專利名稱：一種離心泵自動(dòng)引水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(dòng)引水裝置。
背景技術(shù)：
離心泵屬于葉片泵，如果里面沒有水的話，葉片旋轉(zhuǎn)是無法建立起真空壓力，也就無法吸入水來，因此對于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(yīng)急消防泵等，按CCS規(guī)范要求，所有艙底泵或兼用艙底泵均應(yīng)有自吸性能；如果消防泵或應(yīng)急消防泵布置在水線以上，也應(yīng)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(dòng)力經(jīng)過噴射器來抽吸泵內(nèi)的空氣形成負(fù)壓，它在泵的啟動(dòng)時(shí)電磁閥同時(shí)通電打開供氣引水，時(shí)間繼電器延時(shí)后又關(guān)閉停止工作。另ー種是水環(huán)泵式的，它通過摩擦離合器與泵的聯(lián)軸節(jié)接觸帶動(dòng)水環(huán)泵來抽吸泵內(nèi)的空氣形成負(fù)壓，這種裝置還需要ー個(gè)小水箱來保證水環(huán)泵內(nèi)有水，當(dāng)泵的出口達(dá)到一定壓カ時(shí)，水壓推動(dòng)離合器桿使之與泵的聯(lián)軸節(jié)脫開，此時(shí)，引水裝置引水完畢并停止工作。對于第一種引水方式而言，當(dāng)泵啟動(dòng)之初，泵內(nèi)并沒有灌滿水，而是經(jīng)過一段時(shí)間后，泵內(nèi)才逐漸灌滿水，因此，泵在剛開始運(yùn)行的一段時(shí)間內(nèi)，泵內(nèi)會(huì)積聚一定量的空氣，產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。為了盡量避免和減小汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)該是先引水再起泵，但這種方式是起泵和引水同時(shí)進(jìn)行，顯然這種方式會(huì)對泵的使用壽命造成影響，而且這種方式另外ー個(gè)不足之處就是，以離心泵作為壓載泵使用為例，當(dāng)引水完畢后，壓載泵進(jìn)入正常工作狀態(tài)，隨著壓載艙的液位下降，在喇叭ロ出現(xiàn)漩渦，當(dāng)漩渦底部接近喇叭ロ時(shí)，大量氣體就會(huì)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(yùn)行的過程中，始終不會(huì)有大量的空氣被吸入泵內(nèi)的引水裝置。對于第二種引水方式而言，裝置相對復(fù)雜，増加了安裝維修的難度以及產(chǎn)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、裝于水泵排氣口上部的自動(dòng)排氣止水閥和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。真空泵運(yùn)行產(chǎn)生真空引水，自動(dòng)排氣止水閥在水泵滿水后阻止水進(jìn)入真空管道，真空罐形成了真空度緩沖區(qū)，真空度自動(dòng)控制真空泵的啟停，從而確保離心泵待機(jī)時(shí)始終處于滿水狀態(tài)。該裝置具有自吸功能且能同時(shí)為多臺泵引水的優(yōu)點(diǎn)，但存在以下幾點(diǎn)不足ー是由于該裝置是根據(jù)真空罐的真空度控制真空泵的啟停，真空度是ー個(gè)比較敏感的監(jiān)測對象，對監(jiān)測元件的靈敏度提出了較高的要求，同時(shí)對真空罐的密封性也有很高的要求,給密封件的選型設(shè)計(jì),真空罐的加工都帶來一定的難度，如果真空罐有泄露，真空度就會(huì)低，連鎖反應(yīng)就是真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)，相應(yīng)的就需要消耗電能，帶來能源浪費(fèi)，另外頻繁啟停對真空泵或電機(jī)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(jīng)接近液貨的底部，有大量氣體被吸入，這些氣體是先進(jìn)入泵，后被真空泵抽走，這時(shí)已經(jīng)對泵的運(yùn)行產(chǎn)生損害了，不能起到預(yù)警保護(hù)作用，因此不適用船舶壓載泵、艙底水泵和應(yīng)急消防泵的啟動(dòng)前引水；三是該裝置需要設(shè)置“自動(dòng)排氣止水閥”來防止泵中的水倒流進(jìn)入真空罐，只允許泵中的氣體進(jìn)入真空罐，而“自動(dòng)排氣止水閥”這種功能性元件的設(shè)置，給裝置帶來了復(fù)雜性。増加了裝置的制造和運(yùn)行成本。
發(fā)明內(nèi) 容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種自動(dòng)化程度高、可靠性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單，且適用于船舶壓載泵、艙底水泵和應(yīng)急消防泵的啟動(dòng)前引水，井能保證離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)有氣體被吸入到離心泵中的一種自動(dòng)引水裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種離心泵自動(dòng)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(dòng)閥、噴射器、單向止回閥和截止閥，其特征在于氣液分離罐與離心泵、液位傳感器和第二氣動(dòng)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(dòng)閥、第二氣動(dòng)閥和截止閥連接，噴射器與第二氣動(dòng)閥連接，同時(shí)通過單向止回閥與第一氣動(dòng)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(dòng)閥連通，液位傳感器設(shè)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(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路的輸入連接，驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路的輸入連接。