一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵的制作方法

1.本实用新型涉及一种水下疏浚清淤装置，具体来说涉及一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵。


背景技术：

2.目前用于疏浚清淤的气力设备包括两种，一种是以压缩空气为活塞将在水位压差作用下进入泵体内的泥浆压送出去的气力泵（劲马泵）；一种是将压缩空气注入到举升管内，利用举升管道内外液体密度不同引起的压差将淤泥从水底举升出水面的气举泵（气力提升泵）。这两种气力清淤装置都具有结构简单、无易损件、工作安全可靠的特点，而且在疏浚清淤工作过程中不扰动粘土层，特别适用于不能破坏既有水质的河流、湖泊、水库等水体的环保疏浚清淤。
3.气力泵通常由三个单泵组成，每个单泵都包含泵体、输泥管和输气管三个主要部件，其工作原理是：气力泵靠自重压入水底淤泥中，淤泥在环境水压的作用下进入泵体，当淤泥充满泵体后，空压机通过输气管将压缩空气压入气力泵泵体，泵体内的淤泥在高压空气的压力作用下从输泥管排出；淤泥排空后，空压机停止供气，泵体内高压空气通过输气管排放至大气中，然后泵体外淤泥在环境水压作用下再次进入泵体内；一个单泵进气排泥时，另外两个单泵排气进泥，三个单泵交替循环工作，实现连续稳定的泥浆输送。气力泵虽然具有结构简单、清淤时不污染水体的优点，但由于泵体内的高压空气直接排放到大气中，没有产生有效功，造成了能源的浪费，能源利用率较低，能耗成本较高；尤其是在用气力泵远距离管道输送泥浆的工况下，泵体内高压空气的压力远大于环境水压，将这些高压空气直接排放到大气中，将造成能源的极大浪费，极大地推高了气力泵的运行成本；而且由于气力泵是靠水压作用将淤泥压入泵体，因此水底硬质粘土、砂砾不太容易通过水压的作用进入泵体，导致气力泵只能适用于流动性淤泥的疏浚清淤工程，而对于江湖水库疏浚治理工程中普遍存在的砂砾疏浚工作却难以胜任。
4.为此需要提出一种能够提升能源利用效率、能够适用于多种疏浚底泥工况的疏浚清淤气力装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵。为了解决上述课题，本实用新型的发明人对现有气力泵的工作原理及疏浚清淤过程进行了深入研究，结果发现，利用现有气力泵高压排气产生射流破碎效应是解决上述课题的优异方案，从而实现了本实用新型。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的: 一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，主要设有气力泵、空压机、射流装置、排气换向阀；气力泵设有泵体、进气管、排气管、排泥管；排气管、排泥管分别与大气连通；进气管与空压机连通；泵体为中空腔体，其上设有通气口、进泥口、进泥单向阀；射流装置设有射流发生器、射流喷管、射流进气管；
其特征在于：排气换向阀布置在排气管管路中，排气换向阀一端与排气管入口连通，另一端分别与排气管出口及射流进气管连通；气力泵排气时，排气首先经通气口、排气管、排气换向阀进入射流装置，水底泥沙在射流装置的高压气体射流作用下破碎冲散，当排气压力低于环境水压时，排气换向阀将排气管入口与射流进气管断开，同时将排气管入口与排气管出口连通，气力泵内剩余高压空气经排气管排放至大气中；与此同时，破碎后的泥沙随着泵体内高压气体的排出在环境水压的作用下经进泥口进入泵体，泥沙充满泵体后，空压机通过进气管及通气口向泵体中注入高压气体，进泥单向阀在气体压力推动下关闭，高压气体推动泵体内的泥沙由排泥管排出。
7.进一步地，一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，其特征在于：所述射流发生器为脉冲射流发生器。
8.进一步地，一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，其特征在于：设有控制器和至少两个所述气力泵，在控制器的指令下，当空压机向其中一个气力泵内注入高压气体向外排泥时，其余几个气力泵均处于排气进泥的状态。
9.进一步地，一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，其特征在于：气力泵上还设有气力换向阀，气力换向阀一端与通气口相连，另一端分别与进气管、排气管相连；气力换向阀依据控制器的时间指令控制气力泵的进排气时序。
10.进一步地，一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，其特征在于：泵体内还设有液位传感器，控制器依据液位传感器的液位信号，向气力换向阀发出指令控制气力泵的进排气时序。
