CN103277315B - 抽真空系统及抽真空方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽真空系统及抽真空方法，该系统包括压力检测单元、抽真空单元及控制单元；压力检测单元用于检测水泵泵体内的压力值；抽真空单元用于对水泵泵体内进行抽真空；抽真空单元经一开关单元连接至水泵泵体内；开关单元的控制端及压力检测单元的输出端均连接至控制单元。本发明通过检测水泵泵体内的压力值，并在控制单元的控制下，根据水泵泵体的压力值来控制抽真空单元对水泵泵体及管道内进行抽真空操作，从而使得水泵管路处于随时可以启动的待机状态，启动准备时间为“0”。

Description

抽真空系统及抽真空方法

技术领域

本发明涉及水泵管路控制领域，特别地，涉及一种用于水泵的抽真空系统及抽真空方法。

背景技术

水泵管路系统按装置类可分为数种，其中以液位与水泵进口高度的关系可分为倒灌式和自吸式。所谓倒灌式是指:液位高度高于水泵进口，液体完全淹没叶轮，那么水泵可随时启动;自吸式是指:液位高度低于水泵进口，进口管路、泵体内没有液体，而离心水泵只能对水做功，无法对空气做功，要想启动水泵，必须使密封的管路及泵体内有水，然后水泵才能启动。

为了解决自吸式管路系统无法即时启动的问题，现有技术包括两种解决方案

方案一:底阀加灌水的方式。水泵在首次运行时，管路底阀闭合，从水泵泵体最高点处灌水，当水灌满以后即可启动水泵。此方案，由于底阀存在能源损耗，会降低系统的效率，且操作麻烦，花水泵停机后，由于不能对水泵的管路进行保压，因而不能使得水泵处于随时可以启动的状态;

方案二:在水泵进口加装真空泵。启动前利用真空泵抽真空，将液体吸入至泵体。由于真空泵抽真空需要一定时间，而且不能保压，第二次启动前仍需先抽真空，不能保证水泵随时启动。

发明内容

本发明目的在于提供一种抽真空系统及抽真空方法，以解决现有的自吸式水泵管路系统无法即时启动的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种抽真空系统，包括压力检测单元、抽真空单元、控制单元和开关单元；

压力检测单元用于检测水泵泵体内的压力值；

开关单元，用于控制抽真空单元与水泵泵体的连通；

抽真空单元，经开关单元连接至水泵，用于对水泵泵体内进行抽真空;

控制单元，与开关单元的控制端和压力检测单元的输出端连接，用于根据压力检测单元的输出控制开关单元的开启和/或关闭。

进一步地，控制单元存储有启动压力值及停机压力值，控制单元对压力检测单元检测获得的压力值与启动压力值及停机压力值进行比较，当检测获得的压力值大于启动压力值时，则开启开关单元；若检测获得的压力值小于停机压力值，则关闭开关单元。

进一步地，压力检测单元为远传压力表。

进一步地，抽真空单元包括经抽吸管与水泵泵体内相连的真空罐；以及

与真空罐的出口相连的真空抽吸泵，真空抽吸泵的控制端连接至控制单元。

进一步地，抽真空单元包括经抽吸管与水泵泵体内相连的真空罐；以及

与真空罐的出口相连的射流抽吸泵，射流抽吸泵的工作流体入口端连接有高压取水管路，高压取水管路上设有开关控制阀，开关控制阀的控制端连接至控制单元。

进一步地，抽真空单元包括经抽吸管与水泵泵体内相连的高位水箱，高位水箱的箱体上设有水位控制阀，水位控制阀的控制端连接至控制单元。

进一步地，开关单元为电磁阀，电磁阀的控制端连接至控制单元。

进一步地，控制单元为PLC控制单元或者单片机。

根据本发明的另一方面，还提供一种抽真空方法，包括以下步骤：

检测水泵泵体内的压力值；

判断检测获得的压力值是否达到设定的水泵待机状态的压力要求值；

若是则表明水泵的待机状态正常；

若否则对水泵泵体内进行抽真空操作，直至水泵泵体内的压力值达到设定的水泵待机状态的压力要求值。

进一步地，设定的水泵待机状态的压力要求值包括启动压力值及停机压力值，当检测获得的压力值大于启动压力值，则对水泵泵体内进行抽真空操作；当检测获得的压力值小于停机压力值，则停止对水泵泵体内的抽真空操作。

