CN107939636A - 立式集水泵系统及采用该系统的废水排放输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立式集水泵系统及采用该系统的废水排放输送方法。该立式集水泵系统，该立式集水泵系统，包括集水池、动力组件以及水泵组件，水泵组件包括设于水池本体内的第一水泵及第二水泵，第一水泵的叶轮及第二水泵的叶轮分别穿设于旋转轴上，第一水泵的出水口、第二水泵的出水口以及出水管两两相通，且在竖直方向上，出水管、第一水泵及第二水泵的出水口的高度依次降低；其中，水泵组件包括两种工作状态，第一工作状态及第二工作状态，在第一工作状态中，第一水泵及第二水泵将集水池中的水排出，在第二工作状态中，水在第一水泵及第二水泵间循环流动。本发明还提供一种废水排放输送的方法。该立式集水泵系统具有自适应能力。

Description

立式集水泵系统及采用该系统的废水排放输送方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种立式集水泵系统及采用该系统的废水排放输送方法。

背景技术

工业企业通常设置有多条废水排水管，多条不同的废水排水管将废水输送到废水处理场，以便于后续进行废水处理工艺。但废水排水管大多数是自流管线，管线内废水流量波动大甚至不连续，使得废水处理场在应对水量不断变化时，需要不断改变药品输入量，不便于对废水进行后续处理，增加了废水处理系统维护的难度。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种具有流量自适应功能的立式集水泵系统及采用该系统的排放废水输送方法。

一种立式集水泵系统，包括：

集水池，包括水池本体、出水管以及进水管，所述出水管及所述进水管分别与所述水池本体连通；

动力组件，包括穿设于所述水池本体上的旋转轴以及与所述旋转轴连接的电机，所述旋转轴沿竖直方向延伸；以及

水泵组件，包括设于所述水池本体内的第一水泵及第二水泵，且在竖直方向上，所述第一水泵位于所述第二水泵上方，所述第一水泵的叶轮及所述第二水泵的叶轮分别穿设于所述旋转轴上，且所述第一水泵与所述第二水泵在竖直方向上连通，所述第一水泵的出水口、所述第二水泵的出水口以及所述出水管两两相通，且在竖直方向上，所述出水管、所述第一水泵及所述第二水泵的出水口的高度依次降低；

其中，所述水泵组件包括两种工作状态，第一工作状态及第二工作状态，在所述第一工作状态中，所述第一水泵及所述第二水泵将所述集水池中的水排出，在所述第二工作状态中，水在所述第一水泵及所述第二水泵间循环流动。

上述立式集水泵系统通过改变旋转轴的转速大小来控制第一水泵及第二水泵的输出流量。具体地，根据旋转轴的转速的不同，立式集水泵系统有两种工作模式，当旋转轴的转速达到一定值时，第一水泵及第二水泵能够将水池本体中的水排出；当旋转轴的转速降低至一定值时，水池本体中的水则在第一水泵及第二水泵间循环流动，此时能够维持水泵组件的散热和润湿，确保系统的稳定和安全。该立式集水泵系统能够根据集水池中的水位适应性调节旋转轴的转速，以满足不同的来水量要求，具有自适应能力。

在其中一个实施例中，所述立式集水泵系统还包括控制组件，所述控制组件包括感应器及控制器，所述感应器用于监测所述水池本体的水位，所述控制器分别与所述感应器及所述电机连接，所述控制器用于根据所述感应器监测到的水位信号调节所述电机的功率，以调节所述旋转轴的转速，其中，当所述水池本体的水位的小于预设值时，所述感应器向所述控制器发送减速信号，降低所述旋转轴的转速，当所述水池本体中水位大于等于所述预设值时，所述感应器向所述控制器发送加速信号，增加所述旋转轴的转速。

在其中一个实施例中，所述感应器为接触式感应器，所述控制器为变频控制器。

在其中一个实施例中，所述感应器与所述第一水泵之间的间距为500mm～700mm。

在其中一个实施例中，所述水池本体包括筒体、顶板及底板，所述顶板及所述底板分别设于所述筒体的相对的两端，所述出水管及所述进水管分别设于所述筒体上，所述第一水泵及所述第二水泵位于所述筒体内，且所述第二水泵与所述底板连接，所述电机位于所述水池本体外，且与所述顶板连接，所述旋转轴穿设于所述顶板上，且所述旋转轴的一端与所述电机的输出轴连接，另一端与所述底板连接。

