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一种复杂地形管道输水系统的抽真空装置及控制方法与流程

专利检索2022-05-10  0

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1.本发明涉及一种管道输水系统真空装置及控制方法,具体涉及一种复杂地形管道输水系统的抽真空装置及控制方法。


背景技术:

2.管道运输是目前国家积极推广运用的节能减排和环保项目,符合国家的可持续发展要求,是国家产业政策支持的项目,是企业实施项目提高经济效益、降低费用成本的重要举措。随着城市建设的发展和生活水平的日益提高,以及自然干旱,需水量不断剧增。同时由于人类的生产、生活和社会活动等原因城市附近水源地下水位不断下降,湖泊等取水地水资源日益枯竭。为保证社会经济的可持续发展,生态水资源的保护已迫在眉睫,利用泵站管道调水,让湖泊水等流动起来、合理用水是治理水污染、保护生态水资源有效方法。因此,采用长距离、高扬程、大流量、复杂地形管道输调水项目也越来越多。因离心泵机械密封具有密封可靠、使用寿命长、摩擦功率消耗小等优点,所以被广泛应用于国内大、中型管道输调水项目中,输调水系统中使用的离心泵也越来越多。
3.在复杂地形大管径长距离管道输调水系统中,管道线路地处地形复杂,地形复杂起伏较大,时常会面临要将低水位蓄水池的水向高水位运输的情况,但由于离心泵水位高于低水位蓄水池,且离心泵运行时需要泵体内有水才能正常运行,现有实施过程中大部分使用的是人工灌水的方式。但使用该方法存在离心泵腔内气体排出不完全,泵腔内时常会存留颗粒和尘埃,主泵启动时会严重的气蚀和磨损的现象,同时由于复杂地形管道输调水项目地形复杂交通不便,人工灌水在实施过程中十分不便。该实施方式增加了项目的建设成本、检修维护成本,而且不便于整个输水系统的运行控制。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于:针对目前人工灌水在实施过程中,泵腔内气体排出不完全,泵腔内时常会存留颗粒和尘埃,且实施不便利,维修不方便的问题。提供了一种复杂地形管道输水系统的抽真空装置及控制方法,有效地减少泵腔内产生的气蚀,从而延长系统的使用寿命,同时大大降低离心泵的运行和维护成本,使管道系统安全稳定运行,提高经济效益。
5.本发明的技术方案如下:
6.本发明提供一种复杂地形管道输水系统的抽真空装置,包括入水管道、离心泵、抽真空部和离心泵出口部;入水管道连通至离心泵入水口,离心泵设置有抽真空部,所述抽真空部包括导气管、真空泵和电磁阀,电磁阀通过导气管与真空泵连通;离心泵出口部通过管道连通至离心泵出口部,离心泵出口部和离心泵出口部之间的管道上设置有第一压力变送器。离心泵泵腔内空气依据图1、图2中导向箭头方向到达真空泵后依据导向箭头方向排出。因离心泵泵腔内空气被抽走后,泵腔内产生真空负压,从而吸取低水池水位的水。利用抽真空部主动将低水位的水抽至离心泵中充满泵腔,为离心泵启动做准备,不会造成离心泵空转,同时由于水流主动流经过泵腔内部,使得泵腔内的具有水流,水流可以充分的带走泵腔
内的气体和尘埃颗粒,使得离心泵内具备较好的启动环境,有效避免气蚀和磨损的现象。同时根据观察口时刻观察抽真空效果有效把握抽真空时间,同时在离心泵启动后根据第一压力变送器的可以观察离心泵的启动效果。
7.进一步的,抽真空部连通至离心泵顶部。离心泵顶部位于系统的较高点,连通顶部可以更好地抽出离心泵内的气体和尘埃为离心泵提供更好的启动运行环境,在真空泵抽出水时可以更加及时地关闭真空部,同时降低了运维成本,节约人力资源。阀门使用电磁阀,可以保证阀门和真空泵可以有效地配合,可以保证真空泵关闭能够后立即关闭阀门阻止离心泵内水由于失去吸力回落。
