气动水泵及大流量降水系统的制作方法

本发明涉及一种气动水泵及大流量降水系统。

背景技术

在建筑施工过程中，需要挖掘基坑，挖掘基坑的同时需要做好降水、排水的工作。管井降水是一种常用的基坑降水方式，在基坑周围设置多个井点，井口直径为400mm左右，传统管井降水的方法是：将潜水泵放入井底，开泵前吸入管和泵内必须充满液体。开泵后，叶轮高速旋转，其中的液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口，排出管流出。此时，在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低压区，液池中的液体在池面大气压的作用下，经吸入管流入泵内，液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出管流出。

由于潜水泵的结构复杂，机组的电路部分浸泡在水中，使其的故障率非常高，维修困难成本较高，而且当井点内没有水时，潜水泵没有及时关闭出现空转现象，对潜水泵损伤很大，潜水泵漏电时非常危险。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种气动水泵及大流量降水系统控制系统。

使用本发明提供的气动水泵进行降水工程，使用时可避免机组电路故障问题，使用安全可靠易于控制，且使用过程中不会沉积泥沙，可避免水泵底部沉泥，减少维修频率，从而降低维护成本；本发明提供的大流量降水系统则可实现大流量降水功能，有利于安全生产，且可降低工厂运营成本、提高生产效率。

为实现本发明的目的采用如下的技术方案。

第一技术方案的发明为一种气动水泵，具有容腔、出水管以及通气管。

在所述容腔的腔体壁上设置有进水口。

所述出水管的第一端与外部环境连通，所述出水管的第二端穿过所述容腔的腔体壁延伸至所述容腔的内底部，在所述出水管的第二端上设置有出水口。

所述通气管的第一端与外部环境连通，所述通气管的第二端穿过所述容腔的腔体壁延伸至所述容腔的内底部。

在所述通气管的位于所述容腔中的部位的顶端设置有排气口，在所述通气管的第二端设置有进气口。

在所述进水口的内部设置有仅能允许液体流入所述容腔的进水单向阀，在所述出水口的内部设置有仅能允许液体流出所述容腔的出水单向阀，在所述进气口的内部设置有仅能允许气体进入所述容腔的进气单向阀，在所述排气口的内部设置有仅能允许气体排出所述容腔的排气单向阀。

另外，第二技术方案的气动水泵，在第一技术方案的气动水泵中，在所述容腔的底部盘绕设置有与所述进气口连通的环形通气管。

另外，第三技术方案的气动水泵，在第一技术方案的气动水泵中，在所述容腔的外壁上设置有覆盖所述进水口的滤网。

另外，第四技术方案的气动水泵，在第一技术方案的气动水泵中，在所述容腔的外壁上还设置有能够包围所述通气管的保护环。

另外，第五技术方案的气动水泵，在第一技术方案的气动水泵中，在所述通气管上设置有快速排气阀。

另外，第六技术方案的气动水泵，在第一技术方案的气动水泵中，所述气动水泵为单容腔气动水泵。

另外，第七技术方案的气动水泵，在第一技术方案的气动水泵中，所述气动水泵为双容腔气动水泵，包括第一容腔和第二容腔。

所述进水口包括设置于所述第一容腔的腔体壁上的第一进水口和设置于所述第二容腔的腔体壁上的第二进水口。

所述出水管的第一端与外部环境连通，所述出水管的第二端穿过所述第一容腔的腔体壁后形成为分别延伸至所述第一容腔的内底部的第一支管和延伸至所述第二容腔的内底部的第二支管，所述第一支管的管口形成为第一出水口，所述第二支管的管口形成为第二出水口。

所述进水单向阀包括设置于所述第一进水口的内部的第一进水单向阀和设置于所述第二进水口的内部第二进水单向阀；所述出水单向阀包括设置于所述第一出水口的内部的第一出水单向阀和设置于所述第二出水口的内部的第二出水单向阀。

所述通气管包括第一通气管和第二通气管。

所述第一通气管的一端与外部环境连通，所述第一通气管的第二端穿过所述第一容腔的腔体壁延伸至所述第一容腔的内底部，在所述第一通气管的位于所述第一容腔中的部位的顶端设置有第一排气口，在所述第一通气管的第二端设置有第一进气口；所述第二通气管的一端与外部环境连通，所述第二通气管的第二端穿过所述第二容腔的腔体壁延伸至所述第二容腔的内底部，在所述第二通气管的位于所述第二容腔中的部位的顶端设置有第二排气口，在所述第二通气管的第二端设置有第二进气口。

