CN103306990B - 基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，包括水位检测装置，所述水位检测装置中设有通过水位高/低变化来实现关/开的机械联动开关阀，所述机械联动开关阀连接在气动控制装置中，所述气动控制装置中设有两条出气回路，其中一条出气回路上依次连接有定值减压阀、节流阀Ⅰ及机械联动开关阀，所述机械联动开关阀与气控换向阀的控制气路相连接，另一条出气回路与气动涡轮马达进风口相连接，所述气动涡轮马达出风口与气控换向阀主回路进气口相连接，所述气控换向阀主回路一路出气口直接与消音器连接，另一路出气口与节流阀Ⅱ相连接后接入消音器。本发明通过基于水位检测的气动系统实现风动泵自动调速，有效解决了潜水泵空载时转速过快导致的“飞车”难题。

Description

基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置

技术领域

本发明属于风动潜水泵技术领域，具体涉及一种用于风动潜水泵上的安全智能辅助装置，特别涉及一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置。

背景技术

目前，矿井下常用的中小型潜水泵主要为电动潜水泵，考虑其工作环境为瓦斯与煤尘环境，其动力源为隔爆型电动机，但经使用后发现其隔爆防水性能难以保证，长期使用后绝缘效果变差，且水中混有煤泥等杂质时，会造成泵的阻力大，均易造成电机的烧毁，因此有较大的安全隐患。

随着井下风动工具的不断普及，市场上出现了一种以气动马达作为动力源的风动潜水泵，该泵由于以压缩空气为动力，具有安全可靠、结构简单，安装、操作、维护简便等优点，成为国内先进的一种新型风动排水工具。但该类型风动潜水泵在井下实际使用过程中，由于工作过程中轻载或空载，水泵转速过快，达到12000r/min～14000r/min以上，使轴承磨损加剧，严重影响泵的使用寿命，可靠性与使用效率降低，更严重的会对周围人员造成伤害，引起“飞车”现象，极大地影响了风动潜水泵在煤矿的推广使用。目前解决“飞车”的方法主要有两种，一种是传感器模式，产品仍然带电，用在井下安全性跟不上；一种是离心式限速器，利用离心力随着转速的变化，通过摩擦方式实现水泵主轴转速控制，很难应用于大功率潜水泵，可靠性也较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种通过气动系统来实现风动潜水泵在有无负载时的自动切换，具有高效节能、低噪、安全可靠、便于安装维修优势的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置。

一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，包括与风动潜水泵位于同一工作水平面上的水位检测装置，所述水位检测装置中设有通过水位高/低变化来实现关/开的机械联动开关阀，所述机械联动开关阀连接在用于控制风动潜水泵转速的气动控制装置中；所述气动控制装置气路连接在风动潜水泵的进气口及出气口之间，所述气动控制装置包括气源，所述气源的输出端连接有开关阀，所述开关阀同时连接有两条出气回路，其中一条出气回路上依次连接有定值减压阀、节流阀Ⅰ及机械联动开关阀，所述机械联动开关阀与气控换向阀的控制气路相连接，另一条出气回路与气动涡轮马达进风口相连接，所述气动涡轮马达出风口与气控换向阀主回路进气口相连接，所述气控换向阀主回路一路出气口直接与消音器连接，另一路出气口与节流阀Ⅱ相连接后接入消音器。

所述气源与开关阀之间设有压力表。

所述水位检测装置包括腔体，所述腔体底部侧壁上开设有进水网孔，机械联动开关阀设置在腔体上部，下方通过连杆悬设连接一密闭容器。

所述密闭容器由塑料制成，内部装有重量可调的配重体。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述腔体底部固定在底座上，底座通过定位锚插设在淤泥中。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述腔体顶端和内部增设有密封板，所述连杆与密封板配合处设有密封圈。

本发明结构简单，使用方便，无需对现有风动潜水泵进行任何结构改进，通过气动系统实现风动泵自动调速，有效解决了潜水泵空载时的“飞车”难题，而且具有体积小，重量轻，移动方便，可拆装，安装检修方便，系统反应迅速，安全可靠，经济性好的优势。

