CN108708861B - 一种浮水泵的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水泵技术领域，具体涉及一种浮水泵的控制方法，包括如下步骤：(1)浮水泵的驱动电机温度的检测；(2)将步骤(1)中检测的温度信号值与预存的温度值进行比较判断；(3)根据步骤(2)中的比较判断结果控制流经浮水泵的驱动电机外壳的水流的流速。本发明通过检测驱动电机温度的准确掌握浮水泵的驱动电机的工作状况，当检测的温度信号值达到或超过预定值时，通过控制流经浮水泵的驱动电机外壳的水流的流速，保证设置驱动电机周围的水处于活动状态，水流流经驱动电机外壳与其进行换热，有利于驱动电机的散热能力，防止电机过热损坏。

Description

一种浮水泵的控制方法

技术领域

本发明属于水泵技术领域，具体涉及一种浮水泵的控制方法。

背景技术

由于应急排涝抢险有许多特殊性，如事件的突发性，抢险的紧迫性，工作面的复杂性，作业的安全性，施工环境的随机性，工作场地的环保性，时间的任意性，连续工作时间长等特点，这就对相应的设备也提出了更高的、更专业性的要求。为解决排水所用的泵为普通泵，其设备体积和重量均较大，需要用外部起吊设备或重型运输工具配合使用，存在耗能高、排水量小、救灾反应速度慢、移动笨重、排量不能调节等缺陷，故常采用大流量浮水泵取代普通泵。

浮水泵具有悬浮在水面上泵水的优点，但在使用中电机工作时所产生的热量由于其周围的空气绝热而无法散发，经常导致电机烧毁，尤其是在应急排涝抢险作业中，泵体功率大、工作时间长的情况下，电机烧毁常发生，这样，不仅导致的设备的损坏，同时大大降低了排水抢险救援效率。

现有技术中，浮水泵目前通常以下述方法来解决散热问题，在电机顶端加装小风扇，但效果散热效果差；会增加电机铁芯体积，增大绕组线径，但增加了泵体体积、重量、成本，其价格较高。

综上所述，亟需提供一种能够实现浮水泵自散热功能的浮水泵的控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现浮水泵自散热功能的浮水泵的控制方法。

上述目的是通过如下技术方案实现：一种浮水泵的控制方法，包括如下步骤：

(1)浮水泵的驱动电机温度的检测；

(2)将步骤(1)中检测的温度信号值与预存的温度值进行比较判断；

(3)根据步骤(2)中的比较判断结果控制流经浮水泵的驱动电机外壳的水流的流速；

其中，所述浮水泵包括浮体、泵体、控制模块以及用于检测所述驱动电机温度的检测模块，所述浮体设有过水通道，所述过水通道包括主通道和至少一个副通道，所述泵体的进水口设置在所述主通道和副通道的交汇处，所述驱动电机设置在所述主通道的入水口和泵体的进水口之间，所述副通道设有阀门；所述检测模块与所述控制模块信号连接；步骤(1)中检测模块检测驱动电机的温度并将检测的温度信号传递给控制模块，步骤(2)中控制模块将接收的温度信号值与预存的温度值进行比较判断，步骤(3)中当控制模块接收的温度信号值大于或等于预存的温度值时，控制模块发出控制命令减小阀门的开度，进而增加主通道的进水量和水流流速，当控制模块接收的温度信号值小于预存的温度值时，控制模块发出控制命令增大阀门的开度，保证过水通道的总进水量。

本发明通过检测驱动电机温度和/或电流的准确掌握浮水泵的驱动电机的工作状况，当驱动电机正常冷却速度无法满足驱动电机发热量时，驱动电机绕组温度就会上升，驱动电机电流也会增加，当检测的温度信号值或电流信号值达到或超过预定值时，通过控制流经浮水泵的驱动电机外壳的水流的流速，保证设置驱动电机周围的水处于活动状态，水流流经驱动电机外壳与其进行换热，加大水流与驱动电机的热交换效率，有利于驱动电机的散热能力，防止电机过热损坏。