所述进气单向阀包括设置于所述第一进气口的内部的第一进气单向阀和设置于所述第二进气口的内部第二进气单向阀；所述排气单向阀包括设置于所述第一排气口的内部的第一排气单向阀和设置于所述第二排气口的内部的第二排气单向阀。

另外，第八技术方案的气动水泵，在第七技术方案的气动水泵中，所述第一容腔和所述第二容腔横向并排设置。

另外，第九技术方案的气动水泵，在第七技术方案的气动水泵中，所述第一容腔和所述第二容腔纵向并排设置。

第十技术方案的发明为一种大流量降水系统，该大流量降水系统具有多个第一至第九技术方案中任意一种技术方案所描述的气动水泵。

其中：以每两个所述气动水泵为一个降水单元，在各个所述降水单元中，其中一个所述气动水泵的出水管的第二端穿过容腔的底壁后与另一个所述气动水泵的出水管的第一端连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

本发明的一方面提供了一种气动水泵，该气动水泵具有容腔、出水管以及通气管。在容腔的腔体壁上设置有进水口。出水管的第一端与外部环境连通，出水管的第二端穿过容腔的腔体壁延伸至容腔的内底部，在出水管的第二端上设置有出水口。

通气管的第一端与外部环境连通，通气管的第二端穿过容腔的腔体壁延伸至容腔的内底部。在通气管的位于容腔中的部位的顶端设置有排气口，在通气管的第二端设置有进气口。在进水口的内部设置有仅能允许液体流入容腔的进水单向阀，在出水口的内部设置有仅能允许液体流出容腔的出水单向阀，在进气口的内部设置有仅能允许气体进入容腔的进气单向阀，在排气口的内部设置有仅能允许气体排出容腔的排气单向阀。

其工作原理如下：使用前，使通气管的第一端与空压机或其他供气设备连接。使用时，将该气动水泵放入井中，在水压作用下，进水单向阀打开，井中的水从进水口流入到气动水泵的容腔中，当水充满容腔时，开启空压机，此处可人为开启，也可通过控制器开启，在气压作用下进气单向阀打开，从而向容腔的内部输送气体，随着容腔中的气体逐渐增多，容腔内部的气压越来越大，使容腔中的水被压向出水口，通过出水单向阀排向出水管，进而将水排至容腔外部，继而排出基井；当水自容腔的全部流出，通过控制器控制排气单向阀开启，使容腔中的气体排出，随着容腔内部的气压不断降低，进水单向阀打开，井中的水再次从进水口流入到气动水泵的容腔中，如此循环往复。

本发明提供的气动水泵的动力主要由供气设备提供，气动控制简单、安全，可避免机组电路故障问题。

另外，降水过程中，在泵的容腔的内底部容易沉积泥沙，随着泥沙的积累，很容易造成进水口或出水口堵塞，此时需要停机检修，但是，检修过程复杂不方便，检修期间不仅耗费大量人力物力，且延误生产，严重影响生产效率。

相对于此，本发明设置通气管的第二端穿过容腔的腔体壁延伸至容腔的内底部，从而，可在进气过程中，利用向容腔内部进气的气流将容腔底部的泥沙搅浑和水一起自出水口流出。由此，本发明提供的气动水泵，使用时不会沉积泥沙，可避免水泵底部沉泥，减少维修频率，从而降低维护成本。

另外，本发明将排气口设置于通气管的位于容腔中的部位的顶端，从而，可充分避免气体排出时将水自排气口排出。

另外，在需要大流量降水时，要想增大出水量，就要同时加大泵容积。整体尺寸加大以后，对于需要在井内工作的泵，需要做成细长型，运输，安装维修不方便。在降水工程行业中，有的井出水量小，有的出水量大，一个单位就要买很多种型号的泵。

相对于此，本发明的另一方面还提供了一种大流量降水系统，该大流量降水系统具有多个上述气动水泵。其中：以每两个气动水泵为一个降水单元，在各个降水单元中，其中一个气动水泵的出水管的第二端穿过容腔的底壁后与另一个气动水泵的出水管的第一端连接。

