一种浸入式增压结构的制作方法

1.本发明属于二次供水技术领域，具体涉及一种浸入式增压结构。


背景技术：

2.随着我国经济社会的快速发展与城镇建设的不断推进，工业、商业、交通、城市建设等诸多方面对土地资源的需求迅猛增加，特别是近些年来，我国城镇化率不断提高，目前已达64.7%，城镇土地资源供应十分紧张。为了节约土地资源，我国在城镇建设中大量修建了高层建筑及超高层建筑。众所周知，供水是城市居民生活的重要保障，针对高层建筑及超高层建筑，二次供水是目前解决其供水的唯一方法。二次供水是指单位或个人通过存储、加压，然后通过管道重新提供水给用户使用的形式。
3.在二次供水中，供水设施直接关系到供水水质、水压和供水安全，与人们生活质量直接相关。目前，为实现二次供水，通常配备的是调蓄水箱供水泵房，然而，在实际使用过程中，调蓄水箱供水泵房存在诸多问题，例如占地面积大、需要定期检测和清洗、检修不方便、易造成噪音污染，等等。为此，申请人研发了一种管束调蓄器及地埋式管束供水系统，专利号为zl202210636438.3，在一定程度上解决了现有二次供水水箱存在的占地面积大、水质不良、存在安全隐患、检修不方便等问题，其公开的内容以参引的方式结合到本文中。
4.然而，上述管束调蓄器及地埋式管束供水系统在实际使用过程中仍然还存在一定的问题，例如，当其进行拆卸检修时，需要先停止潜水泵工作，然后等待泵套管内水压自然下降，再打开泵盖组件以关闭单向阀 ，这一过程需要等待的时间较长，影响了维修效率；另外，虽然其停止了潜水泵，但是由于自来水管网中的水本身存在一定压力，也即泵套管中的水在单向阀关闭前是存在一定压力的，此时取出泵盖带动推动杆移动，泵套管中的水容易喷出，对维修人员的安全造成威胁；此外，在维修结束后，需要下放潜水泵，通过推动杆将单向阀推开，此时由于泵套管无水压，而引流管中存在压力，因此上下压差的存在导致单向阀很难被开启，且开启过程中容易导致单向阀损坏。
5.基于此，有必要对现有技术进行进一步改进。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种浸入式增压结构，目的是为了解决以上问题中的至少一个。
7.本发明采用以下技术方案来实现其目的：一种浸入式增压结构，适用于安装在封闭的调蓄容器中，其包括泵套管、设置于泵套管内的泵主体、设置于泵套管顶端的泵盖结构和设置于泵套管底端的单向阀结构，其中，泵盖结构上设置有与所述泵主体固定连接的升降结构，通过对升降结构进行升降调节能够带动泵主体升降，进而实现所述单向阀结构的开闭，并且其中，在所述单向阀结构开启时，允许泵套管外的流体通过所述单向阀结构进入泵套管内，所述单向阀结构的开启包括依次进行的先导开启和全面开启两种状态。
8.作为一个优选的实施方式，所述升降结构包括升降螺栓、导向套和导向杆，其中，升降螺栓贯穿并转动设置在泵盖结构的中部，升降螺栓的顶端伸出泵盖结构顶部，其上设置有转动调节机构，升降螺栓位于泵盖结构下方的杆体部分设置有外螺纹，导向杆活动套设在升降螺栓的所述杆体部分外，其内设置有与所述外螺纹配合的内螺纹，导向杆的下端固定连接至泵主体，导向套固定设置在泵盖结构的底部且活动套设在导向杆的外部，用于对导向杆进行导向。
9.优选的，泵盖结构上设置有连通至泵套管内的排气阀，排气阀的输出管线上连接设置有压力表和泄压阀。排气阀等的设置有两方面的作用，一是进行维修时的泄压，二是用于在单向阀结构先导开启时进行开启确认。