如此，通过设置过水通道，水流经过水通道被吸入泵体内，经水泵抽出去的水必然经过过水通道，保证设置在主通道内的驱动电机周围的水处于活动状态，同时通过控制主通道的水流速度，增加水泵电机表面水流速度的方法，提高电机冷却速度，达到驱动电机运行温度的平衡点。副通道的设置在保证主通道有一定进水量的同时，充分保证泵体足够的进水量，避免影响泵体的抽水效率，同时可通过调节所述调节阀门的开合以及阀门开度进而控制副通道的进水量，间接调节单位时间内主通道的进水量，即控制主通道内的水流速度，进而调节水流与驱动电机的换热性能。

进一步的技术方案是，所述主通道的入水口设有水流调速机构，所述水流调速机构包括调速电机和调速叶片，所述调速电机与所述控制模块信号连接；所述步骤(3)中所述控制模块根据比较判断结果发送控制命令控制调速电机的转速。

如此，水流调速机构的设置，可根据实际工作需要，一方面有利于增加流经过水通道的水流流速，有利于水流与驱动电机的热交换，同时可对过水通道的水流提供一定的预压力，提高水泵的抽水效率，具体控制过程中可通过控制调速电机的转速和启停进而控制过水通道流经水泵的驱动电机外壳的水流的流速，进而控制水流与驱动电机的热交换。

水流调速机构具体设置方式可以是将调速电机固定连接在所述驱动电机的端盖上，所述调速叶片与所述调速电机的输出轴相连。

进一步的技术方案是，所述控制模块预存有多个温度值或电流值，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述控制模块根据接收来自检测模块检测的不同温度信号与预存的多个温度值进行比较，并根据不同的比较结果发送控制命令调节所述调速电机的转速。如此，可根据检测不同电流值控制调速电机转速，控制调速电机的输出，适当增加水泵电机表面水流速度的方法，提高驱动电机冷却速度，达到驱动电机运行温度的平衡点，减少能耗。

进一步的技术方案是，所述控制模块预存有最高温度值或最大电流值，所述驱动电机与所述控制模块信号连接，所述步骤(3)中当控制模块接收的温度信号值大于或等于预存的最高温度值时，所述控制模块发出控制命令控制所述驱动电机停止工作。如此，防止本发明的浮水泵工作时间久无法及时散热而导致的过热现象发生。

进一步的技术方案是，所述浮体内部为密封空腔，所述浮体底部设有用于向浮体空腔内注排水的注排水装置，所述浮体顶部设有通气阀，所述浮体表面设有液位传感器，所述注排水装置、液位传感器与所述控制模块信号连接；所述液位传感器用于检测所述浮水泵的水淹深度，所述液位传感器将检测的液位信号传递给所述控制模块，所述控制模块将接收的液位信号值与预定的水淹深度进行比较，当控制模块接收的液位信号值大于预定的水淹深度时，所述控制模块控制注排水装置将浮体内的水排出直至控制模块接收的液位信号值等于预定的水淹深度，当控制模块接收的液位信号值小于预定的水淹深度时，所述控制模块控制注排水装置向浮体内注水直至控制模块接收的液位信号值等于预定的水淹深度。

如此，可实现水泵在在水里的水淹深度的控制，当在水泵下水和出水时，淹深越小越容易操作，在正常抽水运行时，要求水泵有一定淹没深度不能吸入空气，所以整个装置运行的步骤是，在刚下水时抽排水水泵不工作，浮体里面是充满气体的空腔，当装置移动到一定水深的地方时，启动抽排水水泵向浮体充水，使浮圈下沉，直至水泵不吸空气位置，当需回收水泵时，启动抽排水水泵把浮体的水排出，使浮体上浮，然后把整个水泵脱离水面，移动到岸边。

进一步的技术方案是，所述控制模块通过监控浮水泵的变频输出电流实现运行参数的监测以及漏电、电流过载、缺相、过压、欠压、过频、欠频保护。如此，本发明保护控制功能优，优选，水泵控制系统设有可视化操作界面。

进一步的技术方案是，所述泵体通过固定支架与所述浮体固定连接，所述固定支架与所述驱动电机的外壳相连，所述驱动电机与固定支架的连接部涂覆有导热硅胶。如此，固定支架既能增加电机散热面积又起到支撑水泵的作用，导热硅胶的设置可有效提高驱动电机与固定支架连接部的散热功能，避免局部过热。

