CN109083862B - 一种新型磁流变式水泵 - Google Patents
一种新型磁流变式水泵 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109083862B CN109083862B CN201810904080.1A CN201810904080A CN109083862B CN 109083862 B CN109083862 B CN 109083862B CN 201810904080 A CN201810904080 A CN 201810904080A CN 109083862 B CN109083862 B CN 109083862B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- water flow
- hollow cavity
- shaped hollow
- water pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 249
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 2
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0055—Rotors with adjustable blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本发明涉及一种新型磁流变式水泵，属于水泵构件技术领域。该发明旨在由水泵叶片状空心腔、磁流变液、线圈构成一种新型磁流变式水泵。为保证该种新型叶片功能的实现，还配备水流传感器、单片机、摄像头、电刷，水泵叶片状空心腔内装满磁流变液；线圈提供磁流变液工作所需的磁场；水流传感器实时监测水流强度；摄像头监测进入水泵内的水是否混有垃圾；电刷负责电源向线圈供电的问题；单片机根据水流大小控制磁流变液的工作强度来控制叶片的刚度，如果摄像头检测到水中混有垃圾，单片机控制叶片“变软”，使垃圾不易挂在叶片上或者让其自行脱落。该种新型水泵叶片能够避免强水流的冲击，亦能清除垃圾，优于传统的合金叶片。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型磁流变式水泵，属于叶片式水泵构件技术领域。
背景技术
水泵广泛应用于城市供水、污水系统、土木、建筑系统、农业水利系统、电站系统等各个领域，其中叶片式水泵是最常用的水泵类型之一，尤其是在农业灌溉方面。叶轮及叶轮上的叶片是叶片式泵的核心部件，也是最易发生故障的地方。相关资料显示，叶片断裂和叶片上缠附垃圾是主要故障类型。水泵常常使用于野外水域或者是水流不稳定的区域，由于水流强度的不可控，叶片在工作时会长时间受到不同方向的水力作用，叶片会积累一定的金属疲劳，尤其是水流强度由小突然变大时，刚度较大的合金叶片遭到强大水流的冲击，叶片往往会因此产生裂纹甚至断裂。另外，在水泵启动过程中叶片从静止到高速转动过程中由于没有一个很好的适应过程，叶片也会因为水的阻力而受到损伤。水泵在使用是时都有阻隔垃圾进入水泵的装置，但由于垃圾缠绕在叶片上使水泵无法正常运行甚至造成水泵严重损伤的情况时有发生，究其原因，有的是因为阻隔装置失效，有的是因为阻隔装置遗漏的细小垃圾在叶片上积累。因此，非常有必要设计一种既能够防冲击又能自动清除垃圾的水泵叶片显得非常有必要。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是由水泵叶片状空心腔、磁流变液、线圈构成一种新型磁流变式水泵。为保证该种新型叶片功能的实现，还配备水流传感器、单片机、摄像头、电刷，水泵叶片状空心腔内装满磁流变液，线圈提供磁流变液工作所需的磁场；水流传感器实时监测水流强度；摄像头监测进入水泵内的水是否混有垃圾；电刷负责电源向线圈供电的问题；单片机根据水流大小控制磁流变液的工作强度来控制叶片的刚度，如果摄像头检测到水中混有垃圾，单片机控制叶片“变软”，使垃圾不易挂在叶片上或者让其自行脱落。
本发明采用的技术方案是：一种新型磁流变式水泵，包括：磁流变液包、叶片状空心腔、单片机、水流传感器、摄像头；磁流变液包、水流传感器、摄像头与单片机连接；磁流变液包填充在叶片状空心腔内；单片机、水流传感器、摄像头直接与水泵电源连接；磁流变液包内的线圈通过电刷与水泵电源连接；单片机根据水流传感器监测的水流大小控制磁流变液包内的磁流变液工作强度，当检测到有强水流时，单片机立即控制磁流变液的强度相应减弱，叶片适当变软，以此防止叶片受到强水流的冲击而受损；当摄像头检测到水中有垃圾时，单片机控制叶片变软，在高速转动的情况下，使垃圾不宜缠绕在叶片上或让垃圾从叶片上自动脱落。
