水泵停机后保持水泵泵体内负压的装置及方法与流程

本发明属于液上水泵，尤其涉及水泵停机后保持水泵泵体内负压的装置及方法，在水泵停车后，可以使泵体内保持负压，即水泵始终保持启动时所需的真空度；当再次启动水泵时，无需抽真空，能实现瞬间启动。

背景技术：

水泵给排水系统与工农业生产和人民群众的生活密切相关，它是量大面广的覆盖社会方方面面的一项机电产品。全国水泵的总装机量逾千万台，在水泵家族中液上离心泵的使用量居多，超过总量的90％。液上离心泵(叶轮在液面之上)普遍采用抽真空的启动方式。现在水泵抽真空的四种形式，一是用真空泵抽真空，二是是用射流泵抽真空，三是水泵启动前往水泵体内及进水管内注水(进水管需要有底阀)，四是水泵的进水管路高于水泵的出水管路(泵体存水方式)，在停机时将泵体内的水留在体内，当再次启动水泵时，通过叶轮旋转，将泵体内的气体排掉而启动水泵。上述启动水泵的方式都有缺点，具体如下：

1、真空泵方式，该方式启动的时间长、噪音大。真空装置很繁琐，除了需要若干的连接管路、线路外，还要有电控系统、检测系统、水泵电机延时启动装置等。

2、射流泵方式，该方式启动的时间比真空泵还长，故障点多，且对出水管路的压力有要求。不符合条件的不能使用。

3、注水方式，采用该种方式启动水泵的，水泵的进水管路一定要安装底阀，它的缺点是水泵的效率低，底阀出现故障不易排除。

4、泵体存水方式，采用该方式启动的水泵，也是时间长，无法满足快速启动的要求。

上述方式都影响水泵给排水系统的自动化、智能化的实现。

技术实现要素：

本发明是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种水泵停机后保持水泵泵体内负压的装置及方法。该发明对改造长轴泵、自吸泵的效果尤为显著，可保持水泵停机后泵体内的真空度不下降，让水泵启动便捷、方便、简单，使泵体内的真空度始终保持在能够启动水泵的状态。

本发明的技术解决方案是：

水泵停机后保持水泵泵体内负压的装置，包括储水罐、电磁阀一～电磁阀四、高位液位传感器、低位液位传感器，根据高低液位变化改变各电磁阀的工作状态，使所述电磁阀一、电磁阀二为第一组且同步工作，所述电磁磁三和电磁阀四为第二组且同步工作，第一组电磁阀与第二组电磁阀的工作状态相反即两组电磁阀互锁；

所述储水罐顶部设有注水口、外部排气口和内部排气口，所述储水罐底部设有补水口；所述电磁阀四设置于外部排气口，用于将储水罐内气体排出，所述电磁阀三设置于注水口，用于控制往储水罐中注水；所述电磁阀二设置于内部排水口且通过排水管连接水泵泵体的排气管路，用于将水泵泵体内气体排至储水罐顶部；所述电磁阀一设置于补水口且通过补水管连接水泵泵体，用于向水泵泵体内补水；

在电磁阀一和电磁阀二开通时水泵泵体与储水罐之间通过补水管和排气管构成一个统一的密闭容器；在电磁阀一和电磁阀二关闭时，水泵泵体和储水罐又分别成为两个独立的分密闭容器，使两个分密闭容器既相互配合又独立运行。

进一步地，所述储水罐的内底面高于水泵泵体内顶面。

进一步地，还包括控制器，高位液位传感器和低位液位传感器信号输出端连接所述控制器，所述控制器控制信号输出端与电磁阀一～电磁阀四连接。

进一步地，所述控制器采用plc。

采用上述的水泵停机后保持水泵泵体内负压的装置在水泵停机后保持水泵泵体内负压的方法，其步骤如下：

1、在水泵停机后，将设置于所述补水口的电磁阀一和设置于所述内部排气口的电磁阀二打开，此时水泵泵体与储水罐构成一个大的密闭容器，在水泵泵体内的真空度下降后，储水罐里面的水通过补水管开始补充到水泵泵体内，同时水泵泵体内的气体经排水管排到储水罐顶部，保持启动时所需要的真空度；

2、当储水罐里面的水位下降到设定的低水位时，低位液位传感器得到信号，使设置于补水口的电磁阀一和设置于内部排气口的电磁阀二关闭，此时水泵泵体与储水罐成为两个分密闭容器，同时将设置于注水口的电磁阀三和设置于外部排气口的电磁阀四打开，向储水罐中注水，水泵停机后保持泵体内负压的装置开始独立运行；

3、当储水罐里面的水位上升到设定的高水位时，低位液位传感器得到信号，使设置于注水口的电磁阀三和设置于外部排气口的电磁阀四关闭；与此同时设置于补水口的电磁阀一与设置于内部排气口的电磁阀二打开，使水泵泵体内始终有水，始终保持启动时所需要的真空度。

