專利名稱：泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備的制作方法
泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備一、所屬領域
本發明涉及一種泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備，屬于水利領域。背景技術：
為減少基坑開挖，降低工程造價，方便施工，利于廠房的采光、通風、防潮等，一般離心泵應在不汽蝕的條件下，盡量地抬高水泵安裝高程，這樣一來，水泵在啟動前必須要先充水，否則，水泵無法正常啟動，還可能還會引起氣蝕、振動，水泵無法正常工作。目前，離心泵主要有兩類充水方法一類是進水管進口安裝底閥充水，一類是不設底閥充水。對中小型泵站，當設置有底閥時，一般多采用人工方法充水，即從水泵灌水孔直接將水灌入泵中，底閥擋水，完成水泵的充水。但由于底閥處水頭損失較大，降低了泵站運行效率，有時還會出現底閥無法關閉，不能完成水泵充水的情況；當不設置底閥時，常用真空水箱方法充水，真空水箱一般裝置在進水管上，使得進水管分為兩段，增加了進水管長度， 而且需要在水泵進口前加裝閘閥，這樣改變了水流流態，造成一定的水頭損失，同樣降低了泵站運行效率。對于大、中型的離心泵泵站一般采用真空泵充水，可以去掉進水管口底閥，減小了此處水頭損失，提高了泵站運行效率。但它需要真空泵機組的工作，投資較大，每次水泵充水都需要啟動真空泵機組，需要消耗一定能量。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備，使用本設備為水泵充水，既省去了底閥，又省去了真空泵抽氣系統，降低了投資，減小了進水管進口處的水頭損失，使用方便、靈活，省工、省力、節能。一種泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備，由進水管、充水排氣管、間閥、支架、水箱、水位計、單向閥、灌水孔、浮球、浮球閥、排氣補水管、排水閥和排水管組成；所述的水箱固定在支架上，支架固定在地面上，水箱頂部與水源最低運行水位之間的垂直高度不超過 IOm,水箱底部高于進水管和水泵最頂部；所述的水箱通過充水排氣管與水泵進水管最頂點連接；所述的充水排氣管道上安裝有間閥；所述的排水管安裝在水箱的底部，排水管上安裝有排水閥；所述的排氣補水管上端與水箱內腔相連通，排氣補水管在水箱里面的出水口安裝有浮球閥，其開啟由浮球控制；所述的排氣補水管下端與水泵最頂部的水泵灌水孔連接；所述的單向閥安裝在水箱最上部的邊壁上；所述的水箱上安裝水位計，水位計上、下兩端均與水箱內腔連通；所述的水箱頂部設置有灌水孔，灌水孔用孔蓋密封，在孔蓋與水箱體之間加裝密封墊；進水管與水泵進口之間安裝正心漸縮管。
如圖1所示，第一次使用時，先將閘閥、排水閥關閉，打開灌水孔，向水箱加滿水(浮球上升關閉浮球閥為止)，完成后將灌水孔關閉。水泵工作前，關閉出水管閘閥，打開閘閥，水在重力作用下，通過充水排氣管自動灌入水泵及水泵進水管內，隨著水箱中水位下降，箱中氣壓減小，在重力和外面大氣壓作用下單向閥自動關閉，形成一定的真空。進水管及水泵內腔中水位不斷上升，進水管和水泵中的氣體通過排氣管及充水排氣管被排入到水箱中。由于充水排氣管連接在進水管最頂點處、排氣補水管連接在水泵灌水孔水泵最頂部，所以，進水管及水泵中的氣體會全部排入水箱中。當水泵進水管、水泵內腔全部充滿水后，整個系統會達到一種真空平衡狀態，此時水箱中水位不再下降，這樣就完成了水泵充水過程，將閘閥關閉，即可啟動水泵。水泵啟動后，一部分水通過排氣補水管將水輸入到水箱中，由于水體的增加，使水箱中的氣體壓力升高，在氣壓作用下，沖開單向閥中的閥瓣，氣體向外排出，以防止在水箱中形成有壓氣體；隨著水箱中水位的不斷升高，浮球被逐漸浮起，水位升高到一定高度時使浮球閥自動關閉，完成水箱補水過程，以備下次水泵充水使用。以后每次水泵充水時，可直接由閘閥控制，即把閘閥打開時，水會自動流入水泵進水管、水泵內腔中，自動完成水泵充水任務；當水泵啟動后，又會自動完成向水箱中的補水任務，這樣，周而復始，實現了泵站的充水。本設備在設計充水排氣管時，進行了科學合理的設計
第一，將充水排氣管布置在進水管最頂點處，可以使進水管的設計具有任意性，泵站可根據地形等條件需要，進水管可上彎也可下彎，很好地解決了要求泵進口前進水管為水平安裝或有一向上傾斜安裝的問題，無論水泵進水管道如何布設，管道內不會積氣，都可以把水泵及進水管內充滿水，不影響水泵的充水工作。第二，把進水管與水泵進口處的偏心漸縮管設計成為正心漸縮管，使得水泵進口處水流流態更佳，提高了泵站運行效率及水泵的抗氣蝕性能。同時，水泵充水時，進水管中不會積聚氣體，不影響水泵充水，解決了進水管設計受限問題，是對泵站進水管設計的重大改進。四
圖1泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備示意中1-進水池；2-進水管；3-正心漸縮管；4-充水排氣管；5-閘閥；6-支架；7-水
