[发明专利]适用于煤矿井下水泵免灌水无底阀汽蚀消除装置及系统

说明书

本发明公开了一种煤矿井下水泵免灌水无底阀汽蚀消除装置及系统，包括负压储水罐和负压进水管，负压储水罐可选地在顶部或底部开设有进水口，负压进水管的第一端伸入下水仓的液面以下，负压进水管的第二端与进水口连通，负压储水罐的下端一侧设有出水口，负压储水罐的顶端设有补液管和排气管。本发明前置了水泵的吸水水位，装置内的液面始终高于水泵平面，提高了水泵装置汽蚀余量，降低或消除汽蚀现象对水泵的危害。在水泵启动前腔体内始终充满液体，无需灌水，可以省去真空泵、射流泵、优化了控制流程，同时本装置省去底阀，消除底阀损坏无法灌水及底阀维修过程的安全隐患，达到水泵快速启动安全运行的目的。

技术领域

本发明涉及水泵汽蚀和流体力学技术领域，尤其涉及一种适用于煤矿井下水泵免灌水无底阀汽蚀消除装置及系统。

背景技术

煤矿安全生产有四大要件，俗称煤矿四大件：提升、通风、排水、压风。可见排水系统对煤矿安全生产极为重要。煤矿排水的设备为离心式水泵，通常水泵安置于水仓上方，起动前必须将水泵入水管和泵腔内注满水才能进入运行状态，否则水泵转动时将无法吸水，形成“干烧”，严重影响水泵的使用寿命。水泵每次起动都要灌水，这一工作通常由射流泵或真空泵完成，它们的工作原理不同，但都能使水泵工作腔达到一定的真空度，将水吸入水泵工作腔和吸水管，保证水泵正常启动。为防止水泵停止时吸水管内水倒流，通常会在吸水管底部安装底阀，用于提高真空泵、射流泵的工作效率，缩短灌水时间，同时在真空泵、射流泵故障时可实现人工灌水。因此真空泵、射流泵是辅助水泵启动的重要设备。然而，这种该控制方式也存在以下问题：

1)由于水泵存在盘根漏水、密封老化、密闭不实等问题，真空泵、射流泵无法将泵腔形成真空，从而使水泵无法注水或注水时间过长，使水泵无法正常工作。

2)由于水泵通常安置在水面上方几米处，水泵汽蚀余量小，造成水泵运行时进水口压力小于出水口压力，水泵腔内会产生汽蚀现象，汽蚀现象产生的冲击压力易使叶轮表面出现剥离，破坏叶轮动平衡，叶轮运行时会产生震动、噪音，降低水泵的工作效率和使用寿命，影响水泵的安全运行。

发明内容

为解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种煤矿井下水泵免灌水无底阀汽蚀消除装置及系统。

本发明的一个目的，是提供了一种煤矿井下水泵免灌水无底阀汽蚀消除装置，采用如下的技术方案：包括负压储水罐和负压进水管，所述负压储水罐可选地在顶部或底部开设有进水口，所述负压进水管的第一端伸入下水仓的液面以下，所述负压进水管的第二端与所述进水口连通，当所述进水口设于所述负压储水罐的底部时，所述负压进水管的第二端自罐底部延伸罐顶部；所述负压储水罐的下端一侧设有出水口，所述出水口通过出水管与水泵的进水口连通；所述负压储水罐的顶端设有补液管和排气管，所述补液管与补水机构连通，用于向所述负压储水罐内补水，所述排气管用于向外排气，所述负压储水罐上设有水位传感器，用于检测所述负压储水罐内的水位。

作为优化方案,所述补液管包括自动补水管和手动补水管，所述自动补水管上设有电动补水阀，所述手动补水管上设有手动补水阀，所述自动补水管和手动补水管的末端通过第一三通件相连通，并与所述补水机构的送水管连通。

作为优化方案,所述排气管包括自动排气管和手动排气管，所述自动排气管上设有电动排气阀，所述手动排气管上设有手动排气阀，所述自动排气管和手动排气管的末端通过第二三通件相连通，并可向外排气。

作为优化方案，所述负压储水罐上设有水位传感器。

作为优化方案，所述负压储水罐上设有负压传感器。

作为优化方案，所述出水管上设有流量传感器。

作为优化方案，所述负压储水罐上设有流量传感器。

作为优化方案，所述负压储水罐上设置有排污口，所述排污口可选的设置在负压储水罐的侧面或负压储水罐底部。