CN113027770A - 一种具有水冷过滤结构的井用泵及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有水冷过滤结构的井用泵及其控制方法，冷却效果好，能够提高井用泵的效率及使用寿命，且具有过滤防堵功能，其技术方案要点是包括泵体、电机和用于控制电机运行状态的控制系统，泵体包括泵壳、位于泵壳两端上的上连接座和下连接座，泵壳内设有泵壳内设有叶轮轴和套设于转轴上的多级叶轮，电机包括机壳、定子、转子和转轴，转子固定于转轴上，机壳的两端还分别设有上端盖和下端盖，所述机壳为内外双层结构，两层机壳之间形成屏蔽腔，定子安装于屏蔽腔内，且屏蔽腔内填充有树脂，转子的下端与下端盖之间设有轴向止推组件，转轴的下端还设有位于下端盖外侧的抽水叶轮，下端盖的底部上还设有过滤组件，本发明适用于水泵技术领域。

Description

一种具有水冷过滤结构的井用泵及其控制方法

技术领域

本发明属于水泵技术领域，特指一种具有水冷过滤结构的井用泵及其控制方法。

背景技术

现有的井用泵通常包括泵体和电机，电机通常只是简单的放置于水中，进行散热，也有采用如在先申请CN201821221539.X所公开的内容，其可以实现电机内部过水，但其结构较为复杂，须在屏蔽套内壁设置螺纹且需要在转子外壁设置叶轮片才能实现水的流动，且实际使用中发现其流速较慢，也不够理想，且水中泥沙等杂质易进入电机内，造成内部磨损；此外，在实际使用中，泵体进水端需要过滤网进行过滤，但过滤网网孔过小时，易造成堵塞，但过滤网网孔过大时，又容易造成泵送过程中，泵体内部的叶轮的卡滞磨损，因此需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有水冷过滤结构的井用泵，冷却效果好，能够提高井用泵的效率及使用寿命，且具有过滤防堵功能。

本发明的目的是这样实现的：一种具有水冷过滤结构的井用泵，包括泵体、电机和用于控制电机运行状态的控制系统，泵体包括泵壳、位于泵壳两端上的上连接座和下连接座，泵壳内设有泵壳内设有叶轮轴和套设于转轴上的多级叶轮，电机包括机壳、定子、转子和转轴，转子固定于转轴上，机壳的两端还分别设有上端盖和下端盖，上端盖上设有与转轴适配的上轴孔，下端盖上设有与转轴适配的下轴孔，下连接座与上端盖固定连接，叶轮轴与转轴对接，其特征在于：所述机壳为内外双层结构，两层机壳之间形成屏蔽腔，定子安装于屏蔽腔内，且屏蔽腔内填充有树脂，转子的下端与下端盖之间设有轴向止推组件，转轴的下端还设有位于下端盖外侧的抽水叶轮，下轴孔内设有导流道，转子的外侧设有过水流道，上端盖上设有出水口，且导流道、过水流道和出水口依次连通，下端盖的底部上还设有过滤组件。

本发明进一步设置为：所述下连接座上的周侧设有若干进水口，下连接座上的内周壁上设有金属滤网，转轴上套设有旋转支架，旋转支架一端设有用于清理金属滤网的毛刷，旋转支架的另一端设有配重块。

本发明进一步设置为：所述过滤组件包括外框和安装于外框内的齿轮箱，齿轮箱上分别连接有上传动轴和下传动轴，齿轮内还设有用于连接上传动轴和下传动轴的减速齿轮组，上传动轴与与转轴之间通过浮动式联轴器相连接，且转轴底端设有用于控制浮动式联轴器与转轴轴向抵触或者分离的第一离合装置，外框的下段为过滤区，过滤区的周沿上设有若干过滤网孔，下传动轴上设有位于过滤区顶部的过滤芯层。

本发明进一步设置为：所述过滤芯层包括棉质滤布和设置于棉质滤布两侧上的固定架，过滤芯层呈倒圆锥型结构，固定架的内端固定于下传动轴上并随下传动轴的转动而转动，固定架的外周沿上还设有清污组件，清污组件包括底座和套设在底座上的滑套，底座与滑套之间还设有顶出弹簧，滑套的外壁上设有与过滤网孔径向抵触的刷毛，过滤区内还设有与固定架外周沿顶部抵触的石墨挡环。

本发明进一步设置为：所述浮动式联轴器包括芯轴和浮动套，芯轴的底端安装于浮动套内，上传动轴的顶端设有浮动孔，浮动套的底端安装于浮动孔内，且浮动孔内设有下浮动弹簧，芯轴底端上还设有限位环，芯轴上套设有安装于浮动套内的锁帽，芯轴上还套设有复位弹簧，且复位弹簧的两端分别于限位环和锁帽抵触，浮动套的顶端上还设有端面凸轮，芯轴上还设有与端面凸轮轴向抵触的凸块；