进一步的，磁流变液包填装在叶片状空心腔内，与叶片状空心腔内壁紧密贴合；磁流变液包由磁流变液和线圈组成，磁流变液在线圈形成的磁场中发生磁流变现象，通过磁流变现象实现该种水泵叶片的功能。
进一步的，磁流变液填充在叶片状空心腔内并与空心腔内壁直接接触，采用的是一种智能材料，由磁性颗粒、防沉降凝聚添加剂按照一定的比例悬浮于母液中配置而成；在未加磁场的情况下，磁流变液呈现牛顿流体状态，但是在施加磁场的一瞬间，它的黏性和塑性等流变特性会发生急剧性的变化，毫秒级内即可实现牛顿流体到非牛顿流体的转变呈半固态或固态，其强度可达到合金、铸铁等叶片主要材料的强度，且这种转变是可逆的，从而产生磁流变现象；当水流传感器检测到有强水流时，单片机根据水流的大小控制电池供给线圈的电流强度相应减小，从而使叶片内的磁流变液工作强度降低，叶片“变软”，以此避免强水流对高刚度叶片的冲击，实现防水流冲击的效果；在水泵启动时，单片机控制线圈内的电流强度由弱逐渐到强，最后趋于正常，使叶片在水泵启动时对水流有一个缓冲适应的过程。
进一步的，线圈缠绕并嵌在叶片状空心腔的内壁，其作用是提供磁流变液工作所需的磁场；叶轮上的每一个叶片状空心腔内均缠绕有相同的线圈，各个线圈的正负两极分别并联到两根嵌于叶轮内部的主线上，两根主线上均由触头和电刷连接；电刷为现有装置，采用金属石墨电刷，该种电刷具有耐磨、导电性能好的优点，固定于水泵主轴与叶轮连接处但距离叶轮不少于1cm的地方；正、负两片电刷均呈半圆弧形，分别固定在主轴的正上方和正下方，不与主轴接触，其与主轴的间距保证从叶轮内部延伸出的两个触头能与电刷接触但又不影响主轴转动；正、负两片电刷分别与电源的正负极连接，实现电源向线圈供电。
进一步的，摄像头为现有装置，采用微型防水摄像头，该种摄像头能够识别进入水泵进水管水中的垃圾等可能影响水泵正常运行的异物；摄像头安装在水泵进水管内，对通过进水管内的水进行实时监测，并将监测结果反馈给单片机；如果检测并识别出垃圾，单片机立即减小通向线圈内的电流强度，磁流变液的工作强度降低，叶片整体刚度降低后“变软”，使垃圾到达叶轮处不易缠附在叶片上或者使缠绕在叶片上的垃圾能够在高速旋转的环境下自动脱落；从摄像头检测到垃圾开始，单片机根据预先设定好的“垃圾清理”时间使“软”叶片状态持续一定时间，例如10s，保证能够完全清除垃圾，具体的清理时间依据实际情况而定。
进一步的，叶片状空心腔采用柔性但具有高强度的材料制成，例如高强度柔性石墨材料、碳纤维材料；叶片状空心腔外形和传统的水泵叶片一样，其下端固定在叶轮上。
进一步的，水流传感器为现有装置，通过对水流量的感应而输出脉冲信号、电流或电压信号，从而反映水流的大小，具有流量监测准确、水流显示和流量积累计算的作用；水流传感器安装于水泵进水口处，实时监测进水口出的水流强度并将水流强度数据实时反馈给单片机，为磁流变液工作强度的控制提供依据。
进一步的磁流变液在工作过程中具有吸能效应，即其工作强度由弱变强或者由强变弱的过程中能够吸收一部分水泵电机工作产生的震动，因此，该种磁流变叶片能够对水泵整体起到减震降噪的效果。
进一步的，叶片状空心腔与水泵叶轮之间还有一根叶片骨架，其作用是支撑、保持叶片形状和控制叶片变形的程度，使叶片在防冲击和清除垃圾时能够保持基本的工作性能。
在该种水泵叶片的系统电路图中，芯片U1为AT89C51单片机，U2为MAX232电平转换芯片。时钟电路中晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰。为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：上电复位可以对内部存储器进行复位；同步内外的时钟信号；电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定；当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态。磁流变液包由磁流变液装置构成。包括两个与单片机相连的绕线基板（通电后被磁化），和分布于极板间的易被磁化的铁屑。通电后铁屑被磁化，且随着极板被改变磁性，铁屑运动成磁流。串口通信电路常用于计算机获取远程信号。MAX232是电平转换接口，COMPIM即标准的电脑RS232接口。单片机发出的信号经MAX232转换电平之后通过RS232接口传输给电脑。摄像头用于检测水泵内图像信息；水流传感器检测水的流速。单片机将摄像头检测的图像信息发送至PC端，一旦有垃圾PC端发送指令从而单片机控制叶片变软；当水流速过大时单片机同样控制叶片变软。
