CN108412813B - 一种无底阀离心泵充水排气装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体控制领域，具体涉及一种无底阀离心泵充水排气装置，包括真空水箱和内置于真空水箱内部的排气机构，所述真空水箱的入口端布设有水箱进水管，水箱进水管伸入至真空水箱内的长度为水箱进水管直径的5~10倍，水箱进水管伸入端的侧壁上水平向外延伸有限位管；排气机构包括气囊和分别固定于气囊上、下端面的限位杆，所述气囊半包裹于限位管内且和限位管的上下壁之间留有间距，限位杆分别自限位管的上下管壁中穿出；真空水箱的下部开设有排水孔，排水孔内布设有排水塞，真空水箱的上部对应排气机构的位置旋入有排气螺栓。本发明还涉及一种无底阀离心泵充水排气装置的使用方法。本发明结构简单，使用方便、安全可靠，成本低。

Description

一种无底阀离心泵充水排气装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及流体控制领域，具体涉及一种无底阀离心泵充水排气装置及其使用方法。

背景技术

离心泵(除自吸泵外)在启动前都要把水泵和进水管内灌满水，否则水泵无法进行扬水工作；而离心泵启动后不出水，往往是由于泵中空气没有被排净、水没有被充满所致。

现有的离心泵启动前的充水方法主要有两种：一种是采用装配底阀充水，底阀为单向阀，装在进水管的进口，这种方法的缺点是底阀水头损失较大，影响了水泵的装置效率；另一种是无底阀充水，此法的最大优点是节能，相对于有底阀的泵站可节能10％～15％。

常用的离心泵无底阀充水方法有：

1、真空水箱充水法：对于不设底阀的小型泵站，可采用真空水箱充水法；水泵启动前，先将水箱灌满水进行密封。水泵启动后，水泵从真空箱进水，由于水箱水位下降致使水箱内形成一定的真空，进水池中的水就会在大气压的作用下，经进水管进入水箱中，从而形成水的循环，使水泵开始正常运行；真空水箱充水法的缺点是在充水过程中，需要多次观察真空水箱以确保真空水箱内充水情况，避免充水过多，造成溢流现象，过程较为繁琐，不能有效降低作业强度。

2、射流泵充水法：用柴油机带动水泵抽水时，可利用柴油机排除的废气通入与水泵顶部相通的射流器，进行抽气充水，在水泵启动时，将和手柄相连的阀盖关闭，废气从射流器喷出，通过连管把泵中的空气吸出；充水完毕后把阀盖打开，控制阀关闭；射流泵充水法的缺点是要求地面处理能力大，沉没度要求高，且射流泵内部存在活动部件，可靠性较低。

3、自行引水充水法：对于采用半淹没式的泵房(即进水管和水泵的泵顶高程均在进水池水面以下的泵站)，水可自行引入水泵中而不必人工灌引水；自行引水充水法的缺点是没有充分利用水泵的吸水能力，同时水泵安装高程降低，不仅增大了基础的开挖量，而且运行管理也较不便。

4、自悬引水充水法：自悬引水充水法是利用水和气的容重差，通过“水气置换”原理来实现的；此法可去掉水泵的底阀；在进水管路上安装适量容器的换气罐，充水时，预先给换气罐加满水，然后加盖密封，再开启换气阀，换气完毕，关闭换气阀，将有一部分引水悬在进水管中；反复数次，进水管中即可充满水；自悬引水充水法的缺点是需要反复多次进行作业，作业强度大，作业效率差。

5、真空泵充水法：对于进水管直径大于300mm的大、中型泵站，或自动化要求程度较高的泵站，真空抽气装置是常用的一种充水设备；通过真空泵不断地吸气和排气，即可将水泵充满水；真空泵充水法的缺点是投资较大，成本较高。

综上所述，无底阀离心泵充水方法结构复杂，成本较高，且部分无底阀离心泵使用中存在活动部件，可靠性底，使用效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便、安全可靠的无底阀离心泵充水排气装置及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种无底阀离心泵充水排气装置，包括真空水箱和内置于真空水箱内部的排气机构，所述真空水箱的入口端布设有水箱进水管，所述水箱进水管伸入至真空水箱内，水箱进水管伸入至真空水箱内的长度为水箱进水管直径的5～10倍，水箱进水管伸入端的侧壁上水平向外延伸有限位管；所述排气机构包括气囊和分别固定于气囊上、下端面的限位杆，所述气囊半包裹于限位管内且和限位管的上下壁之间留有间距，气囊上、下端面的限位杆分别自限位管的上下管壁中穿出；真空水箱的侧壁开设有出水口，排气机构和真空水箱的出水口分别位于水箱进水管的相对端，真空水箱的下部开设有排水孔，所述排水孔内布设有排水塞，真空水箱的上部对应排气机构的位置旋入有排气螺栓，所述排气螺栓的末端自真空水箱的上部穿入且和气囊上端的限位杆的顶部接触连接。

