[发明专利]真空泵辅助虹吸取水装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及虹吸取水技术，特别是一种真空泵辅助虹吸取水装置及方法。

背景技术

目前常见的取水装置有水泵取水、自流引水、虹吸取水三种。水泵取水适应范围广，但消耗能量大；自流引水不消耗能量，但只适用于从高处向低处引水，而且途中流经的地方均须低于进水口一定高度，对地势要求很高；虹吸取水也是从高处向低处引水，但可跨越高地，不耗能，但启动麻烦，运行大多不稳定。一般认为虹吸取水的虹吸高度必须小于7米，在工程实践中，虹吸高度超过5米的工程也很少见。虹吸取水必须先将水灌满管道，然后才能启动虹吸，因而大多虹吸取水工程仍需安装水泵。运行中的虹吸管存在真空区段，真空的存在使溶解在水中的空气分离出来。随着真空度的增大，分离出来的空气会急骤增加，分离出来的空气积聚到一定程度将使虹吸被破坏而停止工作。在大管道和虹吸管中真空度超过7-8米水柱时更容易出现虹吸管的流动连续性被破坏。

发明内容

本发明目的是提供一种低能耗、虹吸连续、虹吸取水高度加大的真空泵辅助虹吸取水装置及方法。

本发明技术方案：一种真空泵辅助虹吸取水装置，包括虹吸管、输水管，在虹吸管的顶部连通真空泵，在输水管的出水端设置有阀门；0米≤虹吸高度h≤10米；真空泵上连接真空表，输水管的出水端阀门为电动阀。

一种利用真空泵辅助虹吸取水方法，在启动阶段，先用真空泵将虹吸管、输水管中的空气抽完，水位上升灌满虹吸管、输水管后停止运行真空泵，再开启输水管出口端阀门便可启动虹吸取水；在运行阶段，当虹吸管中聚集空气时，开启真空泵将聚集的空气抽走便可使虹吸取水管保持连续不断地稳定运行，永不断流。

本发明积极效果：

1、启动虹吸方便。现有的大管道虹吸取水工程仍要象泵站取水一样建设泵站，先依靠水泵取水灌满整条管道，然后打开闸阀才能启动虹吸。而真空泵辅助虹吸取水直接使用真空泵形成真空，使水流灌满管道启动虹吸，无需安装水泵。

2、运行稳定可靠。现有虹吸取水工程运行过程中虹吸管真空区段溶解于水中的空气不断分离出来聚集于虹吸管顶部，直至停止。要使虹吸管恢复正常工作，必须先停止运行，启动水泵重新将水灌满整条管道，排除管道内的空气，才能重新启动虹吸恢复取水，工作量大。真空泵辅助虹吸取水工程在虹吸管顶端安装了真空泵，虹吸管中的空气聚集到一定程度，虹吸管流量还没有明显减少时，开启真空泵抽取虹吸管顶端的空气，虹吸管便能完全恢复正常运行，不会使虹吸管停止运行。

3、增加了虹吸取水的高度。一般认为虹吸取水的虹吸高度必须小于7米，在工程实践中，虹吸高度超过5米的工程也很少见。真空泵辅助虹吸取水可及时抽取分离出来的空气，保证了虹吸管工作的连续性，在虹吸高度大于7米，甚至达到10时也能正常工作。

4、节省工程投资，节约能耗。真空泵辅助虹吸取水不依靠水泵启动虹吸，其真空泵的功率远小于水泵功率，因而不需要象水泵取水一样建设泵站，所需供电容量低，可以大幅度节省泵站投资。在工程运行中，真空泵开启的时间和次数很少，消耗的能量很低，与水泵取水工程相比，可节约投资和运行能耗各90％。

附图说明

附图为本发明结构示意图。

图中1真空泵，2真空管，3虹吸管，4高处水位，5低处水位，6山地，7输水管，8阀门，h为虹吸高度。

具体实施方式

本发明是在虹吸管的顶部增设真空泵，在输水管出口处安装阀门(详见附图)。虹吸管和输水管根据水位高差和需要的取水量通过水力计算确定，真空泵的大小依据虹吸管、输水管水面以上的总容积大小和真空泵的运行时间确定。

启动虹吸时，先用真空泵将管道中的空气抽完，水位上升灌满管道后停止运行真空泵，再开启出口处阀门便可启动虹吸取水。运行过程中在虹吸管顶部聚集空气时，开启真空泵将聚集的空气抽走便可使虹吸取水管保持连续不断地稳定运行，永不断流。它解决了大管道虹吸取水启动难和运行不稳定的问题，提高了虹吸管的正常吸水高度，与建设水泵站相比，工程费用和运行能耗均可节省90％以上。

在下列情况采取真空泵辅助虹吸取水优势明显：

1、在山坳等地形跨度大的地方，开挖沟渠引水土方工程很大，施工对生态的破坏大，利用水泵取水能耗大，而真空泵辅助虹吸取水不需开挖土方，并可以节省能耗。

2、在大型湖泊、水库中取水无法降水施工引水管道或明渠时，真空泵辅助虹吸取水工程最适合，它不需降水施工。经测试某水泵站取水，每月电耗10000kwh左右，改造成真空泵辅助虹吸取水，每月电耗只需1000kwh左右，经济效益十分明显。

3、因真空泵辅助虹吸取水工程施工简便，启动功率低，在满足地势条件的地方需紧急降水开展救援工作时，只要安装好管道，配备真空泵和小发电机就能启动大流量排水，可不受电源限制，争取救援时间，如矿山排水救援、抗洪抢险、堰塞湖排水等。