第一离合装置包括第一电磁铁和磁性环，第一电磁铁呈环形环绕于转动轴的下端，且第一电磁铁通过支架固定于下端盖上，磁性环呈环向固定于芯轴的顶端，支架上还设有与磁性环抵触的上浮动弹簧；当第一电磁铁通电时，对磁性环产生吸引力，芯轴与转轴轴向抵触，使得转轴带动芯轴转动；当第一电磁铁断电时，芯轴与转轴相互分离。

本发明进一步设置为：所述减速齿轮组包括安装于上传动轴上的主齿轮和安装于下传动轴上的副齿轮，减速齿轮组包括正转齿轮组和反转齿轮组，正转齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮和第一轮轴，第一齿轮和第二齿轮分别安装于第一轮轴的两端上，且第一齿轮与主齿轮啮合，第二齿轮与副齿轮啮合，反转齿轮组包括第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第二轮轴和第三轮轴，第三齿轮和第四齿轮安装于第二轮轴的两端上，第三齿轮也与主齿轮啮合，第五齿轮通过第三轮轴安装于减速齿轮箱内，且第四齿轮与副齿轮之间通过第五齿轮相啮合；

第一齿轮与第一轮轴之间设有第二离合装置，第三齿轮与第二轮轴之间设有第三离合装置，第二离合装置和第三离合装置均包括第二电磁铁和磁性内芯，第二电磁铁位于第一轮轴及第二轮轴的端部上，第一轮轴和第二轮轴内均还设有内孔、与内孔径向贯穿的若干通孔，磁性内芯安装于内孔内，通孔内设有滚珠，且磁性内芯上还设有与滚珠适配的环槽，内孔的内壁上设有若干与滚珠适配的内滑道，第一齿轮和第二齿轮上均设有与滚珠配合的定位孔；当第二电磁铁通电时，第二电磁铁产生磁力，将磁性内性向上吸合，此时磁性内性推动滚珠从通孔内向外滑移，并与定位孔卡合；当第二电磁铁断电时，第二电磁铁失去磁力，磁性内芯下移复位，滚珠沿内滑道落入环槽内。

本发明进一步设置为：所述泵壳内还设有基座和多个导流壳，每个导流壳之间及导流壳与基座之间均相互轴向抵触，每级叶轮分别安装于每个导流壳中，基座上设有第一轴孔，导流壳内设有第二轴孔，第一轴孔内设有径向止推组件，基座与导流壳之间及相邻导流壳之间均设有轴向止推组件。

本发明进一步设置为：所述径向止推组件包括相互配合的内陶瓷套和外橡胶套，内陶瓷套套设于叶轮轴上，外橡胶套固定于第一轴孔内；

所述第二轴孔内设有固定套，轴向止推组件包括动摩擦环和静摩擦环，静摩擦环固定于固定套的顶端上，动摩擦环分别位于每级叶轮的两端上。

一种具有水冷过滤结构的井用泵的控制方法，其特征在于：所述控制系统包括控制单元、设置于出水口上的流量传感器和用于异常报警的报警模块，设定流量传感器检测到实时的流量为Q，设定最小的正常流量为Q1；

控制方法包括以下步骤；

L0、控制单元控制电机启动，延迟A秒时间后，进入步骤L1；

L1、流量传感器检测出水流量，判断Q是否大于等于Q1；

L2、当步骤L1中Q＜Q1，则表明流量过小，可能存在堵塞的现象，此时第二电磁铁通电，且第一电磁铁通电，使得下转轴带动过滤芯层正向旋转，旋转过程中过滤芯层在离心力作用下实现清污，同时清污组件对过滤区上的过滤网孔进行清污；同时在B秒时间内继续判断Q是否大于等于Q1，其中B的时间为第二电磁铁的通电时间；

L3、当步骤L1中Q≥Q1，则表明流量正常；

L4、当步骤L2中第二电磁铁通电B秒时间内，Q≥Q1，则表明流量正常，第一电磁铁断电，第二电磁铁断电；

L5、当步骤L2中第二电磁铁通电B秒时间后，Q还是小于Q1，则第二电磁铁断电，延迟C秒后，第三电磁铁通电，使得下转轴带动过滤芯层反向旋转，进行二次清污；同时在D秒时间内继续判断Q是否大于Q1，其中D的时间为第三电磁铁的通电时间；

