水泵进出口管道设置橡胶接头或伸缩接头的原因及注意事项

在泵进出口管道中安装可曲挠橡胶接头或伸缩接头（包括带伸缩接头的阀门）是为了解决多种问题。这些接头不仅能补偿管道的伸缩变化以及安装时的误差，还有助于减少由于大流量液体产生的震动对泵和其他设备的损害。在民用建筑中，这两种接头主要应用于水泵站和震动明显的管道，主要用于减震；而在工业建筑中，它们常用于阀门或设备的连接，以方便这些部件的维修和更换。

然而，值得注意的是，如果在水泵出口端和管道系统中安装的可曲挠橡胶接头或伸缩接头没有配备防拉脱和限位装置（如螺栓），那么当管道系统运行时，流体对管道盲端、阀门、异径管、弯头等产生的推力（即盲板力）可能会使接头膨胀或伸长，导致管道产生滑动偏移。特别是在水泵出口水压较高时，这种推力会更大。

如果设计中没有采取消除这种盲板力的措施，可能会导致管道或设备发生偏移，严重的情况下甚至可能损坏泵壳，或将可曲挠橡胶接头从法兰中拉出，或拉开伸缩接头，导致供水系统无法正常工作。因此，在水泵配管设计时，必须分析管道系统自身是否能消除盲板力。如果不能，就需要选择具有防拉脱功能的可曲挠橡胶接头和限位伸缩接头，或者设置固定管架，以消除盲板力对管道系统的影响，确保系统的安全稳定运行，避免不必要的损失。

1 盲板力对不同水泵配管的影响
1．1 水泵采用弯头配管

水泵采用弯头配管时的水泵配管如图 1 所示A、 B 2 种配管只是出水管道方向不同）。水泵的进水管和出水管上都安装有可曲挠橡胶接头。

由于水泵的进水管水压很低（通常静水压力小于 0.04 MPa）， 有的工程还为负压， 在水泵进水管上安装的可曲挠橡胶接头在低水压的作用下， 膨胀变形非常小， 管道内的水流所产生的盲板力对管道系统不会造成大的影响。水泵出水管上的可曲挠橡胶接头在水压的作用下， 会沿管道轴心方向向两端膨胀偏移， 同时推动管道偏移， 推动力为管道系统工作水压下所产生的盲板力。由图 1 可知， 由于管道出水方向干管为埋地敷设， 土壤的阻力使得管道不能偏移， 因而管道的偏移量全部转向水泵出口的弯头上， 水泵出口与弯头之间形成一个杠杆作用如图 2 所示）， 在水泵出水压力的作用下， 盲板力推动着弯头， 使得作用在水泵出口上的力成倍增加， 由此可能出现水泵启动后自身转动偏移或泵壳被推裂的现象。 

1．2 水泵采用直线配管（干管敷设在管沟内）水泵采用直线配管（干管敷设在管沟内）时的水泵配管如图 3 所示。水泵的进水管和出水管也都安装有可曲挠橡胶接头。

由图 3 可知， 由于水泵端为固定基础， 可视为固定端， 管道不会发生偏移， 因而盲板力所产生的管道轴心推力全部转向水泵出水端的干管， 管道干管会发生偏移。当偏移量过大时， 就有可能出现可曲挠橡胶接头由法兰中拔出的现象。
1．3 水泵采用直线配管（干管埋地敷设）

水泵采用直线配管（干管埋地敷设）时的水泵配管如图 4 所示。进、 出水管与图 3 相同。

由图 4 可知， 水泵配管的出水干管采用埋地敷设， 土壤的阻力使得管道不会发生偏移， 出水压力所产生盲板力由水泵基础和埋地敷设的出水干管相互作用而抵消。在供水压力较低和管径较小时， 不
会发生管道偏移和可曲挠橡胶接头由法兰中拔出的问题 。已建成运行近 20 a 的工程 （出水管道管径 DN 500mm， 供水压力 0.55 MPa）， 可以说明这个问题。当管径较大或水压较高时， 出水压力所产生的盲板力会很大， 对水泵端和埋地出水干管会产生很大的推力， 由于出水干管埋地敷设， 土壤的阻力使得管道不能偏移。推力全部转向作用于水泵， 因此易发生水泵地脚螺栓及水泵基础被破坏的情况。
1．4 水泵采用立式配管