一种新型磁流变式水泵，其控制方法如以下步骤：
步骤1.工作人员在按下水泵启动键时，单片机控制线圈内的电流强度由弱逐渐变强，最后趋于稳定，使水泵叶片从静止到高速运转有一个适应的过程。
步骤2.在水泵正常运转后，位于水泵进水管处的水流传感器对水流强度进行实时监测；位于水泵进水管处的摄像头实时监测是否有垃圾等异物混在水中。
步骤3.水流传感器检测到水流强度突然变大时，单片机接收到信号后根据水流强度控制进入线圈的电流相应的减少，使磁流变液的工作强度降低，叶片刚度相应的降低，用相对较“软”的叶片应对强水流的冲击，减少强水流对叶片的冲击损伤。
步骤4.摄像头检测并识别出有垃圾等异物混入进入水泵的水中时，单片机立即控制通向线圈的电流减少，磁流变叶片相应变软，使进入水泵的垃圾不易缠附在叶片上，或者使缠附在叶片上的垃圾能够在高速转动的情况下自动脱离。
步骤5.水流传感器检测到水流强度正常或者强水流持续一段时间后，单片机控制叶片刚度慢慢变回正常。
步骤6.从摄像头检测到有垃圾时，“软”叶片的状态持续预定的“垃圾清理”时间后自动恢复正常状态。
该发明的工作原理是：由水泵叶片状空心腔、磁流变液、线圈构成一种新型磁流变式水泵。为保证该种新型叶片功能的实现，还配备水流传感器、单片机、摄像头、电刷，水泵叶片状空心腔内装满磁流变液，线圈提供磁流变液工作所需的磁场；水流传感器实时监测水流强度；摄像头监测进入水泵内的水是否混有垃圾；电刷负责电源向线圈供电的问题；单片机根据水流大小控制磁流变液的工作强度来控制叶片的刚度，如果摄像头检测到水中混有垃圾，单片机控制叶片“变软”，使垃圾不易挂在叶片上或者让其自行脱落。该种新型水泵叶片能够防止强水流的冲击，亦能清除垃圾，优于传统的合金叶片。
与传统技术相比，该发明的有益效果是：1、在水泵启动过程中，叶片有一个从“软”变“硬”的过程，叶片能够慢慢适应水流的冲击，减少启动时水流对叶片的损伤；2、叶片的刚度能够随水流的变化而变化，避免了强水流对高刚度的叶片的冲击；3、避免强水流对叶片的冲击，降低了叶片发生故障的可能性，延长水泵的使用寿命；4、叶片通过变软能够减少垃圾的缠附，也能使缠附的垃圾自动脱离；5、该种水泵叶片能够防止水流的冲击，也能自动清除垃圾，减少了水流对叶片的冲击损伤，避免垃圾缠附而影响水泵正常运行；6、降低水泵的事故率，减少水泵的保养与维修成本。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明应用于水泵上的整体结构示意图；
图3为本发明的系统电路图；
图4为本发明的工作流程图；
图中各标号为：1-磁流变液包；2-叶片状空心腔；3-单片机；4-水流传感器；5-摄像头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参阅图1、图2，一种新型磁流变式水泵，包括：磁流变液包1、叶片状空心腔2、单片机3、水流传感器4、摄像头5；磁流变液包1、水流传感器4、摄像头5与单片机3连接；磁流变液包1填充在叶片状空心腔2内；单片机3、水流传感器4、摄像头5直接与水泵电源连接；磁流变液包1内的线圈通过电刷与水泵电源连接；单片机3根据水流传感器4监测的水流大小控制磁流变液包1内的磁流变液工作强度，当检测到有强水流时，单片机3立即控制磁流变液的强度相应减弱，叶片适当变软，以此防止叶片受到强水流的冲击而受损；当摄像头5检测到水中有垃圾时，单片机3控制叶片变软，在高速转动的情况下，使垃圾不宜缠绕在叶片上或让垃圾从叶片上自动脱落。
所述的，磁流变液包1填装在叶片状空心腔2内，与叶片状空心腔2内壁紧密贴合；磁流变液包1由磁流变液和线圈组成，磁流变液在线圈形成的磁场中发生磁流变现象，通过磁流变现象实现该种水泵叶片的功能。
所述的，磁流变液填充在叶片状空心腔内并与空心腔内壁直接接触，采用的是一种智能材料，由磁性颗粒、防沉降凝聚添加剂按照一定的比例悬浮于母液中配置而成；在未加磁场的情况下，磁流变液呈现牛顿流体状态，但是在施加磁场的一瞬间，它的黏性和塑性等流变特性会发生急剧性的变化，毫秒级内即可实现牛顿流体到非牛顿流体的转变呈半固态或固态，其强度可达到合金、铸铁等叶片主要材料的强度，且这种转变是可逆的，从而产生磁流变现象；当水流传感器4检测到有强水流时，单片机根据水流的大小控制电池供给线圈的电流强度相应减小，从而使叶片内的磁流变液工作强度降低，叶片“变软”，以此避免强水流对高刚度叶片的冲击，实现防水流冲击的效果；在水泵启动时，单片机3控制线圈内的电流强度由弱逐渐到强，最后趋于正常，使叶片在水泵启动时对水流有一个缓冲适应的过程。
