CN116221143A - 一种具有故障预测功能的污水泵 - Google Patents

一种具有故障预测功能的污水泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有故障预测功能的污水泵，包括泵组件和传感器控制组件，泵组件包括泵体，泵体内设置有叶轮，叶轮与电机轴相连，叶轮上方设有油室，油室与电机轴之间设置有油室机封，油室内设置有油升环，油升环位于油室机封的外部并固定于泵体的内机封盖上部，用于在油室的油位低于油室机封的摩擦密封面且大于油室的最低油位线时，保障油室机封的正常润滑和运转；传感器控制组件包括传感器组和水泵智能控制器，传感器组用于实时监测污水泵各部件的数据，水泵智能控制器用于根据传感器组检测到的数据判断污水泵是否存在故障先兆。本发明能有效避免水泵故障的扩大，提高运行安全可靠性。

Description

一种具有故障预测功能的污水泵
技术领域
本发明涉及水泵技术领域，特别是涉及一种具有故障预测功能的污水泵。
背景技术
随着智能水泵的流行，传统的水泵控制系统只有在故障发生时才发出报警信息，故障发生后往往需要较长的时间来进行维修，严重影响的水泵运行，这种故障处置方式越来越无法满足现代城市污水泵的要求，所以亟需一种带故障预测的具有故障预测功能的污水泵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有故障预测功能的污水泵，能有效避免水泵故障的扩大，提高运行安全可靠性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有故障预测功能的污水泵，包括泵组件和传感器控制组件，所述泵组件包括泵体，所述泵体内设置有叶轮，所述叶轮与电机轴相连，所述叶轮上方设有油室，所述油室与电机轴之间设置有油室机封，所述油室内设置有油升环，所述油升环位于所述油室机封的外部并固定于所述泵体的内机封盖上部，用于在所述油室的油位低于所述油室机封的摩擦密封面且大于油室的最低油位线时，保障所述油室机封的正常润滑和运转；所述传感器控制组件包括传感器组和水泵智能控制器，所述传感器组用于实时监测污水泵各部件的数据，所述水泵智能控制器用于根据所述传感器组检测到的数据判断污水泵是否存在故障先兆。
所述油升环包括环体，所述环体包围在所述油室机封的外部，所述环体的内壁设置有沿电机轴旋转方向倾斜的提升叶片，所述环体下部设置有进油孔；所述电机轴旋转时，所述油室机封通过旋转带动所述环体和所述油室机封之间的油液沿所述提升叶片向上运动，到达所述油室机封上部的密封摩擦面进行润滑，完成润滑后油液回到所述油室，所述环体和油室机封之间下部的油液被带走后形成低压使得油室中的油液从所述进油孔流入补充。
所述传感器组包括设置在所述油室的漏水传感器和油位传感器，所述漏水传感器用于检测所述油室的漏水隐患，所述油位传感器用于检测所述油室的油位，所述水泵智能控制器根据所述漏水传感器和油位传感器的检测结果判断是否存在故障先兆。
所述传感器组包括轴承传感器、定子传感器和电流测量模块，所述轴承传感器用于检测电机轴承的温度，所述定子传感器用于检测电机定子的温度，所述电流测量模块用于检测电机的运行电流；所述水泵智能控制器将所述轴承传感器、定子传感器和电流测量模块检测到的数据与保存的水泵数据模型进行对比分析，判断是否存在故障先兆。
所述水泵数据模型包括所述污水泵在正常情况下以不同负载率运行时的电机定子温度、电机轴承温度、电机运行电流与时间的对应关系曲线。
所述水泵智能控制器根据所述轴承传感器、定子传感器和电流测量模块实时检测的污水泵以负载率为50％、80％和100％运行时的数据，当检测到的电机的运行电流高于电流稳定值，且检测到的电机定子温度或电机轴承温度的最高值超过温度稳定值时，判定所述污水泵存在堵转故障，所述水泵智能控制器先控制污水泵反转预设时间，再进入正转正常运行状态进行修复，如果无法修复且已经达到最大修复次数，则判定污水泵存在故障先兆。
所述水泵智能控制器与终端系统相连，所述水泵智能控制器在判定水泵存在故障先兆时，将故障先兆信息传送给所述终端系统以通知泵站维护人员。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过设置油升环实现了污水泵可靠性的提升，同时利用各种传感器对污水泵的运行数据进行实时采集和监测，从而能够对泵故障进行预警和自我修复，及时发现、及时处理，有效避免了水泵故障的扩大，大大提高了维修维护效率。整个装置结构简单、安装方便、成本较低，可广泛应用于水泵智能在线监测。