使用时，可为该大流量降水系统配置中央控制处理装置，对各个气动水泵的运行状态进行控制，实现单泵运行降水或者多泵串联运行降水功能。

本发明提供的大流量降水系统则可实现大流量降水功能，有利于安全生产，且可降低工厂运营成本、提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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。

图1是表示本发明提供的气动水泵的整体结构示意图。

图2是表示图1的正剖视图。

图3是表示本发明提供的气动水泵的环形通气管的整体结构示意图。

图4是表示本发明提供的气动水泵的第二实施例的整体结构示意图。

图5是表示本发明提供的气动水泵的第三实施例的整体结构示意图。

附图标记：1-容腔；11-进水单向阀；111-第一容腔；112-第二容腔；113-第一进水单向阀；114-第二进水单向阀；12-出水单向阀；121-第一出水单向阀；122-第二出水单向阀；2-出水管；21-第一支管；22-第二支管；3-通气管；31-进气单向阀；311-第一通气管；312-第二通气管；313-第一进气单向阀；314-第二进气单向阀；32-排气单向阀；321-第一排气单向阀；322-第二排气单向阀；4-环形通气管；5-滤网；6-浮球支架；7-把手；8-连接环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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发明和简化描述，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发明的限制。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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发明中的具体含义。

根据本发明提供的气动水泵的整体结构，可分为以下几种具体实施例。

第一实施例

图1是表示本发明提供的气动水泵的整体结构示意图。图2是表示图1的正剖视图。图3是表示本发明提供的气动水泵的环形通气管的整体结构示意图。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种气动水泵，其具有容腔1、出水管2以及通气管3。

在容腔1的腔体壁上设置有进水口。

出水管2的第一端与外部环境连通，出水管2的第二端穿过容腔1的腔体壁延伸至容腔1的内底部，在出水管2的第二端上设置有出水口；通气管3的第一端与外部环境连通，通气管3的第二端穿过容腔1的腔体壁延伸至容腔1的内底部；在通气管3的位于容腔1中的部位的顶端设置有排气口，在通气管3的第二端设置有进气口；在进水口的内部设置有仅能允许液体流入容腔1的进水单向阀11，在出水口的内部设置有仅能允许液体流出容腔1的出水单向阀12，在进气口的内部设置有仅能允许气体进入容腔1的进气单向阀31，在排气口的内部设置有仅能允许气体排出容腔1的排气单向阀32。

进一步地，在容腔1的底部盘绕设置有与进气口连通的环形通气管4。

另外，在容腔1的外壁上设置有覆盖进水口的滤网5，该滤网5的设置方式多样，例如，通过螺丝将该滤网5连接安装于容腔1的腔体外壁上，或者，将滤网5直接焊接于容腔1的腔体外壁上等。

另外，在容腔1的腔体外壁上还设置有能够包围通气管3的保护环。

另外，在通气管3上设置有快速排气阀(图中未示出)，该快速排气阀可安装于排气口的内部，也可以是，安装于通气管3的位于排气口所对应的部位的顶端。

另外，该气动水泵为单容腔气动水泵。

其工作原理如下：使用前，使通气管3的第一端与空压机或其他供气设备连接。使用时，将该气动水泵放入井中，在水压作用下，进水单向阀11打开，井中的水从进水口流入到气动水泵的容腔1中，当水充满容腔1时，开启空压机，此处可人为开启，也可通过控制器开启，在气压作用下进气单向阀31打开，从而向容腔1的内部输送气体，随着容腔1中的气体逐渐增多，容腔1内部的气压越来越大，使容腔1中的水被压向出水口，通过出水单向阀12排向出水管2，进而将水排至容腔1外部，继而排出基井；当水自容腔1的全部流出，通过控制器控制排气单向阀32开启，使容腔1中的气体排出，随着容腔1内部的气压不断降低，进水单向阀11打开，井中的水再次从进水口流入到气动水泵的容腔1中，如此循环往复。

第二实施例

图4是表示本发明提供的气动水泵的第二实施例的整体结构示意图。

如图4所示，在第一实施例的基础上，与第一实施例相比，将“另外，该气动水泵为单容腔气动水泵”的结构更改为以下结构：

“另外，该气动水泵为双容腔气动水泵，包括第一容腔111和第二容腔112。

进水口包括设置于第一容腔111的腔体壁上的第一进水口和设置于第二容腔112的腔体壁上的第二进水口。

出水管的第一端与外部环境连通，出水管的第二端穿过第一容腔111的腔体壁后形成为分别延伸至第一容腔111的内底部的第一支管21和延伸至第二容腔112的内底部的第二支管22，第一支管21的管口形成为第一出水口，第二支管22的管口形成为第二出水口。

