一種離心泵自動引水裝置的製作方法

2023-10-24 06:00:47 3

專利名稱：一種離心泵自動引水裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種引水裝置，尤其涉及一種無自吸能力的離心泵自動引水裝置。
背景技術：
離心泵屬於葉片泵，如果裡面沒有水的話，葉片旋轉是無法建立起真空壓力，也就無法吸入水來，因此對於離心泵來說是沒有自吸能力的。但離心泵最適合做壓載泵、艙底水泵和應急消防泵等，按CCS規範要求，所有艙底泵或兼用艙底泵均應有自吸性能；如果消防泵或應急消防泵布置在水線以上，也應有自吸性能。為了解決離心泵沒有自吸能力的問 題，都要在泵上加自吸裝置。自吸引水裝置常見的有兩種一種是噴射泵式的，它是用電磁閥控制壓縮空氣做動力經過噴射器來抽吸泵內的空氣形成負壓，它在泵的啟動時電磁閥同時通電打開供氣引水，時間繼電器延時後又關閉停止工作。另ー種是水環泵式的，它通過摩擦離合器與泵的聯軸節接觸帶動水環泵來抽吸泵內的空氣形成負壓，這種裝置還需要ー個小水箱來保證水環泵內有水，當泵的出口達到一定壓カ時，水壓推動離合器杆使之與泵的聯軸節脫開，此時，引水裝置引水完畢並停止工作。對於第一種引水方式而言，當泵啟動之初，泵內並沒有灌滿水，而是經過一段時間後，泵內才逐漸灌滿水，因此，泵在剛開始運行的一段時間內，泵內會積聚一定量的空氣，產生汽蝕現象。為了儘量避免和減小汽蝕現象的發生，應該是先引水再起泵，但這種方式是起泵和引水同時進行，顯然這種方式會對泵的使用壽命造成影響，而且這種方式另外ー個不足之處就是，以離心泵作為壓載泵使用為例，當引水完畢後，壓載泵進入正常工作狀態，隨著壓載艙的液位下降，在喇叭ロ出現漩渦，當漩渦底部接近喇叭ロ時，大量氣體就會被吸入，因此亟需ー種裝置既能起到引水的作用，又能保證在泵運行的過程中，始終不會有大量的空氣被吸入泵內的引水裝置。對於第二種引水方式而言，裝置相對複雜，増加了安裝維修的難度以及產品成本。CN201288937Y公開了ー種「自控式離心泵真空引水裝置」，該裝置主要由真空泵、真空罐、裝於水泵排氣口上部的自動排氣止水閥和自動控制系統組成。真空泵運行產生真空引水，自動排氣止水閥在水泵滿水後阻止水進入真空管道，真空罐形成了真空度緩衝區，真空度自動控制真空泵的啟停，從而確保離心泵待機時始終處於滿水狀態。該裝置具有自吸功能且能同時為多臺泵引水的優點，但存在以下幾點不足ー是由於該裝置是根據真空罐的真空度控制真空泵的啟停，真空度是ー個比較敏感的監測對象，對監測元件的靈敏度提出了較高的要求，同時對真空罐的密封性也有很高的要求,給密封件的選型設計,真空罐的加工都帶來一定的難度，如果真空罐有洩露，真空度就會低，連鎖反應就是真空泵運轉，相應的就需要消耗電能，帶來能源浪費，另外頻繁啟停對真空泵或電機都有影響；ニ是該裝置與泵的接ロ是泵的排汽ロ，如果泵的吸口已經接近液貨的底部，有大量氣體被吸入，這些氣體是先進入泵，後被真空泵抽走，這時已經對泵的運行產生損害了，不能起到預警保護作用，因此不適用船舶壓載泵、艙底水泵和應急消防泵的啟動前引水；三是該裝置需要設置「自動排氣止水閥」來防止泵中的水倒流進入真空罐，只允許泵中的氣體進入真空罐，而「自動排氣止水閥」這種功能性元件的設置，給裝置帶來了複雜性。増加了裝置的製造和運行成本。