附图说明
图1是本发明实施方式的结构示意图；
图2是本发明实施方式中油升环的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种具有故障预测功能的污水泵，如图1所示，包括泵组件和传感器控制组件，所述泵组件包括泵盖1、泵体2、叶轮3、内机封盖4，内机封5、油室6、油升环7、油室机封8、电机轴9、电机10、电机密封接线盒15组成，所述传感器控制组件包括漏水传感器11、油位传感器12、轴承传感器13、定子传感器14、电流测量模块16和水泵智能控制器17组成。
其中，泵体2内设置有叶轮3，泵体2下设有泵盖1，叶轮3与位于泵体上的电机轴9相连，电机轴9与泵体2之间有内机封5，内机封5外设有内机封盖4。叶轮3上方还设有油室6，油室6位于泵体2和电机10之间，并被电机轴9贯穿，油室6与电机轴9之间设置有油室机封8。所述油室6内设置有油升环7，所述油升环7位于所述油室机封8的外部并固定于所述泵体1的内机封盖4上部，用于在所述油室6的油位低于所述油室机封8的摩擦密封面且大于油室6的最低油位线时，保障所述油室机封8的正常润滑和运转。所述传感器控制组件包括传感器组和水泵智能控制器17，所述传感器组用于实时监测污水泵各部件的数据，所述水泵智能控制器17通过电机密封接线盒15与电机相连，用于控制电机，并根据所述传感器组检测到的数据判断污水泵是否存在故障先兆。
本实施方式中的油升环7如图2所示，包括环体7.1、以及设置在环体上的进油孔7.2和提升叶片7.3。油升环7可在油室6油位低于油室机封8的摩擦密封面且大于最低油位线时，继续保障油室机封8的正常润滑和运转，可有效避免由于油室油液损耗油位下降造成的运转故障，延长注油维护的时间，提升可靠性，降低维护成本。其工作原理如下：油升环7的环体7.1置于油室机封8的外部，并固定于内机封盖4的上部，环体7.1的内壁设置有2个沿电机轴9旋转方向倾斜的提升叶片7.3，环体7.1的下部设置有2个对称布置的进油孔，电机轴9旋转时，油室机封8通过旋转可带动油环7.1和油室密封8之间的油液沿提升叶片7.3向上运动，到达油室机封8上部的密封摩擦面进行润滑，润滑后的油液再重新回到油室6，由于油环7.1和油室机封8之间下部的油液被带走形成低压，油室6中的油液从进油孔7.2流入补充，形成循环。因此油室6的油位在运转损耗变低后，油室密封8也能获得润滑，污水泵也能正常工作。
本实施方式的传感器组包括设置在所述油室6的漏水传感器11和油位传感器12，所述漏水传感器11用于检测所述油室6的漏水隐患，所述油位传感器12用于检测所述油室的油位，所述水泵智能控制器17根据所述漏水传感器11和油位传感器12的检测结果判断是否存在故障先兆。
本实施方式的传感器组还包括轴承传感器13、定子传感器14和电流测量模块16，所述轴承传感器13用于检测电机轴承的温度，所述定子传感器14用于检测电机定子的温度，所述电流测量模块16用于检测电机10的运行电流；所述水泵智能控制器17将所述轴承传感器13、定子传感器14和电流测量模块16检测到的数据与保存的水泵数据模型进行对比分析，判断是否存在故障先兆。其中，水泵数据模型包括所述污水泵在正常情况下以不同负载率运行时的电机定子温度、电机轴承温度、电机运行电流与时间的对应关系曲线。
本实施方式中，水泵智能控制器17根据所述轴承传感器13、定子传感器14和电流测量模块16实时检测的污水泵以负载率为50％、80％和100％运行时的数据，当检测到的电机10的运行电流高于电流稳定值，且检测到的电机定子温度或电机轴承温度的最高值超过温度稳定值时，判定所述污水泵存在堵转故障。随后水泵智能控制器17进入尝试修复状态，首先水泵智能控制器17控制水泵反转10-15秒，然后再进入正转正常运行状态，再次检测数据进行判断，如果故障依旧存在，可以再次进入尝试修复状态，当尝试修复状态达到3次时，则认为污水泵存在故障先兆。
水泵智能控制器还可与终端系统相连，所述水泵智能控制器在判定水泵存在故障先兆时，及时将故障先兆信息传送给所述终端系统，可以马上通知泵站维护人员，以便他们及时进行维护及清除潜在故障，提高水泵寿命。
不难发现，本发明通过设置油升环实现了污水泵可靠性的提升，同时利用各种传感器对污水泵的运行数据进行实时采集和监测，从而能够对泵故障进行预警和自我修复，及时发现、及时处理，有效避免了水泵故障的扩大，大大提高了维修维护效率。整个装置结构简单、安装方便、成本较低，可广泛应用于水泵智能在线监测。

