CN111878415B - 一种智慧节能型浊水提升泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧节能型浊水提升泵系统，包括渣浆泵、透平机、监测系统和控制柜，渣浆泵与透平机通过管路连通，透平机用于与污水池连通，渣浆泵和透平机上均设置有监测系统，渣浆泵、透平机和监测系统均与控制柜电连接。本发明是通过透平机将水引上来之后，渣浆泵才开始工作，透平机停止工作，其自吸过程是通过外部的透平装置实现的，与渣浆泵不同时工作，与常规自吸泵不同，效率相对较高，耗电少且故障率低；监测系统和控制柜可以针对常规故障点进行监控，保障对整个系统的相关故障点、工艺保障按照工艺要求进行管理和控制。

Description

一种智慧节能型浊水提升泵系统

技术领域

本发明涉及泵体的技术领域，特别是涉及一种智慧节能型浊水提升泵系统。

背景技术

钢铁厂的旋流池、平流池是炼钢、轧钢厂用于冷却钢坯、冷却轧辊设备的循环水系统，其中钢坯冷却水直接用提升泵提升，设备冷却水是用泵将平流池或旋流池中的水提升至除油器和过滤器，经冷却塔冷却后，再由泵输送至相关设备。由于是对钢坯及炼钢、轧钢设备的冷却，介质中含有氧化铁皮、油污等杂质，因此对提升水泵的磨损性、腐蚀性较大，同时易损坏泵的密封，目前市场采用的多是无密封自控自吸泵或长轴泵。

而现有的无密封自控自吸泵泵效率低，一般只有40-55％左右，耗能严重；流量有限制，流量过大时由于汽蚀余量问题导致吸程达到要求；悬壁式结构，靠电机轴承支撑，导致运行时振动大；副叶轮磨损后，泵吸不上水。长轴泵结构复杂，故障率高，维修频繁，一般为2-3个月；设备成本高；维修维护需要一定的技术含量。

钢铁厂旋流池、平流池的提升泵多数是无人值守，均通过视频或人为巡检确保泵的运行安全，目前管理运行的可靠性差，故障率高，经常会出现旋流井或平流池漫水淹没电机、水泵及电气的现象，造成重大损失，亟需开发一套智能管控系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种智慧节能型浊水提升泵系统，以解决上述现有技术存在的问题，使渣浆泵的工作效率提高，故障率降低，实现智能管控。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种智慧节能型浊水提升泵系统，包括渣浆泵、透平机、监测系统和控制柜，所述渣浆泵与所述透平机通过管路连通，所述透平机用于与污水池连通，所述渣浆泵和所述透平机上均设置有监测系统，所述渣浆泵、所述透平机和所述监测系统均与所述控制柜电连接。

优选的，所述渣浆泵包括支架、电机、转轴、叶轮和泵盖，所述支架的顶部设置有所述电机，所述电机连接所述转轴，所述转轴的底部密封设置有所述泵盖，所述转轴的端部连接所述叶轮，所述叶轮位于所述支架底部的泵腔内，所述泵腔的底部通过止水罐与所述透平机通过管路连通。

优选的，所述转轴上依次设置有电机联轴器、泵联轴器和轴承支座，所述轴承支座与所述泵盖连接，所述轴承支座上设置有温度振动一体化传感器，所述轴承支座与所述泵盖之间设置有挡水圈。

优选的，所述泵盖与所述叶轮之间设置有单端面机械密封和机封泄漏监测装置。

优选的，所述止水罐的底部连接污水进管，所述污水进管的顶端高于所述止水罐的底面，所述止水罐的顶部设置有浮球罐，所述浮球罐通过软管与所述透平机连通，所述浮球罐与所述软管之间设置有球阀和电磁阀，所述止水罐的侧面与所述泵腔的底部连通。

优选的，所述泵腔的侧面通过止回阀与所述污水出口管连通，所述泵腔与所述止回阀之间依次设置有弯管和软接头，所述弯管通过软管与所述止水罐连通。

优选的，所述监测系统包括温度传感器及电流传感器、真空压力传感器、压力传感器、所述温度振动一体化传感器和所述机封泄漏监测装置，所述温度传感器及所述电流传感器设置于所述电机上，所述真空压力传感器设置于止水罐上，所述压力传感器设置于所述弯管上，所述温度传感器、所述电流传感器、所述真空压力传感器、所述压力传感器、所述温度振动一体化传感器和所述机封泄漏监测装置分别与所述控制柜电连接。