發明內 容本發明的目的是克服現有技術的不足，而提供一種自動化程度高、可靠性強、結構簡單，且適用於船舶壓載泵、艙底水泵和應急消防泵的啟動前引水，井能保證離心泵在運轉過程中不會有氣體被吸入到離心泵中的一種自動引水裝置。本發明的目的是這樣實現的一種離心泵自動引水裝置，包括離心泵、氣液分離罐、液位傳感器、控制器、電磁換向閥、氣動閥、噴射器、單向止回閥和截止閥，其特徵在於氣液分離罐與離心泵、液位傳感器和第二氣動閥連接，控制器的輸入與液位傳感器連接，輸出與電磁換向閥連接，電磁換向閥與第一氣動閥、第二氣動閥和截止閥連接，噴射器與第二氣動閥連接，同時通過單向止回閥與第一氣動閥連接。所述氣液分離罐的下部腔體通過管路與離心泵的吸入ロ連通，上部腔體通過管路與第二氣動閥連通，液位傳感器設置在氣液分離罐的中上部。所述控制器由輸入接ロ、比較電路、驅動電路和輸出接ロ組成，比較電路的輸入與輸入接ロ連接，比較電路的輸出與驅動電路的輸入連接，驅動電路的輸出與輸出接ロ連接。所述比較電路包括遲滯比較器、低通濾波器、電壓跟隨器和比較器，遲滯比較器的輸入與輸入接ロ連接，遲滯比較器的輸出與低通濾波器的輸入連接，低通濾波器的輸出、電壓跟隨器的輸出與比較器的輸入連接，比較器的輸出與驅動電路的輸入連接。所述驅動電路包括光電耦合器和繼電器，光電耦合器的輸入與比較電路的輸出連接，光電耦合器的輸出與繼電器的輸入連接，繼電器的輸出與輸出接ロ連接。本發明的工作過程是氣液分離罐設置在離心泵的吸入ロ，當氣液分離罐中的液位低於設定的高度時，利用噴射器將氣液分離罐頂部的氣抽出，形成真空，使其液位上升，從而始終保持離心泵中充滿抽送介質。噴射器的啟動/停止是由氣液分離罐的液位來控制的，當氣液分離罐中的液位達到一定高度的時候，電磁換向閥換向，停止系統供氣，噴射器停止工作，引水過程結束，啟動離心泵；隨著艙內液位的降低，吸入ロ壓カ也隨之降低，並逐漸接近介質汽化的壓力，部分介質汽化後隨著抽送介質進入到氣液分離罐中並聚集到氣液分離罐頂部，隨著頂部氣壓増大，氣液分離罐中的液位逐漸下降，當液位下降到一定高度後，液位傳感器的檢測信號進入控制電路，經過遲滯比較器轉換後，進入低通濾波器，再與來自電壓跟隨器的設定電壓值進行比較，輸出的高低電平信號經過光電耦合器和繼電器進行隔離放大後驅動電磁換向閥，電磁換向閥會根據液位傳感器的檢測信號而換向，啟動系統供氣，噴射器開始工作，將氣液分離罐中的氣抽出，使其液位上升。與現有技術相比，本發明的優點是
I、提高了引水過程的自動化程度。本發明裝置的設計主要是根據噴射器的工作原理實現了引水功能，但與現有技術最大的不同之處就是通過管系的設計和機電結合的設計思想，提高了引水過程的自動化程度，通過液位傳感器與電磁換向閥相結合使用，只要氣液分離罐中的液位低到會對離心泵吸排能力造成影響的高度，引水裝置就會自動啟動，以維持氣液分離罐中高液位，氣液分離罐中介質就會向離心泵中倒灌，避免離心泵吸空。2、運行穩定，抗幹擾能力強。本發明在控制器中設置了比較電路和驅動電路，比較電路的主要功能是為了使液位傳感信號避免在設定點處於臨界不穩定狀態，利用遲滯比較器的上行與下行分界包括理想設定點，増加了一個液位分界區間，可以有效避免電路的臨界不穩定現象。驅動電路中光電耦合器的設置不僅起到增強高低電平信號的驅動能力，而且還有效地起到了信號電路與驅動電路的隔離保護功能，進ー步增強了電路的抗幹擾能力