所述的，线圈缠绕并嵌在叶片状空心腔2的内壁，其作用是提供磁流变液工作所需的磁场；叶轮上的每一个叶片状空心腔2内均缠绕有相同的线圈，各个线圈的正负两极分别并联到两根嵌于叶轮内部的主线上，两根主线上均由触头和电刷连接；电刷为现有装置，采用金属石墨电刷，该种电刷具有耐磨、导电性能好的优点，固定于水泵主轴与叶轮连接处但距离叶轮不少于1cm的地方；正、负两片电刷均呈半圆弧形，分别固定在主轴的正上方和正下方，不与主轴接触，其与主轴的间距保证从叶轮内部延伸出的两个触头能与电刷接触但又不影响主轴转动；正、负两片电刷分别与电源的正负极连接，实现电源向线圈供电。
所述的，摄像头5为现有装置，采用微型防水摄像头，该种摄像头能够识别进入水泵进水管水中的垃圾等可能影响水泵正常运行的异物；摄像头5安装在水泵进水管内，对通过进水管内的水进行实时监测，并将监测结果反馈给单片机3；如果检测并识别出垃圾，单片机3立即减小通向线圈2内的电流强度，磁流变液包1的工作强度降低，叶片整体刚度降低后“变软”，使垃圾到达叶轮处不易缠附在叶片上或者使缠绕在叶片上的垃圾能够在高速旋转的环境下自动脱落；从摄像头5检测到垃圾开始，单片机3根据预先设定好的“垃圾清理”时间使“软”叶片状态持续一定时间，例如10s，保证能够完全清除垃圾，具体的清理时间依据实际情况而定。
所述的，叶片状空心腔2采用柔性但具有高强度的材料制成，例如高强度柔性石墨材料、碳纤维材料；叶片状空心腔2外形和传统的水泵叶片一样，其下端固定在叶轮上。
所述的，水流传感器为现有装置，通过对水流量的感应而输出脉冲信号、电流或电压信号，从而反映水流的大小，具有流量监测准确、水流显示和流量积累计算的作用；水流传感器4安装于水泵进水口处，实时监测进水口出的水流强度并将水流强度数据实时反馈给单片机3，为磁流变液1工作强度的控制提供依据。
所述的，磁流变液在工作过程中具有吸能效应，即其工作强度由弱变强或者由强变弱的过程中能够吸收一部分水泵电机工作产生的震动，因此，该种磁流变叶片能够对水泵整体起到减震降噪的效果。
请参阅图3，在该种水泵叶片的系统电路图中，芯片U1为AT89C51单片机，U2为MAX232电平转换芯片。时钟电路中晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰。为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：上电复位可以对内部存储器进行复位；同步内外的时钟信号；电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定；当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态。磁流变液包1由磁流变液装置构成。包括两个与单片机3相连的绕线基板（通电后被磁化），和分布于极板间的易被磁化的铁屑。通电后铁屑被磁化，且随着极板被改变磁性，铁屑运动成磁流。串口通信电路常用于计算机获取远程信号。MAX232是电平转换接口，COMPIM即标准的电脑RS232接口。单片机3发出的信号经MAX232转换电平之后通过RS232接口传输给电脑。摄像头5用于检测水泵内图像信息；水流传感器4检测水的流速。单片机3将摄像头5检测的图像信息发送至PC端，一旦有垃圾PC端发送指令从而单片机控制叶片变软；当水流速过大时单片机同样控制叶片变软。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种磁流变式水泵，包括：磁流变液包（1）、叶片状空心腔（2）、单片机（3）、水流传感器（4）、摄像头（5）；磁流变液包（1）、水流传感器（4）、摄像头（5）与单片机（3）连接；磁流变液包（1）填充在叶片状空心腔（2）内；单片机（3）、水流传感器（4）、摄像头（5）直接与水泵电源连接；磁流变液包（1）内的线圈通过电刷与水泵电源连接；单片机（3）根据水流传感器（4）监测的水流大小控制磁流变液包（1）内的磁流变液工作强度，当检测到有强水流时，单片机（3）立即控制磁流变液的强度相应减弱，叶片状空心腔（2）适当变软，以此防止叶片状空心腔（2）受到强水流的冲击而受损；
