水锤泵 的结构及工作原理

  水锤泵站是利用水锤压力提水的泵站，适用于山区小流量高扬程供水，由水锤泵及相应的水工建筑物组成，为山区微型水力提灌泵站的一种新型式，通常也简称它为新式微型水力站或水力站。水锤泵站可分为直流水锤泵站和交流水锤泵站两大类型。目前大多数水锤泵站可归类为直流水锤泵站（如图一）。直流水锤泵站由微水力源、进水池、动力进水钢管（长管路）、控制阀门、直流水锤泵、扬水管、储用大池等组成。

  直流水锤泵是一种液压水锤泵，直接采用水锤效应用来开发水的落差进行扬水的水力机械，其最大特点是不需要专门的动力机，不需要燃料和电力，在有适当落差水头的情况下可连续地运转扬水。

  液压水锤泵自动供水设备是利用液压冲击原理和液压传动原理设计制造的水能转换装置，主机设备由脉冲发生器、能量耦合器和蓄能器三个组件构成，这种水力泵实质上是利用水力能量传输特性的特种往复泵或泵组，在整体上构成特殊型式的变容式水力机械。落差水与被提升水两者水质相同的液压水锤泵为直流水锤泵（全称直流液压传动型水锤泵），落差水与被提升水两者水质相异的液压水锤泵为交流水锤泵（全称交流液压传动型水锤泵）。一种结构相对比较简单的直流水锤泵，脉冲发生器为带有进水口B、冲击阀D、增速阀盘G、输水口W的水锤泵底座A，能量耦合器为输水阀W，蓄能器为不锈钢筒体F（以空气—水为工作介质的压力罐）。关于交流水锤泵，其能量耦合器属于特殊能量转换器，采用交流液压工作原理和液—液转换器的结构及形式，限于篇幅，这里不作具体介绍。

  在液压系统中，由于某一些原因，液体压力瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。液压冲击的峰值压力往往比正常压力高出许多倍。液压水锤泵（以下多处简称为泵）利用的就是液压冲击原理，即水流在正常流动的过程中，突然关闭出水口阀门，就会在泵体内产生很大的冲击力。利用这个冲击力，就可以把水送到高处。液压冲击是非定常流动，压力波以速度C沿进水动力管道（长引水管）来回传播。在泵设计中，一般都是利用阀门突然关闭后管道压力最大升高量ΔP作为泵的扬水动力。由于液压冲击为一衰减过程，故研究压力升高第一波传至管道入口时的情况。

  假定管道断面积为A，管长为L，管道液体的初始流速为V，液体密度为ρ，压力波从排水冲击阀门传至上游供水池的进水口的时间为T，对最近一段时间运用动量方程：

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