离心泵的节能限功单向阀的制作方法

专利名称：离心泵的节能限功单向阀的制作方法技术领域：本发明涉及单向阀，尤其涉及离心泵专用单向阀。离心泵是泵类中最大的家族，其品种繁多、使用广泛，我国在同时运行的离心泵约有近百万台，它消耗着我国15～20%的电力和5%的燃料油。提高泵的工作效率并降低其能耗有巨大的社会意义和经济价值。如所周知，离心泵的工作效率(η)、相程(H)、电机功率(И)均与流量(Q)有关，各离心泵都有一个如图2所示的特性曲线。换言之，每台泵均有如图1阴影区所示的高效率运行区，当泵在此阴影区以外的工况下运行时，工效明显降低;而电机则在其铭牌规定的功率И时才有其最高效率。而图1所示И～Q曲线表明当泵在最大流量下运行时，η值很低、而功率И则处于最大值(Иmax)，对一般泵而言Иmax＝1.2И＊(И＊为泵在最高工作效率时的电动机功率);对多数深井泵，Иmax＝1.4И＊;而泵用电机正是按上述数值与泵匹配的，造成了大马拉小车的不合理配置，造成了能源的浪费。为了避免上述泵用电能的浪费，某些工业先进国家采用计算机控制系统，使泵的工况局限在高效运行区，确实节约了相当的能量。但是，要在所有的泵上配置计算机是不现实的(因为成本过高)，而且该方法没有解决泵与电机配置不合理导致的电能浪费。本发明旨在提供离心泵节能限功阀，使泵能自动调整工况、避免低压大流量运行，把与泵配套电机的功率降低15～30%。本发明是这样实现上述目的的以往的泵用单向阀(参见图1)是由带有一个单向阀座(a)的阀体(b)、一个与导杆(c)连为一体的带有缓冲块(d)的阀板(e)、一个导杆筒(f)以及弹簧(g)等构成的。这种单向阀只有防止水倒流的单一功能。本发明的限功单向阀是由一个有双向阀座(1)的阀体(2)、一个装有缓冲垫(3)的单向阀盘(4)、一个起控制作用的活塞系统，一个与活塞系统的阀杆(8)相联结的阁板(5)构成的;活塞系统则是由固定在阀体内壁的并与阀体、阀板、单向阀盘同心的活塞缸(6)、一个可在活塞缸内滑动的活塞(7)、一个将活塞(7)与阀板(5)联结的活塞杆(8)、一个装在活塞缸内的弹簧(9)、以及一个蒙在活塞缸顶部、构成系统反压压力腔的橡胶膜(10)构成的。所述的单向阀盘(4)以滑动装配在阀杆(8)上的、与阀座构成防倒流机构。所述的阀板(5)上开有若干通孔，各通孔的面积之和以阀板总面积的18～28%为宜(因使用要求而异)，阀板(5)与活塞(7)是用螺母(11、11′)固定在活塞杆(8)两端的并分别与阀座(1)、橡胶膜(10)构成节流机构与反压传动机构。所述的活塞缸，其内腔是通过孔道(12)与大气相通的，穿过活塞杆(8)的底部设有密封图(13)，其顶部是用橡胶膜(10)密封的。 图1-普通泵通单向阀结构示意图，其中 a-单向阀座b-阀体c-导杆d-缓冲块e-阀板f-导杆筒g-弹簧图2-普通离心泵性能曲线，其中η-效率Q-流量H-相程P-压力И-电机功率图3-限功单向阀结构示意图，其中1-双向阀座2-阀体3-缓冲垫4-单向阀盘5-阀板6-活塞缸7-活塞8-活塞杆9-弹簧10-橡胶膜11、11′-螺母12-孔道13-密封圈实施例与效果例1、本人按上述方案制造了一个限功单向阀，并使用于高压离心泵。经观察证明当泵启动时，泵出口处于放空状态，下面压力大于上面压力，阀板(5)处于关闭状态，水只能从阀板(5)上的通孔以较慢的流速通过，使泵在较高的压力下(在最佳工况区中的小流量状态下)运行。随着时间推移，当出水管路充满或者与系统反压串接上之后，压力处于最佳工况点压力，作用于活塞(7)上的压力使活塞(7)下移并压缩弹簧(9)，与活塞相连的阀板(5)也同时下移而处于全开状态，使泵在最佳工况下运行。当泵运行条件改变、出水管中压力降到最佳工况压力以下时，活塞(7)在弹簧(9)的作用下向上移动，阀板(5)随之上移而处于半开状态，使压力回升到最佳工况压力;当压力突减到空压时，阀板(5)处于全闭，重复泵从启动到最佳工况的过程。功率测量证明装上此限功单向阀之后，启动泵时的电机功率为最佳工况功率的1.05倍，远小于不装本限功单向阀时的1.20～1.40倍。实验证明改用功率1.05倍的电机与泵配套是可行的，节电可达20～30%。例2、在不改变与泵配套电机的条件下，加大叶轮直径或者增加泵的级数，可以增大泵的出力或者相程。如西德配用6H1178/4、2400kw电机的大型的6835型泵，在1150米3/小时条件下，相程为517米;在加上本阀后，增加泵的级数而电机不变的条件下，相程可增至540米。国产250QJK65-405深井潜水泵、配用132kw电机，相程为405米;在加上本泵后，用同一电机就可将相程提高到535米。例3、在采用本阀后，可取消出口截止调压阀，在简化了管路系统的同时，进一步降低了能耗。从实际效果可见，使用本阀即可降低泵配套电机功率，使泵自动限制在最佳工况下运行，有显著的节电效果。在不改变电机的条件下，可加大叶轮或泵的级数，提高泵的出力或相程，完全实现了发明目的。权利要求1.一种离心泵用节能限功单向阀，其特征在于它是由一个有双向阀座的阀体，一个装在缓冲垫的单向阀盘、一个起控制作用的活塞系统、一个与活塞系统的阀杆相联结的阀板构成的，所述的活塞系统是由固定在阀体内壁的并与阀体、阀板、单向阀盘同心的活塞缸、一个可在缸内滑动的活塞、一个将活塞与阀板联结的活塞杆、一个装在活塞缸内的弹簧以及一个蒙在活塞缸顶构成系统反压压力腔的橡胶膜构成的。2.根据权利要求1所述的离心泵节能限功单向阀，其特征在于所述的单向阀盘是以滑动装配在阀杆上的。3.根据权利要求1所述的离心泵节能限功单向阀，其特征在于所述的阀板上开有若干通孔，各通孔的面积之和以阀板总面积的18～28%为宜，阀板与活塞是用螺母固定在活塞杆两端的并分别与阀座、橡胶膜构成节流机构和反压传动机构。4.根据权利要求1所述的离心泵节能限功单向阀，其特征在于所述的活塞缸，其内腔是通过孔道与大气相通的。全文摘要离心泵节能限功单向阀，它是由有双向阀座的阀体、一个单向阀盘、一个起控制作用的活塞系统、一个有开孔的阀板构成的。构成活塞系的是缸、活塞、活塞杆和橡胶膜和弹簧，缸顶装有橡胶膜，阀板、活塞联接在活塞杆端部，并分别与阀座和薄膜构成节流机构与反压传动机构，缸内腔由通孔与大气相通。使用本阀后，可将与泵配套电机的功率减少20～30％；若电机不变，则可增大叶轮，提高泵的出力；也可增加泵的级数，提高扬程。文档编号F04D15/00GK1040855SQ8810622公开日1990年3月28日 申请日期1988年8月29日 优先权日1988年8月29日发明者郭宝权 申请人:郭宝权