还包括摄像头（5），摄像头（5）与单片机（3）连接，摄像头（5）直接与水泵电源连接实现供电，当摄像头（5）检测到水中有垃圾时，单片机（3）控制叶片状空心腔（2）变软，在高速转动的情况下，使垃圾不宜缠绕在叶片状空心腔（2）上或让垃圾从叶片状空心腔（2）上自动脱落；
磁流变液填充在叶片状空心腔内并与空心腔内壁直接接触；当水流传感器（4）检测到有强水流时，单片机根据水流的大小控制电源供给线圈的电流强度相应减小，从而使叶片状空心腔（2）内的磁流变液工作强度降低，叶片状空心腔（2）“变软”，以此避免强水流对高刚度叶片状态下的叶片状空心腔（2）的冲击，实现防水流冲击的效果；在水泵启动时，单片机（3）控制线圈内的电流强度由弱逐渐到强，最后趋于正常，使叶片状空心腔（2）在水泵启动时对水流有一个缓冲适应的过程；磁流变液包（1）填装在叶片状空心腔（2）内，与叶片状空心腔（2）内壁紧密贴合；磁流变液包（1）由磁流变液和线圈组成，磁流变液在线圈形成的磁场中发生磁流变现象，通过磁流变现象实现叶片状空心腔（2）的功能；
线圈缠绕并嵌在叶片状空心腔（2）的内壁，其作用是提供磁流变液工作所需的磁场；叶轮上的每一个叶片状空心腔（2）内均缠绕有相同的线圈，各个线圈的正负两极分别并联到两根嵌于叶轮内部的主线上，两根主线上均由触头和电刷连接；电刷为采用金属石墨电刷，固定于水泵主轴与叶轮连接处但距离叶轮不少于1cm的地方；正、负两片电刷均呈半圆弧形，分别固定在主轴的正上方和正下方，不与主轴接触，其与主轴的间距保证从叶轮内部延伸出的两个触头能与电刷接触但又不影响主轴转动；正、负两片电刷分别与电源的正负极连接，实现电源向线圈供电；摄像头（5）采用微型防水摄像头，该种摄像头能够识别进入水泵进水管水中的垃圾；摄像头（5）安装在水泵进水管内，对通过进水管内的水进行实时监测，并将监测结果反馈给单片机（3）；如果检测并识别出垃圾，单片机（3）立即减小通向线圈（2）内的电流强度，磁流变液的工作强度降低，叶片状空心腔（2）整体刚度降低后“变软”，使垃圾到达叶轮处不易缠附在叶片状空心腔（2）上或者使缠绕在叶片状空心腔（2）上的垃圾能够在高速旋转的环境下自动脱落；从摄像头（5）检测到垃圾开始，单片机（3）根据预先设定好的“垃圾清理”时间使叶片状空心腔（2）的“软”叶片状态持续一定时间，保证能够完全清除垃圾，具体的清理时间依据实际情况而定；叶片状空心腔（2）采用柔性但具有高强度的材料制成；叶片状空心腔（2）外形和传统的水泵叶片一样，其下端固定在叶轮上；水流传感器（4）通过对水流量的感应而输出脉冲信号、电流或电压信号，从而反映水流的大小，具有流量监测准确、水流显示和流量积累计算的作用；水流传感器（4）安装于水泵进水口处，实时监测进水口处的水流强度并将水流强度数据实时反馈给单片机（3），为磁流变液包（1）工作强度的控制提供依据；
所述磁流变式水泵控制方法如以下步骤：
步骤1.工作人员在按下水泵启动键时，单片机控制线圈内的电流强度由弱逐渐变强，最后趋于稳定，使叶片状空心腔（2）从静止到高速运转有一个适应的过程；
步骤2.在水泵正常运转后，位于水泵进水管处的水流传感器对水流强度进行实时监测；位于水泵进水管处的摄像头实时监测是否有垃圾混在水中；
步骤3.水流传感器检测到水流强度突然变大时，单片机接收到信号后根据水流强度控制进入线圈的电流相应的减少，使磁流变液的工作强度降低，叶片状空心腔（2）的叶片刚度相应的降低，用相对较“软”的叶片状空心腔（2）应对强水流的冲击，减少强水流对叶片状空心腔（2）的冲击损伤；
步骤4.摄像头检测并识别出有垃圾混入进入水泵的水中时，单片机立即控制通向线圈的电流减少，磁流变叶片相应变软，使进入水泵的垃圾不易缠附在叶片状空心腔（2）上，或者使缠附在叶片状空心腔（2）上的垃圾能够在高速转动的情况下自动脱离；
步骤5.水流传感器检测到水流强度正常或者强水流持续一段时间后，单片机控制叶片状空心腔（2）的叶片刚度慢慢变回正常；
步骤6.从摄像头检测到有垃圾时，“软”叶片状空心腔（2）的状态持续预定的“垃圾清理”时间后自动恢复正常状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810904080.1A CN109083862B (zh) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 一种新型磁流变式水泵 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810904080.1A CN109083862B (zh) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 一种新型磁流变式水泵 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109083862A CN109083862A (zh) | 2018-12-25 |