10.优选的，泵主体包括泵、用于驱动泵工作的电机或马达，以及，位于泵下方的用于开启单向阀结构的进水短引流管，进水短引流管与泵的入水口连通，其中，泵主体的顶部通过固定连接件与导向杆的下端连接，泵主体底部的进水短引流管上通过间隔的若干连接板设置有撞块，在泵主体下降时，通过撞块实现单向阀结构的开启。
11.进一步的，所述单向阀结构包括单向阀连接件、阀座、第一密封垫、活门、第二密封垫、平衡柱、弹簧、底座、滑动套和弹簧支撑架，其中，单向阀连接件固定安装在泵套管底部的底盖上，单向阀连接件的中部固定设置有管状的阀座，进水短引流管滑动设置在管状的阀座内，阀座的下部外侧固定设置有弹簧支撑架，弹簧支撑架为侧壁设置有多条竖向的开口的筒状结构，弹簧支撑架的底端固定连接有底座，底座的中部上方设置有滑动套，滑动套内滑动设置有平衡柱，平衡柱由上向下依次包括平衡段、凸缘段和滑动段，滑动段与滑动套滑动配合，凸缘段为围绕平衡柱中心轴线的圆形凸缘，圆形凸缘的直径大于滑动套的外径，滑动套外设置有弹簧，弹簧的底端抵接在底座上，弹簧的顶端固定连接在所述圆形凸缘的底部，平衡柱的平衡段包括由上向下依次设置的第一平衡段和第二平衡段，第一平衡段滑动设置在活门中部的平衡孔内且第一平衡段的上部表面超出活门的顶部表面，第二平衡段可脱离的滑动设置在活门中部下方的与平衡孔连通的平衡槽内，平衡孔外的活门上设置有先导孔，先导孔由活门的上部表面贯穿至所述平衡槽内，使得当第二平衡段位于平衡槽内时先导孔被封堵，当第二平衡段与平衡槽脱离时先导孔开启；并且其中，在弹簧的作用力下，平衡柱能够推动活门上移，使得活门顶部表面抵接在阀座的下端面，实现单向阀结构的单向关闭。
12.与现有技术相比，本发明至少具有以下优点： 1、通过本发明的升降结构，可方便的实现单向阀结构的开启和关闭，进而方便泵主体的取出和安装，针对埋藏于地表以下的情形，采用本发明的浸入式增压结构能够更方便、更安全地进行设备的维修；本发明不拆装泵就可提前实现让单向阀打开和关闭，泵盖板安装或拆卸（即泵的安装拆卸）与单向阀的打开或关闭是两个独立的动作，检修拆卸泵前，先关闭单向阀，再拆卸泵盖，这样松开泵盖无压力水溢出，同样，泵盖安装好后，再打开单向阀，这样安装泵时也没有压力水喷射，便于泵的检修及安全作业；2、采用先导式设置的单向阀结构，配合泵主体的撞块，能够实现先导开启，解决了现有技术中因压差过大而无法开启，或者开启后影响阀寿命的问题；3、进水短引流管与泵的入口连通，这样，水流首先进入泵的腔体内，在充满泵的腔体后再流入浸入式增压结构内的其他空间，这样可以确保水泵启动时，不会吸空以及水中
混入空气，影响泵的寿命；4、通过滑移板等的设置，减少了紧急或突然停泵时水锤现象对泵和单向阀结构的影响。
附图说明
13.通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
14.图1是本发明的浸入式增压结构的俯视结构示意图；图2是图1所示浸入式增压结构在a-a方向上的的主剖视结构示意图；图3是图2所示浸入式增压结构在i区域的单向阀结构处于闭合状态时的局部放大图；图4是图2所示浸入式增压结构在i区域的单向阀结构处于先导开启状态时的局部放大图；图5是图2所示浸入式增压结构在i区域的单向阀结构处于全面开启状态时的局部放大图；图6是本发明的浸入式增压结构一个实施例所使用的进水短引流管在仰视下的示意图；图7是本发明一个实施例的浸入式增压结构所使用的单向阀结构的主体结构示意图；图8是图7所示单向阀结构所使用的活门在俯视下的示意图；图9是图7所示单向阀结构的活门与弹簧支撑架配合的