CN106122122A - 一种大孔径可控流量虹吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大孔径可控流量虹吸装置，包括虹吸管道、控制装置和注水管；虹吸管道呈倒U形，包括进水管和出水管，出水管比进水管长，以确保出水管的管口比进水管的管口位置低；控制装置包括相互连接的封口胶阀与操纵杆，用于密封虹吸管道管口并控制进出水管水流的封口胶阀位于虹吸管道的两个端口；操纵杆在虹吸管道的出水管侧和进水管侧各布置一套，采用杠杆结构控制封口胶阀的启闭，并调节进出水管的水流量；注水管包括球阀和灌水管，该球阀一端与灌水管连接，另一端与虹吸管道的横向端无缝连接，连接部位靠近虹吸管道的进水管段。该结构大孔径可控流量虹吸装置具有免动力、大流量、操作简单、生产成本和工人劳动强度低的优点。

Description

一种大孔径可控流量虹吸装置

技术领域

本发明涉及虹吸装置，具体涉及应用于尾矿坝净化水回流的免动力大流量与可控流量的一种大孔径可控流量的虹吸装置。

背景技术

根据相关法律法规的要求，矿山企业的选矿污水不得外排，因此，多数矿山都采取将选矿污水净化后，通过回流井回流到选矿厂作为选矿用水；通常情况下，矿山企业都采用水泵将尾矿坝的净化水抽到自流井中，再通过自流井回流到选矿厂。由于矿山企业的选矿用水量比较大，必须选用大流量水泵，且多台水泵持续不断的抽水，以满足选矿厂用水的需要，如此必然需要消耗大量的电量，增加企业综合成本；此外，水泵的长时间运转造成机械故障频繁，影响抽水的工作进度。为此，有些矿山企业也尝试使用了虹吸管道，然而、此种虹吸管道仍然存在很多不足之处，多数矿山企业采用将虹吸管道安装到水泵出水口以辅助水泵的排水，但该方法仅能够起到保护水泵的作用，无法实现免动力排水；又有些矿山企业采用了免动力虹吸装置，但是，此种虹吸装置的开启普遍采用借助水泵，必须在有电力的情况下才能使用，而且要求虹吸管的管径不能太大，为满足大流量排水的要求，不得不安装多组虹吸管道，因此，所有虹吸的开启工作，成为一项费时费力的工作，该虹吸管道很难达到降低排水成本和工人劳动强度的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种免动力、大流量、操作简单、生产成本和工人劳动强度低的一种大孔径可控流量虹吸装置，实现在无电力的情况下，依然能够排水。

为实现本发明的目的，本发明一种大孔径可控流量虹吸装置包括虹吸管道、控制装置和注水管；所述虹吸管道形状呈倒U形，它包括进水管和出水管，出水管比进水管长，以确保出水管的管口比进水管的管口位置低，使出水管的液面比进水管低；所述控制装置包括相互连接的封口胶阀与操纵杆，该封口胶阀位于虹吸管道的两个端口用于密封虹吸管道进水管和出水管的管口，并控制进水管和出水管水流的大小；所述操纵杆在虹吸管道的出水管侧和进水管侧各布置一套，采用杠杆结构控制封口胶阀的开启与关闭，并调节进水管和出水管的水流量；所述的注水管包括球阀和灌水管，该球阀一端与灌水管连接，另一端与虹吸管道的横向端无缝连接，且连接部位靠近虹吸管道的进水管段。

所述虹吸管道采用直径为325mm的倒U形无缝钢管制作。

所述封口胶阀包括上位夹板、皮带塞和下位夹板，三者中间均留有直径相同的销孔并通过螺栓固定在一起；所述的上位夹板为直径小于虹吸管道内径的圆钢板，下位夹板为直径大于虹吸管道外径的圆钢板，皮带塞为圆台形皮带，其上位圆直径大于上位夹板的直径，其下位圆直径大于下位夹板的直径，以达到封口胶阀最好的密封性，加快虹吸的形成速度。

