[發(fā)明專利]一種離心泵停泵安全防護(hù)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410123340.3
• 申請(qǐng)日: 2014-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103867457B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜培文;許志剛;祝鳳山;岳永起
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): F04D15/02
• 分類號(hào): F04D15/02
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司37205
• 代理人: 苗峻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種離心泵停泵安全防護(hù)方法，特別涉及一種山丘區(qū)多起伏長(zhǎng)距離高揚(yáng)程輸水管道停泵水泵機(jī)組安全防護(hù)和消減水錘的方法。本發(fā)明還涉及一種用于山丘區(qū)輸水管道泵站水泵安全防護(hù)的裝置。

背景技術(shù)

山丘區(qū)長(zhǎng)距離高揚(yáng)程管道輸水工程中，水錘事故的發(fā)生是較為普遍的現(xiàn)象，尤其是管線高差起伏較大、地形復(fù)雜的工程。事故產(chǎn)生的實(shí)例也是多種多樣的，泵站系統(tǒng)中，因斷電或其他原因而使水泵突然停泵，壓水管內(nèi)的壓力在下降之后又產(chǎn)生不同程度的壓力上升，導(dǎo)致停泵水錘。水錘事故都會(huì)造成不同程度的災(zāi)害，輕則造成水管破裂(即爆管)，致使供水中斷，影響正常的生產(chǎn)和生活；重則造成淹毀泵站、泵船沉沒(méi)等嚴(yán)重后果。個(gè)別情況下，還會(huì)因水錘事故破壞管線，造成水流沖壞建筑物、損壞設(shè)備、傷及操作人員等次生災(zāi)害。

事故停泵水錘防護(hù)主要包括防止水錘壓力對(duì)壓力管道及其附件的破壞；防止機(jī)組反轉(zhuǎn)速度過(guò)快造成水泵和電動(dòng)機(jī)破壞。為此，現(xiàn)行《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50265-2010規(guī)定：“離心泵最高反轉(zhuǎn)速度不應(yīng)超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的1.2倍，超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2min。”目前常采用的防護(hù)方案是采用液控蝶閥、緩閉止回閥、水泵控制閥和水泵加裝飛輪力矩。事故停機(jī)時(shí)液控蝶閥、緩閉止回閥和水泵控制閥都是先讓閥門在停泵時(shí)迅速關(guān)閉一定角度，減小過(guò)流量，管道內(nèi)水倒流時(shí)，水泵反轉(zhuǎn)不會(huì)過(guò)快。同時(shí)，小角度的過(guò)流可以降低閥后的升壓保護(hù)管道。加裝飛輪力矩是通過(guò)增大水泵飛輪的慣性，延長(zhǎng)事故停機(jī)后水泵正轉(zhuǎn)速度減小的時(shí)間和反轉(zhuǎn)速度增加的時(shí)間。對(duì)于大型高揚(yáng)程長(zhǎng)距離的輸水管道，通常情況下在水泵斷電以后葉輪都將發(fā)生倒轉(zhuǎn)，即使加裝飛輪力矩水泵仍會(huì)反轉(zhuǎn)。現(xiàn)有的防護(hù)方案明顯存在不足之處：1）增加了水泵機(jī)組或電動(dòng)機(jī)的投資；2）增設(shè)慣性飛輪后使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)造成啟動(dòng)困難；3）增加慣性飛輪后同時(shí)也增加了輸水能耗，提高了調(diào)水系統(tǒng)的成本；4）增加慣性飛輪后只是相對(duì)延長(zhǎng)事故停機(jī)后水泵機(jī)組的正、反轉(zhuǎn)時(shí)間和降低反轉(zhuǎn)速度，但反轉(zhuǎn)速度不可控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種能夠在離心泵停泵時(shí)限制水泵反轉(zhuǎn)速度、消減水錘壓力的離心泵停泵安全防護(hù)方法，其不需要增大水泵機(jī)組或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、不延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，也不增加輸水能耗。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種離心泵停泵安全防護(hù)方法，其特殊之處是：設(shè)置阻尼裝置與水泵機(jī)組的水泵主軸和/或電機(jī)主軸連接，當(dāng)水泵機(jī)組工作時(shí)，所述阻尼裝置不起作用，當(dāng)水泵機(jī)組斷電停泵時(shí)，所述阻尼裝置對(duì)水泵機(jī)組的水泵主軸和/或電機(jī)主軸施加制動(dòng)力矩以限制水泵機(jī)組的反轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組保護(hù)和水錘防護(hù)。

本發(fā)明方法中，阻尼裝置在水泵機(jī)組工作時(shí)其不起作用，當(dāng)水泵機(jī)組斷電停泵時(shí)，阻尼裝置才對(duì)水泵機(jī)組的水泵主軸和/或電機(jī)主軸施加制動(dòng)力矩以限制水泵機(jī)組的反轉(zhuǎn)速度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵機(jī)組反轉(zhuǎn)速度的限制和水錘安全防護(hù)。

本發(fā)明方法中的阻尼裝置可以采用如下結(jié)構(gòu)：所述阻尼裝置包括電磁離合器和連接在所述電磁離合器后端的離心阻尼器，所述離心阻尼器包括固定安裝在電磁離合器電磁離合器的后端的軸上的外制動(dòng)鼓、可動(dòng)地安裝在電磁離合器的后端的軸上的活動(dòng)摩擦片、加力杠桿，所述外制動(dòng)鼓和活動(dòng)摩擦片配合安裝，在外制動(dòng)鼓和活動(dòng)摩擦片之間設(shè)有彈簧，所述加力杠桿為至少三個(gè)，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在電磁離合器的后端的軸上，每個(gè)加力杠桿包括連接成L形的離心桿和施力桿，所述施力桿位于所述活動(dòng)摩擦片側(cè)。當(dāng)水泵機(jī)組工作時(shí)，阻尼裝置的電磁離合器分離，此時(shí)阻尼裝置不起作用，當(dāng)水泵機(jī)組斷電停泵時(shí)，阻尼裝置的電磁離合器吸合并通過(guò)離心阻尼器對(duì)水泵機(jī)組的水泵主軸和/或電機(jī)主軸施加制動(dòng)力矩，從而限制水泵機(jī)組的反轉(zhuǎn)速度。

所述電磁離合器為常閉式電磁離合器。

本發(fā)明中，一種離心泵停泵安全防護(hù)裝置所采用的技術(shù)方案是：其包括水泵和與水泵連接的電機(jī)，其特殊之處是：設(shè)有阻尼裝置與水泵主軸和/或電機(jī)主軸連接，所述阻尼裝置包括電磁離合器和連接在所述電磁離合器后端的離心阻尼器，所述離心阻尼器包括固定安裝在電磁離合器的后端的軸上的外制動(dòng)鼓、可動(dòng)地安裝在電磁離合器的后端的軸上的活動(dòng)摩擦片、加力杠桿，所述外制動(dòng)鼓和活動(dòng)摩擦片配合安裝，在外制動(dòng)鼓和活動(dòng)摩擦片之間設(shè)有彈簧，所述加力杠桿為至少三個(gè)，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在電磁離合器的后端的軸上，每個(gè)加力杠桿包括連接成L形的離心桿和施力桿，所述施力桿位于所述活動(dòng)摩擦片側(cè)。