进一步地，还包括判断对水泵泵体内抽真空的抽吸时间是否超过预设时间的步骤，若抽吸时间超过预设时问，则启动报警。

本发明具有以下有益效果：

本发明抽真空系统，通过检测水泵泵体内的压力值，并在控制单元的控制下，根据水泵泵体的压力值来控制抽真空单元对水泵泵体及管道内进行抽真空操作，从而使得水泵管路处于随时可以启动的待机状态，启动准备时间为“0”。

本发明抽真空方法，通过检测水泵泵体内的压力值，并将检测到的压力值与预置的水泵待机状态的压力要求值进行比较，当水泵泵体内的压力值符合水泵待机状态的压力要求值，则处于正常待机状态；否则，对水泵泵体内进行抽真空操作，直至水泵泵体内的压力值达到设定的水泵待机状态的压力要求值。故本发明抽真空方法能保证白吸式水泵管路处于即时启动的待机状态。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明抽真空系统实施例一的结构示意图；

图2是本发明抽真空系统实施例一应用于水泵泵组的结构示意图；

图3是本发明抽真空系统实施例二的结构示意图；

图4是本发明抽真空系统实施例二应用于水泵泵组的结构示意图；

图5是本发明抽真空系统实施例三的结构示意图；以及

图6是本发明抽真空方法优选实施例的步骤流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1示出了本发明抽真空系统实施例一的结构示意图，参照图1，该抽真空系统，包括压力检测单元20、抽真空单元30、控制单元40及开关单元50。压力检测单元20用于检测水泵10泵体内的压力值；开关单元50，用于控制抽真空单元30与水泵10泵体的连通；抽真空单元30，经开关单元50连接至水泵10，用于对水泵10泵体内进行抽真空；控制单元40，与开关单元50的控制端和压力检测单元20的输出端连接，用于根据压力检测单元20的输出控制开关单元50的开启和／或关闭。其中，抽真空单元30经开关单元50连接至水泵10泵体内，控制单元40经压力检测单元20获得水泵10泵体内的压力值，并根据水泵泵体的压力值来控制开关单元50的开启和／或关闭，从而控制了抽真空单元30对水泵泵体及管道内进行抽真空操作，从而使得水泵管路处于随时可以启动的待机状态，启动准备时间为“0”。

在实施例一中，压力检测单元20为远传压力表，远传压力表将在本地端检测到的水泵10泵体内的压力值转变为电信号传递至控制单元40内，控制单元40为PLC控制单元或者单片机控制单元。控制单元40根据接收到的压力值与程序存储的水泵待机状态压力要求值进行比较，从而在水泵10内负压值不够时，启动抽真空单元30对水泵10及其管道内进行抽真空操作。在本实施例中，抽真空单元30包括经抽吸管31与水泵10泵体内相连的真空罐32；以及与真空罐32的出口相连的真空抽吸泵33，真空抽吸泵33的控制端连接至控制单元40。抽吸管31上设置有开关单元50，本实施例中，开关单元50为电磁阀，电磁阀的控制端连接至控制单元40，电磁阀在控制单元40的控制下打开或者关闭抽吸管31。

其中，水泵待机状态压力要求值的设定基于水泵10泵体内最高水位与水泵10的进水管道11入口处水位的高度差，故为了设定待机状态压力要求值，还需采用水位测量仪60对水泵10的进水管道ll入口处的水位进行测量，该水位测量仪60优选为超声波水位计。

