CN114233634B - 一种螺旋离心式智能清污潜水泵 - Google Patents

一种螺旋离心式智能清污潜水泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种螺旋离心式智能清污潜水泵，包括支架，其特征在于：所述支架的下方固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆的下方设置有控制气缸，所述支架的上方固定安装有泵机，所述泵机的一侧设置有泵体，所述泵体的上侧设置有出水口，所述泵体的右端设置有进水口，所述出水口的内部设置有测力器，所述测力器的一端设置有测力板，所述进水口的内部设置有微型气缸，所述微型气缸的一侧设置有进给杆，所述进给杆的外侧固定安装有环形海绵块，所述进水口的一侧设置有清洗泵机，所述清洗泵机的一侧设置有排出管道，所述进水口的一端固定安装有一组密度检测仪，本发明，具有精准的控制高度和自动清污的特点。

Description

一种螺旋离心式智能清污潜水泵
技术领域
本发明涉及潜水泵技术领域，具体为一种螺旋离心式智能清污潜水泵。
背景技术
潜水泵是深井提水的重要设备。使用时整个机组潜入水中工作，把地下水提取到地表，是生活用水、矿山抢险、工业冷却、农田灌溉、海水提升、轮船调载，还可用于喷泉景观。
在用于喷泉景观时需要精准的控制水流的泵送高度，避免高度不足而影响喷泉的美观，现有的潜水泵并不能精准的控制高度，且现有的潜水泵在使用的过程中会被液体污染所影响，而液体污染在潜水泵静置时又会分层进而粘结到潜水泵上。
因此，设计精准的控制高度和自动清污的一种螺旋离心式智能清污潜水泵是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋离心式智能清污潜水泵，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种螺旋离心式智能清污潜水泵，包括支架，其特征在于：所述支架的下方固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆的下方设置有控制气缸，所述支架的上方固定安装有泵机，所述泵机的一侧设置有泵体，所述泵体的上侧设置有出水口，所述泵体的右端设置有进水口。
根据上述技术方案，所述出水口的内部设置有测力器，所述测力器的一端设置有测力板，所述进水口的内部设置有微型气缸，所述微型气缸的一侧设置有进给杆，所述进给杆的外侧固定安装有环形海绵块，所述进水口的一侧设置有清洗泵机，所述清洗泵机的一侧设置有排出管道，所述进水口的一端固定安装有一组密度检测仪。
根据上述技术方案，所述智能清污潜水泵使用系统为智能泵送系统，所述智能泵送系统包括检测模块、调节模块、排污模块、泵送模块，所述检测模块与调节模块电连接，所述检测模块与排污模块电连接；
所述检测模块的作用在于检测潜水泵进水口外侧多点的水的密度及出水口的动压，所述调节模块的作用在于调节支架的高度，所述排污模块的作用在于清除污泥等杂质，所述泵送模块的作用在于泵送水。
根据上述技术方案，所述检测模块包括动压检测单元、密度检测单元，所述调节模块包括高度调节单元、控制单元，所述动压检测单元与控制单元电连接，所述密度检测单元与控制单元电连接；
所述动压检测单元的作用在于检测出水口的动压，所述密度检测单元的作用在于检测潜水泵进水口外侧多点的水的密度，所述高度调节单元的作用在于调节支架的高度，所述控制单元的作用在于控制调高的幅度。
根据上述技术方案，所述排污模块包括判断单元、排污单元，所述泵送模块包括泵送单元、进水单元，所述泵送单元包括泵送单元、进水单元，所述判断单元与密度检测单元电连接，所述泵送单元与泵机电连接；
