水泵自動拍門的設計及制造方法

曹華志　宋浩亮　厲艷芝

【摘要】在現有的中小型排澇或灌溉的水泵中，拍門是很重要的結構配件，它主要是在水泵停機時，阻止將已抽在上位/渠道中的水回流。但是常規的拍門是向上掀起的，拍門與水泵管的連接軸在水泵出水管口上部，它在抽水時，水泵抽水沖力要持續頂起拍門，停機時靠拍門自身重力合上，常規的用于排灌的中小型水泵的拍門輕則幾十公斤重則幾百公斤，依靠水泵抽水沖力將拍門持續頂起，因此需要消耗很多電能。本設計改變了拍門的力學結構。

【關鍵詞】水泵；拍門；設計；制造

1、設計方案

為減少能源消耗，提高泵站運行效率，現提出一種設置在水泵出水口下部，開啟角度大、抽水時無阻力的節能型自動翻轉式拍門，根據力學原理，將原本安裝在出水口上部的拍門改為安裝在出水口下部，拍門設置在平衡臂支撐左端，配重體設置在平衡臂支撐右端，拍門在打開時，位于支撐左端的拍門和位于支撐右端的配重體重量平衡，因此對出水口阻力較小，停止抽水，拍門因右端力矩略大及回水吸力蓋到出水口上，從而起到阻擋水流順出水管回流的作用，該類型拍門具有以下技術特點：無需任何啟閉裝置，能自動啟閉；安全穩定，節能高效；此拍門運行時無阻力，閉門時撞擊力小，消除了水錘和出水時產生的漩渦；無需手、電、氣、液控制，不要人工操作，節省大量人力物力，提高泵站運行可靠性和裝置效率，降低運行維護成本；降低泵站能耗，在實際運行中經測試，此拍門比懸掛式拍門節約電能22.5%；拍門及其配件采用不銹鋼材料，不會銹蝕，其橡膠墊片更換方便，密封可靠，產品結構簡單合理，使用壽命可達30年以上，且維護方便。

解決的技術問題：本申請針對現有技術中水泵拍門依賴水泵抽水沖力將其頂起而需要耗費電能的不足，提供了一種將拍門安裝于水泵出水口下部，且不消耗電能的排灌水泵自動拍門及其制造和施工方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種排灌水泵自動拍門，包括水泵出水口和設置在出水口上的拍門，其特征在于，所述水泵出水口下部設有支座，平衡臂活動連接在支座上，平衡臂上端連接拍門，拍門貼合在出水口上，平衡臂下端通過配重連接件連接配重體。

進一步的，所述拍門設有墊片，所述的墊片為配合出水口的環形墊片，所述的環形墊片設有兩個環形凸起，在所述的兩個環形凸起之間設有環形凹槽，所述的凹槽與出水口前端管壁配合緊密。

進一步的，所述的出水口設為傾斜出水口，其傾斜角度為40-80°，優選的，傾斜角度為45°。

進一步的，所述的平衡臂上設有支撐，支撐與支座通過軸活動連接。

進一步的，所述的拍門設有環形墊片槽，所述的環形墊片設置在環形墊片槽內。

進一步的，所述的配重體為金屬或非金屬球體或矩形體，優選的，配重體采用鑄鐵球體。

進一步的，所述的拍門背面圓心處設有拍門連接件，拍門連接件上設有連接孔，在所述的連接孔的上部2-5cm距離設有擋片，此距離可以保證拍門具有一定的活動空間，擋片可以阻擋拍門，預防拍門在打開后翻轉到平衡臂頂端或平衡臂下方。

進一步的，所述的墊片為橡膠材質或磁性橡膠材質，其與出水口管壁配合的凹槽為乳膠材質或磁性乳膠材質，墊片采用膠粘或壓板固定在配套的拍門墊片槽內。

2、制造方法

排灌水泵自動拍門的制造方法，其特征包括如下工藝和步驟：

首先制作拍門，拍門為鋼板制作，其直徑大于所配套的水泵出水口10cm左右，即周邊各凸出出水管口外壁5cm左右，在其與水泵出水口接觸面設置墊片槽，將環形橡膠墊片固定在此墊片槽內，在拍門背面圓心處設置拍門連接件，拍門連接件上設有連接孔，在所述的連接孔的上部3-5cm距離設置擋片。

水泵出水口制作：將水泵出水管口設為傾斜出水口，其傾斜角度為40-80°，優選的傾斜角度為45°，在水泵出水口下部管壁上設置支座，支座上設有連接孔。

平衡臂制作：平衡臂為矩形，在平衡臂下部3/4處固定設置支撐，支撐上設有連接孔，以軸活動連接在支座上，在平衡臂上部距離頂端5-10cm設置連接孔，以軸活動連接在拍門連接件的連接孔上；在平衡臂下端設置活動連接件，在活動連接件上設置配重連接件，在配重連接件下端設置配重體。

配重體制作：配重體為鑄鐵鑄造的球形體，在其上部焊接一根矩形鋼管作為連接活動連接件的配重連接件，在配重連接件上部設置活動連接件，活動連接件通過軸與平衡臂下端活動連接。

墊片制作：步驟1所述的墊片為橡膠注造或橡膠內加入磁粉注造，所述的環形凹槽采用更軟的發泡橡膠或乳膠制作，或者也在發泡橡膠或乳膠內加入磁粉制作，將墊片以膠粘或壓板固定在配套的拍門墊片槽內。

拍門的應用：在開啟水泵時，水流沖開出水口外的拍門，拍門平放在出水口下部，平衡臂后部的配重體與前部的拍門在支撐、支座連接處為前后平衡狀態，拍門不影響出水口，對出水沒有阻力，水泵停止抽水，由于回水拉力和配重體壓力的作用使拍門自動抬起閉合在出水口上，出水口的前端管壁與設置在拍門上的環形橡膠墊片凹槽緊密貼合，避免水順著管道回流。

3、有益效果

本設計采用以上技術方案后具有以下技術效果：所述裝置中拍門安裝在水泵出水口下部，當水泵工作時，拍門在水沖擊力作用下打開，平放在出水口下部，因此對出水口阻力較小，水泵停止抽水，由于右端力矩略大及回水拉力的作用使拍門自動抬起閉合在出水口上，出水口的管壁與設置在拍門上的環形橡膠墊片凹槽緊密貼合，特別是加有磁性的墊片和凹槽，可以和出水口吸附更加緊密，避免水順著管道回流，與現有技術相比，本發明可節約電能。