CN106678085A - 一种深井泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深井泵，旨在提供一种电控自动防砂的深井泵，解决了深井泵井下工作容易受泥沙影响的问题，其技术方案要点是包括上壳体、过滤罩、下壳体，过滤罩设置于上壳体和下壳体之间，下壳体上设置有可朝向外侧翻转第一过滤网结构，第一过滤网结构包括多个网罩、连接网罩和下壳体的铰接件、固定在网罩背离铰接件一端的第一磁铁，在下壳体的内侧设置有用以形成和第一磁铁同性或异性磁场的电磁机构，达到了智能化防沙除沙效果。

Description

一种深井泵

技术领域

本发明涉及深井泵技术领域。

背景技术

深井泵是一种电机与水泵直联一体潜入水中工作的通用提水机械，其工作原理是开泵后电动机通过套筒联轴器将电机轴和泵轴带动，叶轮高速旋转，其中的液体随着叶片一起旋转在离心力的作用下对液体作功，把机械能转换成液体能量，井水飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口的排出管流出。深井泵实际上是一种立式单吸分段式多级离心泵。

深井泵的选型应根据施工现场工况特点正确选择，深井泵对水中含沙量要求严格，一般限制在3%以内，含沙量大时，易损坏密封，电机一旦进水，轴承、绕组绝缘损坏，导致电机烧坏,现有的一些深井泵的应用就受到了限制,特别在一些含沙量较大的施工现场,需要经常检修深井泵,由此降低了作业的效率。

并且，在水电站施工供水系统、机组检修排水系统中，需要用长轴深井泵提取天然河水。对于多泥沙和泥沙颗粒较硬的天然河水，由于泥沙易对电机传动系统的轴承、密封等造成严重的磨损破坏，导致普通的长轴深井泵已不能在这种环境下正常工作。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供电控自动防砂的深井泵。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种深井泵，包括上壳体、过滤罩、下壳体，过滤罩设置于上壳体和下壳体之间，所述下壳体上设置有可朝向外侧翻转第一过滤网结构，所述第一过滤网结构包括多个网罩、连接网罩和下壳体的铰接件、固定在网罩背离铰接件一端的第一磁铁，在下壳体的内侧设置有用以形成和所述第一磁铁同性或异性磁场的电磁机构。

通过上述设置，过滤罩的过滤效果不佳，采用第一过滤网结构，泥沙由于自身重力的缘故，通常是越靠近井底则泥沙含量越多，深井泵在吸水的时候，一部分水流是从井底输送过来的，通过电磁机构可以将过滤罩撑开，电磁机构通过磁场的作用将装有第一磁铁的网罩张开，由此当井底下带有泥沙的水流往上流动的过程中首先是要先经过第一过滤网结构，由此进行了第一重过滤，将泥沙隔挡在网罩之下，由于其具有一定的倾斜角度，类似一个倒置的漏斗结构，所以对于带泥沙的水流过滤效果显著。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述电磁机构包括

液压传感器，检测深井水压并产生检测信号；

比较电路，接收液压传感器的检测信号并根据设定阈值进行比较，输出比较信号；

切换电路，接收所述比较信号，并以此对输入电源的正负端进行切换；

电磁线圈，连接切换电路以根据切换的电源正负端状态产生与所述第一磁铁同性或是异性的磁场。

通过上述设置，此电磁机构通过电流在电磁线圈上的流动方向来确定电生磁场的等效磁力方向，从而可以对磁力方向进行切换，电磁机构可以产生与第一磁铁同性的磁力，从而使得网罩可以闭合收拢，同样可以通过切换电路进行切换电流方向，从而使得网罩张开，并且电磁线圈的启动由水位控制，只有水位到达目标设定水位深度时才进行启动。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述切换电路包括第一继电器电路、正极线端、负极线端、切换开关、第一触点、第二触点、第三触点；第一继电器电路控制切换开关上下动作进行触点之间的切换，第一触点和第三触点相互连接，第二触点处于第一触点和第三触点之间，正极线端和负极线端通过切换开关给电磁线圈供电。

通过上述设置，采用简单电路连接方式，可以改变电路电流流过电磁线圈的方向，从而进行磁力方向的切换。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述上壳体上设置有第二过滤网结构。