L6、当步骤L5中第三电磁铁通电D秒时间内，Q≥Q1，则表明流量正常，第一电磁铁断电，第三电磁铁断电；

L7、当步骤L5中第三电磁铁通电D秒时间后，还是Q＜Q1，则第一电磁铁断电，第三电磁铁断电，且报警模块报警。

通过采用上述技术方案具有以下优点，能到对电机内部实现过水冷却，冷却效果好，且能够在过水冷却前进行有效过滤细小杂质，过滤效果好，且能够进行自行排堵，整体可靠性高；此外在泵体的进水端处也进行了过滤和排堵功能，因此，泵体的适用性更好。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图；

图2是本发明中泵体的结构示意图；

图3是本发明图2中A部放大结构示意图；

图4是本发明中电机的结构示意图；

图5是本发明中过滤组件的结构示意图；

图6是本发明图5中B部放大结构示意图；

图7是本发明中浮动式联轴器的结构示意图；

图8是本发明图7中端面凸轮与凸块的配合结构示意图；

图9是本发明中齿轮箱的结构示意图；

图10是本发明图9中C部放大结构示意图；

图11是本发明控制方法的逻辑控制框图；

图中附图标记为：1、泵壳；2、上连接座；3、下连接座；4、叶轮轴；5、多级叶轮；6、机壳；7、转轴；8、上端盖；9、下端盖；10、抽水叶轮；11、出水口；12、旋转支架；13、毛刷；14、配重块；15、球型凸面；14、定位块；15、基座；16、导流壳；17、内陶瓷套；18、外橡胶套；19、固定套；20、动摩擦环；21、静摩擦环；100、外框；101、齿轮箱；102、上传动轴；103、下传动轴；104、浮动式联轴器；105、过滤芯层；106、底座；107、滑套；108、顶出弹簧；109、刷毛；110、石墨挡环；111、芯轴；112、浮动套；113、下浮动弹簧；114、限位环；115、锁帽；116、复位弹簧；117、端面凸轮；118、凸块；119、第一电磁环；120、磁性环；121、主齿轮；122、副齿轮；123、第一齿轮；124、第二齿轮；125、第一轮轴；126、第三齿轮；127、第四齿轮；128、第五齿轮；129、第四轮轴；130、第二电磁铁；131、磁性内芯；132、滚珠；133、环槽；134、内滑道。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-11：

一种具有水冷过滤结构的井用泵，包括泵体、电机和用于控制电机运行状态的控制系统，泵体包括泵壳1、位于泵壳1两端上的上连接座2和下连接座3，泵壳1内设有泵壳1内设有叶轮轴4和套设于转轴7上的多级叶轮5，电机包括机壳6、定子、转子和转轴7，转子固定于转轴7上，机壳6的两端还分别设有上端盖8和下端盖9，上端盖8上设有与转轴7适配的上轴孔，下端盖9上设有与转轴7适配的下轴孔，下连接座3与上端盖8固定连接，叶轮轴4与转轴7对接，其特征在于：所述机壳6为内外双层结构，两层机壳6之间形成屏蔽腔，定子安装于屏蔽腔内，且屏蔽腔内填充有树脂，转子的下端与下端盖9之间设有轴向止推组件，转轴7的下端还设有位于下端盖9外侧的抽水叶轮10，下轴孔内设有导流道，转子的外侧设有过水流道，上端盖8上设有出水口11，且导流道、过水流道和出水口11依次连通，下端盖9的底部上还设有过滤组件。

定子封闭在独立的空间内，屏蔽腔由不锈钢壳构成，起到高效密封作用；轴向止推组件用于提高转子转动时的稳定性；通过抽水叶轮10的设置，使得转子转动时，转轴7带动抽水叶轮10转动，实现抽水，使得外部的水能够依次流过导流道、过水流道和出水口11，对电机内部实现高效冷却，提高了电机的工作效率，降低了电能损耗，延长了使用寿命；过滤组件可以避免杂质进入电机内，确保电机的运行安全性。

所述下连接座3上的周侧设有若干进水口，下连接座3上的内周壁上设有金属滤网，转轴7上套设有旋转支架12，旋转支架12一端设有用于清理金属滤网的毛刷13，旋转支架12的另一端设有配重块14。

旋转支架12与转轴7键连接，旋转支架12随着转轴7旋转而转动，并通过柔性毛刷13对金属滤网进行清理，通过毛刷13上的毛疏通网孔，避免外部杂质堵塞金属滤网；配重块14用于平衡毛刷13的重量，确保转轴7的旋转稳定性。

