CN111677672A - 一种具有液位检测功能的深井潜水泵及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的具有液位检测功能的深井潜水泵及其检测方法，包括泵体和液位检测器，液位检测器包括压力传感器和仪表盘，压力传感器设置在泵体上。本发明提供的具有液位检测功能的深井潜水泵，可以实现抽液井的液位动态检测、低水位报警和超低水位停泵，提高潜水泵的使用安全性；本发明提供的液位检测方法简单，具有操作智能化、检测精准的特点。

Description

一种具有液位检测功能的深井潜水泵及其检测方法
技术领域
本发明属于地浸采铀矿山工程技术领域，涉及一种具有液位检测功能的深井潜水泵；本发明还涉及该潜水泵的液位检测方法。
背景技术
地浸采铀矿山开采需要在各采区井场建设大量的注液井和抽液井，需要将地浸剂通过注液井注入地下含铀地质层，并将浸出液通过抽液井提升至地表，泵送至水冶厂。目前国内地浸矿山普遍采用潜水泵作为浸出液提升设备。受注液井、抽液井建设成本的影响，目前注液井井径普遍为DN100，抽液井的上段(水泵安装位置以上)井径一般为DN150，下段井径一般为DN100，水泵普遍为直径100mm的潜水泵。由于我国砂岩型地浸铀矿山矿层的地下水渗透系数较小，工作中由于矿层阻塞存在注液井注液量降低、抽液井浸出液动水位严重下降的情况，严重时会造成水泵脱水(动水位低于水泵进水口)干转、电机温度过高而烧毁等故障。例如国内某地浸铀矿山潜水泵每年的故障率高达20％～25％。
因深井工程水泵安装环境条件的狭小和井的深度以及液位的不确定性，难以独立设置有效的液位检测设备，且目前市场上的深井用潜水泵均不具有液位检测功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有液位检测功能的深井潜水泵，以解决抽液井潜水泵容易发生脱水干转，导致电机温度过高而烧毁的问题。
本发明的第二个目的在于提供上述潜水泵的液位检测方法。
本发明提供的技术方案如下：一种具有液位检测功能的深井潜水泵，包括泵体和液位检测器，液位检测器包括压力传感器和仪表盘，压力传感器设置在泵体上。
优选地，泵体包括潜水电机和水泵头，潜水电机与水泵头通过连接支架连接，压力传感器安装在连接支架上。
优选地，所述连接支架包括连接筒，连接筒的上端和下端分别设有法兰，连接筒通过法兰与潜水电机、水泵头连接；压力传感器设置在连接筒的外壁上。
优选地，所述压力传感器与仪表盘通过信号线连接，所述信号线与泵体的动力线共用一条电缆。
上述具有液位检测功能的深井潜水泵的液位检测方法，包括如下步骤：
(1)将泵体下到抽液井中并安装到位后，标记测量地面至水泵出水口的高度h1、水泵出水口至压力传感器的高度h2、地面的绝对标高或相对标高H；动水位至压力传感器的高度为淹没深度h3，该值由压力传感器进行监测；设计最低动水位(该值由设计确定)，最低动水位至压力传感器的高度为设计最小淹没深度h4；为保护水泵，设计停泵水位(该值根据水泵的性能由设计确定)，停泵水位至压力传感器的高度为停泵保护深度h5；将h1、h2、H、h4、h5输入仪表盘；
(2)根据压力传感器检测的淹没深度h3，仪表盘内的数据处理系统自动计算出抽液井中动水位的标h0,计算公式为h0＝H-(h1+h2)+h3；
(3)当压力传感器检测到的淹没深度h3小于设计最小淹没深度h4时，仪表盘报警；当淹没深度h3小于设定的停泵保护深度h5时,仪表盘发出停泵信号，水泵停止工作。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供的具有液位检测功能的深井潜水泵，实现了抽液井液位的动态检测、低水位报警和超低水位自动停泵功能，提高了潜水泵的使用安全性。
本发明提供的具有液位检测功能的深井潜水泵，将液位检测器与潜水泵组合在一起，其信号传递与潜水泵共用一根电缆，解决了抽液井中难于单独设置液位检测装置的难题，实现了抽液井液位动态检测及报警系统的简化。
本发明提供的液位检测方法，可以实时检测并显示抽液井的液位标高，有助于提高地浸采铀矿山的生产效率，具有操作智能化、检测精准的特点。
附图说明
图1为本发明具有液位检测功能的深井潜水泵结构示意图；
图2为本发明提供的连接支架示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本发明提供的具有液位检测功能的深井潜水泵检测方法工作示意图。
图中，1.压力传感器，2.电缆，3.仪表盘，4.法兰，5.潜水电机，6.水泵头，7.连接支架，8.观察窗口，9.出水管，10.深井套管.11水泵轴。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明提供的技术方案作进一步具体的说明。
一种具有液位检测功能的深井潜水泵，参见图1-图3，包括深井潜水泵泵体，泵体上设有液位检测器，液位检测器包括压力传感器1和仪表盘3，压力传感器1设置在泵体上，仪表盘3设置在地表，压力传感器1与仪表盘3通过信号线连接。
泵体包括潜水电机5和水泵头6，潜水电机5与水泵头6通过连接支架7连接，压力传感器1安装在连接支架7上。
连接支架7包括连接筒，连接筒的上端和下端分别设有法兰4，连接筒通过上、下法兰4与潜水电机5和水泵头6连接，连接筒上设有观察窗口8，潜水电机5的电机轴与水泵头6的水泵轴11在连接筒7内连接；压力传感器1设置在连接筒的外壁上。
压力传感器1能够检测外部液体压力，优选电容式压力传感器，该压力传感器具有体积小、灵敏度高的特点，便于在潜水泵上安装。
压力传感器1的固定方式以确保牢固，方便拆卸更换为原则。
压力传感器1固定在连接筒的外侧，连接筒的直径较潜水电机5和水泵头6的直径都小，形成向内收缩凹陷的结构，压力传感器1设置在凹陷的连接筒上，可以避免磕碰损坏。
液位检测器的信号线与潜水泵的动力线共用一条电缆2，电缆2通过电缆固定装置固定在水泵外壁，可防止电缆2磕碰损坏。电缆2分叉及接头处采用防水接头保护，确保防水及使用安全。电缆固定装置及防水接头保护是潜水电泵电缆的通用保护方式。
仪表盘3内设有控制装置和数据处理系统，用于输入原始数据，接收和处理压力传感器的信号。仪表盘3可独立设置，也可与动力箱、控制箱或端子箱合并设置。
上述具有液位检测功能的深井潜水泵的液位检测方法，参见图4，包括如下步骤：
(1)将泵体下到抽液井中，安装到位后，将仪表盘3设置在地面上，测量地面至水泵出水口的高度h1、水泵出水口至压力传感器的高度h2、地面的绝对标高或相对标高H；动水位至压力传感器的高度为淹没深度h3，该值由压力传感器进行检测；设计最低动水位(该值由设计确定)至压力传感器的高度为设计最小淹没深度h4；为保护水泵，设计停泵水位(该值根据水泵的性能由设计确定)至压力传感器的高度为停泵保护深度h5；将h1、h2、H、h4、h5输入仪表盘；
(2)根据压力传感器检测的淹没深度h3，仪表盘内设置的数据处理系统自动计算出抽液井中动水位的标高h0,计算公式为h0＝H-(h1+h2)+h3；
(3)当压力传感器检测到的淹没深度h3小于设计最小淹没深度h4时，仪表盘报警；当淹没深度h3小于设定的停泵保护深度h5时,仪表盘发出停泵信号，水泵停止工作。
本发明提供的具有液位检测功能的深井潜水泵，通过液位检测装置，能够实时检测泵体所在深井中的液位标高，并进行低液位报警，便于人们及时进行洗井处理，以确保潜水泵在高效率工况下运行。能够实现在抽液井超低液位时自动停泵，避免了由于矿层阻塞导致注液井注液量降低、抽液井液位严重下降而造成的水泵脱水干转、电机温度过高而烧毁的故障。
本发明提供的具有液位检测功能的深井潜水泵，可用于需要进行地下水水位检测和存在潜水泵脱水风险的深井用潜水泵安装场所，尤其适用于难于单独设置液位检测装置或单独设置液位检测装置成本高的深井用潜水泵安装场所。
本发明提供的具有液位检测功能的深井潜水泵的液位检测方法，具有实现简单、检测精准、操作智能化的特点。