优选的，所述叶轮和所述泵盖之间设置有冷却循环机构，所述冷却循环机构包括通过销钉连接的螺旋外环和螺旋内套，所述螺旋外环的内壁和螺旋内套的外壁上设置有旋向相反的螺旋槽，所述螺旋外环的内壁和螺旋内套的外壁均设置有相同的锥度，所述螺旋外环的外壁与所述泵盖内壁间隙配合，所述螺旋内套通过平键与所述转轴连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明是通过透平机将水引上来之后，渣浆泵才开始工作，透平机停止工作，其自吸过程是通过外部的透平装置实现的，与渣浆泵不同时工作，与常规自吸泵不同，效率相对较高，耗电少且故障率低；监测系统和控制柜可以针对常规故障点进行监控，保障对整个系统的相关故障点、工艺保障按照工艺要求进行管理和控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明智慧节能型浊水提升泵系统的结构示意图；

图2为本发明智慧节能型浊水提升泵系统的局部结构示意图；

图3为本发明中冷却循环机构的局部结构示意图；

图4为本发明中螺旋外环的连接关系示意图一；

图5为本发明中螺旋外环的连接关系示意图二；

图6为本发明中螺旋内套的结构示意图一；

图7为本发明中螺旋内套的结构示意图二；

图8为本发明中电控部分的连接关系示意图；

其中：1-电机，2-透平机，3-止回阀，4-软接头，5-压力传感器，6-弯管，7-泵腔，8-叶轮，9-支架，10-止水罐，11-污水进管，12-控制柜，13-销钉，14-泵盖，15-浮球罐，16-单端面机械密封，17-挡水圈，18-轴承支座，19-真空压力传感器，20-机封泄漏监测装置，21-温度振动一体化传感器，22-转轴，23-软管，24-球阀，25-电磁阀，26-泵联轴器，27-电机联轴器，28-螺旋外环，29-螺旋内套，30-平键。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种智慧节能型浊水提升泵系统，以解决现有技术存在的问题，使渣浆泵的工作效率提高，故障率降低，实现智能管控。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图8所示：本实施例提供了一种智慧节能型浊水提升泵系统，包括渣浆泵、透平机2、监测系统和控制柜12，渣浆泵与透平机2通过管路连通，透平机2用于与污水池连通，渣浆泵和透平机2上均设置有监测系统，渣浆泵、透平机2和监测系统均与控制柜12电连接。本实施例的渣浆泵为高效的立式或卧式结构泵体。

渣浆泵包括支架9、电机1、转轴22、叶轮8和泵盖14，支架9的顶部设置有电机1，电机1连接转轴22，转轴22的底部密封设置有泵盖14，转轴22的端部连接叶轮8，叶轮8位于支架9底部的泵腔7内，泵腔7的底部通过止水罐10与透平机2通过管路连通。

转轴22上依次设置有电机联轴器27、泵联轴器26和轴承支座18，改变传统与电机共轴的悬臂式结构，支撑稳定可靠，故障率低。轴承支座18与泵盖14连接，轴承支座18上设置有温度振动一体化传感器21，轴承支座18与泵盖14之间设置有挡水圈17。泵盖14与叶轮8之间设置有单端面机械密封16和机封泄漏监测装置20。本实施例中的单端面机械密封16是耐污水的，其中动环套设在转轴22上与转轴22同时旋转，静环固定在泵盖14上，与泵盖14保持静止状态。

止水罐10的底部连接污水进管11，污水进管11的顶端高于止水罐10的底面，可以保证停机时，止水罐10腔内积水始终高于机封动静环结合面，避免泵突然启动时机封缺水烧毁。止水罐10的顶部设置有浮球罐15，浮球罐15通过软管23与透平机2连通，浮球罐15与软管23之间设置有球阀24和电磁阀25，球阀24是用于长期运行时的不频繁启闭，与电磁阀25起到双重开关的作用，避免因电磁阀25失效时引起的系统不能正常工作的问题，止水罐10的侧面与泵腔7的底部连通。本实施例的浮球罐15为本领域常规的浮球罐，为一个封闭的圆罐加一个浮球开关，透平机2在引水时，浮球会随水位上升，达到要求的水位时，将水位信号传至控制柜12执行下一个动作。泵腔7的侧面通过止回阀3与污水出口管连通，泵腔7与止回阀3之间依次设置有弯管6和软接头4，弯管6通过软管23与止水罐10连通。

监测系统包括温度传感器及电流传感器、真空压力传感器19、压力传感器5、温度振动一体化传感器21和机封泄漏监测装置20，温度传感器及电流传感器设置于电机1上，真空压力传感器19设置于止水罐10上，压力传感器5设置于弯管6上，温度传感器、电流传感器、真空压力传感器19、压力传感器5、温度振动一体化传感器21和机封泄漏监测装置20分别与控制柜12电连接。本实施例的控制柜12为带PLC的软启动、含触摸屏的控制柜，一键启动，带自检、逻辑判断及自完善功能，带有渣浆泵进出口压力显示(其中进口为负压、出口为正压)、透平机2的水箱液位显示、真空泵和渣浆泵运行电流显示及泵体振动及轴承温度显示、机封泄漏显示等；还能实现故障报警及处理，其中出口压力过低、超电流、振动、温度超标，机封泄漏等，可以根据故障程度进行预警、报警及紧急停机处理。预留远程通讯接口，还可以实现远程通讯。