所述过滤组件包括外框100和安装于外框100内的齿轮箱101，齿轮箱101上分别连接有上传动轴102和下传动轴103，齿轮内还设有用于连接上传动轴102和下传动轴103的减速齿轮组，上传动轴102与与转轴7之间通过浮动式联轴器104相连接，且转轴7底端设有用于控制浮动式联轴器104与转轴7轴向抵触或者分离的第一离合装置，外框100的下段为过滤区，过滤区的周沿上设有若干过滤网孔，下传动轴103上设有位于过滤区顶部的过滤芯层105。

由于电机通常处于高速旋转状态，减速齿轮组可以起到减速作用，从而也能提高下传动轴103的转动扭矩；采用浮动式联轴器104，使得过滤组件无需控制时，浮动式联轴器104与转轴7之间相分离，降低对电机运行的影响；外框100上的过滤网孔，可以采用金属丝编织而成的致密网罩，起到储备过滤的作用，再通过棉质滤布进行二次过滤，达到高效过滤的作用。

所述过滤芯层105包括棉质滤布和设置于棉质滤布两侧上的固定架，过滤芯层105呈倒圆锥型结构，固定架的内端固定于下传动轴103上并随下传动轴103的转动而转动，固定架的外周沿上还设有清污组件，清污组件包括底座106和套设在底座106上的滑套107，底座106与滑套107之间还设有顶出弹簧108，滑套107的外壁上设有与过滤网孔径向抵触的刷毛109，过滤区内还设有与固定架外周沿顶部抵触的石墨挡环110。

固定架可以为金属或塑料材质的网架，主要对棉质滤布起到定型作用，棉质滤布可以采用无纺布，过滤芯层105呈倒圆锥型结构，使得过滤芯层105旋转时，在离心力的作用下，使得杂质从过滤芯层105上分离出来；清污组件可以为对称的两组，通过清污组件上的刷毛109对滤网进行清理；其中顶出弹簧108便于刷毛109的顶出，使其在径向上具有伸缩幅度，便于清洁；石墨挡环110固定于过滤区内壁上，主要用于避免水流直接沿清污组件与过滤区之间的空隙中流向电机内部。

所述浮动式联轴器104包括芯轴111和浮动套112，芯轴111的底端安装于浮动套112内，上传动轴102的顶端设有浮动孔，浮动套112的底端安装于浮动孔内，且浮动孔内设有下浮动弹簧113，芯轴111底端上还设有限位环114，芯轴111上套设有安装于浮动套112内的锁帽115，芯轴111上还套设有复位弹簧116，且复位弹簧116的两端分别于限位环114和锁帽115抵触，浮动套112的顶端上还设有端面凸轮117，芯轴111上还设有与端面凸轮117轴向抵触的凸块118；

上传动轴102上的浮动孔与浮动套112之间轴向可以相互滑动，但在周向上需要通过适配的凸条和凹槽进行周向限位；浮动式联轴器104的原理为：正常状态下，在复位弹簧116的作用力下，浮动套112上的端面凸轮117与线轴上的凸块118相互抵触，在轴向抵触力的作用下，芯轴111转动时，也可以带动浮动套112转动，从而浮动套112带动上传动轴102旋转；当过滤组件异常堵转时，浮动套112转动会受阻，此时凸块118相对端面凸轮117产生相对滑动，迫使浮动套112在浮动孔内上下滑动；因过滤组件受水流杂质等因素影响可能存在堵转或旋转不畅的问题，因此浮动式联轴器104的设计，可以避免因过滤组件异常堵转对电机转轴7的旋转直接造成影响，即当过滤组件异常时，转轴7还能够正常旋转；其中下浮动弹簧113对浮动套112起到支撑作用，避免芯轴111与转轴7之间轴向间距过大，而导致第一离合装置失效；其中，支架与磁性环120之间还可设置上浮动弹簧，使得第一离合装置在断电状态，芯轴111与转轴7之间有效分离；磁性环120可以选用铁磁性材质。

第一离合装置包括第一电磁铁和磁性环120，第一电磁铁呈环形环绕于转动轴的下端，且第一电磁铁通过支架固定于下端盖9上，第一电磁铁固定于支架上，支架上设有供转轴7穿过的通孔，且支架上可以开设导线槽，使得第一电磁铁的导电线沿导线槽安装，并穿过下端盖9进入屏蔽腔内，与定子导电线一起引出，线路布置为常规结构，不在累述；支架与下端盖9之间可以通过螺钉等紧固件进行固定连接；磁性环120呈环向固定于芯轴111的顶端，支架上还设有与磁性环120抵触的上浮动弹簧；当第一电磁铁通电时，对磁性环120产生吸引力，芯轴111与转轴7轴向抵触，使得转轴7带动芯轴111转动；当第一电磁铁断电时，芯轴111与转轴7相互分离。

