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水锤泵站

利用水锤冲击力驱动的水锤泵进行提水的泵站,多用于山区小流量高扬程供水。20世纪30年代以前,在英、美、法、苏等国有几千台水锤泵用于山区农村生活用水方面,后来由于农村电气化和集中供水的发展而被电力泵站所取代。中国南方的浙江等省在50年代末、60年代初也曾发展过一批水锤泵站用于山区人畜吃水和农田灌溉。据联合国粮农组织资料

利用水锤冲击力驱动的水锤泵进行提水的泵站,多用于山区小流量高扬程供水。20世纪30年代以前,在英、美、法、苏等国有几千台水锤泵用于山区农村生活用水方面,后来由于农村电气化和集中供水的发展而被电力泵站所取代。中国南方的浙江等省在50年代末、60年代初也曾发展过一批水锤泵站用于山区人畜吃水和农田灌溉。

据联合国粮农组织资料,水锤泵是英国人约瑟夫·米恰尔·蒙高飞(Joseph Michael Montgolfier)于1796年发明的。水锤泵结构比较简单,完全借助水力自动提水,毋需消耗其它能源。图中所示是中国浙江省制造的一种水锤泵,全机由泵座、冲击阀、输水阀和进、出水管组成。水锤泵工作时先打开冲击阀,水由进水池经进水管下泄,通过冲击阀向外排出。当水流下泄速度增大到足够程度时,冲击阀便在冲力作用下猛然关闭。水流在进水管内也骤然停止运动,急骤产生强大的水锤压力,冲开输水阀,把水流压入空气罐内,并有一部分水经出水管压出。由于进水管道内的水流逸入空气罐,水锤压力随之消失,管道内产生了局部真空,输水阀在自重和上下压力差的作用下自动关闭,堵塞了过水通道,空气罐内原来在水压作用下被压缩的空气,这时膨胀“反弹”,继续把水经出水管压出。同时,冲击阀在自重和外界大气压力的作用下自动打开,进水池的水又从进水管下泄,经冲击阀排出,冲击阀再次受冲猛然关闭,产生水锤。如此周而复始循环不息地把低处的水压送到高处。

水锤泵工作原理图

建设水锤泵站时,对可取得的水头要充分利用,并根据水头确定进水池、进水管、泵座和出水池位置。水锤压力的大小取决于水头高低,但也和进水管道长短有关。管道越长水锤压力越大,管道缩短压力也相应减少。管道增长,虽然水锤压力增大,但造价高,管身也易爆裂;若管道过短,压力减小,扬水量也减少,还影响输水阀门启闭。因此,要根据扬程、水头和地形条件、确定合适的进水管长度。通常管长按工作水头的4~5倍考虑,管径按1/500管长考虑。

由于水锤泵的压水是间歇的,而河流来水量是均匀的,因此进水池应有一定的容量,以调节水量,也可使水中泥沙沉积,以免进入水锤泵中。在进水池侧应设溢水口,溢出多余水量。排水池水位也要进行调节,使之保持在空气罐法兰面与输水阀门上口之间,这样有利于水锤泵自动补气和输水阀门自动启闭。