进一步地，所述真空水箱包括相互密封扣合连接的排水箱体和排水箱上盖，所述排水箱上盖和排水箱体密封扣合连接后形成中空的密闭腔体，排水箱上盖和排水箱体之间布设有密封垫片。

进一步地，所述真空水箱的出水口通过水泵进水管连接至无底阀离心泵，所述无底阀离心泵的出口端布设水泵出水管，所述水泵出水管上布设有闸阀。

进一步地，位于所述真空水箱内的水箱进水管的出水口高于无底阀离心泵中叶轮的位置，所述水箱进水管的入水口连接至进水池。

进一步地，所述气囊上端的限位杆距真空水箱的上平面之间的距离不大于气囊的上平面距限位管的上壁之间的距离。

进一步地，所述排水塞上布设止水胶圈，排水塞与真空水箱螺纹连接。

进一步地，所述真空水箱的上部对应排气机构的位置布设有排气孔，所述排气螺栓和排气孔螺纹连接，排气螺栓的末端置入真空水箱内。

一种无底阀离心泵充水排气装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、无底阀离心泵初次使用时，在启动前，将水箱进水管的入水口***至进水池的待抽水面以下；

步骤2、拧出真空水箱上的排气螺栓，对真空水箱、无底阀离心泵进行排气处理，真空水箱内竖向布设的排气机构处于活动状态；

步骤3、通过水箱进水管向真空水箱内充水，随着真空水箱内水位的增加使排气机构处于悬浮状态；

步骤4、真空水箱内的水经水泵进水管进入无底阀离心泵，当气囊上端的限位杆自真空水箱上部的排气孔浮出时，表明真空水箱水已充满，停止充水，将排气螺栓对应气囊上端的限位杆旋入排气孔，拧紧排气螺栓，完成排气和首次充水作业；

步骤5、启动无底阀离心泵，无底阀离心泵开始作业。

进一步地，还包括：

当需要对无底阀离心泵进行防冻处理时，旋出排水孔内的排水塞，此时即可排出真空水箱、无底阀离心泵和水箱进水管内的余水；再次使用无底阀离心泵时，重复步骤1～5。

本发明的有益效果为：

1、在无底阀离心泵上加设真空水箱和排气机构，无底阀离心泵和真空水箱之间通过水泵进水管连接，结构简单，连接使用方便，易加工安装，成本低；且内部无活动部件，无需维护，有效提高设备使用的可靠度。

2、只需在无底阀离心泵初次使用时对真空水箱进行充水作业即可，有效提高作业效率，加设的排气机构，在不影响排气作业的同时，通过上下悬浮的气囊，可以获知真空水箱内水位情况，及时停止充水，避免出现溢流现象。

3、水箱进水管伸入至真空水箱内的长度为水箱进水管直径的5～10倍，真空水箱内的水箱进水管的出水口高于无底阀离心泵中叶轮的位置，避免水箱进水管进水时产生过大的漩涡，影响排气机构的作业效果，提高排气机构作业的可靠度。

4、气囊半包裹于限位管内且和限位管的上下壁之间留有间距，限位管对气囊进行限位，避免气囊因浮动脱离其预定的运动轨迹，保证气囊使用的稳定性和可靠性，同时气囊半包裹于限位管内，即不影响其使用效果，又节省材料和制造成本。

5、在真空水箱的底部加设排水孔，在寒冷的冬季，可通过排水孔将真空水箱、无底阀离心泵内的余水排出，实现了设备防冻的效果，有效保证设备使用的安全可靠，延长设备的使用寿命；而在使用时，通过排水塞堵住排水孔即可，操作简单方便；同时，在排水塞上加设止水胶圈，增加密封效果，同时避免真空水箱内的水从排水塞和排水孔的接缝中流出。