所述判断单元的作用在于根据密度判断后续的排污手段，所述排污单元的作用在于排污，避免泵出的水过于浑浊，所述泵送单元的作用在于泵送水，所述进水单元的作用在于进水。
根据上述技术方案，所述智能泵送系统的工作过程包括以下步骤：
S1：泵机启动，将水从泵体甩到出水口；
S2：负压将液体从进水口压入到泵体内；
S3：出水口内部的动压检测单元开始检测动压，并根据动压信号控制支架的高度发生变化；
S4：检测进水口外侧多点的水的密度，得出密度均值；
S5：泵机停转，停止泵送，并在停止泵送的时间内根据密度均值得出水的含杂量，根据水的含杂量来确定清污手段及强度；
S6：根据动压得出该点水的密度，再与密度均值进行对比，如果差值过大，则需要对支架的高度做出修正
S7：完成周期性泵送，且使每次泵送的液体高度趋于一致。
根据上述技术方案，上述S3中，测力器测得的切向力为F，测力板在水流方向的法向方向的横截面积为S，进而可以得出测力板受到的压强p为：
压强来源均为水流所带来的动压，进而可以根据压强得出水的扬程h为：
式中：g为重力加速度，ρ为水的密度，d为测力器离出水口的上侧顶端的距离；
将计算出的扬程与泵机的理想扬程相比较，进而可以得出支架需要升高的高度a为：
式中：H为泵机的理想扬程。
根据上述技术方案，上述S5中，根据各个密度检测仪检测到的密度ρ1、ρ2、ρ3、...ρn，进而得出进水口周围水质的平均密度为：将平均密度与纯水的密度相比较，即可得出进水口周围水的含杂量/>为：
进而可以根据含杂量的大小确定处理手段：
当时，判断此时水体的含杂量较小，进水口的内部不容易吸附杂质，此时不采用特殊的处理手段来去除杂质；
当时，判断此时水体中的杂质较多，会在泵体的内部产生沉积，如不及时清理会导致进水口内部有大量杂质吸附，影响其正常工作，此时会启动微型气缸进而带动进给杆向前进给，带动环形海绵块将在进水口粘结的杂质推出，避免粘结的杂质过多，导致再次开始泵送时，进水口粘结的杂质被同时抽入泵体中，影响其正常工作；
当时，判断进水口周围水体质量过差，直接泵送会导致泵体无法正常工作，此时会启动清洗泵机，将水从清洗泵机泵送到排出管道排出，并实时对进水口外侧密度进行检测，当含杂量再次回复正常值时，停止泵送，且在泵送的过程中，清洗泵机的流量与含杂量成正比。
根据上述技术方案，上述S6中，根据各个密度检测仪检测到的密度ρ1、ρ2、ρ3、...ρn及平均密度：得出水体内部密度的变异程度s：
同时根据水的扬程h与理想扬程相比较可以得出时在测力器周围的密度ρ水为：
此时需要根据水体内部密度的变异程度s的大小确定是否需要对支架需要升高的高度a做出修正：
当s≤0.02kg/m3时，判断此时水体内部密度的变异程度较小，即使测力器周围的密度ρ水与有差异，也是因为泵机的功率无法达到理想功率所导致，此时不对支架需要升高的高度a做出调整；
当s>0.02kg/m3时，判断此时水体内部密度的变异程度较大，需要根据用平均密度代替测力器周围的密度ρ水，进而得出修正后的动压p修为：
进而得出修正后的高度a修为：
达到避免水体密度的紊乱程度影响到计算结果的目的。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，可以通过控制潜水泵的高度发生变化进而精准的控制喷出的水柱的高度，保证喷泉的美观，且能根据各点水质的密度变化确定相应的清污手段，还能避免密度分布紊乱高度计算结果的影响。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的出水口内部结构示意图；
图3是本发明的进水口内部结构示意图；
图4是本发明的系统结构示意图；
图中：1、控制气缸；2、伸缩杆；3、支架；4、泵体；5、出水口；6、泵机；7、进水口；8、测力板；9、测力器；10、进给杆；12、环形海绵块；13、排出管道；14、清洗泵机。