O3、結構簡單，製作和運行成本低。本發明裝置既能起到自動引水的作用，又能保證離心泵在運轉過程中始終不會產生汽蝕現象，且結構簡單，運行穩定，製作和維修成本低，特別適用於船舶壓載泵、艙底水泵和應急消防泵的啟動前引水。



圖I是本發明工作流程示意 圖2是圖I中控制器電路圖。圖中離心泵I、氣液分離罐2、液位傳感器3、控制器4、控制器輸入接ロ 41、比較電路42、遲滯比較器42a、低通濾波器42b、電壓跟隨器42c、比較器42d、驅動電路43、光電率禹合器43a、繼電器43b、控制器輸出接ロ 44、電磁換向閥5、第一氣動閥6、第二氣動閥7、單向止回閥8、噴射器9、截止閥10。
具體實施例方式以下結合實施例和具體實施方式
對本發明作進ー步詳細的說明。參見圖I :一種離心泵自動引水裝置，包括離心泵I、氣液分離罐2、液位傳感器3、控制器4、電磁換向閥5、氣動閥6和7、單向止回閥8、噴射器9和截止閥10，氣液分離罐2分別與離心泵I、液位傳感器3和第二氣動閥7連接，控制器4的輸入與液位傳感器3連接，輸出與電磁換向閥5連接，電磁換向閥5與第一氣動閥6、第二氣動閥7和截止閥10連接，噴射器9與第二氣動閥7連接，同時通過單向止回閥8與第一氣動閥6連接。具體是將氣液分離罐2的下部腔體通過管路與離心泵I的吸入ロ連通，同時通過管路與水源連通；氣液分離罐2的上部腔體通過管路與第二氣動閥7的A ロ連通；液位傳感器3設置在氣液分離罐2的中上部。液位傳感器3的輸出，即檢測信號與控制器4的輸入接ロ 41連接，控制器4的輸出接ロ 44與電磁換向閥5的輸入連接。電磁換向閥5的A ロ分別與第一氣動閥6和第二氣動閥7的先導ロ P連接；第一氣動閥6的A ロ與單向止回閥8的進ロ連接，單向止回閥8的出口與噴射器9的工作氣體進ロ L連接，噴射器9的被抽氣體進ロ T與第二氣動閥7的B ロ連接，噴射器9的出口 D與船上汙油水艙管系相連，氣體被排放至汙油艙內。截止閥10的進ロ與氣源連接，截止閥10的出ロ分別與電磁換向閥5的B 口和第一氣動閥6的B ロ連接。本發明裝置在運行初始階段，氣液分離罐2及管路是空的，根據液位傳感器3的檢測信號，當實際液位值低於設定的液位高度，電磁換向閥5被開啟，氣源通過截止閥10進入後分為ニ路，一路通過電磁換向閥5分別開啟第一氣動閥6和第二氣動閥7,—路經第一氣動閥6和單向止回閥8作為噴射器9的引射氣體，根據噴射器9的基本原理，引射氣體在噴出的同時帶動氣液分離罐2中的氣體經第二氣動閥7 —並噴出，從而使氣液分離罐2中的水位逐漸上升，當液位達到一定高度，電磁換向閥5關閉，氣源斷開，第一氣動閥6和第二氣動閥7在彈簧カ的作用下隨之關閉，噴射器9停止工作，離心泵I啟動。
參見圖2 :本發明自動引水裝置中控制器4由輸入接ロ 41、比較電路42、驅動電路43和輸出接ロ 44組成。比較電路42的輸入與輸入接ロ 41連接，輸出與驅動電路43的輸入連接，驅動電路43的輸出與輸出接ロ 44連接。即比較電路42的輸入通過輸入接ロ 41與液位傳感器3的輸出連接，比較電路42的輸出與驅動電路43的輸入連接，驅動電路43的輸出通過輸出接ロ 44與電磁換向 閥5的輸入連接。比較電路42由遲滯比較器42a、低通濾波器42b、電壓跟隨器42c和比較器42d組成，遲滯比較器42a的輸入與輸入接ロ 41連接，遲滯比較器42a的輸出與低通濾波器42b的輸入連接，低通濾波器42b的輸出、電壓跟隨器42c的輸出與比較器42d的輸入連接，比較器42d的輸出與驅動電路43的輸入連接。驅動電路43由光電稱合器43a和繼電器43b組成,光電稱合器43a的輸入與比較電路42的輸出連接,光電I禹合器43a的輸出與繼電器43b的輸入連接,繼電器43b的輸出與輸出接ロ 44連接。