附图说明

图1是本发明一种无底阀离心泵充水排气装置的结构示意图。

图2是本发明一种无底阀离心泵充水排气装置的真空水箱和排气机构连接的结构示意图。

图3是本发明一种无底阀离心泵充水排气装置的排气机构的结构示意图。

图4是本发明一种无底阀离心泵充水排气装置的图2中A处局部放大的结构示意图。

图5是本发明一种无底阀离心泵充水排气装置的排气机构和限位管连接的立体结构示意图。

附图中标号为：1为无底阀离心泵，2为真空水箱，3为进水池，4为水箱进水管，5为排气螺栓，6为水泵进水管，7为水泵出水管，8为闸阀，9为气囊，10为排水箱上盖，11为限位杆，12为限位管，13为排水孔，14为止水胶圈，15为排水塞，16为密封垫片，17为排水箱体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明：

如图1～图5所示，一种无底阀离心泵充水排气装置，包括真空水箱2和内置于真空水箱2内部的排气机构，所述真空水箱2的入口端布设有水箱进水管4，所述水箱进水管4伸入至真空水箱2内，水箱进水管4伸入至真空水箱2内的长度为水箱进水管4直径的5～10倍，水箱进水管4伸入端的侧壁上水平向外延伸有限位管12；所述排气机构包括气囊9和分别固定于气囊9上、下端面的限位杆11，所述气囊9半包裹于限位管12内且和限位管12的上下壁之间留有间距，气囊9上、下端面的限位杆11分别自限位管12的上下管壁中穿出；真空水箱2的侧壁开设有出水口，排气机构和真空水箱2的出水口分别位于水箱进水管4的相对端，真空水箱2的下部开设有排水孔13，所述排水孔13内布设有排水塞15，真空水箱2的上部对应排气机构的位置旋入有排气螺栓5，所述排气螺栓5的末端自真空水箱2的上部穿入且和气囊9上端的限位杆11的顶部接触连接，排气螺栓5的头部和真空水箱2的接触面端布设有密封垫圈。

作为一种可实施方式，限位管12的上下管壁上分别开设有处于同一中心线上的透孔，气囊9上、下端面的限位杆11分别自限位管12上的透孔内穿出，限位杆11可沿限位管12上的透孔进行上、下同向运动。

所述真空水箱2包括相互密封扣合连接的排水箱体17和排水箱上盖10，所述排水箱上盖10和排水箱体17密封扣合连接后形成中空的密闭腔体，排水箱上盖10和排水箱体17之间布设有密封垫片16。

所述真空水箱2的出水口通过水泵进水管6连接至无底阀离心泵1，所述无底阀离心泵1的出口端布设水泵出水管7，所述水泵出水管7上布设有闸阀8。

位于所述真空水箱2内的水箱进水管4的出水口高于无底阀离心泵1中叶轮的位置，所述水箱进水管4的入水口连接至进水池3。

所述气囊9上端的限位杆11距真空水箱2的上平面之间的距离不大于气囊9的上平面距限位管12的上壁之间的距离；作为一种可实施方式，初始状态下，即真空水箱2内未充水的状态下，气囊9上端的限位杆11位于真空水箱2内且和真空水箱2的上平面之间的距离为20cm，气囊9的上平面距限位管12的上壁之间的距离为22cm，当对真空水箱2进行充水作业时，气囊9处于悬浮状态，气囊9向上浮动，气囊9上端的限位杆11自真空水箱2的上平面的排气孔中冒出。

所述排水塞15上布设止水胶圈14，排水塞15与真空水箱2螺纹连接。

所述真空水箱2的上部对应排气机构的位置布设有排气孔，所述排气螺栓5和排气孔螺纹连接，排气螺栓5的末端置入真空水箱2内。

作为一种可实施方式，本实施例中真空水箱2的体积V为：

V＝KQ＝πR²h；

其中，K为秒换水系数，Q为水泵流量，取K为25s，Q为0.2m³/s，得出真空水箱2的体积V为5m³。

本实施例中气囊9为实心物体，气囊9的密度等于水的密度为1g/cm³，且气囊9的浮力大于气囊9和限位杆11的重力和。

采用上述的一种无底阀离心泵充水排气装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、无底阀离心泵1初次使用时，在启动前，将水箱进水管4的入水口***至进水池3的待抽水面以下；

步骤2、拧出真空水箱2上的排气螺栓，对真空水箱2、无底阀离心泵1进行排气处理，真空水箱2内竖向布设的排气机构处于活动状态；

步骤3、通过水箱进水管4向真空水箱2内充水，随着真空水箱2内水位的增加使排气机构处于悬浮状态；

步骤4、随着真空水箱2内水位的增加，真空水箱2内的水经水泵进水管6进入无底阀离心泵1，同时气囊9向上浮动，直至气囊9的上平面和限位管12的上壁接触，气囊9受阻挡不再向上浮动，此时气囊9上端的限位杆11自真空水箱2上部的排气孔浮出，表明真空水箱2水已充满，停止充水，将排气螺栓5对应气囊9上端的限位杆11旋入排气孔，拧紧排气螺栓5，完成排气和首次充水作业；