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做出创造性劳动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。
请参阅图1-4，本发明提供技术方案：一种螺旋离心式智能清污潜水泵，包括支架3，其特征在于：支架3的下方固定安装有伸缩杆2，伸缩杆2的下方设置有控制气缸1，支架6的上方固定安装有泵机6，泵机6的一侧设置有泵体4，泵体4的上侧设置有出水口5，泵体4的右端设置有进水口7；泵机6启动，带动水从出水口5甩出，且使泵体4内侧产生负压，将水从进水口7吸入。
出水口5的内部设置有测力器9，测力器9的一端设置有测力板8，进水口7的内部设置有微型气缸，微型气缸的一侧设置有进给杆10，进给杆10的外侧固定安装有环形海绵块12，进水口7的一侧设置有清洗泵机14，清洗泵机14的一侧设置有排出管道13，进水口7的一端固定安装有一组密度检测仪；密度检测仪用于检测进水口7周围水质的密度，清洗泵机14用于抽水，可以将水泵入排出管道13进而达到排出的目的，微型气缸可以带动进给杆10伸出或缩回，进而带动环形海绵块12做来回的往复运动，将杂质推出进水口7。
智能清污潜水泵使用系统为智能泵送系统，智能泵送系统包括检测模块、调节模块、排污模块、泵送模块，检测模块与调节模块电连接，检测模块与排污模块电连接；
检测模块的作用在于检测潜水泵进水口7外侧多点的水的密度及出水口5的动压，调节模块的作用在于调节支架3的高度，排污模块的作用在于清除污泥等杂质，泵送模块的作用在于泵送水。
检测模块包括动压检测单元、密度检测单元，调节模块包括高度调节单元、控制单元，动压检测单元与控制单元电连接，密度检测单元与控制单元电连接；
动压检测单元的作用在于检测出水口5的动压，密度检测单元的作用在于检测潜水泵进水口7外侧多点的水的密度，高度调节单元的作用在于调节支架3的高度，控制单元的作用在于控制调高的幅度。
排污模块包括判断单元、排污单元，泵送模块包括泵送单元、进水单元，泵送单元包括泵送单元、进水单元，判断单元与密度检测单元电连接，泵送单元与泵机6电连接；
判断单元的作用在于根据密度判断后续的排污手段，排污单元的作用在于排污，避免泵出的水过于浑浊，泵送单元的作用在于泵送水，进水单元的作用在于进水；。
智能泵送系统的工作过程包括以下步骤：
S1：泵机6启动，将水从泵体4甩到出水口5；
S2：负压将液体从进水口7压入到泵体4内；
S3：出水口5内部的动压检测单元开始检测动压，并根据动压信号控制支架3的高度发生变化；
S4：检测进水口7外侧多点的水的密度，得出密度均值；
S5：泵机6停转，停止泵送，并在停止泵送的时间内根据密度均值得出水的含杂量，根据水的含杂量来确定清污手段及强度；
S6：根据动压得出该点水的密度，再与密度均值进行对比，如果差值过大，则需要对支架3的高度做出修正
S7：完成周期性泵送，且使每次泵送的液体高度趋于一致。
上述S3中，测力器9测得的切向力为F，测力板8在水流方向的法向方向的横截面积为S，进而可以得出测力板8受到的压强p为：
压强来源均为水流所带来的动压，进而可以根据压强得出水的扬程h为：
式中：g为重力加速度，ρ为水的密度，d为测力器9离出水口5的上侧顶端的距离；
将计算出的扬程与泵机6的理想扬程相比较，进而可以得出支架3需要升高的高度a为：
式中：H为泵机6的理想扬程；
通过动压来计算实际扬程，根据实际扬程与理想扬程的差距做出相应的修补动作，避免扬程很差异使景观喷泉的美观性被影响。
上述S5中，根据各个密度检测仪检测到的密度ρ1、ρ2、ρ3、...ρn，进而得出进水口7周围水质的平均密度为：将平均密度与纯水的密度相比较，即可得出进水口7周围水的含杂量/>为：