| CN109083862B true CN109083862B (zh) | 2020-08-14 |
Family
ID=64834373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810904080.1A Active CN109083862B (zh) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 一种新型磁流变式水泵 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109083862B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112503023A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-16 | 柳丽 | 一种轴流风机叶轮 |
| CN113153767B (zh) * | 2021-03-15 | 2022-06-28 | 三门康创电子科技有限公司 | 一种自吸水泵控制电路、自吸水泵及自吸水泵控制方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7393181B2 (en) * | 2004-09-17 | 2008-07-01 | The Penn State Research Foundation | Expandable impeller pump |
| EP2363157A1 (de) * | 2010-03-05 | 2011-09-07 | ECP Entwicklungsgesellschaft mbH | Vorrichtung zur mechanischen Einwirkung auf ein Medium, insbesondere Fluidpumpe |
| EP2407185A1 (de) * | 2010-07-15 | 2012-01-18 | ECP Entwicklungsgesellschaft mbH | Radial komprimierbarer und expandierbarer Rotor für eine Pumpe mit einem Schaufelblatt |
| CN104965408A (zh) * | 2015-06-21 | 2015-10-07 | 沈阳工程学院 | 一种风机叶片振动检测与控制装置 |
| US10533558B2 (en) * | 2016-12-21 | 2020-01-14 | Saudi Arabian Oil Company | Centrifugal pump with adaptive pump stages |
-
2018
- 2018-08-09 CN CN201810904080.1A patent/CN109083862B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109083862A (zh) | 2018-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109083862B (zh) | 一种新型磁流变式水泵 | |
| CN103105918B (zh) | 电子装置与其电源管理方法 | |
| CN104264770B (zh) | 一种配电房积水报警及自动排水系统及其控制方法 | |
| CN102320275A (zh) | 一种电动汽车用整车控制器的断电延时电路 | |
| CN213690922U (zh) | 一种城市污水处理无线监控装置 | |
| CN108583514A (zh) | 一种高铁刮水器系统 | |
| CN2782784Y (zh) | 多泵间歇式变流量恒压供水控制器 | |
| CN205164347U (zh) | 一种过滤网除尘装置 | |
| CN211959402U (zh) | 一种智能监控系统设备 | |
