[發(fā)明專利]一種數(shù)控化虹吸節(jié)能離心泵裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910055653.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN109505780B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張靜;陳先培;吳亮亮;劉佳偉;祁建鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): F04D15/00
• 分類號(hào): F04D15/00;F04D29/00;F04F10/00
• 代理公司: 11265 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 劉陽(yáng)

本發(fā)明公開了一種數(shù)控化虹吸節(jié)能離心泵裝置，包括離心泵、進(jìn)口管、伸縮出口管、旋轉(zhuǎn)密封圈、光電流速傳感器以及角速度傳感器，進(jìn)口管的一端與離心泵進(jìn)口端連接，進(jìn)口管的另一端伸入水池，離心泵通過旋轉(zhuǎn)密封圈與伸縮出口管連接，離心泵由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)并通過內(nèi)設(shè)的角速度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離心泵葉輪狀態(tài)，伸縮出口管設(shè)有光電流速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離心泵出口流速大小，且角速度傳感器和光電流速傳感器及時(shí)反饋離心泵的運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明避免安裝水下底閥，將裝置安裝在水池上方，使得運(yùn)行、檢修十分方便，避免水下零件腐蝕帶來的損失。本發(fā)明運(yùn)用數(shù)控化技術(shù)能讓工作人員實(shí)時(shí)了解泵的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)環(huán)境做出調(diào)整，并使排水泵適應(yīng)多流量工況的工作條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)控化節(jié)能虹吸泵裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)今計(jì)算機(jī)的普及，使用計(jì)算機(jī)對(duì)日常生活中一些常見機(jī)器進(jìn)行數(shù)控的例子也越來越多，計(jì)算機(jī)數(shù)控能使人對(duì)機(jī)器的操作不受地點(diǎn)的控制，使人對(duì)機(jī)器操控更加方便，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間的交互。

虹吸現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是因?yàn)橐后w壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)而產(chǎn)生的。根據(jù)帕斯卡定律p＝ρgh，只要保證進(jìn)口管液體壓強(qiáng)小于出口管液體壓強(qiáng)，液體就能因?yàn)闅鈮翰钭詣?dòng)向出口管流動(dòng)。離心泵進(jìn)入虹吸狀態(tài)后，進(jìn)口側(cè)壓強(qiáng)為p_{入口側(cè)}＝p_大氣-ρgh₁，出口側(cè)壓強(qiáng)為p_{出口側(cè)}＝p_大氣-ρgh₂。在大氣壓和液體壓強(qiáng)的共同作用下，水由進(jìn)口側(cè)向出口側(cè)流動(dòng)，但是必須保證h₂大于h₁，不然虹吸現(xiàn)象無法進(jìn)行。

以前的排水泵一般都是在水下安裝底閥，其存在的問題是：離心泵的底閥在水下易腐蝕，帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失；水下底閥的存在大大增加了檢修時(shí)的難度。

目前關(guān)于在泵中應(yīng)用虹吸原理的設(shè)計(jì)研究有很多，其側(cè)重點(diǎn)和方向也有很大不同：例如取消底閥，安裝輔助虹吸桶；安裝負(fù)壓罐，靠罐內(nèi)負(fù)壓實(shí)現(xiàn)虹吸現(xiàn)象等等。通過安裝輔助虹吸桶，雖然也能夠使泵進(jìn)入虹吸現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)能排水的目的，但是在泵進(jìn)行虹吸排水之前，需要人工操作在虹吸桶中灌水來創(chuàng)造一個(gè)促進(jìn)虹吸現(xiàn)象的條件。在水池液面以上安裝負(fù)壓罐能夠避免水下底閥帶來的不便，罐中高負(fù)壓的存在能夠使離心泵快速進(jìn)入虹吸補(bǔ)水的工況，保證了供水的可靠性，但是負(fù)壓罐的設(shè)立需要在泵運(yùn)行前在罐中建立一個(gè)良好的高負(fù)壓條件，而且必須保證罐體的絕對(duì)密封性，每次對(duì)罐體的檢修，都需要重新設(shè)立負(fù)壓條件，條件較為苛刻。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)控化虹吸節(jié)能離心泵裝置，將虹吸原理應(yīng)用到排水離心泵上，在綜合考慮排水量、排水效率和消耗功多方面因素的情況下，利用數(shù)控化技術(shù)自動(dòng)選擇最優(yōu)排水方案，以達(dá)到節(jié)能高效的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是根據(jù)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種數(shù)控化虹吸節(jié)能離心泵裝置，包括離心泵、進(jìn)口管、伸縮出口管、旋轉(zhuǎn)密封圈、光電流速傳感器以及角速度傳感器，其特征在于，所述進(jìn)口管的一端與所述離心泵進(jìn)口端連接，所述進(jìn)口管的另一端伸入水池，所述離心泵通過所述旋轉(zhuǎn)密封圈與所述伸縮出口管連接，所述離心泵由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)并通過內(nèi)設(shè)的角速度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離心泵葉輪狀態(tài)，所述伸縮出口管設(shè)有一個(gè)光電流速傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離心泵出口流速的大小，且角速度傳感器和光電流速傳感器及時(shí)反饋離心泵的運(yùn)行狀態(tài)。

上述技術(shù)方案中，所述離心泵的進(jìn)口端處設(shè)置有一個(gè)進(jìn)口位置傳感器，所述進(jìn)口位置傳感器測(cè)量水池液面到離心泵進(jìn)口的距離。

上述技術(shù)方案中，所述離心泵出口端處的伸縮出口管中設(shè)置有一個(gè)出口位置傳感器，所述出口位置傳感器測(cè)量伸縮出口管中液面高度。

上述技術(shù)方案中，所述角速度傳感器測(cè)量離心泵葉輪是否轉(zhuǎn)動(dòng)，其狀態(tài)信息包括有角速度或者無角速度。

上述技術(shù)方案中，所述光電流速傳感器測(cè)量離心泵出口端流速大小，進(jìn)而得到離心泵流量大小。