专利名称:保持水泵吸水管真空的方法和真空保持器的制作方法
本发明属于一种在给水工程中，取消水泵吸水底阀，保持吸水管真空的方法和真空保持器。一般供水水泵的吸水管均装有底阀，防止在水泵停止运转时，由于水体流出而造成真空破坏。取消吸水底阀的现有技术，如“水泵手册”(ポンプハンド、ブック)日本“泵技术者联盟会”编所述一般采用真空泵或射流泵抽气引水，将破坏真空的吸水管，利用电能或水能产生的负压，抽出空气引上水来，然后再起动水泵送水。这种传统的引水设备，操作麻烦，需要消耗电能或水能，占用建筑面积，延长水泵起动时间。另真空泵投资大并需经常保养和维修;射流泵工作效率低，消耗水量大。
本发明的目的是，在给水工程中，取消水泵吸水管底阀，采用水气置换法和以此方法制造的真空保持器，使其经常保持吸水管与水泵体内处于满水的状态，随时起动水泵送水，从而达到节约电能，提高扬水效率和避免底阀维修困难的目的。
本发明是这样实现的采用水气置换法自动将进入吸入水管或水泵体内的气体用水体置换出来，达到经常保持吸水管和水泵体内处于满水状态，随时起动水泵送水的效果，当遇水泵或吸水管维修而导致真空破坏时，真空保持器可自动将其恢复，然后继续保持，摒弃了传统的抽气式恢复真空的方法。
真空保持器由水气置换罐、水气置换阀和自动注水设备三个部分组成。
水气置换罐是储存置换用水体和被置换气体的密闭容器。当向置换罐内注水时，气体可通过单向排气阀排出。水封可防止单向排气阀反向进气。
水气置换阀是使水与气在单通道内进行正常置换的部件，上端连接件的锥形喇叭口产生的附壁流，有效地消除气梗阻的形成。下端连接件上的泄压孔，可使罐内注水时形成的正压力置换为负压力，双向止水浮子可按工作需要自动关闭压力水的通道。阀体为有机玻璃管制成，可直接观察双向止水浮子的动作情况，判断工作是否正常和故障发生的部位。
自动注水设备由电磁阀，舌簧开关，继电器和磁钢浮子构成。按水气置换罐内指定的水位值自动开启电磁阀，向置换罐内注水。
本发明与现有技术相比，具有体积小，安装方便。不占用建筑面积，不影响原有设备，自动化运行，运营费极低等优点。并与水泵型号，功率大小，吸水管直径粗细等因素无关，故具有适用面广的特点。
附图详细描述了本发明的一个实施例。
图1真空保持器结构及安装示意图图2单向排气阀结构示意图图3水气置换阀下端连接体示意图图4三通换向阀结构示意图现结合附图对真空保持器的构造细节及工作过程举例说明图1中的真空保持器是由水气置换罐、水气置换阀和自动注水设备三部分组成。该真空保持器安装在水泵〔22〕的排气管〔23〕上使用。
水气置换罐由罐体〔1〕、中间隔板〔2〕、中心管〔3〕、单向排气阀〔4〕、盖板〔5〕、排水管〔6〕、管接头〔7〕构成，是储存置换用水体和被置换气体的密闭容器，容器分真空室〔8〕和水封室〔9〕两个部分。单向排气阀〔4〕由排气阀罩〔29〕、橡胶塞〔30〕、钢球〔28〕组成，排气阀罩〔29〕侧向设有排气孔〔31〕，钢球直径为27.5mm。当向罐内〔1〕注水压力达到0.2kg/cm2以上时，气体可通过单向排气阀〔4〕顶起钢球〔28〕排出。(见图2)水封室〔9〕可防止单向排气阀反向进气。
水气置换阀由上端连接件〔10〕，下端连接件〔11〕，双向止水浮子〔12〕，锥形喇叭口〔13〕，泄压孔〔14〕构成，是使水与气在单通道内进行正常置换的部件。利用锥形喇叭口〔13〕产生的附壁流，有效的消除气梗阻的形成。泄压孔〔14〕的上端与置换罐〔1〕相通，下端与水泵排气管〔23〕相通，可使罐内注水时形成的正压力置换为负压力，泄压孔直径为3mm。(见图3)双向止水浮子〔12〕可按工作需要自动关闭压力水的通道。
自动注水设备由电磁阀〔15〕，舌簧开关K1〔16〕，舌簧开关K2〔17〕，继电器〔18〕，磁钢浮子A〔19〕，磁钢浮子B〔20〕，三线插头〔21〕，注水管〔25〕，三通换向阀〔26〕，虹吸回流管〔27〕构成。电磁阀〔15〕的进水端与压力水管相接，按水气置换罐〔1〕内指定的水位值自动开启电磁阀〔15〕向水气置换罐〔1〕内注水。