11.进一步地，一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，其特征在于：排气换向阀依据控制器发出的时间指令控制排气在射流装置与排气管出口之间的排放时序。
12.进一步地，一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，其特征在于：所述气力泵排气管上还设有压力传感器，控制器依据气力泵排气压力，向排气换向阀发出指令控制排气在射流装置与排气管出口之间的排放时序。
13.本实用新型一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，利用气力泵排气产生泥沙破碎作用，提升了气力泵的能源利用效率，增加了气力泵的破土能力，提高了气力泵的工作效率。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例1的结构立体图。
15.图2是本实用新型实施例1的前视图。
16.图3是本实用新型实施例1的俯视图。
17.图4是本实用新型实施例1的右视图。
18.图5是本实用新型实施例1的气力泵的结构立体图。
19.图6是本实用新型实施例1的气力泵的结构示意图。
20.图7是本实用新型实施例2的结构立体图。
21.图8是本实用新型实施例2的前视图。
22.图9是本实用新型实施例2的俯视图。
23.图10是本实用新型实施例2的右视图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
25.实施例1，参见附图1-6，一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，主要设有三个气力泵1、空压机2、射流装置3、排气换向阀4、控制器5、气力换向阀6；每个气力泵1都设有泵体1.1、进气管1.2、排气管1.3、排泥管1.4，泵体1.1为中空腔体，其上设有通气口1.1.1、进泥口1.1.2、进泥单向阀1.1.3；射流装置3设有脉冲射流发生器3.1、射流喷管3.2、射流进气管3.3；气力泵进气管1.2将空压机2与气力换向阀6连接起来；气力换向阀6一端与通气口1.1.1相连，另一端分别与进气管1.2、排气管1.3相连；排气换向阀4的一端分别与射流进气管3.3及排气管1.3出口相连，另一端与排气管1.3入口相连。
26.本实用新型实施例1的工作过程为：当泵体1.1置于水底进泥时，控制器5控制气力换向阀6把进气管1.2与通气口1.1.1断开，同时把排气管1.3进口与通气口1.1.1连通，水体压力将进泥单向阀1.1.3推开，水底泥沙在环境水压的作用下经进泥口1.1.2进入泵体1.1内；控制器5依据时钟信息判定泥沙充满泵体1.1后，控制气力换向阀6把排气管1.3入口与通气口1.1.1断开，把进气管1.2与通气口1.1.1连通，空压机2通过进气管1.2、气力换向阀6及通气口1.1.1向泵体1.1中注入高压气体，进泥单向阀1.1.3在气体压力推动下关闭，高压气体推动泵体1.1内的泥沙由排泥管1.4排出；控制器5依据时钟信息判定泵体1.1中泥沙排空后，控制气力换向阀6把进气管1.2与通气口1.1.1断开，同时把排气管1.3入口与通气口1.1.1连通，泵体1.1中高压气体经通气口1.1.1、排气管1.3入口进入排气换向阀4，控制器5控制排气换向阀4首先将排气管1.3入口与射流进气管3.3连通，气力泵1的高压排气进入射流装置3，水底泥沙在射流装置3的高压气体脉冲射流作用下破碎冲散；接着控制器5依据时钟信息，判定气力泵1的排气压力低于射流装置3所在位置的环境水压时，控制排气换向阀4将排气管1.3入口与射流进气管3.3断开，同时将排气管1.3入口与出口连通，泵体1.1内高压气体经通气口1.1.1、排气管1.3排放至大气；与此同时，水底破碎后的泥沙随着泵体1.1内高压气体的排出在环境水压的作用下经进泥口1.1.2进入泵体1.1。通过控制器5对气力换向阀6的控制，当空压机2向其中一个气力泵1内注入高压气体向外排泥时，其它两个气力泵1均处于排气进泥的状态。
27.实施例2，参见附图7-10，一种利用排气产生射流破碎效应的气力泵，主要设有四个气力泵1、空压机2、射流装置3、排气换向阀4、控制器5、气力换向阀6、液位传感器7、压力传感器8；每个气力泵1都设有泵体1.1、进气管1.2、排气管1.3、排泥管1.4，泵体1.1为中空腔体，其上设有通气口1.1.1、进泥口1.1.2、进泥单向阀1.1.3；液位传感器7设置在泵体1.1上，压力传感器8设置在排气管1.3入口上；其余结构与实施例1相同。其工作过程与实施例1不同之处在于：控制器5通过液位传感器7的液位信号判定泵体1.1内的泥沙是充满还是排空，通过压力传感器8的压力信号判定排气压力与射流装置3所在位置环境水压的高低；其余工作过程与实施例1相同。
28.虽然利用特定的方式详细地说明了本实用新型，但本领域技术人员清楚，可以在不脱离本实用新型的意图和范围内进行多种改变。