8.进一步的,离心泵出口部包括止回阀。止回阀可以有效阻断水从高水位倒流,防止管道系统故障时产生的水锤对离心泵的损坏,同时止回阀具有一定的气密性,当离心泵泵腔内注满水后,止回阀前的流入方向管道中会充满水,也会增加止回阀的气密性。由于管道内部水位不高,同时离心泵上的抽真空部还对管内的水增加负压,因此水的流动压力远小于止回阀的开启压力,阀瓣不会被流体压力打开。同时倒流方向压力越大,阀门阀瓣关闭得越紧,密封效果越好。
9.进一步的,离心泵出口部还包括电动阀,电动阀设置在止回阀后端,通过管道与止回阀连通。可以有效地避免止回阀因为长时间使用磨损或其他原因,导致气密性不足。采用电动阀可以保证第一压力变送器和第二压力变送器压力达到预设情况时,电动阀可以自动及时打开和关闭。
10.进一步的,电动阀出口的管道上设置第二压力变送器。通过第一压力变送器和第二压力变送器可以观测止回阀与电动阀连通的管道内和管道外的压力情况,确保电动阀打开时,止回阀前端的流动压力大于止回阀的开启压力,阀瓣能够顺利被流体压力打开,同时防止电动阀打开后止回阀后端压力大于正向压力产生倒流。
11.进一步的,真空泵出口端连接有汽水分离器,汽水分离器通过连通管与真空泵连通,汽水分离后的水通过供水电磁阀到工作液连通管输送到真空泵中,为真空泵提供工作液。由于复杂地形管道输调水项目地形复杂交通不便,取水在实施过程中十分不便,通过简单的结构改变省去一套真空泵工作液供水系统,降低建设成本、生产成本、检修维护成本。
12.进一步的,电磁阀与离心泵间导气管上设置有手动球阀和观察口。于复杂地形管道输调水项目地形复杂,设备运作的工作环境不稳定,为避免电气设备故障或阀门自身故障导致阀门无法正常开关的情况设置手动阀门应对相关情况。
13.本发明提供一种复杂地形管道输水系统的抽真空装置的控制方法,步骤如下:
14.步骤一:装置启动前停机状态时,测试各阀门开关能够正常开闭,检查离心泵驱动端和自由端的油槽油位充足,确认系统供电正常,电动阀处于关闭状态,打开手动球阀(2);
15.步骤二:离心泵在启动前,打开阀门,同时启动真空泵;
16.步骤三:离心泵注满水后,关闭真空泵,同时电磁阀自动关闭,启动离心泵,自动开启电动阀。真空泵停止后自动关闭电磁阀可以有效阻止离心泵内水由于失去吸力回落,同时使用该方法可以保证水流完全流经过泵腔内部,使得泵腔内的具有充足的水流,使得水流可以充分的带走泵腔内的气体和尘埃颗粒,让离心泵内具备较好的启动环境,有效避免气蚀和磨损的现象。进一步提升了使用效果,操作设备运行,交通不便的复杂地形节省了人力成本。
17.进一步的,启动离心泵后,当第一压力变送器压力大于第二压力变送器压力时,开启电动阀。保证在开启电动阀后,止回阀前端的流动压力大于止回阀的开启压力,阀瓣能够顺利被流体压力打开,同时防止电动阀打开后止回阀后端压力大于正向压力产生倒流。
18.与现有的技术相比本发明的有益效果是:
19.1.因离心泵泵腔内空气被抽走后,泵腔内产生真空负压,从而吸取低水池水位的水。利用抽真空部主动将低水位的水抽至离心泵中充满泵腔,为离心泵启动做准备,不会造成离心泵空转。延长离心泵的使用寿命,同时大大降低离心泵的运行和维护成本,使管道系统安全稳定运行,提高经济效益。
20.2.同时由于水流主动流经过泵腔内部,使得泵腔内的具有水流,水流可以充分的带走泵腔内的气体和尘埃颗粒,使得离心泵内具备较好的启动环境,有效避免气蚀和磨损的现象。进一步延长离心泵的使用寿命,降低离心泵的运行和维护成本。
21.3.由于设置电磁阀门,使得工作人员可以从远端控制阀门开闭,操作设备运行,使得在复杂地形大管径长距离管道输调水系统中,管道线路地处地形复杂交通不便的情况下,大大降低了离心泵的运行和维护的人力成本,提高经济效益。
附图说明
22.图1为复杂地形管道输水系统的抽真空装置抽真空部示意图
23.图2为复杂地形管道输水系统的抽真空装置示意图
24.附图标记:
[0025]1‑
离心泵、2