水泵出口采用立式配管时， 管道上安装的可曲挠橡胶接头在水压产生的盲板力作用下会膨胀并推动着管道向上移动， 当水压过大的时候， 可曲挠橡胶接头有从法兰中拉脱出来的可能。当水泵出口管道上安装有伸缩接头时， 会发生伸缩接头被拉开的现象。图 5 为某个工程在试泵时， 带伸缩接头的阀门被拉开的情况。

2 不同水压作用下盲板力分析

在不同水压作用下， 水泵出口管道盲端所产生的盲板力的大小如表 1 所示。由表 1 可以看出随着管径和水压的增大， 水流所 产 生 的 盲 板 力 也 增 大 。一 般 在 管 径 不 小 于 150m 时， 安装有可曲挠橡胶接头的管道， 就宜设置防拉脱装置（螺栓）或固定管架来消除水压所产生的盲板力。

3 水泵出口配管盲板力的应对措施
（1） 在水泵配管设计中， 当系统需要安装可曲挠橡胶接头时， 应分析管道系统自身是否可消除盲板力的影响， 如消除不了， 就应选用带防拉脱（螺栓）的可曲挠橡胶接头（如图 6 所示）或设置固定管架， 以消除盲板力造成的管道偏移。

（2） 在水泵配管设计中， 如果只是为运行检修和更换设备方便， 配置安装可曲挠橡胶接头时， 应分析管道系统是否必须安装可曲挠橡胶接头。例如图 1 中的水泵配管， 进水和出水端的可曲挠橡胶接头是可以取消的， 检修阀门和更换设备时， 只要把大小头与水泵和弯头与阀门间的连接法兰松开就可以了。

（3） 在明敷和架空管道的设计中， 建议尽量少采用伸缩接头， 这样可以减少管道系统可能出现的渗漏现象。当必须采用伸缩接头时， 应选用带限位螺栓）的伸缩接头（如图 7 所示）或设置固定管架以消除盲板力造成的管道偏移。

4 产品选用
现在国内市场上已有带防拉脱（螺栓）的可曲挠橡胶接头和带限位（螺栓）的伸缩接头的产品供选用。由于防拉脱可曲挠橡胶接头和限位伸缩接头的用途很广， 使用的场合有所不同。因此各生产厂商的产品差别很大， 有的产品上防拉脱装置和限位装置只是配几根很细的螺栓。当产品使用在水泵出水管道上， 用于消除出水压力产生的盲板力时， 存在着所配螺栓偏少和偏小， 拉杆（螺栓）的抗拉强度不够的问题。所以在选用防拉脱可曲挠橡胶接头和限位伸缩接头时， 应选用拉杆（螺栓）配置较大的， 并应根据水泵的工作压力或系统的试验压力进行必要的校核计算。5 防拉脱（螺栓）和限位（螺栓）装置

防拉脱（螺栓）和限位（螺栓）装置的计算， 一般应先根据水泵的工作水压或系统的试验压力来计算管道系统所产生的盲板力， 再根据管道系统的盲板力计算防拉脱和限位装置所需螺栓的数量和规格。等级螺栓的抗拉强度可由国家标准 ［1］ 中查得。拉脱和限位装置所采用的拉杆（螺栓）一般宜采用高强螺栓， 这样可减少所配螺栓的数量。拉杆螺栓）通常采用双头长螺栓。

6 结语
（1）在水泵配管设计过程中，当需要在管道系统中设置可曲挠橡胶接头时，首要任务是深入分析管道系统本身是否能够消除盲板力的影响。根据分析结果，再决定是否需要选用带有防拉脱（螺栓）功能的可曲挠橡胶接头或设置固定管架。在选择防拉脱可曲挠橡胶接头时，为了确保其可靠性和安全性，通常需要对配套的拉杆（螺栓）进行必要的校核计算，确保其能够承受预期的拉力。

（2）在室外水泵配管设计中，由于紫外线对橡胶材料具有加速老化的作用，因此不推荐选用可曲挠橡胶接头。为了消除盲板力对管道系统的影响，更宜选择双法兰传力接头（如C2F型补偿接头）或大拉杆金属波纹管补偿器等耐用且抗老化的材料。这些材料能够更好地适应室外环境，确保管道系统的稳定和安全运行。

（3）在明敷和架空管道系统的设计中，建议尽量减少伸缩接头的使用。相比之下，在地下管道系统的设计中，由于土壤阻力的作用，管道系统通常能够自行消除盲板力的影响。此外，地下管道系统对管道渗漏问题的要求相对较低，因此可以优先考虑使用带有伸缩接头的阀门，以便于阀门的更换和维修工作。这样既能保证管道系统的正常运行，又能提高维修的便捷性。