所述的操纵杆包括压杆、转动横梁、支点托、导向拉杆和限位环；该压杆包括压杆本体和手持杆，压杆本体为利用钢板做成的敞口矩形，手持杆为普通钢管，与压杆本体封口端外缘的中间位置相连；限位环采用钢圆环结构与虹吸管道固定连接，其内径大于导向拉杆直径，其中进水管侧布置两对限位环，出水管侧布置三对限位环；所述的导向拉杆穿过限位环，导向拉杆下端与封口胶阀固定连接，上端与压杆本体的敞口端铰接连接，压杆本体在拉压过程中可以绕导向拉杆转动，通过限位环限制导向拉杆的水平远动，使导向拉杆随着压杆本体做上下运动，从而控制下端封口胶阀的关闭与开启；所述支点托为顶角为圆角的三角形钢板，在其中间留有圆形孔，其三角形的下边与虹吸管道固定连接，是操纵杆杠杆结构的支点，为了提高封口胶阀的密闭性，支点托的高度要高于导向拉杆的上端高度，当封口胶阀的皮带塞刚好碰触到虹吸管道的管口时，压杆与水平方向成8°角；所述的转动横梁为直径小于压杆本体钢板宽度并小于支点托中圆孔直径的钢筋，转动横梁穿过支点托的圆孔与压杆本体左右内侧固定相连，当操纵杆控制封口胶阀的开启与关闭时，转动横梁与压杆本体围绕支点托做圆弧运动，并带动导向拉杆的上下运动。

上述倒U形虹吸管道的出水管比进水管长，保证了出水管的管口比进水管的管口高度低，出水管的液面比进水管低，在重力的作用下虹吸管道中的水往低处流形成虹吸；采用上位夹板直径小于虹吸管道内径、下位夹板直径大于虹吸管道外径、圆台形皮带的上位圆直径大于上位夹板的直径、下位圆直径大于下位夹板的直径的结构，可以达到封口胶阀最好的密封性，加快虹吸的形成速度。

本发明还提供与所述一种大孔径可控流量虹吸装置相配套的建立虹吸的方法，该方法的操作步骤如下：

(1)将虹吸管道的进水管插入尾矿坝净化水中，虹吸管道的横向管搭在自流井井架上，出水管对准自流井的井口，通过操纵杆控制封口胶阀密封虹吸管道的进水管与出水管的管口，此时打开注水管的球阀，通过灌水管往虹吸管道中注水。

(2)当水注满虹吸管道后，关闭注水管的球阀，控制操纵杆几乎同时打开进水管和出水管的封口胶阀；若达不到同步操作时，可以稍微提前打开出水管的封口胶阀，再打开进水管的封口胶阀，但间隔的时间越短越好，以便利用虹吸管中的水沿出水管的向下流动时，在虹吸管道中形成负压，使进水管侧的净化水克服自身的重力沿虹吸管道向上流动，建立虹吸。

与现有技术相比，本发明取得了如下有益效果：

第一、本发明的虹吸抽水为免动力下抽水，可以降低矿山企业的综合成本，在条件比较差，无电力的情况下，能够完成抽水工作。

第二、本发明的虹吸建立采用人工注水，操作简单，无需使用水泵灌水，避免水泵的使用，而致使成本的增加，或者因水泵的机械故障，耽搁虹吸的正常建立，影响正常的抽水工作。

第三、本发明可以根据选矿厂的需水量，降低虹吸管道的水流量，也可以通过增加虹吸管道的数量，增加供水量。

第四、本发明结构简单，移动方便，并且与自流井的井架配合使用，随着尾矿坝净化水水位的变化，很容易找到虹吸管道的放置点，随时调节虹吸装置的位置，保证虹吸装置的正常抽水。

本发明可以在建立虹吸后，根据选矿厂需水量的要求，通过操纵杆控制封口胶阀与虹吸管道管口的距离，控制水流的流量，当选矿厂需水量较大时，可以添加多组该虹吸装置，加大单位时间内抽水量，满足需水量的要求。

上述结构的一种大孔径可控流量虹吸装置针对现有尾矿坝净化水回流技术中存在的成本高，劳动强度大，对电力依赖性大等问题，提出了一种结构简单，生产材料普遍，在技术上无特殊需要，操作简单，可实现免动力大流量的排水，大大降低了企业的生产成本和工人的劳动强度，可以实现根据选厂用水量的要求控制流量，虹吸装置的开启快捷简单，在无电力的情况下也不影响虹吸的正常开启，可以应用到偏远缺乏电力地区。

附图说明

附图1为本发明一种大孔径可控流量虹吸装置的主视结构示意图。

附图2为图1中虹吸管道出水管的A向结构示意图。

附图3为图1中控制装置的B向结构示意图。

附图标记：

虹吸管道1、控制装置2、注水管3、进水管11、出水管12、封口胶阀21、 操纵杆22、球阀31、灌水管32、上位钢板211、皮带塞212、下位钢板213、压杆221、转动横梁222、支点托223、导向拉杆224、限位环225、手持杆2211、 压杆本体2212。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明一种大孔径可控流量虹吸装置作进一步详细说明。