进而可以根据含杂量的大小确定处理手段：
当时，判断此时水体的含杂量较小，进水口7的内部不容易吸附杂质，此时不采用特殊的处理手段来去除杂质；
当时，判断此时水体中的杂质较多，会在泵体4的内部产生沉积，如不及时清理会导致进水口7内部有大量杂质吸附，影响其正常工作，此时会启动微型气缸进而带动进给杆10向前进给，带动环形海绵块12将在进水口7粘结的杂质推出，避免粘结的杂质过多，导致再次开始泵送时，进水口7粘结的杂质被同时抽入泵体4中，影响其正常工作；
当时，判断进水口7周围水体质量过差，直接泵送会导致泵体4无法正常工作，此时会启动清洗泵机14，将水从清洗泵机14泵送到排出管道13排出，并实时对进水口7外侧密度进行检测，当含杂量再次回复正常值时，停止泵送，且在泵送的过程中，清洗泵机14的流量与含杂量成正比；
当杂质较多时，会在进水口内部粘结，杂质被推出后，由于杂质的密度不同于水，会自动下沉或上浮，远离进水口7，达到清洁进水口7的目的，而当杂质过多时，泵体4会被水体质量过差的水所损伤，此时使用清洗泵机14泵机将污水泵走，以此来保护泵体4。
上述S6中，根据各个密度检测仪检测到的密度ρ1、ρ2、ρ3、...ρn及平均密度：得出水体内部密度的变异程度s：
同时根据水的扬程h与理想扬程相比较可以得出时在测力器9周围的密度ρ水为：
此时需要根据水体内部密度的变异程度s的大小确定是否需要对支架3需要升高的高度a做出修正：
当s≤0.02kg/m3时，判断此时水体内部密度的变异程度较小，即使测力器9周围的密度ρ水与有差异，也是因为泵机6的功率无法达到理想功率所导致，此时不对支架3需要升高的高度a做出调整；
当s>0.02kg/m3时，判断此时水体内部密度的变异程度较大，需要根据用平均密度代替测力器9周围的密度ρ水，进而得出修正后的动压p修为：
进而得出修正后的高度a修为：
达到避免水体密度的紊乱程度影响到计算结果的目的。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种螺旋离心式智能清污潜水泵，包括支架(3)，其特征在于：所述支架(3)的下方固定安装有伸缩杆(2)，所述伸缩杆(2)的下方设置有控制气缸(1)，所述支架(6)的上方固定安装有泵机(6)，所述泵机(6)的一侧设置有泵体(4)，所述泵体(4)的上侧设置有出水口(5)，所述泵体(4)的右端设置有进水口(7)；
所述出水口(5)的内部设置有测力器(9)，所述测力器(9)的一端设置有测力板(8)，所述进水口(7)的内部设置有微型气缸，所述微型气缸的一侧设置有进给杆(10)，所述进给杆(10)的外侧固定安装有环形海绵块(12)，所述进水口(7)的一侧设置有清洗泵机(14)，所述清洗泵机(14)的一侧设置有排出管道(13)，所述进水口(7)的一端固定安装有一组密度检测仪；
所述智能清污潜水泵设置有智能泵送系统，所述智能泵送系统包括检测模块、调节模块、排污模块、泵送模块，所述检测模块与调节模块电连接，所述检测模块与排污模块电连接；
所述检测模块的作用在于检测潜水泵进水口(7)外侧多点的水的密度及出水口(5)的动压，所述调节模块的作用在于调节支架(3)的高度，所述排污模块的作用在于清除污泥等杂质，所述泵送模块的作用在于泵送水；
所述检测模块包括动压检测单元、密度检测单元，所述调节模块包括高度调节单元、控制单元，所述动压检测单元与控制单元电连接，所述密度检测单元与控制单元电连接；
所述动压检测单元的作用在于检测出水口(5)的动压，所述密度检测单元的作用在于检测潜水泵进水口(7)外侧多点的水的密度，所述高度调节单元的作用在于调节支架(3)的高度，所述控制单元的作用在于控制调高的幅度；
所述排污模块包括判断单元、排污单元，所述泵送模块包括泵送单元、进水单元，所述判断单元与密度检测单元电连接，所述泵送单元与泵机(6)电连接；