进水单向阀包括设置于第一进水口的内部的第一进水单向阀113和设置于第二进水口的内部第二进水单向阀114；出水单向阀包括设置于第一出水口的内部的第一出水单向阀121和设置于第二出水口的内部的第二出水单向阀122。

通气管包括第一通气管311和第二通气管312。

第一通气管311的一端与外部环境连通，第一通气管311的第二端穿过第一容腔111的腔体壁延伸至第一容腔111的内底部，在第一通气管311的位于第一容腔111中的部位的顶端设置有第一排气口，在第一通气管311的第二端设置有第一进气口；第二通气管312的一端与外部环境连通，第二通气管312的第二端穿过第二容腔112的腔体壁延伸至第二容腔112的内底部，在第二通气管312的位于第二容腔112中的部位的顶端设置有第二排气口，在第二通气管312的第二端设置有第二进气口。

进气单向阀包括设置于第一进气口的内部的第一进气单向阀313和设置于第二进气口的内部第二进气单向阀314；排气单向阀包括设置于第一排气口的内部的第一排气单向阀321和设置于第二排气口的内部的第二排气单向阀322。

进一步地，第一容腔111和第二容腔112横向并排设置。”

其他结构与第一实施例相同。

第三实施例

图5是表示本发明提供的气动水泵的第三实施例的整体结构示意图。

如图5所示，在第二实施例的基础上，与第二实施例相比，将“进一步地，第一容腔111和第二容腔112横向并排设置”的结构更替为以下结构：“进一步地，第一容腔111和第二容腔112纵向并排设置”。

其他结构与第二实施例相同。

其中，第二实施例和第三实施例的气动水泵的工作原理与第一实施例相似，可设置控制器控制第一容腔111与第二容腔112接替输水，达到快速降水功能。

另外，本发明还提供了一种大流量降水系统。

该大流量降水系统具有多个上述任一种或任两种或任三种实施例所描述的气动水泵。其中：以每两个气动水泵为一个降水单元，在各个降水单元中，其中一个气动水泵的出水管2的第二端穿过容腔1的底壁后与另一个气动水泵的出水管2的第一端连接。

使用时，可为该大流量降水系统配置中央控制处理装置，对各个气动水泵的运行状态进行控制，实现单泵运行降水或者多泵串联运行降水功能，由此，实现大流量降水功能，有利于安全生产，且可降低工厂运营成本、提高生产效率。

其中，为了使一个气动水泵的出水管穿过容腔的底壁后与另一个气动水泵的出水管的第一端连接，从而，在各个水泵的容腔的底壁上分别开设可供出水管穿过的通孔，并在各个前述通孔上分别配置能够覆盖该通孔的通孔盖。

在单个气动水泵单独使用时，通孔盖避免容腔内部水流出，从而投入使用；在组成上述大流量降水系统，而需要将多个气动水泵串联使用时，将通孔盖取下进行串联，从而投入使用。

需要特别说明的是，在上述的大流量降水系统中，出水管相互连通从而串联在一起的多个气动水泵的通气管也相互连通，通气管被气动水泵上的保护环所包围，从而避免气动水泵在基井内部下降的过程中通气管被井壁摩擦刮损。

本发明提供的气动水泵的动力主要由供气设备提供，气动控制简单、安全，可避免机组电路故障问题。

另外，降水过程中，在泵的容腔的内底部容易沉积泥沙，随着泥沙的积累，很容易造成进水口或出水口堵塞，此时需要停机检修，但是，检修过程复杂不方便，检修期间不仅耗费大量人力物力，且延误生产，严重影响生产效率。

相对于此，本发明提供的气动水泵设置通气管的第二端穿过容腔的腔体壁延伸至容腔的内底部，从而，可在进气过程中，利用向容腔内部进气的气流将容腔底部的泥沙搅浑和水一起自出水口流出。由此，本发明提供的气动水泵，使用时不会沉积泥沙，可避免水泵底部沉泥，减少维修频率，从而降低维护成本。