进一步地，在步骤1之前第一次启动时用抽真空装置启动水泵。

进一步地，所述储水罐的内底面高于水泵泵体内顶面。

进一步地，所述高位液位传感器和低位液位传感器的输出开关信号传给控制器，所述电磁阀一～电磁阀四工作状态是由所述控制器控制。

进一步地，所述控制器采用plc。

本发明是在水泵之外增加一套水泵停机后保持泵体内负压的装置，该装置体积小，将结构复杂、故障频发、管路线路多的抽真空装置简单化，使用简捷、安装方便、故障率低；还可以降低设备的采购成本、降低检修费用、减少日常的维护量、提高水泵效率、延长使用寿命。在水泵运行时，用外来水将使储水罐充满水，可以保持泵体内的负压不下降，只需第一次用抽真空装置启动水泵(水泵停机后保持泵体内负压的装置也可以直接启动水泵)，以后可以实现水泵的即时启动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制原理图。

图中：1.储水罐、2.低位液位传感器、3.高位液位传感器、4.注水管、5.排气管、6.水泵泵体、7.补水管、8.电磁阀一、9.电磁阀二、10.电磁阀四、11.电磁阀三、101.补水口、102.内部排气口、103.注水口、104.外部排气口。

具体实施方式

如图所示，水泵停机后保持水泵泵体内负压的装置，包括储水罐1、电磁阀一8、电磁阀二9、电磁阀三11、电磁阀四10、低位液位传感器2和高位液位传感器3，低位液位传感器2和高位液位传感器3分别安装在储水罐1底部和顶部并且与控制器相连，控制器输出端与各电磁阀相连接，用于根据液位高低变化控制各电磁阀工作状态，所述控制器采用plc，本实施例中装置自带，采用西门子s7-200plc(也可以由用户自行配置)，使所述电磁阀一8、电磁阀二9为一组(第一组)且同步工作，所述电磁阀三11和电磁阀四10为另一组(第二组)且同步工作，两组电磁阀互锁；在所述储水罐1顶部设有注水口103、外部排气口104和内部排气口102，在所述储水罐1底部设有补水口101，电磁阀三11设置于注水口103且所述注水口103连接注水管4，注水管4另一端连接外部水源，用于控制往储水罐1中注水，电磁阀四10设置于外部排水口104，用于将储水罐内空气排出；电磁阀一8设置于补水口101，所述补水口101连接补水管7，补水管7另一端与水泵泵体6内腔相连通，用于向水泵泵体6内补水，电磁阀二9设置于所述内部排气口102，内部排气口102连接排气管5，排气管5另一端与水泵泵体6的排气管路相连通。在电磁阀一8和电磁阀二9开通时水泵泵体6与储水罐1之间通过补水管7和排气管5构成一个统一的密闭容器；在电磁阀一8和电磁阀二9关闭时，水泵泵体6和储水罐1又分别成为两个独立的分密闭容器，使两个分密闭容器既有相互配合也独立运行。

所述储水罐1的内底面高于水泵泵体6内顶面。

利用上述的水泵停机后保持水泵泵体内负压的装置在水泵停机后保持水泵泵体内负压的方法，其步骤如下：

1、在水泵停机后，将设置于补水口101的电磁阀一8和设置于内部排气口102的电磁阀二9打开，此时水泵泵体6与储水罐1构成一个大的密闭容器，在水泵泵体6内的真空度下降后，储水罐1里面的水便开始补充到水泵泵体6内，同时水泵泵体6内的气体经排水管5被排到储水罐1的顶部，保持水泵启动时所需要的真空度；

2、当储水罐1里面的水位下降到设定的低水位时，低位液位传感器2得到信号，通过控制器使设置于补水口101的电磁阀一8和设置于排气口102上的电磁阀二9关闭，此时水泵泵体6与储水罐1成为两个分密闭容器，同时将设置于注水口103的电磁阀三11和设置于外部排气口104的电磁阀四10打开，向储水罐1中注水，该水泵停机后保持水泵泵体内负压的装置开始独立运行；

3、当储水罐1里面的水位上升到设定的高水位时，高位液位传感器3得到信号，通过控制器使设置于注水口103的电磁阀三11和设置于外部排气口104的电磁阀四10关闭；与此同时设置于补水口101的电磁阀一8与设置于内部排气口102的电磁阀二9打开，使水泵泵体6内始终有水，始终保持水泵启动时所需要的真空度。

进一步地，在步骤1之前第一次启动时用抽真空装置启动水泵。

储水罐1在往水泵泵体6内补水的过程是能量转换的过程。储水罐1内底面高于水泵泵体6内顶面，储水罐内液体的势能转化为泵体内的势能，水泵泵体内的液体在不断地上涨，水泵泵体内的气体不断地排出，因此水泵泵体内的真空度得到了保持。

所述高位液位传感器3和低位液位传感器1的输出开关信号传给控制器，所述电磁阀一～电磁阀四的工作状态是由所述控制器控制，所述控制器采用plc。

在水泵停机后，水泵泵体内的真空度为p，由于水泵及各连接处难以做到完全密封，随着时间的推移，水泵泵体内的负压呈下降趋势，当液位下降到最低水位时，即真空度减少一个δp。而储水罐开始往泵体内注水后，水泵泵体内的水位随之升高，即真空度又增加一个δp，又恢复到启动水泵所需的真空度p。

经过一个或几个往复后，水泵泵体内的真空度又恢复到水泵启动时所需的真空度。

以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。