所述减速齿轮组包括安装于上传动轴102上的主齿轮121和安装于下传动轴103上的副齿轮122，减速齿轮组包括正转齿轮组和反转齿轮组，正转齿轮组包括第一齿轮123、第二齿轮124和第一轮轴125，第一齿轮123和第二齿轮124分别安装于第一轮轴125的两端上，且第一齿轮123与主齿轮121啮合，第二齿轮124与副齿轮122啮合，反转齿轮组包括第三齿轮126、第四齿轮127、第五齿轮128、第二轮轴和第三轮轴，第三齿轮126和第四齿轮127安装于第二轮轴的两端上，第三齿轮126也与主齿轮121啮合，第五齿轮128通过第三轮轴安装于减速齿轮箱101内，且第四齿轮127与副齿轮122之间通过第五齿轮128相啮合；

第一齿轮123与第一轮轴125之间设有第二离合装置，第三齿轮126与第二轮轴之间设有第三离合装置，第二离合装置和第三离合装置均包括第二电磁铁130和磁性内芯131，第二电磁铁130位于第一轮轴125及第二轮轴的端部上，第一轮轴125和第二轮轴内均还设有内孔、与内孔径向贯穿的若干通孔，磁性内芯131安装于内孔内，通孔内设有滚珠132，且磁性内芯131上还设有与滚珠132适配的环槽133，内孔的内壁上设有若干与滚珠132适配的内滑道134，第一齿轮123和第二齿轮124上均设有与滚珠132配合的定位孔；当第二电磁铁130通电时，第二电磁铁130产生磁力，将磁性内性向上吸合，此时磁性内性推动滚珠132从通孔内向外滑移，并与定位孔卡合；当第二电磁铁130断电时，第二电磁铁130失去磁力，磁性内芯131下移复位，滚珠132沿内滑道134落入环槽133内。

实际离心排堵过程中，持续单向旋转，也可能导致部分杂质始终堆积在固定架的架条的某边上，或者刚好因泥沙等杂质造成某处卡滞，难以正常正转，因此采用正转齿轮组和反转齿轮组的设置，可以实现下传动轴103的正转及反转，排堵除杂效果更佳；通过对第二离合装置和第三离合装置的控制，可以实现正转齿轮组啮合正常正转或反转齿轮组啮合正常反转。

第二离合装置和第三离合装置的具体结构为：第二电磁铁130可以安装于齿轮箱101的箱壁内，且第二电磁铁130和磁性内芯131之间可以设置弹性件，如弹簧，便于磁性内芯131向下复位；环槽133的下槽壁为倾斜面，在第二电磁铁130通电状态下，磁性内芯131向上移动，并在倾斜面的作用下，滚珠132能够通过通孔径向外移，并与定位孔卡合，实现第一轮轴125或第二轮轴带动相应的第一齿轮123或第三齿轮126传动；断电状态下，滚珠132下落至内滑道134内，第一轮轴125或第二轮轴与相应的第一齿轮123或第三齿轮126之间只做相对转动，不再实现传动；此外传动杆、第二齿轮124均为采用塑料或陶瓷等非导磁性材料。

所述泵壳1内还设有基座15和多个导流壳16，每个导流壳16之间及导流壳16与基座15之间均相互轴向抵触，每级叶轮分别安装于每个导流壳16中，基座15上设有第一轴孔，导流壳16内设有第二轴孔，第一轴孔内设有径向止推组件，基座15与导流壳16之间及相邻导流壳16之间均设有轴向止推组件。

径向止推组件用于提高叶轮轴4旋转时的稳定性，降低产生径向窜动的可能，轴向止推组件用于对叶轮起到轴向止推作用，且将叶轮产生的作用力，转移至导流壳16上，从而减轻电机轴的轴向作用力。

所述径向止推组件包括相互配合的内陶瓷套17和外橡胶套18，内陶瓷套17套设于叶轮轴4上，外橡胶套18固定于第一轴孔内；

所述第二轴孔内设有固定套19，轴向止推组件包括动摩擦环20和静摩擦环21，静摩擦环21固定于固定套19的顶端上，动摩擦环20分别位于每级叶轮的两端上。

基座15卡合于下连接座3上，外橡胶套18可以采用硬质耐磨橡胶，与内陶瓷套17径向抵触，起到径向止推的作用，提高转轴7旋转时的稳定性，避免产生径向窜动；

固定套19可以为塑料、硬质橡胶等材质，固定于第二轴孔，由于叶轮在高速抽水运行状态下，水压会对叶轮产生下压力，因此需要在固定套19的顶端设置静摩擦环21，并在叶轮下端设置动摩擦环20，降低叶轮与固定套19之间的阻力及磨损，同时通过轴向止推组件将叶轮上的下压力直接作用于导流壳16上，并通过基座15直接作用于连接座上，减小对转轴7的轴向作用力，最终降低对下部电机轴产生的作用力；此外泵在低扬程、最大流量时叶轮会处于上浮状态，因此需要在叶轮的上端也设置动摩擦环20。