步骤5、启动无底阀离心泵1，无底阀离心泵1开始作业；当下次使用时，直接启动无底阀离心泵1，即可进行抽水作业，不需要再对无底阀离心泵1进行充水、排气作业。

当需要对无底阀离心泵1进行防冻处理时，旋出排水孔13内的排水塞15，此时即可排出真空水箱2、无底阀离心泵1和水箱进水管4内的余水；再次使用无底阀离心泵1时，重新对无底阀离心泵1进行充水、排气作业，重复步骤1～5即可。

值得说明的是，水箱进水管4上布设有阀门，当真空水箱2内充满水时，关闭水箱进水管4上的阀门，不再向真空水箱2内充水；在充水过程中，关闭无底阀离心泵1出口端水泵出水管7上布设的闸阀8。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种无底阀离心泵充水排气装置，其特征在于，包括真空水箱和内置于真空水箱内部的排气机构，所述真空水箱的入口端布设有水箱进水管，所述水箱进水管伸入至真空水箱内，水箱进水管伸入至真空水箱内的长度为水箱进水管直径的5～10倍，水箱进水管伸入端的侧壁上水平向外延伸有限位管；所述排气机构包括气囊和分别固定于气囊上、下端面的限位杆，所述气囊半包裹于限位管内且和限位管的上下壁之间留有间距，气囊上、下端面的限位杆分别自限位管的上下管壁中穿出；真空水箱的侧壁开设有出水口，排气机构和真空水箱的出水口分别位于水箱进水管的相对端，真空水箱的下部开设有排水孔，所述排水孔内布设有排水塞，真空水箱的上部对应排气机构的位置旋入有排气螺栓，所述排气螺栓的末端自真空水箱的上部穿入且和气囊上端的限位杆的顶部接触连接；所述真空水箱的出水口通过水泵进水管连接至无底阀离心泵，所述无底阀离心泵的出口端布设水泵出水管，所述水泵出水管上布设有闸阀；位于所述真空水箱内的水箱进水管的出水口高于无底阀离心泵中叶轮的位置，所述水箱进水管的入水口连接至进水池。

2.根据权利要求1所述的一种无底阀离心泵充水排气装置，其特征在于，所述真空水箱包括相互密封扣合连接的排水箱体和排水箱上盖，所述排水箱上盖和排水箱体密封扣合连接后形成中空的密闭腔体，排水箱上盖和排水箱体之间布设有密封垫片。

3.根据权利要求1所述的一种无底阀离心泵充水排气装置，其特征在于，所述气囊上端的限位杆距真空水箱的上平面之间的距离不大于气囊的上平面距限位管的上壁之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种无底阀离心泵充水排气装置，其特征在于，所述排水塞上布设止水胶圈，排水塞与真空水箱螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种无底阀离心泵充水排气装置，其特征在于，所述真空水箱的上部对应排气机构的位置布设有排气孔，所述排气螺栓和排气孔螺纹连接，排气螺栓的末端置入真空水箱内。

6.权利要求1所述的一种无底阀离心泵充水排气装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、无底阀离心泵初次使用时，在启动前，将水箱进水管的入水口***至进水池的待抽水面以下；

步骤2、拧出真空水箱上的排气螺栓，对真空水箱、无底阀离心泵进行排气处理，真空水箱内竖向布设的排气机构处于活动状态；

步骤3、通过水箱进水管向真空水箱内充水，随着真空水箱内水位的增加使排气机构处于悬浮状态；

步骤4、真空水箱内的水经水泵进水管进入无底阀离心泵，当气囊上端的限位杆自真空水箱上部的排气孔浮出时，表明真空水箱水已充满，停止充水，将排气螺栓对应气囊上端的限位杆旋入排气孔，拧紧排气螺栓，完成排气和首次充水作业；

步骤5、启动无底阀离心泵，无底阀离心泵开始作业。

7.根据权利要求6所述的一种无底阀离心泵充水排气装置的使用方法，其特征在于，还包括：当需要对无底阀离心泵进行防冻处理时，旋出排水孔内的排水塞，此时即可排出真空水箱、无底阀离心泵和水箱进水管内的余水；再次使用无底阀离心泵时，重复步骤1～5。

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