另外，本发明提供的气动水泵将排气口设置于通气管的位于容腔中的部位的顶端，从而，可充分避免气体排出时将水自排气口排出。

另外，在上述的气动水泵的具体实施方式中，通过在容腔的底部盘绕设置有与进气口连通的环形通气管，从而，可利用该环形通气管对容腔的内底部进行螺旋进气，从而，可对沉于容腔的内底部的泥沙进行充分搅动，充分避免在容腔的内底部形成污泥，进而避免对进水口、排水口造成堵塞，避免高频率检修。

另外，在上述的气动水泵的几种具体实施方式中，通过在容腔的外壁上设置有覆盖进水口的滤网，从而，可利用滤网避免杂质、泥沙等随水流进入到容腔的内部，造成堵塞，进一步地保证进出水的流畅程度。

另外，在上述的气动水泵的几种具体实施方式中，通过在容腔的外壁上还设置有能够包围通气管的保护环，从而，可利用该保护环对通气管进行保护，避免通气管在进入到基井的内部的过程中与基井的井壁产生摩擦，造成漏气，同时，可通过该保护环对气动水泵的容腔外壁进行保护，避免外壁磨损，有利于提高气动水泵的使用寿命。

另外，在上述的气动水泵的几种具体实施方式中，通过在通气管上设置有快速排气阀，从而，可在该快速排气阀的作用下，对容腔的内部的气体进行快速排气，加快降水效率。

另外，在上述的气动水泵的几种具体实施方式中，为了便于对容腔的内部的水位进行掌握与控制，还可在容腔1的内部设置水位浮球，相应地，在容腔1的腔体外壁的顶部设置浮球支架6；为了对气动水泵进行移动，还可在容腔1的腔体外壁设置把手7；为了使该气动水泵较少地与基井的井壁之间发生剐蹭，还可在具体实施方式的结构的基础上，进一步地设置气动水泵的容腔的外壁的顶部和底部分别为球形封头结构等。

另外，在上述的大流量降水系统的具体实施方式中，为了更加便于将相邻两个气动水泵进行组装，可在气动水泵的底部设置连接环8，一方面，起相邻水泵之间的连接作用，另一方面，起对水泵整体进行支撑的作用。

另外，在上述实施方式中，对本发明的具体结构进行了说明，但是不限于此。

例如，在上述的气动水泵的几种具体实施方式中，在容腔的底部盘绕设置有与进气口连通的环形通气管。

但是不限于此，也可以不设置上述的环形通气管，同样可实现通过进气口向容腔的内底部输送气体，从而搅动泥沙的作用，但是，按照具体实施方式中的结构，设置上述的环形通气管，从而，可利用该环形通气管对容腔的内底部进行螺旋进气，进而，对沉于容腔的内底部的泥沙进行充分搅动，充分避免在容腔的内底部形成污泥，避免对进水口、排水口造成堵塞，避免高频率检修。

另外，在上述的气动水泵的几种具体实施方式中，在容腔的外壁上设置有覆盖进水口的滤网，但是不限于此，也可以不设置上述的滤网，同样能够实现利用该气动水泵进行安全降水的功能，但是，按照具体实施方式中的结构，设置上述滤网，从而，可利用滤网避免杂质、泥沙等随水流进入到容腔的内部，造成堵塞，进一步地保证进出水的流畅程度。

另外，在上述的气动水泵的几种具体实施方式中，在容腔的外壁上还设置有能够包围通气管的保护环，但是不限于此，也可以不设置上述的保护环，同样可实现利用该气动水泵进行安全降水的功能，但是，按照具体实施方式中的结构，在容腔的外壁上还设置有能够包围通气管的保护环，从而，可利用该保护环对通气管进行保护，避免通气管在进入到基井的内部的过程中与基井的井壁产生摩擦，造成漏气，同时，可通过该保护环对气动水泵的容腔外壁进行保护，避免外壁磨损，有利于提高气动水泵的使用寿命。

另外，在上述的气动水泵的几种具体实施方式中，在通气管上设置有快速排气阀，但是不限于此，也可以不设置上述的快速排气阀，同样可实现通过排水口对容腔的内部的气体进行排气的功能，但是，按照具体实施方式中的结构，在通气管上设置有快速排气阀，从而，可在该快速排气阀的作用下，对容腔的内部的气体进行快速排气，加快降水效率。

另外，本发明的气动水泵及大流量降水系统，可由上述实施方式的各种结构组合而成，同样能够发挥上述的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。