水泵自动拍门的设计及制造方法

曹华志　宋浩亮　厉艳芝

【摘要】在现有的中小型排涝或灌溉的水泵中，拍门是很重要的结构配件，它主要是在水泵停机时，阻止将已抽在上位/渠道中的水回流。但是常规的拍门是向上掀起的，拍门与水泵管的连接轴在水泵出水管口上部，它在抽水时，水泵抽水冲力要持续顶起拍门，停机时靠拍门自身重力合上，常规的用于排灌的中小型水泵的拍门轻则几十公斤重则几百公斤，依靠水泵抽水冲力将拍门持续顶起，因此需要消耗很多电能。本设计改变了拍门的力学结构。

【关键词】水泵；拍门；设计；制造

1、设计方案

为减少能源消耗，提高泵站运行效率，现提出一种设置在水泵出水口下部，开启角度大、抽水时无阻力的节能型自动翻转式拍门，根据力学原理，将原本安装在出水口上部的拍门改为安装在出水口下部，拍门设置在平衡臂支撑左端，配重体设置在平衡臂支撑右端，拍门在打开时，位于支撑左端的拍门和位于支撑右端的配重体重量平衡，因此对出水口阻力较小，停止抽水，拍门因右端力矩略大及回水吸力盖到出水口上，从而起到阻挡水流顺出水管回流的作用，该类型拍门具有以下技术特点：无需任何启闭装置，能自动启闭；安全稳定，节能高效；此拍门运行时无阻力，闭门时撞击力小，消除了水锤和出水时产生的漩涡；无需手、电、气、液控制，不要人工操作，节省大量人力物力，提高泵站运行可靠性和装置效率，降低运行维护成本；降低泵站能耗，在实际运行中经测试，此拍门比悬挂式拍门节约电能22.5%；拍门及其配件采用不锈钢材料，不会锈蚀，其橡胶垫片更换方便，密封可靠，产品结构简单合理，使用寿命可达30年以上，且维护方便。

解决的技术问题：本申请针对现有技术中水泵拍门依赖水泵抽水冲力将其顶起而需要耗费电能的不足，提供了一种将拍门安装于水泵出水口下部，且不消耗电能的排灌水泵自动拍门及其制造和施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种排灌水泵自动拍门，包括水泵出水口和设置在出水口上的拍门，其特征在于，所述水泵出水口下部设有支座，平衡臂活动连接在支座上，平衡臂上端连接拍门，拍门贴合在出水口上，平衡臂下端通过配重连接件连接配重体。

进一步的，所述拍门设有垫片，所述的垫片为配合出水口的环形垫片，所述的环形垫片设有两个环形凸起，在所述的两个环形凸起之间设有环形凹槽，所述的凹槽与出水口前端管壁配合紧密。

进一步的，所述的出水口设为倾斜出水口，其倾斜角度为40-80°，优选的，倾斜角度为45°。

进一步的，所述的平衡臂上设有支撑，支撑与支座通过轴活动连接。

进一步的，所述的拍门设有环形垫片槽，所述的环形垫片设置在环形垫片槽内。

进一步的，所述的配重体为金属或非金属球体或矩形体，优选的，配重体采用铸铁球体。

进一步的，所述的拍门背面圆心处设有拍门连接件，拍门连接件上设有连接孔，在所述的连接孔的上部2-5cm距离设有挡片，此距离可以保证拍门具有一定的活动空间，挡片可以阻挡拍门，预防拍门在打开后翻转到平衡臂顶端或平衡臂下方。

进一步的，所述的垫片为橡胶材质或磁性橡胶材质，其与出水口管壁配合的凹槽为乳胶材质或磁性乳胶材质，垫片采用胶粘或压板固定在配套的拍门垫片槽内。

2、制造方法

排灌水泵自动拍门的制造方法，其特征包括如下工艺和步骤：

首先制作拍门，拍门为钢板制作，其直径大于所配套的水泵出水口10cm左右，即周边各凸出出水管口外壁5cm左右，在其与水泵出水口接触面设置垫片槽，将环形橡胶垫片固定在此垫片槽内，在拍门背面圆心处设置拍门连接件，拍门连接件上设有连接孔，在所述的连接孔的上部3-5cm距离设置挡片。

水泵出水口制作：将水泵出水管口设为倾斜出水口，其倾斜角度为40-80°，优选的倾斜角度为45°，在水泵出水口下部管壁上设置支座，支座上设有连接孔。

平衡臂制作：平衡臂为矩形，在平衡臂下部3/4处固定设置支撑，支撑上设有连接孔，以轴活动连接在支座上，在平衡臂上部距离顶端5-10cm设置连接孔，以轴活动连接在拍门连接件的连接孔上；在平衡臂下端设置活动连接件，在活动连接件上设置配重连接件，在配重连接件下端设置配重体。

配重体制作：配重体为铸铁铸造的球形体，在其上部焊接一根矩形钢管作为连接活动连接件的配重连接件，在配重连接件上部设置活动连接件，活动连接件通过轴与平衡臂下端活动连接。

垫片制作：步骤1所述的垫片为橡胶注造或橡胶内加入磁粉注造，所述的環形凹槽采用更软的发泡橡胶或乳胶制作，或者也在发泡橡胶或乳胶内加入磁粉制作，将垫片以胶粘或压板固定在配套的拍门垫片槽内。

拍门的应用：在开启水泵时，水流冲开出水口外的拍门，拍门平放在出水口下部，平衡臂后部的配重体与前部的拍门在支撑、支座连接处为前后平衡状态，拍门不影响出水口，对出水没有阻力，水泵停止抽水，由于回水拉力和配重体压力的作用使拍门自动抬起闭合在出水口上，出水口的前端管壁与设置在拍门上的环形橡胶垫片凹槽紧密贴合，避免水顺着管道回流。

3、有益效果

本设计采用以上技术方案后具有以下技术效果：所述装置中拍门安装在水泵出水口下部，当水泵工作时，拍门在水冲击力作用下打开，平放在出水口下部，因此对出水口阻力较小，水泵停止抽水，由于右端力矩略大及回水拉力的作用使拍门自动抬起闭合在出水口上，出水口的管壁与设置在拍门上的环形橡胶垫片凹槽紧密贴合，特别是加有磁性的垫片和凹槽，可以和出水口吸附更加紧密，避免水顺着管道回流，与现有技术相比，本发明可节约电能。