箱；
8-水位計；9-單向閥；10-灌水孔；11-浮球；12-浮球閥；13-排氣補水管；14-排水閥； 15-排水管；16-水泵；17-出水管閘閥；18-出水管；19-正心漸擴管；20-機組基礎；21-泵房地坪
五具體實施例方式
本發明用在水泵進水管無底閥的泵站中。水箱7可以用鋼板焊接并做好防銹及防漏處理，或用其它材料(如混凝土、鋼筋混凝土等)制成，其強度要求最大只承受一個大氣壓，對水箱材料強度要求不高，可以自行加工，價格低。可制作成方形或圓形，圓形最好。水箱安裝高度為其頂部與水源最低運行水位之間的垂直高差不宜超過10m，安裝高度越低，水箱內的負壓越小，同時水箱底部要高于進水管和水泵最頂部；灌水孔用灌水孔蓋密封，在中間加設密封墊，用螺栓固定；水位計8 用透明硬管制成，其上、下兩端均與水箱內腔連通，以便觀察水箱7中的水位；充水排氣管4 及排氣補水管13用鋼管制作，為了縮短水泵充水時間，其管徑可適當大一些。灌水孔10用孔蓋密封，在孔蓋與箱體之間加裝密封墊，用螺栓固定。需要檢修水箱內部時，可將排水閥14打開，將水放空。水箱體積較大時，灌水孔10可作為人孔。本發明使用時，按以下步驟操作
1、關閉閘閥5和排水閥14，通過灌水孔10，向水箱7中灌水。本設備只有在第一次使用前，向水箱7中充水一次，以后在水泵運行過程中，即可將水箱自動補水。2、用孔蓋封閉灌水孔10，孔蓋與箱體之間加裝密封墊，用螺栓緊固。3、水泵16充水時，先關閉出水管閘閥17，使出水管閘閥17前的出水管、水泵內腔及進水管形成一密閉空腔。4、打開閘閥5，水箱7中的水在重力作用下，通過充水排氣管4自動灌入進水管2、 水泵16內及閘閥17前的出水管中，其中的氣體會從排氣補水管13及充水排氣管4全部排入水箱7中。當水泵進水管2、水泵16內腔全部充滿水后，水箱7中水位不再下降，完成水泵16充水過程，將閘閥5關閉，即可啟動水泵16。5、水泵16啟動后，一部分水通過排氣補水管13將水輸入到水箱7中，水箱7上部氣體將單向閥9沖開，氣體排出，隨著水箱7中水位的不斷升高，浮球11被逐漸浮起，水位升高到一定高度時，浮球閥12自動關閉，完成水箱補水過程，以備下次水泵充水使用。6、以后再啟動水泵時，重復上述步驟，只通過控制閘閥5即可完成水泵的充水及水箱7的補水，周而復始，實現了泵站的充水。閘閥5采用電動閥，即可實現水泵的自動充水。該泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備的研制，很好地解決了水泵充水問題，既省去了底閥，又省去了真空泵機組，可以實現節能運行。另外，改變了泵站進水管路的設計理念，使進水管設計具有了很好的靈活性，同時，可以減小管路水頭損失，提高泵站的運行效率，提高泵的抗氣蝕能力。泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備的研究應用為更好地對泵站進行技術改造，打下了堅實的基礎。
權利要求
1. 一種泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備，其特征在于由進水管、充水排氣管、閘閥、支架、水箱、水位計、單向閥、灌水孔、浮球、浮球閥、排氣補水管、排水閥和排水管組成； 所述的水箱固定在支架上，支架固定在地面上，水箱頂部與水源最低運行水位之間的垂直高度不超過10m，水箱底部高于進水管和水泵最頂部；所述的水箱通過充水排氣管與水泵進水管最頂點連接；所述的充水排氣管道上安裝有間閥；所述的排水管安裝在水箱的底部，排水管上安裝有排水閥；所述的排氣補水管上端與水箱內腔相連通，排氣補水管在水箱里面的出口上安裝有浮球閥，其開啟由浮球控制；所述的排氣補水管下端與水泵最頂部的水泵灌水孔連接；所述的單向閥安裝在水箱最上部水箱的邊壁上；所述的水箱上安裝水位計，水位計上、下兩端均與水箱內腔連通；所述的水箱頂部安裝灌水孔，灌水孔用孔蓋密封， 在孔蓋與水箱體之間加裝密封墊；進水管與水泵進口之間安裝正心漸縮管。
全文摘要
本發明涉及一種泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備，由進水管、充水排氣管、閘閥、支架、水箱、水位計、單向閥、灌水孔、浮球、浮球閥、排氣補水管、排水閥和排水管組成；水箱通過充水排氣管與水泵進水管最頂點連接；排氣補水管上端與水箱連接，下端與水泵最頂部的水泵灌水孔連接；單向閥安裝在水箱最上部；水箱上安裝水位計；水箱頂部安裝灌水孔；進水管與水泵進口處之間安裝正心漸縮管。該泵站浮球閥式自動密封水箱充水設備的研制，很好地解決了水泵充水問題，既省去了底閥，又省去了真空泵機組，可以實現節能運行。
文檔編號F04D29/00GK102506028SQ20111033278
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者呂云生, 孫玉霞, 宋德明, 張之營, 王春堂, 董濤 申請人:山東農業大學