进一步的技术方案是，所述泵体设有连接法兰，所述浮体与所述连接法兰固定连接，所述固定支架与过水通道过盈配合并将所述泵体支撑在所述过水通道内。如此，泵体与浮体连接效果好，同时固定支架将所述泵体支撑在所述过水通道内，有利于泵体驱动电机与水流的热交换。

进一步的技术方案是，所述过水通道的入水口呈向外扩张式的喇叭状。如此，过水通道由外向内水流的速度变大，过水通道靠外部低温水与驱动电机的接触时间较长，与驱动电机的进行热交换后的水流在过水通道靠内速度变快则尽快被水泵抽离，有利于增加水流与驱动电机的换热效率。

附图说明

构成本发明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。

图1本发明一种实施方式所涉及的浮水泵的结构示意图；

图2本发明一种实施方式所涉及的浮水泵的剖面示意图；

图3本发明一种实施方式所涉及的浮水泵结构分解示意图。

图中：

1主通道 2副通道 3泵体 4浮体

5第一半部 6驱动电机 7进水口 8水流调速机构

9调速电机 10调速叶片 11固定支架 12注排水装置

13通气阀 14第二半部

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明实施例如下，一种浮水泵的控制方法，包括如下步骤：

(1)浮水泵的驱动电机6温度或电流的检测；

(2)将步骤(1)中检测的温度信号值或电流信号值与预存的温度值或电流值进行比较判断；

(3)根据步骤(2)中的比较判断结果控制流经浮水泵的驱动电机6外壳的水流的流速。

本发明通过检测驱动电机6温度和/或电流的准确掌握浮水泵的驱动电机6的工作状况，当驱动电机6正常冷却速度无法满足驱动电机6发热量时，驱动电机6绕组温度就会上升，驱动电机6电流也会增加，当检测的温度信号值或电流信号值达到或超过预定值时，通过控制流经浮水泵的驱动电机6外壳的水流的流速，保证设置驱动电机6周围的水处于活动状态，水流流经驱动电机6外壳与其进行换热，加大水流与驱动电机6的热交换效率，有利于泵体3的驱动电机6的散热能力，防止电机过热损坏。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1～3，所述浮水泵包括浮体4、泵体3、控制模块以及用于检测所述驱动电机6温度和/或电流的检测模块，所述浮体4设有过水通道，所述驱动电机6设置在所述过水通道的入水口和泵体3的进水口7之间，所述检测模块与所述控制模块信号连接；所述步骤(1)中所述检测模块检测驱动电机6的温度和/或电流并将检测的温度信号和/或电流信号传递给控制模块，所述步骤(2)中控制模块将接收的温度信号值或电流信号值与预存的温度值或电流值进行比较判断，所述步骤(3)中当控制模块接收的温度信号值或电流信号值大于或等于预存的温度值或电流值时，控制模块发出控制命令增加所述过水通道内水流流速，当控制模块接收的温度信号值或电流信号值小于预存的温度值或电流值时，控制模块发出控制命令停止增加所述过水通道内水流流速。

如此，通过设置过水通道，水流经过水通道被吸入泵体3内，经水泵抽出去的水必然经过过水通道，保证设置在过水通道内的泵体3的驱动电机6周围的水处于活动状态，同时通过控制过水通道的水流速度，增加水泵电机表面水流速度的方法，提高电机冷却速度，达到驱动电机6运行温度的平衡点。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图2，所述过水通道的入水口设有水流调速机构8，所述水流调速机构8包括调速电机9和调速叶片10，所述调速电机9与所述控制模块信号连接；所述步骤(3)中所述控制模块根据比较判断结果发送控制命令控制调速电机9的启停和/或调速电机9的转速。

如此，水流调速机构8的设置，可根据实际工作需要，一方面有利于增加流经过水通道的水流流速，有利于水流与驱动电机6的热交换，同时可对过水通道的水流提供一定的预压力，提高水泵的抽水效率，具体控制过程中可通过控制调速电机9的转速和启停进而控制过水通道流经水泵的驱动电机6外壳的水流的流速，进而控制水流与驱动电机6的热交换。