所述驅(qū)動(dòng)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(fā)明的工作過程是氣液分離罐設(shè)置在離心泵的吸入ロ，當(dāng)氣液分離罐中的液位低于設(shè)定的高度時(shí)，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(zhì)。噴射器的啟動(dòng)/停止是由氣液分離罐的液位來控制的，當(dāng)氣液分離罐中的液位達(dá)到一定高度的時(shí)候，電磁換向閥換向，停止系統(tǒng)供氣，噴射器停止工作，引水過程結(jié)束，啟動(dòng)離心泵；隨著艙內(nèi)液位的降低，吸入ロ壓カ也隨之降低，并逐漸接近介質(zhì)汽化的壓力，部分介質(zhì)汽化后隨著抽送介質(zhì)進(jìn)入到氣液分離罐中并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(dāng)液位下降到一定高度后，液位傳感器的檢測信號進(jìn)入控制電路，經(jīng)過遲滯比較器轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入低通濾波器，再與來自電壓跟隨器的設(shè)定電壓值進(jìn)行比較，輸出的高低電平信號經(jīng)過光電耦合器和繼電器進(jìn)行隔離放大后驅(qū)動(dòng)電磁換向閥，電磁換向閥會(huì)根據(jù)液位傳感器的檢測信號而換向，啟動(dòng)系統(tǒng)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
I、提高了引水過程的自動(dòng)化程度。本發(fā)明裝置的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)噴射器的工作原理實(shí)現(xiàn)了引水功能，但與現(xiàn)有技術(shù)最大的不同之處就是通過管系的設(shè)計(jì)和機(jī)電結(jié)合的設(shè)計(jì)思想，提高了引水過程的自動(dòng)化程度，通過液位傳感器與電磁換向閥相結(jié)合使用，只要?dú)庖悍蛛x罐中的液位低到會(huì)對離心泵吸排能力造成影響的高度，引水裝置就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，以維持氣液分離罐中高液位，氣液分離罐中介質(zhì)就會(huì)向離心泵中倒灌，避免離心泵吸空。2、運(yùn)行穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。本發(fā)明在控制器中設(shè)置了比較電路和驅(qū)動(dòng)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(shè)定點(diǎn)處于臨界不穩(wěn)定狀態(tài)，利用遲滯比較器的上行與下行分界包括理想設(shè)定點(diǎn)，増加了一個(gè)液位分界區(qū)間，可以有效避免電路的臨界不穩(wěn)定現(xiàn)象。驅(qū)動(dòng)電路中光電耦合器的設(shè)置不僅起到增強(qiáng)高低電平信號的驅(qū)動(dòng)能力，而且還有效地起到了信號電路與驅(qū)動(dòng)電路的隔離保護(hù)功能，進(jìn)ー步增強(qiáng)了電路的抗干擾能力
O3、結(jié)構(gòu)簡單，制作和運(yùn)行成本低。本發(fā)明裝置既能起到自動(dòng)引水的作用，又能保證離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中始終不會(huì)產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，且結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，制作和維修成本低，特別適用于船舶壓載泵、艙底水泵和應(yīng)急消防泵的啟動(dòng)前引水。



圖I是本發(fā)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(qū)動(dòng)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(dòng)閥6、第二氣動(dòng)閥7、單向止回閥8、噴射器9、截止閥10。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。參見圖I :一種離心泵自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)閥6、第二氣動(dòng)閥7和截止閥10連接，噴射器9與第二氣動(dòng)閥7連接，同時(shí)通過單向止回閥8與第一氣動(dòng)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(shí)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(dòng)閥7的A ロ連通；液位傳感器3設(shè)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(dòng)閥6和第二氣動(dòng)閥7的先導(dǎo)ロ P連接；第一氣動(dòng)閥6的A ロ與單向止回閥8的進(jìn)ロ連接，單向止回閥8的出口與噴射器9的工作氣體進(jìn)ロ L連接，噴射器9的被抽氣體進(jìn)ロ T與第二氣動(dòng)閥7的B ロ連接，噴射器9的出口 D與船上污油水艙管系相連，氣體被排放至污油艙內(nèi)。