Claims (5)

1.一种具有液位检测功能的深井潜水泵，其特征在于，包括泵体和液位检测器，所述液位检测器包括压力传感器(1)和仪表盘(3)，所述压力传感器(1)设置在所述泵体上，仪表盘(3)设置在地表上。
2.根据权利要求1所述的具有液位检测功能的深井潜水泵，其特征在于，所述泵体包括潜水电机(5)和水泵头(6)，所述潜水电机(5)与水泵头(6)通过连接支架(7)连接，所述压力传感器(1)设置在连接支架(7)上。
3.根据权利要求2所述的具有液位检测功能的深井潜水泵，其特征在于，所述连接支架(7)包括连接筒，连接筒的上端和下端分别设有法兰(4)，连接筒通过法兰(4)与潜水电机(5)和水泵头(6)连接；压力传感器(1)设置在连接筒的外壁上。
4.根据权利要求3所述的具有液位检测功能的深井潜水泵，其特征在于，所述压力传感器(1)与仪表盘(3)通过信号线连接，所述信号线与泵体的动力线共用一条电缆(2)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有液位检测功能的深井潜水泵的液位检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将泵体下到抽液井中并安装到位后，测量地面至水泵出水口的高度h1、水泵出水口至压力传感器的高度h2、地面的绝对标高或相对标高H；动水位至压力传感器的高度为淹没深度h3，h3由压力传感器进行检测；最低动水位至压力传感器的高度为设计最小淹没深度h4；设计停泵水位，停泵水位至压力传感器的高度为停泵保护深度h5；将h1、h2、H、h4、h5输入仪表盘；
(2)根据压力传感器检测的淹没深度h3，仪表盘内的数据处理系统自动计算出抽液井中动水位的标高h0，计算公式为h0＝H-(h1+h2)+h3；
(3)当压力传感器检测到的淹没深度(h3)小于设计最小淹没深度(h4)时，仪表盘报警；当淹没深度(h3)小于设定的停泵保护深度(h5)时,仪表盘发出停泵信号，水泵停止工作。
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