如图1~3所示，本发明一种大孔径可控流量虹吸装置包括虹吸管道1、控制装置2和注水管3；所述虹吸管道1形状呈倒U形，它包括进水管11和出水管12，出水管12比进水管11长，以确保出水管的管口比进水管的管口位置低，使出水管的液面比进水管低；所述控制装置2包括相互连接的封口胶阀21与操纵杆22，该封口胶阀21位于虹吸管道1的两个端口用于密封虹吸管道进水管11和出水管12的管口，并控制进水管11和出水管12水流的大小；所述操纵杆22在虹吸管道1的出水管侧和进水管侧各布置一套，采用杠杆结构控制封口胶阀21的开启与关闭，并调节进水管11和出水管12的水流量；所述的注水管3包括球阀31和灌水管32，球阀31一端与灌水管32连接，另一端与虹吸管道1的横向端无缝连接，且连接部位靠近虹吸管道1的进水管段。

如图1所示，虹吸管道1采用直径为325mm的似倒U形的无缝钢管，出水管22要比进水管21长，以保证出水管22的管口比进水管21的管口高度低，使出水管22的液面比进水管21低，在重力的作用下虹吸管道中的整体水沿出水管向下流淌，在虹吸管道形成负压，即进水管管口的压强大于虹吸管道中的压强，使进水管侧的净化水克服重力作用，沿虹吸管道向上流动，形成虹吸。

如图1、图2所示，封口胶阀21包括上位夹板211、皮带塞212和下位夹板213；上位夹板211为直径小于虹吸管道内径的圆钢板，上位夹板211、皮带塞212和下位夹板213中间均留有直径为22mm的销孔，通过直径为20mm的螺栓将上位夹板211、皮带塞212和下位夹板213固定在一起，构成封口胶阀21，用于密封虹吸进水管11和出水管12的管口，并控制进水管11和出水管12水流的大小；下位夹板213为直径大于虹吸管道外径的圆钢板；皮带塞212为圆台形皮带，为了保证封口胶阀21的密封性，要求皮带塞212上位圆的直径稍微小于上位夹板211的直径，皮带塞212下位圆的直径大于虹吸管道管径，且大于下位夹板213的直径，该设计可以保证操纵杆22下压关闭封口胶阀21时，封口胶阀21的皮带塞212有足够的变形空间，密实的封住虹吸管道1的管口,加快虹吸的形成速度。

如图2、图3所示，操纵杆22包括压杆221、转动横梁222、支点托223、导向拉杆224和限位环225，操纵杆22在虹吸管道1的进水管侧、出水管侧各布置一套，利用杠杆的原理控制封口胶阀21的开启与关闭，并调节进水管11和出水管12的水流量。所述压杆221包括手持杆2211和压杆本体2212，压杆本体2212为利用12mm钢板做成的敞口矩形，手持杆2211为普通钢管，且钢管的直径等于压杆本体2212的宽度，与压杆本体2212封口端外缘的中间位置相连；所述限位环225为内径大于导向拉杆直径的钢圆环，它与虹吸管道1固定连接，其中进水管侧布置两对限位环225，出水管侧布置三对限位环225；所述导向拉杆224穿过布置在虹吸管道1两侧的限位环，导向拉杆下端与封口胶阀21固定连接，导向拉杆上端与压杆本体221的敞口端铰接连接，压杆本体221在拉压过程中可以绕导向拉杆224转动，通过限位环225限制导向拉杆224的水平远动，使导向拉杆224随着压杆本体221的压拉做上下运动，控制封口胶阀21的关闭与开启；所述支点托223采用顶角为圆角的三角形钢板，在其中间留有销孔，其三角形的下边与虹吸管道1固定连接，是操纵杆杠杆原理的支点，为了提高封口胶阀21的密闭性，支点托223的高度要高于导向拉杆224的上端高度，当封口胶阀21的皮带塞212刚好碰触到虹吸管道1的管口时，压杆221与水平方向成8°角；所述转动横梁222为直径小于压杆本体2212钢板宽度、且小于支点托223中圆孔的直径的钢筋，转动横梁222穿过支点托223的圆孔并与压杆本体2212左右内侧固定连接，当操纵杆221控制封口胶阀21的开启与关闭时，转动横梁221与压杆本体2212围绕支点托223做圆弧运动，并带动导向拉杆224的上下运动。

如图1所示，所述球阀31一端与灌水管32连接，一端与虹吸管道1的横向端无缝连接，且连接部位靠近虹吸管道1的进水管段，往虹吸管道1灌水时，打开球阀31，从灌水管32往虹吸管道1灌水，当虹吸管道1灌满水后，关闭球阀31。