局部剖视示意图；图10是本发明另一个实施例的浸入式增压结构所使用活门在俯视下的示意图；图11是10所示的活门与弹簧支撑架配合的局部剖视示意图；图12是本发明的浸入式增压结构所使用的另一种单向阀结构的剖视示意图；图13是图12所示单向阀结构的装配结构示意图；图14是本发明的浸入式增压结构所使用的一种优选的进水短引流管的结构示意图；其中，1-排气阀，1-1-泄压阀，1-2-压力表，2-升降螺栓，3-电缆密封接头，4-导向套，5-导向杆，6-固定连接件，7-电机，8-泵套管，9-泵出口，10-泵，11-进水短引流管，111-连接板，12-单向阀连接件，13-撞块，14-阀座，15-第一密封垫，16-活门，161-平衡孔，162-导向耳，17-第二密封垫，18-平衡柱，19-弹簧，20-底座，21-滑动套，22-先导孔，23-弹簧支撑架，24-开口，25-出水管；26-阀体安装连接件，27-单向阀座，28-导流通道，29-先导通道，30-球体，31-阀芯，32-外弹簧，33-内弹簧，34-中空丝堵，35-底板，36-撞杆，37-泵底吸水端盖，38-第三密封垫，39-滑移板，391-第一过水孔，40-过水椎体，401-第二过水孔。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作
为对本发明的限定。
16.实施例一如图1至图11所示，本发明提供了一种浸入式增压结构，适用于安装在调蓄容器中，该调蓄容器为封闭式结构，优选为地埋式设置，例如地埋的调蓄管、调蓄池、调蓄井、调蓄水箱，等等，其包括泵套管8、设置于泵套管8内的泵主体、设置于泵套管8顶端的泵盖结构和设置于泵套管8底端的单向阀结构，其中，泵盖结构上设置有与所述泵主体固定连接的升降结构，通过对升降结构进行升降调节能够带动泵主体升降，进而实现所述单向阀结构的开闭，并且其中，在所述单向阀结构开启时，允许泵套管8外的流体通过所述单向阀结构进入泵套管8内，所述单向阀结构的开启包括依次进行的先导开启和全面开启两种状态。通过两种开启状态的设置，克服了较大压差下单向阀结构无法开启的问题。
17.作为一个优选的实施方式，所述升降结构包括升降螺栓2、导向套4和导向杆5，其中，升降螺栓2贯穿并转动设置在泵盖结构的中部，升降螺栓2的顶端伸出泵盖结构顶部，其上设置有转动调节机构，例如转动齿轮、调节手柄、方便使用六方扳手的六方结构，等等，升降螺栓2位于泵盖结构下方的杆体部分设置有外螺纹，导向杆5活动套设在升降螺栓2的所述杆体部分外，其内设置有与所述外螺纹配合的内螺纹，导向杆5的下端固定连接至泵主体，导向套4固定设置在泵盖结构的底部且活动套设在导向杆5的外部，用于对导向杆5进行导向。本发明采用一个升降螺栓2进行升降调节，能够实现竖直方向上的精确升降，升降螺栓2顶部伸出泵盖结构，在封闭的情况下即可实现泵套管8内泵主体的升降，进而实现单向阀结构的开闭调节，这样，在需要进行维修时，先进行停泵，然后可直接关闭单向阀结构，再进行泄压，因此无需等待泵套管8内水压的自然下降。需要说明的是，泵盖结构上设置有连通至泵套管8内的排气阀1，排气阀1的输出管线上连接设置有压力表1-2和泄压阀1-1，因此，在通过升降螺栓2关闭单向阀结构后，可直接打开泄压阀1-1进行泄压，并通过压力表1-2观察泵套管8内的压力情况，在泄压完成后，再拆卸打开泵盖结构，然后取出泵主体进行维修即可。需要进一步说明的是，泵套管8侧壁上还设置有出水管25，出水管25一方面用于为用户供水，另一方面在进行维修时也可以进行泄压操作，在泄压完成后可将泵套管8内的液位降至泵盖结构以下，这样拆卸打开泵盖结构时不会出现水的喷出。此外，泵盖结构上还设置有电缆密封接头3，用于供驱动泵主体的电缆或液压管线穿过。