在其中一个实施例中，在竖直方向上，所述第一水泵的叶轮的边缘厚度大于所述第二水泵的叶轮的边缘厚度。

在其中一个实施例中，所述第一水泵的叶轮为半开式叶轮，所述第二水泵的叶轮为闭式叶轮结构，所述第一水泵的叶轮的封闭侧靠近所述第二水泵。

在其中一个实施例中，所述第一水泵的扬程小于所述第二水泵的扬程。

一种废水排放输送方法，包括如下步骤：

提供所述的立式集水泵系统，所述立式集水泵系统的进水管同时与多条废水排水管连通，所述立式集水泵系统的出水管与废水处理池连通；以及

通过控制所述旋转轴的转速来切换所述立式集水泵系统的工作模式，其中，当所述水池本体内的水位小于所述预设值时，所述旋转轴的转速逐渐降低至第一转速，此时废水在所述第一水泵及所述第二水泵间循环流动，当所述水池本体内的水位大于等于所述预设值时，所述旋转轴的转速逐渐增加至第二转速，此时所述第一水泵及所述第二水泵将废水压入所述废水处理池。

上述废水排放输送方法，根据水池本体内水位的高低对旋转轴的转速进行调节，当所述水池本体内的水位大于等于所述预设值时，所述旋转轴的转速逐渐增加至第一转速，此时所述第一水泵及所述第二水泵能够将废水压入所述废水处理池内，当所述水池本体内的水位小于预设值时，所述旋转轴的转速逐渐降低至第二转速，此时水在所述第一水泵及所述第二水泵间循环流动，该废水排放方法对水池本体内的水位变化具有自适应能力。同时，输送至废水处理池中的流量能够确保在一定的范围内，便于废水处理的后续工艺的进行，降低了废水处理系统维护的难度。

在其中一个实施例中，当所述第二转速维持时间达到一定值时，所述旋转轴的转速逐渐降低至零。

附图说明

图1为一实施例的立式集水泵系统示意图，其中轴线左侧为剖面图，右侧为主视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对立式集水泵系统及采用该系统的排放废水输送方法进行更全面的描述。附图中给出了立式集水泵系统及采用该系统的排放废水输送方法首选实施例。但是，立式集水泵系统及采用该系统的排放废水输送方法可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使立式集水泵系统及采用该系统的排放废水输送方法的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在立式集水泵系统及采用该系统的排放废水输送方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，一实施例中的立式集水泵系统10，包括集水池100、动力组件200、水泵组件300及控制组件400。

集水池100包括水池本体110、出水管120及进水管130，出水管120及进水管130分别与水池本体110连通。具体地，本实施例中，水池本体110为一圆柱体，包括筒体112、顶板114及底板116。顶板114及底板116分别设于筒体112的相对的两端，出水管120及进水管130分别设于筒体110上。可以理解，其他实施例中，顶板114可以省略。

动力组件200包括穿设于水池本体110上的旋转轴210以及与旋转轴210连接的电机220，旋转轴210沿竖直方向延伸。具体地，本实施例中，电机220位于水池本体110外，且与顶板114连接，旋转轴210穿设于顶板114上，且旋转轴210的一端与电机220的输出轴连接，另一端与底板116连接。可以理解，在顶板114省略的情况下，电机220还可以固定于筒体112上。

水泵组件300包括设于水池本体110内的第一水泵310及第二水泵320，且在竖直方向上，第一水泵310位于第二水泵320上方，第一水泵310的叶轮312及第二水泵320的叶轮322分别穿设于旋转轴210上，且第一水泵310与第二水泵320在竖直方向上连通，第一水泵310的出水口(图中未示)、第二水泵320的出水口(图中未示)以及出水管120两两相通，且在竖直方向上，出水管120、第一水泵310的出水口及第二水泵320的出水口的高度依次降低。具体地，本实施例中，第一水泵310及第二水泵320位于筒体112内，且第二水泵320与底板116连接。

具体地，本实施例中，水泵组件300包括两种工作状态，第一工作状态及第二工作状态。在第一工作状态中，第一水泵310及第二水泵320将水池本体110中的水排出，此时，旋转轴210的转速相对较大；在第二工作状态中，水在第一水泵310及第二水泵320间循环流动，此时，旋转轴210的转速相对较小。