如图2和图3，水流调速机构8具体设置方式可以是将调速电机9固定连接在所述驱动电机6的端盖上，所述调速叶片10与所述调速电机9的输出轴相连。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述控制模块预存有多个温度值或电流值，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述控制模块根据接收来自检测模块检测的不同温度信号或电流信号与预存的多个温度值或电流值进行比较，并根据不同的比较结果发送控制命令调节所述调速电机9的转速。如此，可根据检测不同电流值和/或温度值控制调速电机9转速，控制调速电机9的输出，适当增加水泵电机表面水流速度的方法，提高驱动电机6冷却速度，达到驱动电机6运行温度的平衡点，减少能耗。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1～3，所述过水通道包括主通道1和至少一个副通道2，所述泵体3的进水口7设置在所述主通道1和副通道2的交汇处，所述泵体3的驱动电机6设置在所述主通道1的入水口和泵体3的进水口7之间，所述副通道2设有调节阀门；所述步骤(3)中当控制模块接收的温度信号值或电流信号值大于或等于预存的温度值或电流值时，控制模块发出控制命令减小和/或关闭所述阀门，进而增加主通道1的进水量和水流流速，当控制模块接收的温度信号值或电流信号小于预存的温度值或电流值时，控制模块发出控制命令增大和/或打开所述阀门，保证过水通道的进水量。

副通道2的设置在保证主通道1有一定进水量的同时，充分保证泵体3足够的进水量，避免影响泵体3的抽水效率，同时可通过调节所述调节阀门的开合以及阀门开度进而控制副通道2的进水量，间接调节单位时间内主通道1的进水量，即控制主通道1内的水流速度，进而调节水流与驱动电机6的换热性能。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述控制模块预存有最高温度值或最大电流值，所述驱动电机6与所述控制模块信号连接，所述步骤(3)中当控制模块接收的温度信号值或电流信号值大于或等于预存的最高温度值或最大电流值时，所述控制模块发出控制命令控制所述驱动电机6停止工作。如此，防止本发明的浮水泵工作时间久无法及时散热而导致的过热现象发生。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2和图3，所述浮体4内部为密封空腔，所述浮体4底部设有用于向浮体4空腔内注排水的注排水装置12，所述浮体4顶部设有通气阀13，所述浮体4表面设有液位传感器，所述注排水装置12、液位传感器与所述控制模块信号连接；所述液位传感器用于检测所述浮水泵的水淹深度，所述液位传感器将检测的液位信号传递给所述控制模块，所述控制模块将接收的液位信号值与预定的水淹深度进行比较，当控制模块接收的液位信号值大于预定的水淹深度时，所述控制模块控制注排水装置12将浮体4内的水排出直至控制模块接收的液位信号值等于预定的水淹深度，当控制模块接收的液位信号值小于预定的水淹深度时，所述控制模块控制注排水装置12向浮体4内注水直至控制模块接收的液位信号值等于预定的水淹深度。

如此，可实现水泵在在水里的水淹深度的控制，当在水泵下水和出水时，淹深越小越容易操作，在正常抽水运行时，要求水泵有一定淹没深度不能吸入空气，所以整个装置运行的步骤是，在刚下水时抽排水水泵不工作，浮体4里面是充满气体的空腔，当装置移动到一定水深的地方时，启动抽排水水泵向浮体4充水，使浮圈下沉，直至水泵不吸空气位置，当需回收水泵时，启动抽排水水泵把浮体4的水排出，使浮体4上浮，然后把整个水泵脱离水面，移动到岸边。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述控制模块通过监控浮水泵的变频输出电流实现运行参数的监测以及漏电、电流过载、缺相、过压、欠压、过频、欠频保护。如此，本发明保护控制功能优，优选，水泵控制系统设有可视化操作界面。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述泵体3通过固定支架11与所述浮体4固定连接，所述固定支架11与所述驱动电机6的外壳相连，所述驱动电机6与固定支架11的连接部涂覆有导热硅胶。如此，固定支架11既能增加电机散热面积又起到支撑水泵的作用，导热硅胶的设置可有效提高驱动电机6与固定支架11连接部的散热功能，避免局部过热。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2和图3，所述泵体3设有连接法兰，所述浮体4与所述连接法兰固定连接，所述固定支架11与过水通道过盈配合并将所述泵体3支撑在所述过水通道内。如此，泵体3与浮体4连接效果好，同时固定支架11将所述泵体3支撑在所述过水通道内，有利于泵体3驱动电机6与水流的热交换。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述过水通道的入水口呈向外扩张式的喇叭状。如此，过水通道由外向内水流的速度变大，过水通道靠外部低温水与驱动电机6的接触时间较长，与驱动电机6的进行热交换后的水流在过水通道靠内速度变快则尽快被水泵抽离，有利于增加水流与驱动电机6的换热效率。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图3，所述浮体4为浮圈，所述浮圈包括第一半部5和第二半部14，所述第一半部5和第二半部14之间形成主通道1和副通道2，所述副通道2与所述主通道1相连通。如此，水泵易于拆卸安装，便于水泵的维护清洗。

