图8是本发明水泵吸水管真空保持器图。
[0039]图9是本发明排水站用水射器抽水装置图。
[0040]图10是本发明水泵真空吊水法图。
[0041]图11是本发明真空泵抽真空法图。
[0042]图12是本发明排水站真空泵抽水系统图。
[0043]图13是本发明用手压抽水机引水图。
[0044]图中1.引水排气阀2.水桶3.接水泵进口 4.排污阀5.进水管【具体实施方式】
[0045]在图1中，它是在水泵与进水管(5)之间，增设一只水桶(2)，首次开泵前，先打开桶顶引水排气阀(1)，向桶里灌满引水，(以后每次抽水不用再灌，水桶始终保持有水)，然后关闭引水排气阀(I)，即可启动电动机，待电机刚达额定转速，立即将出水阀打开，便可一次开泵成功。停机时慢慢关闭出水管闸阀，然后断电停机。
[0046]在图2中，水桶设计与笫I款相同，只是进水管(4)位置有区别，其装置是将图1的进水管(5)装设在水桶中心。
[0047]在图3中，改进型的水桶式无底阀是在进水管(2)上增设一只进水闸阀(4)，水泵
(5)运行后，为了降低进水管⑵的水头损失，缓慢打开进水闸阀⑷即可。停机时先关闭进水闸阀，再关闭出水闸阀，然后停机。
[0048]在图4中，其图4是图1的俯视图，从右至左叙述:连接水泵进口(3)，引水排气阀
(1)，排污阀(4)，进水管(5)。
[0049]在图5中，是图5a，水泵(I)、阀(2)、(3)、(5)及(6)，水箱(4)，出水管闸阀(7)。
[0050]在图6中，是图5b，与图5a是孪生兄弟，它是阀门(I)、(2)、(4)，水箱(3)，出水管闸阀(5)，阀出)。上述两款操作相同，其程序是:先启动水泵(I)，再从水泵(I)加水孔或出水管口将水灌入，灌到一定时间排除了空气后，水泵(I)就会出水。
[0051]在图7中，为水射器引水装置。有进水管(I)、出水管(2)、喷嘴(3，)静水池(4)、压力水管(5)、混合室(6)、排水管(7)、放气栓(8)及水泵(9)组成，其水射器的进水管(I)是装接在水射器的加水孔上，从进水池(4)(出水池)或出水管引来的压力水管(5)，由喷嘴(3)喷出，使混合室(6)形成负压，把泵壳内的空气抽出，使泵壳内形成真空，则静水池(4)的水在大气压力作用下进入水泵(9)。当水射器抽出水时，(注:在抽空气时抽出的是水气混合物，在抽水时抽出的全是水)，说明水泵内已充满了水，这时可关闭水射器，启动水泵(9)。
[0052]在图8中，是真空保持器构造及安装示意图。气水置换器(1)、真空室(2)、水封室
(3)、盖板(4)、中心管(5)、排气阀(6)、钢球(7)、排水管(8)、磁钢浮子(9)B、磁钢浮子(10)A、舌簧开关(11)K2、舌簧开关(12)Κ1、支架(13)、螺栓(14)、水气置换阀(15)、上端连接件
(16)、双向止水浮子(17)、下端连接件(18)、泄压孔(19)、电磁阀(20)、三通换向阀(21)、检修止阀(22)、手动注水阀(23)、注水橡胶管(24)、虹吸回流管(25)、闸板阀(26)、自来水管(27)、水管置换胶管(28)、闸板阀(29)、继电器箱(30)、舌簧管电线路(31)、电磁阀电线
(32)、电源插管(33)、水泵(34)及吸水管(35)组成。适于各种电动离心水泵，保持器能在取消吸水泵底阀后，以水气置换法恢复和保持真空。使水泵和吸水管经常处于满水状态，可随时启动水泵送水。
[0053]在图9中，为排水站水射器抽水。有水泵⑴、水射管⑵、溢流管(3)、水面⑷、水桶(5)、总管(6)、连管(7)及井点(8)。排水站用水射器抽水装置。它是用水泵(I)使水箱(5)中的水循环流动，用水射器(2)使混合室形成负压，将井点(8)的地下水吸上来，随循环水一起流进水箱(5)，水从溢流管(3)排出。
[0054]在图10中，为水泵真空吊水。有引水管⑴排气引水阀(2)、水封管(3)、真室缸
(4)、电接点真空表(5)、止回阀(6)真空泵(7)、阀⑶及水泵(9)。水泵的真空引水管路是通过排气引水阀(I)与每台泵壳连接，排气引水阀(I)在水泵(9)充满水时(或在水泵运行时)能自动关闭，让泵壳(水)与真空缸(4)隔开。而在水泵(9)未满水时(或处于未运行状态有少量空气渗入泵壳时)能自动打开，使泵壳与真空缸(4)连接，让空气进入真空缸(4)，使水泵(9)经常处于充满水的状态，保证水泵(9)可以随时启动。水封管(3)引自水泵(9)出水管，其作用是使水泵(9)不论是否处于运行状态，都能得到高压水进行水封，改进水封效果，减少从填料处渗透的空气量，延长真空缸(4)的真空度的持速时间。真空泵
(7)的启动，由带电接触点的真空表自行控制，随时保证真空缸⑷内的真空度。
[0055]在图11中，为真空泵抽真空法。有真空泵(1)、水泵放气拴(2)、吸气管(3)、气水分离箱(4)、水住管(5)、水管(6)。从真空泵引出的吸水管与水泵加引水孔(放气栓)连接，在使用真空泵前，必须向真空泵工作室内灌注一些清水。先启动水泵，使进水管道和泵体内抽成真空，当从气水分离箱(4)的水管(5)看见冒出水来时，才能启动水泵。
[0056]在图12中，为排水站真空泵抽水系统。真空泵(1)、冷却水泵(2)、排水箱(3)、气水分离器(4)、真空水箱(5)、浮子开关(6)、水泵(7)、排水(8)、连管(9)、总管(10)、井点
(11)、冷却水箱(12)、真空泵(13)、环形散热器(14)。当地下水抽上时，带空气的水流到真空箱(5)，水由水泵(7)排走，而空气经气水分离器⑷后，由真空泵⑴排出。为了防止水被吸入真空泵(I)，从真空箱(5)出来的空气沿切线方向进入气水分离器(4)，使空气中残存的水滴放入排水箱⑶中而排走。并设环形散热器(14)冷却设备，降低真空泵⑴工作水温。