一种具有水冷过滤结构的井用泵的控制方法，其特征在于：所述控制系统包括控制单元、设置于出水口11上的流量传感器和用于异常报警的报警模块，设定流量传感器检测到实时的流量为Q，设定最小的正常流量为Q1；

控制方法包括以下步骤；

L0、控制单元控制电机启动，延迟A秒时间后，进入步骤L1；通过延迟设置，流量传感器再进行检测，避免电机刚启动时，出水量还没有流量造成的误判；其中A的数值根据实际需要自由设置；

L1、流量传感器检测出水流量，判断Q是否大于等于Q1；

L2、当步骤L1中Q＜Q1，则表明流量过小，可能存在堵塞的现象，此时第二电磁铁130通电，且第一电磁铁通电，使得下转轴7带动过滤芯层105正向旋转，旋转过程中过滤芯层105在离心力作用下实现清污，同时清污组件对过滤区上的过滤网孔进行清污；同时在B秒时间内继续判断Q是否大于等于Q1，其中B的时间为第二电磁铁130的通电时间；其中B的数值根据实际需要自由设置，比如10-60；

L3、当步骤L1中Q≥Q1，则表明流量正常；

L4、当步骤L2中第二电磁铁130通电B秒时间内，Q≥Q1，则表明流量正常，第一电磁铁断电，第二电磁铁130断电；

L5、当步骤L2中第二电磁铁130通电B秒时间后，Q还是小于Q1，表明过滤组件存在堵塞状况，正转离心过程中无法排堵，则第二电磁铁130断电，延迟C秒后，第三电磁铁通电，使得下转轴7带动过滤芯层105反向旋转，进行二次清污；其中C的数值根据实际需要自由设置，比如2-5，通过延迟设置，避免齿轮之间产生打齿；同时在D秒时间内继续判断Q是否大于Q1，其中D的时间为第三电磁铁的通电时间；其中D的数值根据实际需要自由设置，比如10-60；

L6、当步骤L5中第三电磁铁通电D秒时间内，Q≥Q1，则表明流量正常，第一电磁铁断电，第三电磁铁断电；

L7、当步骤L5中第三电磁铁通电D秒时间后，还是Q＜Q1，表明过滤组件堵塞且难以进行排堵，则第一电磁铁断电，第三电磁铁断电，且报警模块报警。

其中步骤L4中还存在单位时间内清污次数判断单元，清污次数判断单元包括用于清污次数计数的清污计数模块和用于清污计时的清污计时模块，清污计时模块预设的单次开启计时时间为T，具体包括以下步骤：

S0、当步骤L4中第二电磁铁130通电B秒时间内，Q≥Q1，则进入步骤S1；

S1、清污计数模块的次数加1，且判断清污计时模块是否启动；

S2、当步骤S1中，清污计时模块启动，则判断是开启时间否满T；若满T次，清污计数模块次数清零，且清污计时模块清零并关闭，并返回步骤S1；若未满T，则进入步骤S3；