18.优选的，泵主体包括泵10、用于驱动泵10工作的电机7或马达，以及，位于泵10下方的用于开启单向阀结构的进水短引流管11，进水短引流管11与泵10的入水口连通（这样，水泵启动时不会因吸空或水中混入空气而影响泵的寿命），其中，泵主体的顶部通过固定连接件6（例如双头螺栓）与导向杆5的下端连接，泵主体底部的进水短引流管11上通过间隔的若干连接板111设置有撞块13（参见图6），在泵主体下降时，通过撞块13实现单向阀结构的开启。优选的，泵10可以是电潜泵例如中进水潜水电泵、隔膜泵、螺杆泵，等等。
19.进一步的，如图3所示，本实施例中的单向阀结构包括单向阀连接件12、阀座14、第一密封垫15、活门16、第二密封垫17、平衡柱18、弹簧19、底座20、滑动套21和弹簧支撑架23，其中，单向阀连接件12固定安装在泵套管8底部的底盖上，单向阀连接件12的中部固定设置有管状的阀座14，进水短引流管11滑动设置在管状的阀座14内，阀座14的下部外侧固定设置有弹簧支撑架23，弹簧支撑架23为侧壁设置有多条竖向的开口24的筒状结构，弹簧支撑架23的底端固定连接有底座20，底座20的中部上方设置有滑动套21，滑动套21内滑动设置
有平衡柱18，平衡柱18由上向下依次包括平衡段、凸缘段和滑动段，滑动段与滑动套21滑动配合，凸缘段为围绕平衡柱18中心轴线的圆形凸缘，圆形凸缘的直径大于滑动套21的外径，滑动套21外设置有弹簧19，弹簧19的底端抵接在底座20上，弹簧19的顶端固定连接在所述圆形凸缘的底部，平衡柱18的平衡段包括由上向下依次设置的第一平衡段和第二平衡段，第一平衡段滑动设置在活门16中部的平衡孔161内且第一平衡段的上部表面超出活门16的顶部表面（这样，在单向阀结构开启过程中，撞块13先作用在平衡柱18上，以确保先开启先导孔22），第二平衡段可脱离的滑动设置在活门16中部下方的与平衡孔161连通的平衡槽内，平衡孔161外的活门16上设置有先导孔22，先导孔22由活门16的上部表面贯穿至所述平衡槽内，使得当第二平衡段位于平衡槽内时先导孔22被封堵，当第二平衡段与平衡槽脱离时先导孔22开启；并且其中，在弹簧19的作用力下，平衡柱18能够推动活门16上移，使得活门16顶部表面抵接在阀座14的下端面，实现单向阀结构的单向关闭。
20.进一步的，平衡柱18的圆形凸缘的上部表面上位于第二平衡段外缘处设置有第二密封垫17，当平衡柱18的第二平衡段位于活门16底部的平衡槽内时，通过第二密封垫17实现对先导孔22的封堵。
21.图7至图9示例性的示出了本发明一种优选的单向阀结构的主体结构，其中，活门16整体为圆形结构，活门16的顶部表面外缘呈环形分布设置有第一密封垫15，当活门 16顶部表面抵接在阀座14的下端面时，通过所述第一密封垫15实现单向阀结构的单向关闭。
22.图10至图11示出了本发明的另一种更优选的单向阀结构的主体结构（与图7至图9比对），在图7至图9所示活门16的基础上，活门16在其圆周方向上间隔布置有若干导向耳162，在单向阀结构安装完成后，所述若干导向耳162位于弹簧支撑架23 侧壁设置的多条竖向的开口24中，这样，活门16只能在竖直方向上滑动而不能转动。优选的，在圆周方向上分布的各导向耳162中，至少有两个导向耳162在圆周方向上的尺寸不同，这样设置是为了减少在圆周上晃动产生的偏差，若尺寸均相同，在晃动时容易往同一个方向晃动，产生的偏差较大，影响活门寿命，而采用尺寸不同的非均匀设置，限位效果更好，能够在一定程度上消除这种影响。