[0057]在图13中，为用手压抽水机引水。有止回阀(1)，手压把⑵压水，经出水管压入水泵。
[0058]14、自动引水法。倘有几台水泵排列在一起,其中有一台已运转出水,则静水池已有存水，可将静水池中的存水倒灌入其他台水泵中去。对于多级泵站的二级站水泵的进水管，可安装入进水池中，(因是二级站的吸水池)即可倒灌引水。
[0059]15、自吸式离心泵，采用球阀控制的回路切换机构，启动方便，仅须一次灌水即可自行启动。但价格较贵。
【权利要求】
1.一种节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:水桶式无底阀，它是在水泵与进水管之间，增设一只水桶，首次开泵前，先打开桶顶引水排气阀，向桶里灌满引水，(以后每次抽水不用再灌，水桶始终保持有水)，然后关闭引水排气阀，即可启动电动机，待电机刚达额定转速，立即将出水阀打开，便可一次开泵成功。停机时慢慢关闭出水管闸阀，然后断电停机。 水桶设计:一般水桶容积大于吸水管容积三倍以上。水桶体积V可根据进水管体积管计算。(多台水泵可以共用一只水桶，依次开机，水桶高度一般取直径2倍)。 V = v管*k吸*k容 V管——进水管体积(m3)； k吸——水桶吸程变化系数；k吸=10/10-H进； H进=河水面水位至水桶中进水管口垂直距离(m)； k容——容积系数，由试验确定。
2.根据权利要求1所述的节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:水桶中心管式无底阀，其装置是将进水管装设在水桶中心。
3.根据权利要求1所述的节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:水桶式无底阀改进型，改进后的水桶式无底阀是在进水管上增设一只闸阀，水泵运转后，为了降低进水管的水头损失，缓慢打开进水闸阀即可。停机时先关闭进水闸阀，再关闭出水闸阀，然后停机。
4.根据权利要求1所述的节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:水箱式真空引水装置，其操作程序是:先启动水泵，再从水泵加水孔或出水管口将水灌入，灌到一定时间排尽了空气以后，水就会出水。
5.根据权利要求1所`述的节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:采用水射器引水。水射器的进水管是已装接在水射器的加水孔上，从进水池(出水池)或出水管引来的压力水，由喷嘴喷出，使混室形成负压，把泵壳内的空气抽出，使泵壳内形成真空，则进水池的水在大气压力作用下进入水泵。当水射器抽出水时，(注:在抽空气时抽出的是水气混合物，在抽水时抽出的全是水)，说明水泵内已充满了水，这时可关闭水射器，启动水泵。柴油机为动力的水泵，可把水射器安装在柴油机的排气管上，利用排出的废气代替压力水即可把水压入泵内。
6.根据权利要求1所述的节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:排水站用水射器抽水装置。它是用水泵(I)使水箱(5)中的水循环流动，用水射器(2)使混合室形成负压，将井点(8)的地下水吸上来，随循环水一起流进水箱(5)，水从溢流管(3)排出。
7.根据权利要求1所述的节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:，为水泵真空吊水。有引水管(I)排气引水阀(2)、水封管(3)、真室缸(4)、电接点真空表(5)、止回阀(6)真空泵(7)、阀(8)及水泵(9)。水泵的真空引水管路是通过排气引水阀(I)与每台泵壳连接，排气引水阀(I)在水泵(9)充满水时(或在水泵运行时)能自动关闭，让泵壳(水)与真空缸(4)隔开。而在水泵(9)未满水时(或处于未运行状态有少量空气渗入泵壳时)能自动打开，使泵壳与真空缸(4)连接，让空气进入真空缸(4)，使水泵(9)经常处于充满水的状态，保证水泵(9)可以随时启动。水封管(3)引自水泵(9)出水管，其作用是使水泵(9)不论是否处于运行状态，都能得到高压水进行水封，改进水封效果，减少从填料处渗透的空气量，延长真空缸(4)的真空度的持速时间。真空泵(7)的启动，由带电接触点的真空表自行控制，随时保证真空缸(4)内的真空度。
8.根据权利要求1所述的节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:为真空泵抽真空法。有真空泵(I)、水泵放气拴(2)、吸气管(3)、气水分离箱(4)、水住管(5)、水管(6)。从真空泵引出的吸水管与水泵加引水孔(放气栓)连接，在使用真空泵前，必须向真空泵工作室内灌注一些清水。先启动水泵,使进水管道和泵体内抽成真空，当从气水分离箱(4)的水管(5)看见冒出水来时,才能启动水泵。
9.根据权利要求1所述的节能低碳的多款无底阀抽水方法，其特征是:为真空保持器构造引水、 手压抽水机弓丨水及自动引水法。
【文档编号】F04D9/02GK103867480SQ201210594408
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月9日 优先权日:2012年12月9日
【发明者】肖功宽 申请人:肖功宽