通过上述设置，在上壳体设置第二过滤网结构，从而增加第二重的过滤效果，由于深井泵在工作过程中，井壁也有可能产生泥沙掉落，所以由此设计，进一步提高过滤效果。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述第二过滤网结构与第一过滤网结构相同，铰接件设置在上端部，第一磁铁设置在下端部。

通过上述设置，由此设计，当泥沙从上往下流动过程中，由于第二过滤网结构，可以使得泥沙通过倒置的漏斗结构由中间往两侧积累，当深井泵不工作的时候，此时将网罩闭合，积累在侧壁上的泥沙可以自由掉落下沉。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述铰接件设置在下端部，第一磁铁设置在下端部。

通过上述设置，第二过滤网结构和第一过滤网结构在布置上相互倒立，则有利于对泥沙的累积，收集。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述过滤罩的电机轴设置有防沙密封轴套，所述防沙密封轴套包括底座、紧固座、嵌设在紧固座内周向设置的磨砂辊、多个密封圈、连接在密封圈之间用以提供推力的弹簧、用以套接在电机轴上的套筒。

通过上述设置，采用此防沙密封轴套，则可以有效保护电机轴，防止泥沙将电机轴卡住，首先是密封圈起到有效的密封，防止水流进入，另外，磨砂辊则在泥沙进入的时候将泥沙进行压磨并排除。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述电机轴上还设有第二磁铁，所述电机轴上还套设有跟所述第二磁铁相互靠近且具有间距的除沙环，所述除沙环跟随所述第二磁铁转动，所述除沙盘的侧面贴合电机轴的接缝处。

通过上述设置，当电机轴缓慢转动的过程中，除沙环则由于磁力的牵引也跟随电机轴进行转动，从而除沙盘对电机轴的接缝处进行清理，防止启动过程的泥沙沉积。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述下壳体内还设置有温度传感器、转速传感器，所述液压传感器、温度传感器、转速传感器均连接故障指示器，故障指示器设置在外部。

通过上述设置，通过故障指示器可以有效监控井下的情况。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述液压传感器、温度传感器、转速传感器通过开关电路进行循环定时使能，所述开关电路包括

第一定时电路，用以控制液压传感器的使能电源，并在定时结束后输出第一触发信号；

第二定时电路，接收所述第一触发信号，用以控制温度传感器的使能电源，并在其定时结束后输出第二触发信号；

第三定时电路，接收第二触发信号，用以控制温度传感器的使能电源，并在其定时结束后等待下一次定时动作。

通过上述设置，利用开关电路进行循环定时使能各个检测器件，由此体现了自动化和智能化。

综上所述，本发明具有以下有益效果：采用多重防沙除沙过滤理念，并采用电路结构进行智能化控制，对于井下情况进行智能监控，循环使能监控，更加节能，有效防沙。

附图说明

图1为本实施例1的结构示意图；

图2为本实施例2的结构示意图；

图3为本实施例3的结构示意图；

图4为本实施例3的局部放大图；

图5为本实施例1的电磁机构的电路图；

图6为本实施例1的防沙密封轴套的结构示意图；

图7为本实施例1的防沙密封轴套的剖视图；

图8为本实施例1的除沙环的结构图；

图9为本实施例1的故障指示器的电路图；

图10为本实施例1的开关电路的电路图。

图中1、上壳体；2、过滤罩；3、下壳体；400、第一过滤网结构；401、网罩；402、铰接件；403、第一磁铁；404、电磁机构；41、液压传感器；42、比较电路；43、切换电路；431、第一继电器电路；432、正极线端；433、负极线端；434、切换开关；435、第一触点；436、第二触点；437、第三触点；44、电磁线圈；500、第二过滤网结构；600、防沙密封轴套；601、底座；602、紧固座；603、磨砂辊；604、密封圈；605、弹簧；606、套筒；71、第二磁铁；72、除沙环；81、温度传感器；82、转速传感器；83、故障指示器；9、开关电路；91、第一定时电路；92、第二定时电路；93、第三定时电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：结合图1，以及图5至图10。如图1所示的结构简图，一种深井泵，包括上壳体1、过滤罩2、下壳体3。过滤罩2设置于上壳体1和下壳体3之间，下壳体3上设置有可朝向外侧翻转第一过滤网结构400。