[0023] 如图1至图5所示，本实施例的浸入式增压结构，其单向阀结构在初始时处于闭合状态（参见图3），此时，活门16顶部表面抵接在阀座14的下端面，活门16通过第一密封垫15实现单向阀结构的密封，而撞块13未对平衡柱18施力（两者之间可存在一定间隙）；当需要开启单向阀结构时，通过旋转升降螺栓2，使得导向杆5沿竖直方向下移，下移过程中，撞块13的底面首先对平衡柱18施力，根据压力公式f=p*s（f为压力，n；p为压强，pa；s为受力面积，m2），在相同的压力下，受力面积越小，所对应的的压强越大，由于平衡柱18的横截面积远小于活门16的横截面积，因此，在活门16上下压差一定（即p一定）的情况下，推动平衡柱18的压力f相较于直接将力作用在活门16上而开启单向阀结构的力更小，于是，可以很容易的通过旋转升降螺栓2使得先导孔22打开，在旋转升降螺栓2使得泵主体下降的过程中，可打开泵盖结构上设置的排气阀1，在泵主体下降时可通过排气阀1的排气情况（若先导孔打开，排气会加剧）以及检测泵套管8内压力的变化进行工况确认，若确认先导孔已经打开（即先导开启状态），此时先停止转动升降螺栓2，待有水从排气阀1处流出时，关闭排气阀1，然后等到泵套管8内压力不再增加时，继续转动升降螺栓2，通过撞块13推动平衡柱18及活门16下移，实现单向阀结构的全面开启。由于采用了先导式设置，单向阀结构的开启过程中更
为容易，且这种开启方式不会对活门造成损坏，提高了单向阀结构的使用寿命。当需要进行泵主体的维修时，通过反方向旋转升降螺栓2，使得泵主体上移，当泵主体的进水短引流管11上的撞块13与平衡柱18脱离时，此时，活门16在弹簧19的作用下恢复，活门16顶部表面抵接至阀座14的下端面，平衡柱18也通过第二密封垫17实现对先导孔22的封堵，此时，可通过泄压阀1-1泄压，之后拆除泵盖即可。
[0024]
实施例二本实施例仅记述区别于实施例一的部分，具体为：如图12所示，本实施例提供了另一种替代的单向阀结构，其包括阀体安装连接件26、单向阀座27、导流通道28、先导通道29、球体30、 阀芯31、外弹簧32、内弹簧33、中空丝堵34和底板35，其中，阀体安装连接件26安装在实施例一所示的泵套管8底部的底盖上或者直接与泵套管8的底端密封连接，阀体安装连接件26中部下方安装有单向阀座27，单向阀座27为筒状结构，其顶部为具有导流通道28的顶板，阀体安装连接件26中部具有连通孔，连通孔的直径大于导流通道28的直径（方便撞块13通过），单向阀座27的底部连接设置有底板35，底板35的中部具有滑动孔，底板35上位于滑动孔的周围设置有至少一个流体入口，滑动孔中滑动设置有阀芯31，阀芯31的中部具有先导通道29，先导通道29连通至底板35下方，先导通道29内部从下向上依次设置有中空丝堵34、内弹簧33和球体30，内弹簧33一端抵接在中空丝堵34上方，另一端与球体30抵接，先导通道29中位于球体30上方具有与球体30配合的球座（此处先导通道29尺寸变小），初始时，在内弹簧33的作用力下，球体30被推向球座并将先导通道29封堵，阀芯31包括阀杆和位于阀杆顶部的阀板，阀杆滑动设置在滑动孔中，阀杆的外侧套接有外弹簧32，外弹簧32的顶端与阀板的底部抵接，外弹簧32的底端与底板35抵接，初始时，在外弹簧32的作用力下，阀芯31