上述立式集水泵系统10通过改变旋转轴210的转速大小来控制水泵组件300的工作状态。具体地，立式集水泵系统10有两种工作模式，当旋转轴210的转速达到一定值时，第一水泵310及第二水泵320能够将水池本体110中的水排出；当旋转轴210的转速降低至一定值时，水池本体110中的水则在第一水泵310及第二水泵320间循环流动，此时能够维持水泵组件300的散热和润湿，确保系统的稳定和安全。该立式集水泵系统10能够根据水池本体110中的水位适应性调节旋转轴210的转速，进而控制水泵组件300的工作模式，以满足不同水位的要求，具有自适应能力。

可以理解，本实施例中，第一水泵310的叶轮312及第二水泵320的叶轮322分别穿设于旋转轴210上，且第一水泵310与第二水泵320在竖直方向上连通，第一水泵310的出水口(图中未示)、第二水泵320的出水口(图中未示)以及出水管120两两相通，水泵组件300在第一工作状态时，从传动原理和水泵工作原理上来讲，第一水泵310及第二水泵310在对水池本体110中的水泵出的过程是两水泵工作叠加的过程。本实施例中，第一水泵310及第二水泵320是指由水泵泵体、叶轮、密封件、支撑定位轴承等组成的水泵组件。

进一步地，立式集水泵系统10还包括控制组件400，控制组件400包括感应器410及控制器420，感应器410用于监测水池本体110的水位，控制器420分别与感应器410及电机220连接，控制器420用于根据感应器410监测到的水位信号调节电机220的功率，以调节旋转轴210的转速，其中。当水池本体110的水位小于预设值时，感应器410向控制器420发送减速信号，降低旋转轴210的转速，当水池本体110中水位大于等于预设值时，感应器410向控制器420发送加速信号，增加旋转轴210的转速。需要说明，当水池本体110中水位小于预设值时，旋转轴210的转速降低，直至降至第一转速(调试标定)，第一转速大于零，第一转速大于零能够保证电机220随时能够进入全力工作状态，此时第一水泵310及第二水泵320不能够将水池本体110中的水排出，水只能在第一水泵310及第二水泵320间循环流动。当水池本体110中水位的高度大于等于预设值时，旋转轴210的转速增加，当增加至某一临界转速时，水池本体110中的水刚好能够被排出，直至增加至第二转速(调试标定)，第二转速大于临界转速。第二转速可以是电机210功率最大时所对应的旋转轴210的最大转速，也可以为最大转速与临界转速间的任一值，只要能够保证将水池本体110中的水及时输出即可。

需要说明，第一转速增加至第二转速的增速比率，及第二转速减速至第一转速的减速比率都是一定的，能够预先调试标定。如此，能够避免对旋转轴210及电机220造成损伤，同时还能够使废水进入废水处理池的流速进一步稳定，进而能够更好地根据废水处理池的来水水量进行后续工艺。本实施例中，旋转轴210维持第一转速转动预设有最长的维持时间，当旋转轴210处于第一转速的时间超过该时间时，感应器410将会向变频控制器420停止电机220转动的信号，能够节约电能。

具体地，本实施例中，感应器410为接触式感应器。也即，当水池本体110中的水位接触到感应器410时即表明水位达到预设值。因此，在竖直方向上，感应器410和第一水泵310顶端之间的距离L即为水位的预设值。更具体地，感应器410与第一水泵310之间的距离L为500mm～700mm。本实施例中，感应器410的位置直接决定了旋转轴210转速增加时水池本体110中的水位的高低，在距离L过大时，也即在水池本体110中水位距离水池本体110的顶板114较近的时候才会触发旋转轴210增速旋转，可能会使水池本体110中的水不能及时排出，甚至会造成水倒流至进水管130的现象，需要旋转轴210较大的转速才能满足将水池本体110中的来水及时排出，会造成不必要的能耗。在距离L过小时，也即在水池本体110中的水位距离水池本体110的底板116较近的时候就会触发旋转轴210增速旋转，可能会造成旋转轴210频繁增速及减速，不仅加大电机220的负担，也会增加能耗。基于此，本实施例中，距离L设置为500mm～700mm，可以理解，距离L的确定不限于此，需要根据具体情况适当改变。感应器410可以是接触开关式的，也可以是电子触头，只要能够可靠的监测到水位是否到达该位置的信号即可。进一步地，本实施例中，控制器420为变频控制器。