Claims (7)

1.一种具有故障预测功能的污水泵，包括泵组件和传感器控制组件，所述泵组件包括泵体，所述泵体内设置有叶轮，所述叶轮与电机轴相连，所述叶轮上方设有油室，所述油室与电机轴之间设置有油室机封，其特征在于，所述油室内设置有油升环，所述油升环位于所述油室机封的外部并固定于所述泵体的内机封盖上部，用于在所述油室的油位低于所述油室机封的摩擦密封面且大于油室的最低油位线时，保障所述油室机封的正常润滑和运转；所述传感器控制组件包括传感器组和水泵智能控制器，所述传感器组用于实时监测污水泵各部件的数据，所述水泵智能控制器用于根据所述传感器组检测到的数据判断污水泵是否存在故障先兆。
2.根据权利要求1所述的具有故障预测功能的污水泵，其特征在于，所述油升环包括环体，所述环体包围在所述油室机封的外部，所述环体的内壁设置有沿电机轴旋转方向倾斜的提升叶片，所述环体下部设置有进油孔；所述电机轴旋转时，所述油室机封通过旋转带动所述环体和所述油室机封之间的油液沿所述提升叶片向上运动，到达所述油室机封上部的密封摩擦面进行润滑，完成润滑后油液回到所述油室，所述环体和油室机封之间下部的油液被带走后形成低压使得油室中的油液从所述进油孔流入补充。
3.根据权利要求1所述的具有故障预测功能的污水泵，其特征在于，所述传感器组包括设置在所述油室的漏水传感器和油位传感器，所述漏水传感器用于检测所述油室的漏水隐患，所述油位传感器用于检测所述油室的油位，所述水泵智能控制器根据所述漏水传感器和油位传感器的检测结果判断是否存在故障先兆。
4.根据权利要求1所述的具有故障预测功能的污水泵，其特征在于，所述传感器组包括轴承传感器、定子传感器和电流测量模块，所述轴承传感器用于检测电机轴承的温度，所述定子传感器用于检测电机定子的温度，所述电流测量模块用于检测电机的运行电流；所述水泵智能控制器将所述轴承传感器、定子传感器和电流测量模块检测到的数据与保存的水泵数据模型进行对比分析，判断是否存在故障先兆。
5.根据权利要求4所述的故障预测功能的污水泵，其特征在于，所述水泵数据模型包括所述污水泵在正常情况下以不同负载率运行时的电机定子温度、电机轴承温度、电机运行电流与时间的对应关系曲线。
6.根据权利要求4所述的故障预测功能的污水泵，其特征在于，所述水泵智能控制器根据所述轴承传感器、定子传感器和电流测量模块实时检测的污水泵以负载率为50％、80％和100％运行时的数据，当检测到的电机的运行电流高于电流稳定值，且检测到的电机定子温度或电机轴承温度的最高值超过温度稳定值时，判定所述污水泵存在堵转故障，所述水泵智能控制器先控制污水泵反转预设时间，再进入正转正常运行状态进行修复，如果无法修复且已经达到最大修复次数，则判定污水泵存在故障先兆。
7.根据权利要求1所述的故障预测功能的污水泵，其特征在于，所述水泵智能控制器与终端系统相连，所述水泵智能控制器在判定水泵存在故障先兆时，将故障先兆信息传送给所述终端系统以通知泵站维护人员。
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