[發明專利]一種可取代高壓電機變頻調速器的節能泵

有效

• 申請號: 201210381897.8
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN103711709A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 雷澤永
• 申請（專利權）人: 雷澤永
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明涉及一種節能泵技術領域，具體是一種用低壓變頻調速器替代高壓變頻調速器的新型節能泵。

背景技術

拖動油泵和水泵的電機是石化、熱電等工業領域主要的耗電設施。為了節約用電，該類電機已廣泛采用了變頻調速技術，用于調節泵的流量，以適應變化不斷的生產負荷。目前，低壓電機變頻調速技術已廣泛使用于泵的流量調節，取得了明顯的節電效果。例如煉油廠采用該技術，可使拖動泵的電機節電20－30%，部分電機節電40－50%。高壓電機拖動的泵也采用了高壓電機變頻調速技術，達到了與低壓電機相同的節電效果。

但是與低壓變頻器相比較，高壓變頻器的價格是低變頻器的十倍左右。例如一臺150kw低壓變頻器價格約12萬元左右，而一臺200kw的高壓電機變頻器的價格約120萬以上，且變頻器體積龐大，不便安裝。由于高壓變頻器的價格較貴，投資回收期較長（一般2--4年），因此不少企業寧愿讓高壓電機浪費電能也不愿投資高壓變頻調速技術。高壓電機數量比低壓電機少，但總的負荷二者相當，甚至高壓電機總的負荷超過低壓電機。

變頻調速技術的工作原理是變頻器改變電流的頻率，控制電機轉速，使電機轉速在0和最大轉速之間按需調節。因泵軸與電機的軸是連之一起的，泵的葉輪是和泵軸聯在一起的，因此電機的轉速決定了葉輪的轉速。當電機轉速由0調節至最大轉速時，被電機拖動泵的葉輪轉速也同步由0調節至最大，泵的流量也由0調節至最大。因此通過電機變頻調速技術，使泵流量隨時與生產所需負荷保持一致，以達到節電的目標。

當泵將流體通過一段管道，將流體送入一個設備（例如一個塔式罐）。由于設備內有一定的壓力，管道也有阻力。因此泵出口壓力必須克服總的阻力（各道阻力與設備的壓力之和），流體才能進入設備內。例如：某循環水泵將水送入一個水塔，塔內壓力2.1Mpa。泵出口壓力P＝300m，水泵由一臺功率N＝300Kw的高壓電機拖動。為節約用電，給高壓電機上一臺高壓變頻調速器。當生產負荷由最大降低至零時，變頻調速器調節泵轉速由最高向轉速最低下降時，泵的轉速不可以下降至零。當轉速下降到一定程度時（比如額定轉速的80%）時，泵出口壓力已下降至210m時，泵出口壓力正好等于水塔內的壓力2.1Mpa，此時，水泵流量降低至零。由上術分析可以看出，泵的轉速不可以下降至零，高壓變頻調速器的功能大部分是浪費掉的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種可取代高壓電機變頻調速器的節能泵，結構設計合理，用低壓變頻調速器替代高壓變頻調速器，從而達到節能、降低成本的目的。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種可取代高壓電機變頻調速器的節能泵，包括帶有泵入口與泵出口的泵體、以及設置在泵入口一側的高壓電機，泵體內設有葉輪，其特征在于：所述泵出口一側設有一低壓變頻調速電機，所述葉輪為二組，其中第一組葉輪為固定轉速葉輪，設于泵入口處，通過固定轉速葉輪泵軸與高壓電機的高壓電機軸相連，并在高壓電機的驅動下轉動；第二組葉輪為調速葉輪，設于泵出口處，通過調速葉輪泵軸與低壓變頻調速電機的電機軸相連，在低壓變頻調速電機的驅動下作變速轉動，進而調節泵的流量。

作為改進，所述第一組葉輪可以為一片葉輪或多片葉輪，其功率占泵總功率的70~90％；所述第二組葉輪只有一片葉輪，其功率占泵總功率的10~30％。

一種可取代高壓電機變頻調速器的節能泵，包括帶有泵入口與泵出口的主泵、以及設置在主泵入口一側的高壓電機，主泵內設有葉輪，所述葉輪通過主泵軸與高壓電機的高壓電機軸相連，并在高壓電機的驅動下轉動，其特征在于：所述主泵的泵出口處的出口管道上連接有一用于調節流量的流量調節泵，所述流量調節泵的入口與主泵的泵出口相連通，所述流量調節泵內設有調速葉輪，在流量調節泵的出口一側設置有一低壓變頻調速電機，所述調速葉輪通過調速葉輪泵軸與低壓變頻調速電機的電機軸相連，并在低壓變頻調速電機的驅動下作變速轉動。

所述主泵的葉輪為一片或多片，其功率占整個節能泵總功率的70~90％；所述流量調節泵的調速葉輪為一片，其功率占整個節能泵總功率的10~30％。

與現有技術相比，本發明的優點在于：對原泵的結構進行改進，在泵出口處一側設置低壓變頻調速電機，而泵軸也采用二根，分別與高壓電機、低壓變頻調速電機的電機軸相連，或者將一臺泵分為主泵與調節泵，調節泵的泵軸與低壓變頻調速電機的電機軸相連，這樣就通過低成本的低壓變頻調速器取代了高壓變頻調速器，解決了高壓變頻調速器存在的價格高、功能浪費的問題，同時達到節能的目的。本發明結構合理、節能性能好，且大大節約了投資成本。