进一步地，本实施例中，立式集水泵系统10还包括轴承500，轴承500包括上轴承510及下轴承(图中未示)，上轴承510设置于水池本体110的顶板114，用于将旋转轴210固定，下轴承设置于水池本体110的底板116，用于将旋转轴210固定于水池本体110的底板116。如此，能够保证旋转轴210不会发生晃动，确保整个立式集水泵系统10的安全可靠性。其他省略顶板114的实施例中，上轴承510也相应的省略。

进一步地，集水池100还包括出水歧管140，出水歧管140包括三个分支部，三个分支部分别与第一水泵310的出水口、第二水泵320的出水口以及出水管120连通。出水歧管140能够将第一水泵310的出水口、第二水泵320的出水口以及出水管120连通为三通结构。如此，确保水池本体110中的水在第一水泵310及第二水泵320的输出流量足够的条件下，能够通过出水歧管140进入出水管120，进而输出输出水池本体100外；而在第一水泵310及第二水泵320的输出流量较小时，第二水泵320中的水流能够通过出水歧管140进入出水管120，但由于输出流量过小，水流一部分可能流入到第一水泵310，一部分可能通回流至第二水泵320，如此循环往复，使得水流在第一水泵230及第二水泵240件循环流动，以利于散热。

具体地，第一水泵310的叶轮312为半开式叶轮结构，第二水泵320的叶轮322为封闭式叶轮结构，且第一水泵310的叶轮的封闭侧靠近第二水泵320。半封闭式叶轮具有重量轻、水质适应能力强、工况适应性好的优点，但是在同样转速下输出流量较低，对于封闭式叶轮则正好相反。第一水泵310采用半封闭叶轮，第二水泵320采用封闭式叶轮是为了利用它们的特点平衡泵轴负荷、提高立式集水泵系统10对于水质和工况适应能力，同时确保第一水泵310的扬程略低于第二水泵320以维持系统内部水流从第二水泵320向第一水泵310循环以利于散热。

更具体地，在竖直方向上，第一水泵310的叶轮312的边缘厚度大于第二水泵320的叶轮322的边缘厚度。如此，能够保证在相同的转速下，第一水泵310的输出流量大于第二水泵320的输出流量，在旋转轴210转速大于临界转速时，也即第一水泵310及第二水泵320将水池本体110中的水压入出水管120的过程中，第一水泵310的输出流量较大，对第二水泵320输出流量有抑制作用，因此，在此过程中，第一水泵310起到主导作用。

本实施例中，提供一种采用上述立式集水泵系统10的废水排放输送的方法，用于将流量不同的多股废水排水管集中后并运送至废水处理池，进水管130同时与多股废水排水管连通，出水管120与废水处理池连通。在立式集水泵系统10工作过程中，通过控制旋转轴210的转速来切换立式集水泵系统10的工作模式。

当所述水池本体110内的水位小于预设值时，旋转轴210的转速逐渐降低至第一转速，此时废水在第一水泵310及第二水泵320间循环流动。此时，第一水泵310及第二水泵320中的出水大部分或全部通过出水歧管140返回至第一水泵310的泵腔内，该股水流又通过第一水泵310的叶轮232中心的水流通道流至第二水泵320的泵腔内，如此，循环往复，能够保持第一水泵310和第二水泵320各密封面充分润湿，既避免过热烧蚀，同时确保随时转入全力工作状态。

当水池本体110内的水位大于等于预设值时，旋转轴210的转速逐渐增加至第二转速，此时第一水泵310及第二水泵320将废水压入废水处理池。可以理解，旋转轴210从第一转速逐渐增加至第二转速的过程中会有临界转速，在临界转速下，第一水泵310及第二水泵320刚好可以将废水压入废水处理池，最终转速增至第二转速。

当水池本体110内的水位再次小于预设值时，旋转轴210转速持续降低，直至旋转轴210转速从第二转速降回至第一转速。

以上过程周期反复进行，立式集水泵系统10系统能够自动将流量不断变化的废水排水管来水泵入废水处理池内，且该废水排放方法对水池本体110内的水位变化具有自适应能力。同时，输送至废水处理池中的流量能够确保在一定的范围内，便于废水处理池中的后续工艺的进行，进而维持废水处理池的正常运行。

需要说明的是，旋转轴210在增速时，转速并不是每次都会增至第二转速，也有可能在增速过程中，由于进水管130的来水水量降低，又使得水池本体110中的水位下降，进而又会触发旋转轴210的转速下降，同理，旋转轴210在减速是，转速也并不是每次都会降低至第一转速。