附图说明

图1为本发明的安装结构示意图。

图2为本发明中气动控制装置示意图。

图3为本发明中水位检测装置示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

实施例1

参见图1，本发明提供的一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，包括与风动潜水泵1位于同一工作水平面上的水位检测装置2，所述水位检测装置2中设有通过水位高/低变化来实现关/开的机械联动开关阀2a，所述机械联动开关阀2a连接在用于控制风动潜水泵1转速的气动控制装置3中，所述气动控制装置3气路连接在风动潜水泵1的进气口1a及出气口1b之间，参加图2，所述气动控制装置3包括气源3a，所述气源3a的输出端依次连接有压力表3b、开关阀3c，所述开关阀3c同时连接有两条出气回路，其中一条出气回路上依次连接有定值减压阀3d、节流阀Ⅰ3e及机械联动开关阀2a，所述机械联动开关阀2a与气控换向阀3g的控制气路相连接，另一条出气回路上与气动涡轮马达3f（风动泵）进风口相连接，所述气动涡轮马达3f出风口与气控换向阀3g主回路进气口相连接，所述气控换向阀3g主回路一路出气口直接与消音器3i连接，另一路出气口与节流阀Ⅱ3h相连接后接入消音器3i。

参见图3，在具体实施时，水位检测装置2可采用如下的浮力结构，所述水位检测装置2包括腔体2i，所述腔体2i底部侧壁上开设有用于进水的网孔2b，机械联动开关阀2a设置在腔体2i上部，下方通过连杆2c悬设连接一密闭容器2d。当水位检测装置处于有水环境中时，水流通过网孔2b进入腔体2i中，当水位达到一定值时，密闭容器2d（由塑料制成，内部装有如水、小铁块等重量可调的配重体），由于浮力增加推动连杆2c，使机械联动开关阀2a处于关闭状态，从而断开气控换向阀3g的控制气路，使气控换向阀3g主回路出气口直接与消音器3i连接。反之，当水位降到一定值时，密闭容器2d由于自身及内部配重体的重力作用将拉动连杆2c使机械联动开关阀2a处于开启状态，气控换向阀3g的控制气路进气，气控换向阀3g主回路出气口与节流阀Ⅱ3h相连接后接入消音器3i，达到自动调速的目的。

实施例2

本实施例为本发明的运行过程：

当水位达到一定值时，机械联动开关阀2a封闭其所在的气路（参见图2，即机械联动开关阀2a被推到右位时），气控换向阀3g处于右位，此时从气动涡轮马达3f里排出来的高压气体直接通过消音器3i排到大气中，此时水泵正常排水，气动涡轮马达3f满负荷转动，气动涡轮马达3f中的涡轮正常旋转。

当水位降到一定值时，机械联动开关阀2a开通其所在的气路（参见图2，即机械联动开关阀2a被推到左位时），气控换向阀3g置于左位，高压气体先后通过节流阀Ⅱ3h和消音器3i排出，实现出口节流调速，以恒定气动涡轮马达3f中涡轮的转速，从而避免潜水泵空载时的“飞车”现象。

本发明为了更进一步完善其结构，本发明的结构在具体实施时，还可以在以上所述的技术方案基础上，采用下面的实施例：

实施例3

参见图3，水位检测装置2中，所述腔体2i底部固定在底座2e上，底座2e通过定位锚2f插设在淤泥中，可实现水位检测装置的有效固定。

实施例4

参见图3，水位检测装置2中，所述腔体2i顶端和内部增加了两块密封板2g，所述连杆2c与密封板2g配合处使用密封圈2h防水，保护气动元件，以提高风动泵自调速装置工作的可靠性。

Claims (6)

1.一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，其特征在于：包括与风动潜水泵位于同一工作水平面上的水位检测装置，所述水位检测装置中设有通过水位高/低变化来实现关/开的机械联动开关阀，所述机械联动开关阀连接在用于控制风动潜水泵转速的气动控制装置中；所述气动控制装置气路连接在风动潜水泵的进气口及出气口之间，所述气动控制装置包括气源，所述气源的输出端连接有开关阀，所述开关阀同时连接有两条出气回路，其中一条出气回路上依次连接有定值减压阀、节流阀Ⅰ及机械联动开关阀，所述机械联动开关阀与气控换向阀的控制气路相连接，另一条出气回路与气动涡轮马达进风口相连接，所述气动涡轮马达出风口与气控换向阀主回路进气口相连接，所述气控换向阀主回路一路出气口直接与消音器连接，另一路出气口与节流阀Ⅱ相连接后接入消音器。

2.根据权利要求1所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，其特征在于：所述气源与开关阀之间设有压力表。

3.根据权利要求1或2所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，其特征在于：所述水位检测装置包括腔体，所述腔体底部侧壁上开设有进水网孔，机械联动开关阀设置在腔体上部，下方通过连杆悬设连接一密闭容器。

4.根据权利要求3所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，其特征在于：所述密闭容器由塑料制成，内部装有重量可调的配重体。

5.根据权利要求3所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，其特征在于：所述腔体底部固定在底座上，底座通过定位锚插设在淤泥中。

6.根据权利要求3所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置，其特征在于：所述腔体顶端和内部增设有密封板，所述连杆与密封板配合处设有密封圈。