| CN103926870B (zh) | 一种实现振捣监控设备节能的控制方法 | |
| CN201454942U (zh) | 一种紫外线灯管清洗机构的控制系统 | |
| CN107806161B (zh) | 用于停电时的分流井控制系统和分流井及控制方法 | |
| CN105344173A (zh) | 一种过滤网除尘装置 | |
| CN110863979B (zh) | 电极式液位排水控制系统及控制方法 | |
| CN203711099U (zh) | 陶瓷球磨机驱动系统 | |
| CN202627180U (zh) | 一种智能排放污水的水泵控制柜 | |
| CN210439717U (zh) | 一种楼宇环保节能装置 | |
| CN202188885U (zh) | 一种水位检测仪 | |
| CN112887848A (zh) | 一种可辅助交换器夜间自动降低功耗的节能环保装置 | |
| CN103196549A (zh) | 一种振动监测系统及振动监测系统的电源管理方法 | |
| CN203070119U (zh) | 一种自动控制废水回收池液位的装置 | |
| CN203462554U (zh) | 坐便器的翻板式排污机构 | |
| CN201742135U (zh) | 电源智能管理装置 | |
| CN201687696U (zh) | 一种变频控制柜睡眠功能控制器 | |
| CN221195420U (zh) | 一种基于工业物联网的潜水泵监控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20191203 Address after: 310000 national experimental teaching demonstration center of mechanical and electrical specialty, Yuquan campus, Zhejiang University, No. 38, Zheda Road, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Duan Shaorong Address before: 650000 Kunming Chuangpei Intellectual Property Service Co., Ltd. of Panlong District and Xinhua Garden Phase I B Block 7 Floor B701, Kunming City, Yunnan Province Applicant before: KUNMING CHUANGPEI INTELLECTUAL PROPERTY SERVICE Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200723 Address after: Ta'ao village, Daxi Town, Wenling City, Taizhou City, Zhejiang Province Applicant after: ZHEJIANG CHUANGMEI ELECTROMOTOR Co.,Ltd. Address before: 310000 national experimental teaching demonstration center of mechanical and electrical specialty, Yuquan campus, Zhejiang University, No. 38, Zheda Road, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: Duan Shaorong |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A new type of magneto rheological water pump Granted publication date: 20200814 Pledgee: Wenling sub branch of Postal Savings Bank of China Ltd. Pledgor: ZHEJIANG CHUANGMEI ELECTROMOTOR Co.,Ltd. Registration number: Y2024980028509 |