本发明装置的工作过程;水泵〔22〕停止运转时，水泵〔22〕和吸水管〔24〕内为负压，外界大气可通过缝隙区进入吸水管〔24〕或水泵〔22〕体内，使泵内原有的水体逐渐流入水源，直至全部被进入的气体所置换而停止，即水泵吸水管真空破坏的原因和过程。
当水泵安装使用“无底阀吸水管真空保持器”以后，则进入吸水管〔24〕或水泵〔22〕的气体，在浮力作用下，经水泵排气管〔23〕进入水气置换阀，于是引起阀内水位下降，双向止水浮子〔12〕自动打开阀的上口，使上升的气体进入水气置换罐。由于罐内增加了进入的气体，必有同体积的水体沿气体上升相反的途径流入水泵〔22〕至此即完成一个单元气体的置换工作。
在实际工作中，气体上升和水体下降是同时进行的，随着气体的不断进入水气置换罐内的水位亦逐渐下降，当水位下降至舌簧开关K1〔16〕位置时，在磁钢浮子A〔19〕磁场作用下，使K1常开节点闭合，导通电路供电给电磁阀〔15〕，压力水即注入水气置换罐。注水时水气置换罐内的压力由负变正，双向止水浮子〔12〕受注水压力的冲击，向下移动，自动关闭水气置换阀的下口，防止压力水流入水泵〔22〕，同时，储存在水气置换罐内的气体，自单向排水阀〔4〕排出，直至气体排净压力水进入水封室〔9〕，涌水高度使磁钢浮子B〔20〕上升，舌簧开关K2〔17〕常闭节点断开，电磁阀〔15〕截止供电时，注水工作即告结束。
注水结束后，由于泄压孔〔14〕的回流作用，水气置换罐内的压力又由正变负，双向止水浮子〔12〕自动浮起，开通水气置换阀的下口，又开始进入下一个水气置换周期。
当水泵〔22〕投入运转时，水泵排气管〔23〕的压力由负变正，双向止水浮子〔12〕在扬水压力作用下，自动关闭水气置换阀的上口，防止压力水进入水气置换罐，同时停止置换工作，注水泵停止运转时再自动恢复。
当遇水泵〔22〕或吸水管〔24〕维修而导致真空破坏时，真空保持器即自动进行双通道置换，泵内气体自水泵排气管〔23〕经水气置换阀上升至水气置换罐〔1〕。置换罐〔1〕内的水体从注水管〔25〕三通换向阀〔26〕虹吸回流管〔27〕流入吸水管〔24〕。
三通换向阀由阀体〔26〕、滑阀〔32〕构成。在向置换罐〔1〕注水时B与C相通，停止注水时由于滑阀〔32〕下落则A与C相通，以水力和滑阀〔32〕自重为动力自动换向。(见图4)恢复真空时的置换原理与保持真空时不同，泵内气体是受置换罐〔1〕内的负压抽吸作用而上升，罐内的负压是受水的重力下流而形成，因而置换速度大大加快，待吸水管〔24〕和水泵〔22〕排净空气充满水后，又自动进入保持真空状态，恢复单通道置换。
对于新建泵站第一次压力水来源问题，可由施工单位根据现场情况，采用施工用水泵注入，或临时接用附近自来水等方法解决。
权利要求
1.一种保持水泵吸水管真空的方法，其特征在于利用水与气均具有流动性而比重又相差悬殊的特点，以水体置换气体的方法，使水泵吸水管经常保持真空状态。
2.根据权利要求
1所述的保持水泵吸水管真空的方法所制造的真空保持器，其特征在于采用密闭而又可单向排气的水气置换罐。
3.根据权利要求
2所述的真空保持器，其特征在于采用水封的方法，防止单向排气阀〔4〕反向进气。
4.根据权利要求
2所述的真空保持器，其特征在于采用可使水与气在单通道内进行置换的水气置换阀。
5.根据权利要求
4所述的真空保持器，其特征在于采用锥形喇叭口〔13〕产生的附壁流，消除气梗阻的形成。
6.根据权利要求
4、5所述的真空保持器，其特征在于采用泄压孔〔14〕使注水后的水气置换罐内水压力由正变负。
7.根据权利要求
4、5、6、所述的真空保持器，其特征在于采用双向止水浮子〔12〕按工作需要自动关闭压力水的通道。
专利摘要
“保持水泵吸水管真空的方法和真空保持器”是在给水工程中，取消水泵吸水底阀的条件下，以水气置换法经常保持吸水管和水泵体内处于满水状态，随时起动水泵送水。从而达到节约电能，提高扬水效率和避免底阀维修困难的效果。
文档编号F04D9/00GK86102582SQ86102582
公开日1987年1月31日 申请日期1986年4月15日
发明者刘殿选 申请人:铁道部第四勘测设计院科学技术研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan