虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置的制作方法

本技术涉及一种虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置，属泵站虹吸泵组消除振动。

背景技术：

1、泵站虹吸式流道因其性能节能环保，防洪安全可靠,因此在全国水利泵站系统被广泛采用，但泵站虹吸式流道因特殊的外形形状原因,又对泵站机组的启动、运行，以及虹吸式流道的水力特性设计，有着更加严格的要求，由于虹吸式流道系统结构的原因，加之各泵站机组又都处在不同的工况下运行，导致虹吸式泵组也会出现各种故障情况，且故障也表现不尽相同。我们发现使用的虹吸式流道的泵组，有一个共同故障表现就是机组振动，有的是启动期间机组振动，有的是机组长时间振动，有些泵站机组从建站开始就达不到正常运行要求。机组运行时的振动，涉及到很多原因，也很复杂，涉及到流道设计、施工、水力特性、机组安装以及机电特性等等因素，加之故障严重程度表现不太一样，技术人员往往不能在短时间内准确的分析出机组振动的故障原因，故障原因不能确认，导致有的泵站机组运行长期处在振动不止，不能排除的状况。因此，虹吸式流道的泵组的振动故障长期困拢着我们泵站的工作，使泵站不能正常发挥应有的效率，给泵站带来了较大的经济损失。

2、申请人通过长时间对数十座泵站机组的启动、运行进行调查和分析，最终查明了机组运行振动的原因与机组安装时各种数据的精度关系不太大，振动的主要原因与机组虹吸式流道系统的水力特性有关；为了进一步的确定振动与虹吸式流道的水力特性有关，申请人对数个泵站机组的运行情况，采用应用数学法建模，对机组启动时期虹吸流道中的水力基本特性进行了分析，准确的判断出虹吸流道中存在气囊以及气囊形成的原因。下面以一个实例进行说明，例如以某泵站为例（参见附图9-14），泵站上游正常运行水位为53.09米，下游正常运行水位为51.50米，机组净扬程为1.59米，虹吸式流道虹顶中心高为54.16米，机组启动后翻越虹顶扬程为54.16－51.50＝2.66米，但机组启动翻越虹顶后还要克服下降段的上游水位压力，即53.09－51.165（虹吸流道出口中心高度水位）＝1.925米，则机组总启动净扬程为2.66＋1.925＝4.585米，另外还有虹吸式流道的沿程损失至少要加上0.7米，所以机组最后总启动扬程为4.585＋0.7＝5.285米。机组总启动扬程确定后，启动机组时水流翻越虹吸式流道要经过虹吸式流道的上升段、虹顶段和下降段三个区段，由于虹吸式流道出口处的水位比流道出口的中心高出1.925米，而机组启动前虹吸流道内存有一定的空气，当机组启动后水流经过虹吸式流道的上升段和虹顶段进入下降段区域时，流道内的部份空气能从真空破坏阀排出，（此处为了计算式简化，机组启动时真空破坏阀排出的部分气体不参与计算）；但真空破坏阀自动关闭后，流道内还有大部份气体被迫挤压至下降段形成气囊，此时机组启动总扬程迅速达到最大扬程5.285米，主泵被迫进入不稳定的马鞍区运行，导致主泵流量迅速减少，此时主泵已无能力挟走流道内剩余的气体，致使流道虹吸作用无法形成，流道内的气囊来回窜动，位置在不停的变动，剩余气体又不可能随水流排出，会长期存在于流道内，从而引起机组运行时的振动并长期存在，只是在不同的运行工况下振动严重程度有所不同而已，使得主泵运行长期进入不到水泵特性曲线稳定区。在这种情况下要想将流道内剩余的气体挟走，消除振动，要使主泵运行进入到水泵特性曲线稳定区，也可以采取提高机组主泵扬程的办法来解决，但在已经确定了的泵站水泵扬程的情况下再提高机组主泵的扬程，这种做法是不可取的，这样则会降低泵站的装置效率，给泵站带来较大的经济损失，所以我们不会采取提高机组主泵扬程的办法来解决机组振动的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，针对上述虹吸式流道泵组的流道内存在气囊来回窜动导致机组出现振动故障的问题，提供一种能快速检测到流道内气囊的具体位置，并能对气囊及时清除，使流道内虹吸作用快速形成，从而达到运行机组快速脱离水泵特性曲线马鞍不稳定区域，消除机组振动故障，使主泵正常运行的虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置。

2、本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

3、该虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置由自激式差动真空破坏阀、气水分离机及气囊探测装置构成，其特征在于：自激式差动真空破坏阀安装在虹吸流道的虹顶段和下降段的结合处，自激式差动真空破坏阀上部的出气口上安装有气水分离机，所述的气囊探测装置安装在虹吸流道内表面的上部内壁上。

4、所述的气囊探测装置由多只探测管、空气自动阀门和气体变送器构成，探测管呈扇形分布在虹吸流道的内壁上部及流道内隔墩的两侧，各探测管的一端分别安装有气体变送器，各探测管另一端安装有空气自动阀门，各探测管安装有空气自动阀门的该端相互靠拢并聚拢在自激式差动真空破坏阀的破坏阀进气孔周围。

5、所述的多根探测管靠近流道内隔墩的两侧最长，向外远离流道内隔墩的探测管逐渐变短，最外侧的两根探测管最短。

6、所述的探测管端部的气体变送器通过传输线与气水分离机的可编程控制器连接。

7、本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

8、该虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置通过在虹吸流道内加装的多根探测管和多个气体变送器，由气体变送器探测出虹吸流道内气囊的具体位置后，通过可编程控制器控制气囊所在位置的探测管，由气水分离机和探测管将该处的气囊空气吸出，使流道内的虹吸作用快速形成，达到运行机组快速脱离水泵特性曲线马鞍不稳定区域，进入到水泵特性曲线稳定区运行，从而消除机组振动故障，使主泵正常运行。解决了现有虹吸式流道泵组的主水泵在启动期间流道内存的部份气体形成的气囊在流道内来回窜动，主水泵又无能力挟走流道内剩余的气体，导致主水泵被迫进入不稳定的马鞍区运行，致使流道虹吸无法形成，机组只能长期在振动的过程中带病运行的问题。

技术特征：

1.一种虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置，它由自激式差动真空破坏阀（2）、气水分离机（3）及气囊探测装置（4）构成，其特征在于：自激式差动真空破坏阀（2）安装在虹吸流道（1）的虹顶段（102）和下降段（103）的结合处，自激式差动真空破坏阀（2）上部的出气口上安装有气水分离机（3），所述的气囊探测装置（4）安装在虹吸流道（1）内表面的上部内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置，其特征在于：所述的气囊探测装置（4）由多只探测管（401）、空气自动阀门（402）和气体变送器（403）构成，探测管（401）呈扇形分布在虹吸流道（1）的内壁上部及流道内隔墩（106）的两侧，各探测管（401）的一端分别安装有气体变送器（403），各探测管（401）另一端安装有空气自动阀门（402），各探测管（401）安装有空气自动阀门（402）的该端相互靠拢并聚拢在自激式差动真空破坏阀（2）的破坏阀进气孔（201）周围。

3.根据权利要求2所述的一种虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置，其特征在于：所述的多根探测管（401）靠近流道内隔墩（106）的两侧最长，向外远离流道内隔墩（106）的探测管（401）逐渐变短，最外侧的两根探测管（401）最短。

4.根据权利要求2所述的一种虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置，其特征在于：所述的探测管（401）端部的气体变送器（403）通过传输线与气水分离机（3）的可编程控制器连接。

技术总结本技术涉及一种虹吸式流道泵组鞍底气囊位置探测及快速脱马消振装置，属泵站虹吸泵组消除振动技术领域。它是通过在虹吸流道内加装有多根探测管和多个气体变送器，由气体变送器探测出虹吸流道内气囊的具体位置后，通过可编程控制器控制气囊所在位置的探测管，由气水分离机和探测管将该处的气囊吸出，使流道内的虹吸作用快速形成，达到运行机组快速脱离水泵特性曲线马鞍不稳定区域，进入到水泵特性曲线稳定区运行，从而消除机组振动故障。解决了现有虹吸式泵组的主水泵在启动期间流道内存有气囊在流道内来回窜动，导致主水泵被迫进入不稳定的马鞍区运行，致使流道虹吸无法形成，机组只能长期在振动的过程中带病运行的问题。技术研发人员：赵岳,李涛,杨晶晶,王新宇,杨栗,王超飞,张樟,贾永旭,吕游,黄成,黄金明受保护的技术使用者：北京京水建设集团有限公司技术研发日：20231113技术公布日：2024/7/18