叶轮8和泵盖14之间设置有冷却循环机构，冷却循环机构包括通过销钉13连接的螺旋外环28和螺旋内套29，螺旋外环28的内壁和螺旋内套29的外壁上设置有旋向相反的螺旋槽，螺旋外环28的内壁和螺旋内套29的外壁均设置有相同的锥度，螺旋外环28的外壁与泵盖14内壁间隙配合，螺旋内套29通过平键30与转轴22连接。本实施例中正常的单端面机械密封16运行时需要冷却水进行循环冷却，由于污水介质中含有固体杂质，特别是氧化铁皮坑的氧化铁皮淤泥，容易在机封腔形成堵塞，故在机封腔前端(冷却水进入端)设计一个冷却水能自动进出螺旋外环28和螺旋内套29上的螺旋槽，由不同旋向及导程的螺旋槽实现的，其螺旋槽的截面积大小限制了固体颗粒的大小，因此限制了大颗粒的杂质进入。当螺旋外环28和螺旋内套29随着转轴22转动时，可以实现冷却水的强制循环，而又不让杂质进入，避免发生堵塞。

本实施例使用时，先打开浮球罐15上方的球阀24，控制柜12的触摸屏上点击启动按纽，并控制打开浮球罐15上方的电磁阀25，同时启动透平机2中的真空泵，将泵腔7及管路中的气体排尽，使泵腔7及管路中充满水。之后，浮球罐15中的浮球上升触发信号器，使信号传输给控制柜12，控制柜12控制渣浆泵的电机1启动，并关停透平机2的真空泵和电磁阀25，监测系统实时监测并将各数据传输给控制柜12，实现实时监测和预警。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种智慧节能型浊水提升泵系统，其特征在于：包括渣浆泵、透平机、监测系统和控制柜，所述渣浆泵与所述透平机通过管路连通，所述透平机用于与污水池连通，所述渣浆泵和所述透平机上均设置有监测系统，所述渣浆泵、所述透平机和所述监测系统均与所述控制柜电连接；

所述渣浆泵包括支架、电机、转轴、叶轮和泵盖，所述支架的顶部设置有所述电机，所述电机连接所述转轴，所述转轴的底部密封设置有所述泵盖，所述转轴的端部连接所述叶轮，所述叶轮位于所述支架底部的泵腔内，所述泵腔的底部通过止水罐与所述透平机通过管路连通；

所述叶轮和所述泵盖之间设置有冷却循环机构，所述冷却循环机构包括通过销钉连接的螺旋外环和螺旋内套，所述螺旋外环的内壁和螺旋内套的外壁上设置有旋向相反的螺旋槽，所述螺旋外环的内壁和螺旋内套的外壁均设置有相同的锥度，所述螺旋外环的外壁与所述泵盖内壁间隙配合，所述螺旋内套通过平键与所述转轴连接。

2.根据权利要求1所述的智慧节能型浊水提升泵系统，其特征在于：所述转轴上依次设置有电机联轴器、泵联轴器和轴承支座，所述轴承支座与所述泵盖连接，所述轴承支座上设置有温度振动一体化传感器，所述轴承支座与所述泵盖之间设置有挡水圈。

3.根据权利要求2所述的智慧节能型浊水提升泵系统，其特征在于：所述泵盖与所述叶轮之间设置有单端面机械密封和机封泄漏监测装置。

4.根据权利要求3所述的智慧节能型浊水提升泵系统，其特征在于：所述止水罐的底部连接污水进管，所述污水进管的顶端高于所述止水罐的底面，所述止水罐的顶部设置有浮球罐，所述浮球罐通过软管与所述透平机连通，所述浮球罐与所述软管之间设置有球阀和电磁阀，所述止水罐的侧面与所述泵腔的底部连通。

5.根据权利要求4所述的智慧节能型浊水提升泵系统，其特征在于：所述泵腔的侧面通过止回阀与污水出口管连通，所述泵腔与所述止回阀之间依次设置有弯管和软接头，所述弯管通过软管与所述止水罐连通。

6.根据权利要求5所述的智慧节能型浊水提升泵系统，其特征在于：所述监测系统包括温度传感器及电流传感器、真空压力传感器、压力传感器、所述温度振动一体化传感器和所述机封泄漏监测装置，所述温度传感器及所述电流传感器设置于所述电机上，所述真空压力传感器设置于止水罐上，所述压力传感器设置于所述弯管上，所述温度传感器、所述电流传感器、所述真空压力传感器、所述压力传感器、所述温度振动一体化传感器和所述机封泄漏监测装置分别与所述控制柜电连接。

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