截止閥10的進(jìn)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(dòng)閥6的B ロ連接。本發(fā)明裝置在運(yùn)行初始階段，氣液分離罐2及管路是空的，根據(jù)液位傳感器3的檢測信號，當(dāng)實(shí)際液位值低于設(shè)定的液位高度，電磁換向閥5被開啟，氣源通過截止閥10進(jìn)入后分為ニ路，一路通過電磁換向閥5分別開啟第一氣動(dòng)閥6和第二氣動(dòng)閥7,—路經(jīng)第一氣動(dòng)閥6和單向止回閥8作為噴射器9的引射氣體，根據(jù)噴射器9的基本原理，引射氣體在噴出的同時(shí)帶動(dòng)氣液分離罐2中的氣體經(jīng)第二氣動(dòng)閥7 —并噴出，從而使氣液分離罐2中的水位逐漸上升，當(dāng)液位達(dá)到一定高度，電磁換向閥5關(guān)閉，氣源斷開，第一氣動(dòng)閥6和第二氣動(dòng)閥7在彈簧カ的作用下隨之關(guān)閉，噴射器9停止工作，離心泵I啟動(dòng)。
參見圖2 :本發(fā)明自動(dòng)引水裝置中控制器4由輸入接ロ 41、比較電路42、驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路43的輸入連接，驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路43的輸入連接，驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路43的輸入連接。驅(qū)動(dòng)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(quán)利要求
1.一種離心泵自動(dòng)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(dòng)閥(6、7)、單向止回閥(8)、噴射器(9)和截止閥(10)，其特征在于氣液分離罐(2)與離心泵(I)、液位傳感器(3)和第二氣動(dòng)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(dòng)閥(6)、第二氣動(dòng)閥(7)和截止閥(10)連接，噴射器(9)與第二氣動(dòng)閥(7)連接，同時(shí)通過單向止回閥(8)與第一氣動(dòng)閥(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所說的ー種離心泵自動(dòng)引水裝置，其特征在于所述氣液分離罐(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(dòng)閥(7)連通，液位傳感器(3)設(shè)置在氣液分離罐(2)的中上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所說的ー種離心泵自動(dòng)引水裝置，其特征在于所述控制器(4)由輸入接ロ(41)、比較電路(42)、驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路(43)的輸入連接，驅(qū)動(dòng)電路(43)的輸出與輸出接ロ(44)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所說的ー種離心泵自動(dòng)引水裝置，其特征在于所述比較電路(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(qū)動(dòng)電路(43)的輸入連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所說的ー種離心泵自動(dòng)引水裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)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(fā)明公開了一種離心泵自動(dòng)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(dòng)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(dòng)閥和截止閥連接，噴射器與第二氣動(dòng)閥連接，同時(shí)通過單向止回閥與第一氣動(dòng)閥連接。本發(fā)明裝置既能起到自動(dòng)引水的作用，又能保證離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中始終不會(huì)產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，且結(jié)構(gòu)簡單，制作和維修成本低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，特別適用于船舶壓載泵、艙底水泵和應(yīng)急消防泵的啟動(dòng)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(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)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(jī)械有限責(zé)任公司