泵蓄势器站的组成和工作原理详解

泵—蓄势器传动的泵站，包括有高压泵、电动机和减速器（或同步电动机）、润滑泵，高压蓄势器水罐和气罐，空气压缩机及附属装置，水位指示器，各种高、低压阀（包括水闸阀、气闸阀、最低液面阀、安全阀、充气阀、液压闸阀和电磁分配器等），水箱，乳化液搅拌装置，冷却装置，管道及其连接件、固定件，电气控制柜等。

泵—蓄势器站的工作过程如下：

图1-2-34所示为具有三台卧式高压泵的泵—蓄势器站简图。其中一台高压泵为备用泵。

在高压泵起动前，应先起动润滑油泵，当润滑油压达到预定值（如2.5～3×10⁵Pa）时，方有可能起动高压泵。高压泵的吸水管经低压闸阀从水箱中直接吸水。泵输出的高压液顶开单向阀，经闸阀、过滤器以及最低液面阀的下腔输往液压机。当液压机不工作或耗液量低于高压泵的供液量时，则泵打出的高压液经最低液面阀、液压闸阀而进入高压蓄势器水罐。水罐下部为水，上部为高压气体，该部分高压气体与高压蓄势器气罐上部通过高压管接通。在水罐旁装有水位指示器，其上部与水罐上部的高压气相通，其下部与水罐下部的高压液相通。

当蓄势器水罐的工作液体充满到最高工作水位Ⅵ时（参阅图1-2-35），水位指示器Ⅵ发出电信号，使电磁铁M₁断电，致使电磁分配器进液阀a₁关闭，排液阀b₁打开，1#泵的循环阀上腔排液，循环阀打开，1#泵由工作状态转入空运转，由水箱吸入的液体又经循环阀排回水箱。若因某种原因，高压泵未能转入空运转，泵继续向水罐内输液，致使液面继续上升，而达到Ⅶ时（上事故水位），水位指示器Ⅶ发出电信号，使泵电动机断电而停止运转，同时鸣笛，引起操作者注意，此时液面已达到事故点。

当液压机开始工作行程时，高压液体由蓄势器水罐经过液压闸阀和最低液面阀，沿管道输往液压机。当水罐中的液面下降到Ⅴ时，水位指示器Ⅴ发出电信号，使电磁铁M₁通电，进液阀a₁提起，排液阀b₁下降关闭，1#泵循环阀上腔进入高压液体，使循环阀关闭，则1#泵由空运转转入工作状态，1#泵输出的高压液体与蓄势器水罐输出的高压液体一并输往液压机。若液压机耗液量较大，液面继续下降到Ⅳ液面时，水位指示器Ⅳ发出电信号，使电磁铁M₂通电，进液阀a₂提起，排液阀b₂下降关闭，2#泵循环阀关闭，2#泵投入工作运转。若液面继续下降到Ⅲ液面时，则3#泵投入工作运转。

如果由于某种原因，蓄势器水罐的液面下降到Ⅱ液面时，则水位指示器Ⅱ相应发出电信号，鸣笛，告知操作者蓄势器内液面已达最低水位。若液面继续少许下降到Ⅰ液面时（下事故点），水位指示器Ⅰ发出电信号，使电磁铁M断电，两阀分配器的进液阀a提起，排液阀b下降关闭。高压液进入最低液面阀的上部，将最低液面阀关闭，与此同时，指示灯灭，且鸣低音警笛，使液压机操作者了解此时液面已达下事故点，液压机不允许继续工作，蓄势器水罐内的高压液亦不能再继续输出，以避免高压气体进入液压机。

图1-2-34 泵—蓄势器站系统原理图

1—泵 2—单向阀 3—闸阀 4—循环阀 5—低压闸阀 6—电磁分配器 7—充气阀 8—高压气泵 9—蓄势器气罐 1O—蓄势器水罐 11—水位指示器 12—电接点压力表 13—乳化液搅拌箱 14—离心泵 15—水箱 16—冷却器 17—电磁阀 18—液压闸阀 19—最低液面阀 2O—手动闸阀 21—过滤器 22—安全阀 23—两阀分配器