上述大孔径可控流量虹吸装置在建立虹吸时的操作方法按以下步骤进行：

（1）将虹吸管道1的进水管11插入尾矿坝净化水中，虹吸管道1的横向管搭在自流井井架上，出水管12对准自流井的井口，通过操纵杆22控制封口胶阀21密封虹吸管道1的进水管11与出水管12的管口，打开注水管3的球阀31，通过灌水管32往虹吸管道1中注水。

（2）当水注满虹吸管道1后，关闭注水管3的球阀31，控制操纵杆22几乎同时打开进水管侧与出水管侧的封口胶阀21，人员不足达不到同时的操作时，可以稍微提前打开出水管侧的封口胶阀21，再打开进水管侧封口胶阀22，但注意间隔的时间越短越好，以便利用虹吸管中的水沿出水管12的向下流动时在虹吸管道1中形成负压，使进水管侧的净化水克服自身的重力向上流动沿虹吸管道向上流动，建立虹吸。

本发明可以在建立虹吸后，根据选矿厂需水量的要求，通过操纵杆22控制封口胶阀21与虹吸管道管口的间距，控制水流的流量；当选矿厂需水量较大时，可以添加多组该虹吸装置，加大单位时间内抽水量，满足需水量的要求。

Claims (4)

1.一种大孔径可控流量虹吸装置，包括虹吸管道、控制装置和注水管；其特征是：所述虹吸管道形状呈倒U形，它包括进水管和出水管，出水管比进水管长，以确保出水管的管口比进水管的管口位置低，使出水管的液面比进水管低；所述控制装置包括相互连接的封口胶阀与操纵杆，该封口胶阀位于虹吸管道的两个端口用于密封虹吸管道进水管和出水管的管口，并控制进水管和出水管水流的大小；所述操纵杆在虹吸管道的出水管侧和进水管侧各布置一套，采用杠杆结构控制封口胶阀的开启与关闭，并调节进水管和出水管的水流量；所述的注水管包括球阀和灌水管，该球阀一端与灌水管连接，另一端与虹吸管道的横向端无缝连接，且连接部位靠近虹吸管道的进水管段。

2.如权利要求1所述大孔径可控流量虹吸装置，其特征是：所述虹吸管道采用直径为325mm的倒U形无缝钢管制作。

3.如权利要求1所述大孔径可控流量虹吸装置，其特征是：所述封口胶阀包括上位夹板、皮带塞和下位夹板，三者中间均留有直径相同的销孔并通过螺栓固定在一起；所述的上位夹板为直径小于虹吸管道内径的圆钢板，下位夹板为直径大于虹吸管道外径的圆钢板，皮带塞为圆台形皮带，其上位圆直径大于上位夹板的直径，其下位圆直径大于下位夹板的直径，以达到封口胶阀最好的密封性，加快虹吸的形成速度。

4.如权利要求1所述大孔径可控流量虹吸装置，其特征是：所述的操纵杆包括压杆、转动横梁、支点托、导向拉杆和限位环；该压杆包括压杆本体和手持杆，压杆本体为利用钢板做成的敞口矩形，手持杆为普通钢管，与压杆本体封口端外缘的中间位置相连；限位环采用钢圆环结构与虹吸管道固定连接，其内径大于导向拉杆直径，其中进水管侧布置两对限位环，出水管侧布置三对限位环；所述的导向拉杆穿过限位环，导向拉杆下端与封口胶阀固定连接，上端与压杆本体的敞口端铰接连接，压杆本体在拉压过程中可以绕导向拉杆转动，通过限位环限制导向拉杆的水平远动，使导向拉杆随着压杆本体做上下运动，从而控制下端封口胶阀的关闭与开启；所述支点托为顶角为圆角的三角形钢板，在其中间留有圆形孔，其三角形的下边与虹吸管道固定连接，是操纵杆杠杆结构的支点，为了提高封口胶阀的密闭性，支点托的高度要高于导向拉杆的上端高度，当封口胶阀的皮带塞刚好碰触到虹吸管道的管口时，压杆与水平方向成8°角；所述的转动横梁为直径小于压杆本体钢板宽度并小于支点托中圆孔直径的钢筋，转动横梁穿过支点托的圆孔与压杆本体左右内侧固定相连，当操纵杆控制封口胶阀的开启与关闭时，转动横梁与压杆本体围绕支点托做圆弧运动，并带动导向拉杆的上下运动。