第一过滤网结构400包括多个网罩401、连接网罩401和下壳体3的铰接件402、固定在网罩401背离铰接件402一端的第一磁铁403，在下壳体3的内侧设置有用以形成和第一磁铁403同性或异性磁场的电磁机构404。网罩401采用材质较轻的金属丝网结构，也可以采用塑料结构。铰接件402使得网罩401可以进行转动，由于网罩401彼此分开的时候会有间隙空余流程，可以采用布匹进行连接相邻网罩401，使得圆柱形的网罩401撑开的时候像雨伞一样。由雨伞结构可以进行借鉴到此，由此可以使得网罩401整体形成类似漏斗的形状。

如图5所示电磁机构404的电路图，电磁机构404包括液压传感器41、比较电路42、切换电路43、电磁线圈44。液压传感器41，检测深井水压并产生检测信号；比较电路42，接收液压传感器41的检测信号并根据设定阈值进行比较，输出比较信号；切换电路43，接收比较信号，并以此对输入电源的正负端进行切换；电磁线圈44，连接切换电路43以根据切换的电源正负端状态产生与第一磁铁403同性或是异性的磁场。

切换电路43包括第一继电器电路431、正极线端432、负极线端433、切换开关434、第一触点435、第二触点436、第三触点437。第一继电器电路431控制切换开关434上下动作进行触点之间的切换，第一触点435和第三触点437相互连接，第二触点436处于第一触点435和第三触点437之间，正极线端432和负极线端433通过切换开关434给电磁线圈44供电。采用本电路连接方式，可以改变电路电流流过电磁线圈44的方向，从而进行磁力方向的切换。

另外，如图6所示防沙密封轴套600的结构示意图，过滤罩2的电机轴设置有防沙密封轴套600，防沙密封轴套600包括底座601、紧固座602、嵌设在紧固座602内周向设置的磨砂辊603、多个密封圈604、连接在密封圈604之间用以提供推力的弹簧605、用以套接在电机轴上的套筒606。如图7所示，采用此防沙密封轴套600，则可以有效保护电机轴，防止泥沙将电机轴卡住，首先是密封圈604起到有效的密封，防止水流进入，另外，磨砂辊603则在泥沙进入的时候将泥沙进行压磨并排除。

如图8所示，在上述基础上，电机轴上还设有第二磁铁71，电机轴上还套设有跟第二磁铁71相互靠近且具有间距的除沙环72，除沙环72跟随第二磁铁71转动，除沙盘的侧面贴合电机轴的接缝处。除沙环72可以通过旋转，与电机轴局部区域进行摩擦，从而进行清理，由于此通过磁场进行驱动，并且留有间距，更加有利于对泥沙的清理，避免自身被泥沙卡住。

当电机轴缓慢转动的过程中，除沙环72则由于磁力的牵引也跟随电机轴进行转动，从而除沙盘对电机轴的接缝处进行清理，防止启动过程的泥沙沉积。

如图9所示故障指示器83的电路图，下壳体3内还设置有温度传感器81、转速传感器82，液压传感器41、温度传感器81、转速传感器82均连接故障指示器83，故障指示器83设置在外部。液压传感器41、温度传感器81、转速传感器82通过开关电路9进行循环定时使能。

开关电路9包括第一定时电路91、第二定时电路92、第三定时电路93。第一定时电路91，用以控制液压传感器41的使能电源，并在定时结束后输出第一触发信号；第二定时电路92，接收第一触发信号，用以控制温度传感器81的使能电源，并在其定时结束后输出第二触发信号；第三定时电路93，接收第二触发信号，用以控制温度传感器81的使能电源，并在其定时结束后等待下一次定时动作。

由三个时基集成电路LM555组成三个单稳态电路，每个单稳态电路作为一个定时电路。三个定时电路共同完成三级循环定时控制功能。

市电电压220V输入到变压器B中降压，形成9V电压，通过D1-D4形成的整流桥模块进行整流，再通过IC1进行稳压，IC1的型号采用MC7806C，可以输出6V稳定的供电电压。而电容C1、C2有利于滤波。