在本实施例具体应用中，优选地，控制单元40内存储的水泵待机状态压力要求值包括启动压力值及停机压力值，启动压力值即为水泵泵体内最高水位与进水管道入口处水位的高度差，停机压力值=启动压力值+设定的真空度余量。真空度余量是为了确保抽真空系统维持真空的安全性，故给系统设置一定的安全裕量。当水泵泵体10内检测到的压力值高于启动压力值时(及水泵10泵体内的负压值不够)，控制单元40发出信号打开电磁阀，开启真空泵33抽吸，使得真空罐32及其管路产生负压，从而将水池内的水经进水管道11抽吸至水泵10内，经出水管道12流出。优选地，出水管道12上设有出口电磁阀13，出口电磁阀13在控制单元40的控制下打通或者关闭出水管道12。当远传压力表检测到的水泵10泵体内的压力值低于停机压力值时，控制单元40将发出信号关闭位于抽吸管31上的电磁阀及真空泵33，使得真空罐32具有良好的保压性能。直到水泵10泵体内的负压不够，液位下降至启动高度，整个系统在控制单元40的控制下重复执行上述的抽吸过程。

参照图2，当水泵10为多台并联的泵组时，启动主泵时，控制单元40发出控制信号，关闭位于主泵的抽吸管31上的电磁阀，因为，运行时的主泵是不需要抽真空系统维持其泵体内的真空度，当主泵停止运行时，控制单元40识别主泵处于待机状态，则控制电磁阀打开，使得该水泵处于被保护状态。通过上述方式，使得并联的泵组内各个水泵始终处于随时启动状态，保证了水泵的启动准备时间为“0”。

图3示出了本发明抽真空系统实施例二的结构示意图。参照图3，实施例二与实施例一的区别在于：实例二将实施例一的真空抽吸泵33替换为射流抽吸泵34。射流抽吸泵34的工作原理是：利用射流抽吸泵34的工作流体从喷嘴高速喷出，从而使得位于喉管周围的空气被高速射流带走而形成真空。在本实施例中，射流抽吸泵34的工作流体入口端连接有高压取水管路341，高压取水管路341上设有开关控制阀342，开关控制阀342的控制端连接至控制单元40。其中，高压取水管路341内工作流体可以是来自运行状态下水泵10内的水，如图4所示，高压取水管路341与水泵10的出水管道12连通；高压取水管路341亦可以使用来自外界的压力水源。

图5示出了本发明抽真空系统实施例三的结构示意图。参照图5，抽真空单元30包括经抽吸管31与水泵10泵体内相连的高位水箱35，高位水箱35的箱体上设有水位控制阀351、352，水位控制阀351、352的控制端连接至控制单元40。在本实施例中，利用高位水箱35产生的负压将水池内的水抽吸至水泵10内。控制单元40根据远传压力表检测的水泵10泵体内的压力值，当水泵10内的负压不够时，控制单元40发出控制指令打开水位控制阀351、352，由于高位水箱35内的液面高度高于水池的水位，高位水箱35内的水流会经回水管流入水池内，从而在高位水箱35的顶部产生一定负压，利用高位水箱35顶部的负压将水池内的水抽吸到水泵10内。高位水箱35内的水源可以视情况而定选用水泵10管道内的水或者是外接水源。

本发明还提供了一种抽真空方法，应用上述的抽真空系统，参照图6，该方法包括以下步骤：

S10、检测水泵10泵体内的压力值；

S20、判断检测获得的压力值是否达到设定的水泵10待机状态的压力要求值；

若是则执行步骤S60，表明水泵10的待机状态正常；

若否则执行步骤S30，对水泵10泵体内进行抽真空操作，直至水泵10泵体内的压力值达到设定的水泵10待机状态的压力要求值。设定的水泵10待机状态的压力要求值包括启动压力值及停机压力值，启动压力值即为水泵泵体内最高水位与进水管道入口处水位的高度差，停机压力值=启动压力值+设定的真空度余量。真空度余量是为了确保抽真空系统维持真空的安全性，故给系统设置一定的安全裕量。当检测获得的压力值大于启动压力值，对水泵10泵体内进行抽真空操作，在本实施例中，启动抽真空单元30对水泵10泵体内进行抽真空；当检测获得的压力值小于停机压力值，则关闭抽真空单元30对水泵10泵体内的抽真空操作。