可以理解，进水管130上集合的多条自流废水排水管，各股水流汇合后才进入进水管道130，有利于废水流量相互平衡，降低立式集水泵系统10负荷调整的频率和比率。在立式集水泵系统10维持状态运行时，由于没有水排出，系统内不会形成真空，确保进水管道310不会形成抽吸效果，能够避免影响立式集水泵系统10的工作状态。上述废水排放方法不仅对平衡废水处理场水质水量具有积极作用，有利于废水处理场操作运行，降低了废水处理成本；还减少了进入废水处理场管线长度和进入废水处理场管路数量，总体而言，能够降低废水处理系统维护和管理难度，进而降低了废水处理系统的环保风险。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种立式集水泵系统，其特征在于，包括：

集水池，包括水池本体、出水管以及进水管，所述出水管及所述进水管分别与所述水池本体连通；

动力组件，包括穿设于所述水池本体上的旋转轴以及与所述旋转轴连接的电机，所述旋转轴沿竖直方向延伸；以及

水泵组件，包括设于所述水池本体内的第一水泵及第二水泵，且在竖直方向上，所述第一水泵位于所述第二水泵上方，所述第一水泵的叶轮及所述第二水泵的叶轮分别穿设于所述旋转轴上，且所述第一水泵与所述第二水泵在竖直方向上连通，所述第一水泵的出水口、所述第二水泵的出水口以及所述出水管两两相通，其中，所述水泵组件包括两种工作状态，分别为第一工作状态及第二工作状态，在所述第一工作状态中，所述第一水泵及所述第二水泵将所述集水池中的水排出，在所述第二工作状态中，水在所述第一水泵及所述第二水泵间循环流动。

2.根据权利要求1所述的立式集水泵系统，其特征在于，所述立式集水泵系统还包括控制组件，所述控制组件包括感应器及控制器，所述感应器用于监测所述水池本体的水位，所述控制器分别与所述感应器及所述电机连接，所述控制器用于根据所述感应器监测到的水位信号调节所述电机的功率和转速，以调节所述旋转轴的转速，其中，当所述水池本体的水位的小于预设值时，所述感应器向所述控制器发送减速信号，降低所述旋转轴的转速，当所述集水池中水位大于等于所述预设值时，所述感应器向所述控制器发送加速信号，增加所述旋转轴的转速。

3.根据权利要求2所述的立式集水泵系统，其特征在于，所述感应器为接触式感应器，所述控制器为变频控制器。

4.根据权利要求3所述的立式集水泵系统，其特征在于，所述感应器与所述第一水泵之间的间距为500mm～700mm。

5.根据权利要求1所述的立式集水泵系统，其特征在于，所述水池本体包括筒体、顶板及底板，所述顶板及所述底板分别设于所述筒体的相对的两端，所述出水管及所述进水管分别设于所述筒体上，所述第一水泵及所述第二水泵位于所述筒体内，且所述第二水泵与所述底板连接，所述电机位于所述水池本体外，且与所述顶板连接，所述旋转轴穿设于所述顶板上，且所述旋转轴的一端与所述电机的输出轴连接，另一端与所述底板连接。

6.根据权利要求1所述的立式集水泵系统，其特征在于，在竖直方向上，所述第一水泵的叶轮的边缘厚度大于所述第二水泵的叶轮的边缘厚度。

7.根据权利要求1所述的立式集水泵系统，其特征在于，所述第一水泵的叶轮为半开式叶轮，所述第二水泵的叶轮为闭式叶轮结构，所述第一水泵的叶轮的封闭侧靠近所述第二水泵。

8.根据权利要求1所述的立式集水泵系统，其特征在于，所述第一水泵的扬程小于所述第二水泵的扬程。

9.一种废水排放输送方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供如权利要求1-8中任一项所述的立式集水泵系统，所述立式集水泵系统的进水管同时与多条废水排水管连通，所述立式集水泵系统的出水管与废水处理池连通；以及

通过控制所述旋转轴的转速来切换所述立式集水泵系统的工作状态，其中，当所述水池本体内的水位小于所述预设值时，所述旋转轴的转速逐渐降低至第一转速，此时废水在所述第一水泵及所述第二水泵间循环流动，当所述水池本体内的水位大于等于所述预设值时，所述旋转轴的转速逐渐增加至第二转速，此时所述第一水泵及所述第二水泵将废水压入所述废水处理池。

10.根据权利要求9所述的废水排放方法，其特征在于，当所述旋转轴维持所述第二转速的时间达到预设时间后，所述旋转轴的转速逐渐降低至零。