定时电路结构主要包括LM555芯片、其定时外围电路、继电器元件。

在接通电源的瞬间，由于555集成电路IC3和IC4的复位端4脚都接有时间常数较大的自动复位电路（分别由R4、C7和R7、C11组成），使IC3和IC4复位，它们的输出端3脚就输出低电平，使三极管Q1T2、T3分别截止，继电器J2、J3释放。

由于IC2复位端4脚直接接在电源正极，电源接通时电容C3上的电压不能突变，IC2触发端2脚得到触发电压，使其进入暂稳态，其3脚输出高电平，三极管Q1T1导通，继电器J1吸合，J1触头可控制电器通电工作。同时电源经电位器VR1向电容C5充电，当C5上的电压升高到电源电压的三分之二（4V）时，IC2结束暂稳，其3脚输出低电平使三极管Q1T1截止，继电器J1释放，其触头控制的电器断电停止工作。调节电位器VR1和电容C5的参数就可改变继电器J1的吸合时间。在IC2输出低电位的瞬间，由电容C6和电阻R3组成的微分电路，将在IC3的触发端2脚产生负尖脉冲，触发IC3进入暂稳态，其输出端3脚输出高电位，使三极管Q1T2导通，继电器J2吸合，其触头控制的电器通电工作。调节电位器VR2和电容C9的参数就可改暂稳态时间。

当第二定时电路92暂稳态结束时，由电容C10和电阻R6组成的微分电路，将在IC4的触发端2脚产生负尖脉冲，触发IC4进入暂稳态，其输出端3脚输出高电位，使三极管Q1T3导通，继电器J3吸合，其触头控制的电器通电工作。调节电位器VR3和电容C13的参数就可改暂稳态时间。

当第三定时电路93暂稳态结束时，经微分电路C3、R1去触发第一定时电路91，这样依次循环来实现循环定时控制。

电路中，IC1为三端集成稳压电路，选择MC7806型；IC2、IC3、IC4采用LM555时基集成电路；继电器J1、J2、J3要根据其控制电器的工作电流来选择，但继电器线圈额定电压应为直流6V。其他元器件没有特殊要求。

整个电路检查接线无误，通电就能正常工作，电路中的电位器VR1、电容C5；电位器VR2、电容C9；电位器VR3、电容C13的参数分别决定三个定时电路的定时时间，按电路参数定时时间约为1.1RC秒。

工作情形，液压传感器41、温度传感器81、转速传感器82循环被使能对深井中的电机金检测，从而由故障指示器83进行警示，以温度异常为例：当温度持续异常时，此时对应的指示灯就会进行闪烁。其他信号指示同理。

又上述结构可知，对于现有的过滤罩2的过滤效果不佳，本方案采用第一过滤网结构400，泥沙由于自身重力的缘故，通常是越靠近井底则泥沙含量越多，深井泵在吸水的时候，一部分水流是从井底输送过来的，通过电磁机构404可以将过滤罩2撑开，电磁机构404通过磁场的作用将装有第一磁铁403的网罩401张开，由此当井底下带有泥沙的水流往上流动的过程中首先是要先经过第一过滤网结构400，由此进行了第一重过滤，将泥沙隔挡在网罩401之下，由于其具有一定的倾斜角度，类似一个倒置的漏斗结构，所以对于带泥沙的水流过滤效果显著。

此电磁机构404通过电流在电磁线圈44上的流动方向来确定电生磁场的等效磁力方向，从而可以对磁力方向进行切换，电磁机构404可以产生与第一磁铁403同性的磁力，从而使得网罩401可以闭合收拢，同样可以通过切换电路43进行切换电流方向，从而使得网罩401张开，并且电磁线圈44的启动由水位控制，只有水位到达目标设定水位深度时才进行启动。

实施例2：基于实施例1的设计理念，上壳体1上设置有第二过滤网结构500。第二过滤网结构500与第一过滤网结构400相同，铰接件402设置在上端部，第一磁铁403设置在下端部。由此设计，当泥沙从上往下流动过程中，由于第二过滤网结构500，可以使得泥沙通过倒置的漏斗结构由中间往两侧积累，当深井泵不工作的时候，此时将网罩401闭合，积累在侧壁上的泥沙可以自由掉落下沉在上壳体1设置第二过滤网结构500，从而增加第二重的过滤效果，由于深井泵在工作过程中，井壁也有可能产生泥沙掉落，所以由此设计，进一步提高过滤效果。