所述判断单元的作用在于根据密度判断后续的排污手段，所述排污单元的作用在于排污，避免泵出的水过于浑浊，所述泵送单元的作用在于泵送水，所述进水单元的作用在于进水；
所述智能泵送系统的工作过程包括以下步骤：
S1：泵机(6)启动，将水从泵体(4)甩到出水口(5)；
S2：负压将液体从进水口(7)压入到泵体(4)内；
S3：出水口(5)内部的动压检测单元开始检测动压，并根据动压信号控制支架(3)的高度发生变化；
S4：检测进水口(7)外侧多点的水的密度，得出密度均值；
S5：泵机(6)停转，停止泵送，并在停止泵送的时间内根据密度均值得出水的含杂量，根据水的含杂量来确定清污手段及强度；
S6：根据动压得出该点水的密度，再与密度均值进行对比，如果差值过大，则需要对支架(3)的高度做出修正；
S7：完成周期性泵送，且使每次泵送的液体高度趋于一致。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋离心式智能清污潜水泵，其特征在于：上述S3中，测力器(9)测得的切向力为F，测力板(8)在水流方向的法向方向的横截面积为S，进而可以得出测力板(8)受到的压强p为：
压强来源均为水流所带来的动压，进而可以根据压强得出水的扬程h为：
式中：g为重力加速度，ρ为水的密度，d为测力器(9)离出水口(5)的上侧顶端的距离；
将计算出的扬程与泵机(6)的理想扬程相比较，进而可以得出支架(3)需要升高的高度a为：
式中：H为泵机(6)的理想扬程。
3.根据权利要求2所述的一种螺旋离心式智能清污潜水泵，其特征在于：上述S5中，根据各个密度检测仪检测到的密度ρ1、ρ2、ρ3、...ρn，进而得出进水口(7)周围水质的平均密度为：将平均密度与纯水的密度相比较，即可得出进水口(7)周围水的含杂量/>为：
进而可以根据含杂量的大小确定处理手段：
当时，判断此时水体的含杂量较小，进水口(7)的内部不容易吸附杂质，此时不采用特殊的处理手段来去除杂质；
当时，判断此时水体中的杂质较多，会在泵体(4)的内部产生沉积，如不及时清理会导致进水口(7)内部有大量杂质吸附，影响其正常工作，此时会启动微型气缸进而带动进给杆(10)向前进给，带动环形海绵块(12)将在进水口(7)粘结的杂质推出，避免粘结的杂质过多，导致再次开始泵送时，进水口(7)粘结的杂质被同时抽入泵体(4)中，影响其正常工作；
当时，判断进水口(7)周围水体质量过差，直接泵送会导致泵体(4)无法正常工作，此时会启动清洗泵机(14)，将水从清洗泵机(14)泵送到排出管道(13)排出，并实时对进水口(7)外侧密度进行检测，当含杂量再次回复正常值时，停止泵送，且在泵送的过程中，清洗泵机(14)的流量与含杂量成正比。
4.根据权利要求3所述的一种螺旋离心式智能清污潜水泵，其特征在于：上述S6中，根据各个密度检测仪检测到的密度ρ1、ρ2、ρ3、...ρn及平均密度：得出水体内部密度的变异程度s：
同时根据水的扬程h与理想扬程相比较可以得出时在测力器(9)周围的密度ρ水为：
此时需要根据水体内部密度的变异程度s的大小确定是否需要对支架(3)需要升高的高度a做出修正：
当s≤0.02kg/m3时，判断此时水体内部密度的变异程度较小，即使测力器(9)周围的密度ρ水与有差异，也是因为泵机(6)的功率无法达到理想功率所导致，此时不对支架(3)需要升高的高度a做出调整；
当s>0.02kg/m3时，判断此时水体内部密度的变异程度较大，需要根据用平均密度代替测力器(9)周围的密度ρ水，进而得出修正后的动压p修为：
进而得出修正后的高度a修为：
达到避免水体密度的紊乱程度影响到计算结果的目的。
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