權利要求
1.一種離心泵自動引水裝置，包括離心泵(I)、氣液分離罐(2)、液位傳感器(3)、控制器(4)、電磁換向閥(5)、氣動閥(6、7)、單向止回閥(8)、噴射器(9)和截止閥(10)，其特徵在於氣液分離罐(2)與離心泵(I)、液位傳感器(3)和第二氣動閥(7)連接，控制器(4)的輸入與液位傳感器(3)連接，輸出與電磁換向閥(5)連接，電磁換向閥(5)與第一氣動閥(6)、第二氣動閥(7)和截止閥(10)連接，噴射器(9)與第二氣動閥(7)連接，同時通過單向止回閥(8)與第一氣動閥(6)連接。
2.根據權利要求I所說的ー種離心泵自動引水裝置，其特徵在於所述氣液分離罐(2)的下部腔體通過管路與離心泵(I)的吸入ロ連通，上部腔體通過管路與第二氣動閥(7)連通，液位傳感器(3)設置在氣液分離罐(2)的中上部。
3.根據權利要求I所說的ー種離心泵自動引水裝置，其特徵在於所述控制器(4)由輸入接ロ(41)、比較電路(42)、驅動電路(43)和輸出接ロ(44)組成，比較電路(42)的輸入與輸入接ロ(41)連接，比較電路(42)的輸出與驅動電路(43)的輸入連接，驅動電路(43)的輸出與輸出接ロ(44)連接。
4.根據權利要求2所說的ー種離心泵自動引水裝置，其特徵在於所述比較電路(42)包括遲滯比較器(42a)、低通濾波器(42b)、電壓跟隨器(42c)和比較器(42d)，遲滯比較器(42a)的輸入與輸入接ロ(41)連接，遲滯比較器(42a)的輸出與低通濾波器(42b)的輸入連接，低通濾波器(42b)的輸出、電壓跟隨器(42c)的輸出與比較器(42d)的輸入連接，t匕較器(42d)的輸出與驅動電路(43)的輸入連接。
5.根據權利要求2所說的ー種離心泵自動引水裝置，其特徵在於所述驅動電路(43)包括光電稱合器(43a)和繼電器(43b),光電稱合器(43a)的輸入與比較電路(42)的輸出連接，光電耦合器(43a)的輸出與繼電器(43b)的輸入連接，繼電器(43b)的輸出與輸出接ロ(44)連接。
全文摘要
本發明公開了一種離心泵自動引水裝置，該裝置主要由離心泵、氣液分離罐、液位傳感器、控制器、噴射器和閥組成。氣液分離罐與離心泵的吸入口、液位傳感器和第二氣動閥連接，控制器的輸入與液位傳感器連接，輸出與電磁換向閥連接，電磁換向閥與第一、第二氣動閥和截止閥連接，噴射器與第二氣動閥連接，同時通過單向止回閥與第一氣動閥連接。本發明裝置既能起到自動引水的作用，又能保證離心泵在運轉過程中始終不會產生汽蝕現象，且結構簡單，製作和維修成本低，運行穩定可靠，特別適用於船舶壓載泵、艙底水泵和應急消防泵的啟動前引水。
文檔編號F04D9/02GK102644604SQ201210110589
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月16日 優先權日2012年4月16日
發明者丁元亮, 萬曉紅, 俞曉豐, 吳震宇, 方兵, 甘正林, 陳斌 申請人:武漢船用機械有限責任公司