实施3：与实施例2的区别在于：铰接件402设置在下端部，第一磁铁403设置在下端部。第二过滤网结构500和第一过滤网结构400在布置上相互倒立，则有利于对泥沙的累积，收集。利用开关电路9进行循环定时使能各个检测器件，由此体现了自动化和智能化。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种深井泵，包括上壳体(1)、过滤罩(2)、下壳体(3)，其特征在于：过滤罩(2)设置于上壳体(1)和下壳体(3)之间，所述下壳体(3)上设置有可朝向外侧翻转第一过滤网结构(400)，所述第一过滤网结构(400)包括多个网罩(401)、连接网罩(401)和下壳体(3)的铰接件(402)、固定在网罩(401)背离铰接件(402)一端的第一磁铁(403)，在下壳体(3)的内侧设置有用以形成和所述第一磁铁(403)同性或异性磁场的电磁机构(404)。

2.根据权利要求1所述的深井泵，其特征在于：所述电磁机构(404)包括

液压传感器(41)，检测深井水压并产生检测信号；

比较电路(42)，接收液压传感器(41)的检测信号并根据设定阈值进行比较，输出比较信号；

切换电路(43)，接收所述比较信号，并以此对输入电源的正负端进行切换；

电磁线圈(44)，连接切换电路(43)以根据切换的电源正负端状态产生与所述第一磁铁(403)同性或是异性的磁场。

3.根据权利要求2所述的深井泵，其特征在于：所述切换电路(43)包括第一继电器电路(431)、正极线端(432)、负极线端(433)、切换开关(434)、第一触点(435)、第二触点(436)、第三触点(437)；第一继电器电路(431)控制切换开关(434)上下动作进行触点之间的切换，第一触点(435)和第三触点(437)相互连接，第二触点(436)处于第一触点(435)和第三触点(437)之间，正极线端(432)和负极线端(433)通过切换开关(434)给电磁线圈(44)供电。

4.根据权利要求3所述的深井泵，其特征在于：所述上壳体(1)上设置有第二过滤网结构(500)。

5.根据权利要求4所述的深井泵，其特征在于：所述第二过滤网结构(500)与第一过滤网结构(400)相同，铰接件(402)设置在上端部，第一磁铁(403)设置在下端部。

6.根据权利要求4所述的深井泵，其特征在于：所述铰接件(402)设置在下端部，第一磁铁(403)设置在下端部。

7.根据权利要求1所述的深井泵，其特征在于：所述过滤罩(2)的电机轴设置有防沙密封轴套(600)，所述防沙密封轴套(600)包括底座(601)、紧固座(602)、嵌设在紧固座(602)内周向设置的磨砂辊(603)、多个密封圈(604)、连接在密封圈(604)之间用以提供推力的弹簧(605)、用以套接在电机轴上的套筒(606)。

8.根据权利要求2所述的深井泵，其特征在于：所述电机轴上还设有第二磁铁(71)，所述电机轴上还套设有跟所述第二磁铁(71)相互靠近且具有间距的除沙环(72)，所述除沙环(72)跟随所述第二磁铁(71)转动，所述除沙盘的侧面贴合电机轴的接缝处。

9.根据权利要求2所述的深井泵，其特征在于：所述下壳体(3)内还设置有温度传感器(81)、转速传感器(82)，所述液压传感器(41)、温度传感器(81)、转速传感器(82)均连接故障指示器(83)，故障指示器(83)设置在外部。

10.根据权利要求2所述的深井泵，其特征在于：所述液压传感器(41)、温度传感器(81)、转速传感器(82)通过开关电路(9)进行循环定时使能，所述开关电路(9)包括

第一定时电路(91)，用以控制液压传感器(41)的使能电源，并在定时结束后输出第一触发信号；

第二定时电路(92)，接收所述第一触发信号，用以控制温度传感器(81)的使能电源，并在其定时结束后输出第二触发信号；

第三定时电路(93)，接收第二触发信号，用以控制温度传感器(81)的使能电源，并在其定时结束后等待下一次定时动作。