较佳地，在步骤S30之后还包括步骤S40，即判断抽真空操作的抽吸时间是否超过预设时间，若抽吸时问超过预设时间，则执行步骤S50，启动报警。这样避免了水泵在故障状态下运行，从而便于检修人员及时对水泵的故障进行排查。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抽真空系统，其特征在于，包括压力检测单元(20)、抽真空单元(30)、控制单元(40)和开关单元(50)；

所述压力检测单元(20)用于检测水泵(10)泵体内的压力值；所述压力检测单元(20)为远传压力表，所述远传压力表将在本地端检测到的所述水泵(10)泵体内的压力值转变为电信号传递至所述控制单元(40)内；

所述开关单元(50)，用于控制所述抽真空单元(30)与所述水泵(10)泵体的连通；

所述抽真空单元(30)，经所述开关单元(50)连接至所述水泵(10)，用于对所述水泵(10)泵体内进行抽真空；

所述控制单元(40)，与所述开关单元(50)的控制端和所述压力检测单元(20)的输出端连接，用于根据所述压力检测单元(20)的输出控制所述开关单元(50)的开启和/或关闭；

所述控制单元(40)存储有启动压力值及停机压力值，所述控制单元(40)对所述压力检测单元(20)检测获得的压力值与所述启动压力值及停机压力值进行比较，当所述检测获得的压力值大于所述启动压力值时，则开启所述开关单元(50)；若所述检测获得的压力值小于所述停机压力值，则关闭所述开关单元(50)；其中，所述启动压力值即为水泵泵体内最高水位与进水管道入口处水位的高度差，所述停机压力值＝启动压力值+设定的真空度余量。

2.根据权利要求1所述的抽真空系统，其特征在于，

所述抽真空单元(30)包括经抽吸管(31)与所述水泵(10)泵体内相连的真空罐(32)；以及

与所述真空罐(32)的出口相连的真空抽吸泵(33)，所述真空抽吸泵(33)的控制端连接至所述控制单元(40)。

3.根据权利要求1所述的抽真空系统，其特征在于，

所述抽真空单元(30)包括经抽吸管(31)与所述水泵(10)泵体内相连的真空罐(32)；以及

与所述真空罐(32)的出口相连的射流抽吸泵(34)，所述射流抽吸泵(34)的工作流体入口端连接有高压取水管路(341)，所述高压取水管路(341)上设有开关控制阀(342)，所述开关控制阀(342)的控制端连接至所述控制单元(40)。

4.根据权利要求1所述的抽真空系统，其特征在于，

所述抽真空单元(30)包括经抽吸管(31)与所述水泵(10)泵体内相连的高位水箱(35)，所述高位水箱(35)的箱体上设有水位控制阀(351、352)，所述水位控制阀(351、352)的控制端连接至所述控制单元(40)。

5.根据权利要求1至4任一项所述的抽真空系统，其特征在于，

所述开关单元(50)为电磁阀，所述电磁阀的控制端连接至所述控制单元(40)。

6.根据权利要求5所述的抽真空系统，其特征在于，

所述控制单元(40)为PLC控制单元或者单片机。

7.一种抽真空方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测水泵(10)泵体内的压力值；

判断检测获得的压力值是否达到设定的水泵(10)待机状态的压力要求值；

若是则表明水泵(10)的待机状态正常；

若否则对水泵(10)泵体内进行抽真空操作，直至所述水泵(10)泵体内的压力值达到所述设定的水泵(10)待机状态的压力要求值；

所述设定的水泵(10)待机状态的压力要求值包括启动压力值及停机压力值，当所述检测获得的压力值大于所述启动压力值，则对水泵(10)泵体内进行抽真空操作；当所述检测获得的压力值小于所述停机压力值，则停止对水泵(10)泵体内的抽真空操作；其中，所述启动压力值即为水泵泵体内最高水位与进水管道入口处水位的高度差，所述停机压力值＝启动压力值+设定的真空度余量。

8.根据权利要求7所述的抽真空方法，其特征在于，

还包括判断对水泵(10)泵体内抽真空的抽吸时间是否超过预设时间的步骤，若抽吸时间超过预设时间，则启动报警。