手动球阀、3

观察口、4

电磁阀、5

导气管、6

真空泵、7

导向箭头、8

汽水分离器、9

排气管、10

导向箭头、11

抽真空装置、12

入水管道、13

导向箭头、14

第一压力变送器(带数显表)、15

止回阀、16

第二压力变送器(带数显表)、17

电动阀、18

排水管、19

工作液连通管、20

排水手动球阀、21

供水电磁阀。
具体实施方式
[0026]
需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者还是包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0027]
下面结合实施例对本发明的特征和性能做进一步的详细描述。
[0028]
如图1、图2所示,复杂地形管道输水系统的抽真空装置包括入水管道12、离心泵1、抽真空部11、出泵出口部。入水管道12连通至离心泵1入水口,离心泵1顶端设置有抽真空部11,抽真空部11包括5

导气管、真空泵6和各阀门组成,电磁阀4通过导气管5与真空泵6连通,电磁阀4和离心泵1连通,电磁阀4与离心泵1间导气管5上设置有手动球阀2,电磁阀4与真空泵6之间管道上设置有观察口3,抽真空部11连通至离心泵1顶部,抽真空装置中真空泵出口端连接有汽水分离器8,通过汽水分离器分离后,气体通过9管道排出,水通过供水电磁
阀21到工作液连通管19输送到真空泵中为真空泵提供工作液,或者通过20手动球阀从排水管18排出。
[0029]
水泵出口部包括第一压力变送器14、止回阀15、第二压力变送器16、电动阀17,止回阀15通过管道连通至离心泵1出水口,止回阀15和离心泵1之间的管道上设置有第一压力变送器14。电动阀17设置在止回阀15的远离离心泵1端,通过管道与止回阀连通。电动阀17出口设有第二压力变送器16。
[0030]
本发明所述的复杂地形管道输水系统的抽真空装置的使用方法及原理如下:
[0031]
步骤一:装置启动前停机状态时,测试各阀门开关能够正常开闭,检查离心泵1驱动端和自由端的油槽油位充足,确认系统供电正常,电动阀17处于关闭状态,打开手动球阀2、和观察口3,电磁阀4处于关闭状态;
[0032]
步骤二:离心泵1在启动前,工作人员打开手动球阀2,同时启动真空泵6,电磁阀4自动打开;
[0033]
真空泵6启动后泵腔内空气依据图1、图2中导向箭头10方向到达真空泵后,依据导向箭头方7向排出到汽水分离器8中。因离心泵泵腔内空气被抽走后,泵腔内产生真空负压,从而吸取低水池水位的水。低水位的水充满离心泵泵腔,避免离心泵空转。同时由于水流流经入水管道12和离心泵1泵腔内部,带走泵腔内残存的气体和尘埃颗粒,使得离心泵内具备较好的启动环境,有效避免气蚀和磨损的现象。水流达到止回阀15时,由于止回阀前端管道内部水压不高,水压小于止回阀的开启压力,阀瓣不会被流体压力打开。止回阀具有一定的气密性,当离心泵泵腔内注满水后,止回阀前的流入方向管道中会充满水,也会增加止回阀的气密性。同时,倒流方向压力越大,阀门阀瓣关闭得越紧,密封效果越好。
[0034]
步骤三:离心泵1注满水后,真空泵6自动停止,电磁阀4自动关闭、然后启动离心泵1,离心泵1启动后,当第一压力变送器14压力大于第二压力变送器16压力时,自动开启电动阀17。当出口压力大于管道压力时,保证在开启电动阀后,止回阀前端的流动压力大于止回阀的开启压力,阀瓣能够顺利被流体压力打开,同时防止电动阀打开后止回阀后端压力大于正向压力产生倒流。
[0035]
以上所述实施例仅表达了本技术的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本技术保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术技术方案构思的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。
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