的阀板的通过其顶面抵接在单向阀座27的所述具有导流通道28的顶板的底部，以将导流通道28封堵；为了实现本实施例的单向阀结构的先导开启，本实施例在实施例一的基础上，在撞块13的底面中部设置有向下的撞杆（图中未示出，可参照图13的撞杆36），使得在撞块13下移开启单向阀结构时，撞杆首先通过导流通道28并进入先导通道29，将球体30下推，使先导通道29导通，待泵套管8内压力满足全面开启单向阀结构的条件（参照实施例一）时，进一步下移撞块13，使得撞块13的底面作用在阀芯31的阀板顶面并推动阀芯31下移，以将导流通道28开启。相较于实施例一，本实施例的单向阀结构更为简单，组装方便。
[0025]
作为优选的实施方式，图13示出了一种开启本实施例的单向阀结构的撞杆结构安装方式，其中，撞杆36直接安装在泵10的泵底吸水端盖37上，如图13所示，撞杆36至少包括位于上方的大径段和位于下方的小径段，在泵主体下移时，撞杆36的小径段伸入先导通道29内推动球体30下移进而实现先导通道（29）的开启，在泵主体继续下移时，通过撞杆36的大径段推动阀芯31下移，实现单向阀结构的全面开启。进一步的，阀体安装连接件26直接与泵套管8的底端连接，此时，泵套管8内的阀体安装连接件26上设置有第三密封垫38，使得当泵主体下移开启单向阀结构时，泵10的泵底吸水端盖37压接在第三密封垫38上，实现泵套管8内与底部单向阀结构间的密封。
[0026]
实施例三本实施例仅记述区别于实施例一的部分，具体为：在本实施例中，进水短引流管11内靠近泵10的入水口位置处设置有上下间隔开的至少两个隔板（图中未示出），各隔板上均设置有流体通道，且各隔板之间的流体通道相互错开。这样设置的目的是为了防止先导孔
22中的流体喷出时直接冲入泵10中，影响泵10的性能。
[0027]
作为进一步优选的实施方式，参见图2和图14，进水短引流管11内靠近泵10的入水口位置处由上向下依次设置有滑移板39和过水椎体40，其中，滑移板39上设置有第一过水孔391，过水椎体40上设置有第二过水孔401（优选的设置在图10所示的中部），第一过水孔391与第二过水孔401相互错开，另外，在进水短引流管11的内壁上设置有若干竖向的滑移槽，滑移板39能够沿所述滑移槽在竖直方向内滑移，并且其中，当滑移板39滑移至滑移槽的底部时，滑移板39能够将第二过水孔401遮挡，进而封堵泵10的入水口。优选的，第二过水孔401的过水面积小于第一过水孔391的过水面积，目的是为了减缓流体，减少流体对泵10的影响。通过以上设置，可以减少紧急或突然停泵时水流对泵和单向阀结构或其他部件的影响。正常情况下时，在上方泵10的抽吸作用力和下方来自调蓄容器的带压水的作用力的压差作用下，滑移板39被上推，流体由单向阀流向泵主体；当突然停电导致泵10骤停时，由于泵出口9以上的流体为二次增压后的流体，压力较高，其会沿着泵出口9倒流，形成水锤现象，通过设置滑移板39和过水椎体40，一方面，在正常工作时，可以防止先导孔22的流体直接喷射进入泵10的内腔，同时由于弯折的流体路径可以减缓流体流速，另一方面，在发生水锤现象时，可以使得滑移板39下移将第二过水孔401遮挡形成封堵，这样，水锤就不会作用在单向阀结构上，而由于这种封堵，倒流的流体有限，对泵10的影响很小，因而减小了对整个浸入式增压结构进行维修的风险。
[0028]
以上所述，仅为本发明示例性的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。