S3、则判断T段时间内，清污计数模块次数是否超N次；当清污计数模块次数没有超N次，则进入步骤S4；当清污计数模块次数超N次，则进入步骤S5；

S4、第一电磁铁断电，第二电磁铁130断电，然后返回步骤L1；

S5、第一电磁铁断电，第二电磁铁130断电，且报警模块报警；

S6、当步骤S1中，清污计时模块未启动，则清污计时模块启动计时，清污计数模块次数清零，且返回步骤S1。

其中T段时间和N次均可以根据实际需要进行设置，比如T为30-60分钟，N次可以为3-6次，清污次数判断单元主要用于检测单位时间内清污启动的次数，若过于频繁，则可能此处水体过于浑浊或者过滤组件存在问题，需要报警提示操作者进行相应的检查、更换等步骤；控制系统还可设置无线远程传输单元，将报警信号发送至手机或电脑上。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有水冷过滤结构的井用泵，包括泵体、电机和用于控制电机运行状态的控制系统，泵体包括泵壳(1)、位于泵壳(1)两端上的上连接座(2)和下连接座(3)，泵壳(1)内设有叶轮轴(4)和套设于转轴(7)上的多级叶轮(5)，电机包括机壳(6)、定子、转子和转轴(7)，转子固定于转轴(7)上，机壳(6)的两端还分别设有上端盖(8)和下端盖(9)，上端盖(8)上设有与转轴(7)适配的上轴孔，下端盖(9)上设有与转轴(7)适配的下轴孔，下连接座(3)与上端盖(8)固定连接，叶轮轴(4)与转轴(7)对接，其特征在于：所述机壳(6)为内外双层结构，两层机壳(6)之间形成屏蔽腔，定子安装于屏蔽腔内，且屏蔽腔内填充有树脂，转轴(7)的下端还设有位于下端盖(9)外侧的抽水叶轮(10)，下轴孔内设有导流道，转子的外侧设有过水流道，上端盖(8)上设有出水口(11)，且导流道、过水流道和出水口(11)依次连通，下端盖(9)的底部上还设有过滤组件。

2.根据权利要求1所述的一种具有水冷过滤结构的井用泵，其特征在于：所述下连接座(3)上的周侧设有若干进水口，下连接座(3)上的内周壁上设有金属滤网，转轴(7)上套设有旋转支架(12)，旋转支架(12)一端设有用于清理金属滤网的毛刷(13)，旋转支架(12)的另一端设有配重块(14)。

3.根据权利要求2所述的一种具有水冷过滤结构的井用泵，其特征在于：所述过滤组件包括外框(100)和安装于外框(100)内的齿轮箱(101)，齿轮箱(101)上分别连接有上传动轴(102)和下传动轴(103)，齿轮内还设有用于连接上传动轴(102)和下传动轴(103)的减速齿轮组，上传动轴(102)与与转轴(7)之间通过浮动式联轴器(104)相连接，且转轴(7)底端设有用于控制浮动式联轴器(104)与转轴(7)轴向抵触或者分离的第一离合装置，外框(100)的下段为过滤区，过滤区的周沿上设有若干过滤网孔，下传动轴(103)上设有位于过滤区顶部的过滤芯层(105)。

4.根据权利要求3所述的一种具有水冷过滤结构的井用泵，其特征在于：所述过滤芯层(105)包括棉质滤布和设置于棉质滤布两侧上的固定架，过滤芯层(105)呈倒圆锥型结构，固定架的内端固定于下传动轴(103)上并随下传动轴(103)的转动而转动，固定架的外周沿上还设有清污组件，清污组件包括底座(106)和套设在底座(106)上的滑套(107)，底座(106)与滑套(107)之间还设有顶出弹簧(108)，滑套(107)的外壁上设有与过滤网孔径向抵触的刷毛(109)，过滤区内还设有与固定架外周沿顶部抵触的石墨挡环(110)。

5.根据权利要求4所述的一种具有水冷过滤结构的井用泵，其特征在于：所述浮动式联轴器(104)包括芯轴(111)和浮动套(112)，芯轴(111)的底端安装于浮动套(112)内，上传动轴(102)的顶端设有浮动孔，浮动套(112)的底端安装于浮动孔内，且浮动孔内设有下浮动弹簧(113)，芯轴(111)底端上还设有限位环(114)，芯轴(111)上套设有安装于浮动套(112)内的锁帽(115)，芯轴(111)上还套设有复位弹簧(116)，且复位弹簧(116)的两端分别于限位环(114)和锁帽(115)抵触，浮动套(112)的顶端上还设有端面凸轮(117)，芯轴(111)上还设有与端面凸轮(117)轴向抵触的凸块(118)；

第一离合装置包括第一电磁铁和磁性环(120)，第一电磁铁呈环形环绕于转动轴的下端，且第一电磁铁通过支架固定于下端盖(9)上，磁性环(120)呈环向固定于芯轴(111)的顶端，支架上还设有与磁性环(120)抵触的上浮动弹簧；当第一电磁铁通电时，对磁性环(120)产生吸引力，芯轴(111)与转轴(7)轴向抵触，使得转轴(7)带动芯轴(111)转动；当第一电磁铁断电时，芯轴(111)与转轴(7)相互分离。

