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如何选用真空罐引水(负压罐)与怎样去设置呢?
作者: 来源: 发布时间:2018-06-14


1、真空罐工作原理

    采用真空引水罐引水,就是在水池和泵之间的吸入管路上安装一个密封的水罐(箱),在启动水泵之前,注满真空罐(泵内也注满水)。当水泵启动之后,水泵会先抽取真空罐内的水,真空罐内的液位下降,管内形成真空,压力低于水池液面的大气压力,此时水就会沿着吸入管进入真空罐。当水泵的排液和吸入管路的进液达到平衡,真空罐内的液位也就不会再下降,达到稳定工作状态。泵也就达到了额定工作状态,源源不断地将水输送出去。停泵后,排水管内的水回流至真空罐内,完成了启泵前的灌水工作,从而不需要再次罐泵,做到无人看守。

2、真空罐(又称负压罐、引水罐)是一种水泵吸水装置, 可使水泵由抽吸式吸水变为自灌式吸水, 简单实用、安全可靠被广泛采用。然而某些实际工程常中出现以下问题:

(1) 罐体容积偏小;

(2) 忽略了水温对水泵吸水的影响;

(3) 与补气式气压罐联用时的必要条件;

(4) 水泵选择不合理(吸程偏小)。 

   上述问题都能影响水泵正常运行供水。 究其原因,不外乎设计不合理, 对其工作原理不甚清楚,仅凭大概选用, 或忽视了不同情况下的设置条件而致。

3、估算法

    上述计算方法比较复杂,不适用于快速判定。由于真空引水罐的对小型泵组比较适合,因此采用估算也是可以的。在大多数情况下,管路损失hs远小于吸水高度h,因此可以忽略该值。这样方程就成为了:v=vs×kv    kv取值4~6就能满足要求。

4、设置要点

(1) 带底阀的真空罐引水装置

   在真空罐吸水管上设底阀时,其容积可减少很多,如果在水泵吸水管和真空罐排气管之间再连接一条吸气管,不仅能减小罐容积,而且能保持水泵长期稳定运行。吸气管的作用是将由水中分离出来的气体及时随水流排走,不会积存于罐内, 这样可长期稳定运行。

(2) 真空罐与气压罐组合给水系统

    当补气罐及水泵出水管上止回阀以前的管道水容积较小时(小于真空罐容积v2时)停泵后,在补气罐补气过程中,外界空气有可能进入真空罐,破坏了真空度,待下次启泵时不出水。这种情况在实际工程中曾发生过,后将补气罐容积加大而解决。解决方法可适当加大补气罐容积或增加一个浮球式补水箱。

(3) 选泵与水温

    真空罐引水装置在选泵时应注意以下问题:一是正确计算水泵扬程; 二是注意水温。

    真空罐能使水泵实现自灌式吸水,但这与水池或开式水箱的自灌式吸水条件不同,它是在 负压条件下吸水,所以在确定水泵静扬程时应从水池最低设计水位算起,当从真空罐水位算起时,要把罐内的负压值考虑进去。真空罐装置用于循环冷却水或某些水温较高的工业废水(如印染废水)时,要特别注意水温这个条件,以免水泵产生气蚀。当依照流量和扬程选好水泵后,要根据实际水温对水泵的允许吸上真空高度hs进行修正(hs是标准状况下水泵的允许吸上真空高度,修正公式略),使修正后的hs不得小于pk,否则会产生气蚀,破坏水泵正常工作,这种情况在实际工程中也发生过。

5、真空罐设计原理及其选用

    水泵启动前,真空引水罐内的水应灌至真空引水罐能做到的最大存水量,此时罐内部由水 空气两部分构成,液面上方的气体容积为v1。罐内外的压力与大气压力pa相同。真空引水罐前面的管路内空气容积为vs。泵启动后,液面下降,达到稳定运行工作后,罐内应存有一定体积量v3的水,而气体之外的罐内空气体积为v1 v2。罐内部的压力为p1,压力小于外界大气压力pa。真空罐设计选用首先涉及到容积及相关尺寸的确定,其容积由三部分组成:v=v1 v2 v3 (式1)式中:v-真空罐容积(m3);

       v1-真空罐初次灌满水时罐内空气容积 (m3);

       v2-罐内空气 压力由pa降到p1,两水面间容积(m3);

       v3-保护容积(m3). 注:pa为本地大气压。

根据波义耳定律得知:pa(vs v1)=p1(v1 v2)(式2)

由伯努利方程得知:管内流速 v 可以根据 v=q/a 求出。

hs为真空引水罐前吸入管路部分的损失,可以估算也可以利用方程计算。

将式1、2、3联立,得到新的方程就可以求解总容积v了。在新的方程中,我们就剩下了v2、v3为未知量。

v1在确定真空引水罐结构的时候可以初步确定。

v3为泵稳定运行后的安全最小水量,在侧开口接泵进口管的情况可以按如下估算:h3=d 0.2m

在底部开口的情况,需要确定最低液位高度,并加装预防漩涡产生的装置。此时就初步计算出了v3值。有了这些参数,即可初步确定v,然后再确定结构。结构方面,可以设定:h罐高度/d=1.2~1.8

确认了罐的大概高度和直径,然后重新校核之前计算的v1、v3,反复一两次,然后加大余量,就确定了真空引水罐。

6、真空罐引水装置虽然简单,但在选泵及真空罐容积确定方面要进行正确计算,同时要注意其它条件,如水温、吸水高度,与气压供水设备联合使用情况等。此外罐体必须密封,否则都会影响系统的正常供水。




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