图1-2-35 水位指示器工作原理

事故排除后，泵输出的高压液体使管路中压力升高，由于超压作用，迫使最低液面阀打开，泵输出的高压液进入水罐，水罐内液面开始上升，当液面上升到Ⅱ时，水位指示器Ⅱ发出电信号，使控制最低液面阀的两阀分配器的电磁铁M通电，致使最低液面阀上腔与低压接通，高压泵输出的高压液顶开最低液面阀大量输入水罐内。

在蓄势器水罐上装有电接点压力表，当压力超过最高事故水位一定值时，电接点压力表高压触头接通，发出电信号，使泵电动机自动断电，电动机停止运转。当压力低于最低工作水位一定值时，电接点压力表低压触头接通，发出电信号，使控制最低液面阀的电磁铁M断电，亦迫使最低液面阀关闭。

充气阀上亦装有电接点压力表，其目的是当气压达到上限值时，能自动停止空压机工作。

为了防止系统过载，还装设有安全阀。

当水箱内的液体（如乳化液）温度升高到50℃时，装于水箱上的电接点式温度计的高温接点接合，使控制冷却水的电磁阀打开，冷却水通过冷却器；同时，冷却用的离心泵起动，使乳化液流过冷却器，对乳化液进行冷却。当水箱内乳化液温度下降到37℃时，电接点式温度计的低温接点接合，使电磁阀关闭，同时离心泵停止运转。

水位指示器的结构及工作原理如下：

水位指示器是将封闭于蓄势器水罐内的液面高度显示出来，并可在不同高度处发出电信号，以控制有关阀门，进而控制蓄势器内最低、最高液位以及控制相应的泵空转、负荷运转或停车。从而保证泵站的自动正常运行。

水位指示器的作用原理是根据蓄势器内液面高度变化或压力变化来发出信号，起控制及显示的作用。

水位指示器的工作应可靠、灵敏、耐久、维修简单。目前国内采用的形式主要有干簧管式、极板式及水银接点式三种。干簧管式已作为部颁标准结构JB/T2001.58—1999。水银接点式结构陈旧，已逐步被淘汰。

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图1-2-36 标准型可记忆干簧管水位指示器

1—水闸阀 2—气闸阀 3—磁钢浮筒 4—干簧管装置 5—不锈钢管

现将前两种结构分别说明如下：

1.干簧管式水位指示器

图1-2-36所示为标准型可记忆干簧管式水位指示器装置结构图。该装置上端经气闸阀与高压水罐上部的高压压缩空气相连通，下端经水闸阀与高压水罐下部的高压水相通。该水位指示器由不锈钢管、浮筒、磁钢、干簧管以及辅助外磁钢组成。

由图1-2-37所示可看出，当浮筒上升，即内磁钢向上运动时，内磁钢逐渐接近干簧管，总磁场强度逐渐增加，当内磁钢达到A点时，H_总≥H_吸，干簧管吸合，即使内磁钢继续上升，离开干簧管，但H_总仍大于H_放，干簧管保持着吸合状态，故其能记忆水位上升状态。当浮筒下降，即内磁钢向下运动时，由于H_内与H_外相反，当内磁钢下行至B点时，H_总≤H_放，干簧管释放，即使内磁钢继续下降，离开干簧管，但H_总仍小于H_吸，干簧管保持着释放状态，故其记忆了水位下降情况。

图1-2-37 记忆状态下工作的干簧管动作过程

a）内磁钢向上运动时的动作过程 b）内磁钢向下运动时的动作过程

干簧管式水位指示器，结构简单，工作可靠，不受油污的影响，检查维修方便，使用寿命长，还可以按实际需要调整水位高低。使用单位普遍反映较好。

2.极板式水位指示器

极板式水位指示器的结构如图1-2-38所示，其工作原理（如图1-2-39所示）是：当高压水罐的水位波动时，利用乳化液导电性好、空气导电性差的原理，使两极板之间的电路接通或断开，发出信号来控制电磁分配器，借以控制水泵循环阀，达到控制水泵运转的目的。

为了有效地解决乳化液内分离的油液附着在极板上而造成不导电的故障，采用液体石蜡作为隔离介质取得良好效果，其原理图如图1-2-40所示。

图1-2-38 极板结构图

图1-2-39 极板式水位指示器原理图

图1-2-40 采用液体石蜡为隔离介质的原理图

1—蓄势器 2—乳化液 3—隔离器 4—软水 5—水位指示器 6—液体石蜡 7—极板