6.根据权利要求3所述的一种具有水冷过滤结构的井用泵，其特征在于：所述减速齿轮组包括安装于上传动轴(102)上的主齿轮(121)和安装于下传动轴(103)上的副齿轮(122)，减速齿轮组包括正转齿轮组和反转齿轮组，正转齿轮组包括第一齿轮(123)、第二齿轮(124)和第一轮轴(125)，第一齿轮(123)和第二齿轮(124)分别安装于第一轮轴(125)的两端上，且第一齿轮(123)与主齿轮(121)啮合，第二齿轮(124)与副齿轮(122)啮合，反转齿轮组包括第三齿轮(126)、第四齿轮(127)、第五齿轮(128)、第二轮轴和第三轮轴，第三齿轮(126)和第四齿轮(127)安装于第二轮轴的两端上，第三齿轮(126)也与主齿轮(121)啮合，第五齿轮(128)通过第三轮轴安装于减速齿轮箱(101)内，且第四齿轮(127)与副齿轮(122)之间通过第五齿轮(128)相啮合；

第一齿轮(123)与第一轮轴(125)之间设有第二离合装置，第三齿轮(126)与第二轮轴之间设有第三离合装置，第二离合装置和第三离合装置均包括第二电磁铁(130)和磁性内芯(131)，第二电磁铁(130)位于第一轮轴(125)及第二轮轴的端部上，第一轮轴(125)和第二轮轴内均还设有内孔、与内孔径向贯穿的若干通孔，磁性内芯(131)安装于内孔内，通孔内设有滚珠(132)，且磁性内芯(131)上还设有与滚珠(132)适配的环槽(133)，内孔的内壁上设有若干与滚珠(132)适配的内滑道(134)，第一齿轮(123)和第二齿轮(124)上均设有与滚珠(132)配合的定位孔；当第二电磁铁(130)通电时，第二电磁铁(130)产生磁力，将磁性内性向上吸合，此时磁性内性推动滚珠(132)从通孔内向外滑移，并与定位孔卡合；当第二电磁铁(130)断电时，第二电磁铁(130)失去磁力，磁性内芯(131)下移复位，滚珠(132)沿内滑道(134)落入环槽(133)内。

7.根据权利要求1所述的一种具有水冷过滤结构的井用泵，其特征在于：所述泵壳(1)内还设有基座(15)和多个导流壳(16)，每个导流壳(16)之间及导流壳(16)与基座(15)之间均相互轴向抵触，每级叶轮分别安装于每个导流壳(16)中，基座(15)上设有第一轴孔，导流壳(16)内设有第二轴孔，第一轴孔内设有径向止推组件，基座(15)与导流壳(16)之间及相邻导流壳(16)之间均设有轴向止推组件。

8.根据权利要求7所述的一种具有水冷过滤结构的井用泵，其特征在于：所述径向止推组件包括相互配合的内陶瓷套(17)和外橡胶套(18)，内陶瓷套(17)套设于叶轮轴(4)上，外橡胶套(18)固定于第一轴孔内；

所述第二轴孔内设有固定套(19)，轴向止推组件包括动摩擦环(20)和静摩擦环(21)，静摩擦环(21)固定于固定套(19)的顶端上，动摩擦环(20)分别位于每级叶轮的两端上。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种具有水冷过滤结构的井用泵的控制方法，其特征在于：所述控制系统包括控制单元、设置于出水口(11)上的流量传感器和用于异常报警的报警模块，设定流量传感器检测到实时的流量为Q，设定最小的正常流量为Q1；

控制方法包括以下步骤；

L0、控制单元控制电机启动，延迟A秒时间后，进入步骤L1；

L1、流量传感器检测出水流量，判断Q是否大于等于Q1；

L2、当步骤L1中Q＜Q1，则表明流量过小，可能存在堵塞的现象，此时第二电磁铁(130)通电，且第一电磁铁通电，使得下转轴(7)带动过滤芯层(105)正向旋转，旋转过程中过滤芯层(105)在离心力作用下实现清污，同时清污组件对过滤区上的过滤网孔进行清污；同时在B秒时间内继续判断Q是否大于等于Q1，其中B的时间为第二电磁铁(130)的通电时间；

L3、当步骤L1中Q≥Q1，则表明流量正常；

L4、当步骤L2中第二电磁铁(130)通电B秒时间内，Q≥Q1，则表明流量正常，第一电磁铁断电，第二电磁铁(130)断电；

L5、当步骤L2中第二电磁铁(130)通电B秒时间后，Q还是小于Q1，则第二电磁铁(130)断电，延迟C秒后，第三电磁铁通电，使得下转轴(7)带动过滤芯层(105)反向旋转，进行二次清污；同时在D秒时间内继续判断Q是否大于Q1，其中D的时间为第三电磁铁的通电时间；

L6、当步骤L5中第三电磁铁通电D秒时间内，Q≥Q1，则表明流量正常，第一电磁铁断电，第三电磁铁断电；

L7、当步骤L5中第三电磁铁通电D秒时间后，还是Q＜Q1，则第一电磁铁断电，第三电磁铁断电，且报警模块报警。

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