对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种浮水泵的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）浮水泵的驱动电机温度的检测；

（2）将步骤（1）中检测的温度信号与预存的温度值进行比较判断；

（3）根据步骤（2）中的比较判断结果控制流经浮水泵的驱动电机外壳的水流的流速；

其中，所述浮水泵包括浮体、泵体、控制模块以及用于检测所述驱动电机温度的检测模块，所述浮体设有过水通道，所述过水通道包括主通道和至少一个副通道，所述泵体的进水口设置在所述主通道和副通道的交汇处，所述驱动电机设置在所述主通道的入水口和泵体的进水口之间，所述副通道设有阀门；所述检测模块与所述控制模块信号连接；步骤（1）中检测模块检测驱动电机的温度并将检测的温度信号传递给控制模块，步骤（2）中控制模块将接收的温度信号值与预存的温度值进行比较判断，步骤（3）中当控制模块接收的温度信号值大于或等于预存的温度值时，控制模块发出控制命令减小阀门的开度，进而增加主通道的进水量和水流流速，当控制模块接收的温度信号值小于预存的温度值时，控制模块发出控制命令增大阀门的开度，保证过水通道的总进水量。

2.根据权利要求1所述的浮水泵的控制方法，其特征在于，所述主通道的入水口设有水流调速机构，所述水流调速机构包括调速电机和调速叶片，所述调速电机与所述控制模块信号连接；步骤（3）中控制模块根据比较判断结果发送控制命令控制调速电机的转速。

3.根据权利要求2所述的浮水泵的控制方法，其特征在于，所述控制模块预存有多个温度值，步骤（2）和步骤（3）中，控制模块根据接收来自检测模块检测的不同温度信号与预存的多个温度值进行比较，并根据不同的比较结果发送控制命令调节所述调速电机的转速。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的浮水泵的控制方法，其特征在于，所述控制模块预存有最高温度值，所述驱动电机与所述控制模块信号连接，步骤（3）中当控制模块接收的温度信号值大于或等于预存的最高温度值时，控制模块发出控制命令控制所述驱动电机停止工作。

5.根据权利要求4所述的浮水泵的控制方法，其特征在于，所述浮体内部为密封空腔，所述浮体底部设有用于向浮体空腔内注排水的注排水装置，所述浮体顶部设有通气阀，所述浮体表面设有液位传感器，所述注排水装置、液位传感器与所述控制模块信号连接；所述液位传感器用于检测所述浮水泵的水淹深度，所述液位传感器将检测的液位信号传递给所述控制模块，所述控制模块将接收的液位信号值与预定的水淹深度进行比较，当控制模块接收的液位信号值大于预定的水淹深度时，所述控制模块控制注排水装置将浮体内的水排出直至控制模块接收的液位信号值等于预定的水淹深度，当控制模块接收的液位信号值小于预定的水淹深度时，所述控制模块控制注排水装置向浮体内注水直至控制模块接收的液位信号值等于预定的水淹深度。

6.根据权利要求4所述的浮水泵的控制方法，其特征在于，所述控制模块通过监控浮水泵的变频输出电流实现运行参数的监测以及漏电、电流过载、缺相、过压、欠压、过频、欠频保护。

7.根据权利要求4所述的浮水泵的控制方法，其特征在于，所述泵体通过固定支架与所述浮体固定连接，所述固定支架与所述驱动电机的外壳相连，所述驱动电机与固定支架的连接部涂覆有导热硅胶。

8.根据权利要求7所述的浮水泵的控制方法，其特征在于，所述过水通道的入水口呈向外扩张式的喇叭状。