CN116538103A - 一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法 - Google Patents

一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116538103A
CN116538103A CN202310685236.2A CN202310685236A CN116538103A CN 116538103 A CN116538103 A CN 116538103A CN 202310685236 A CN202310685236 A CN 202310685236A CN 116538103 A CN116538103 A CN 116538103A
Authority
CN
China
Prior art keywords
impeller
pressure
water
flow
water pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310685236.2A
Other languages
English (en)
Inventor
党晓飞
李金�
张平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Puwo Tianjin Technology Co ltd
Original Assignee
Puwo Tianjin Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Puwo Tianjin Technology Co ltd filed Critical Puwo Tianjin Technology Co ltd
Priority to CN202310685236.2A priority Critical patent/CN116538103A/zh
Publication of CN116538103A publication Critical patent/CN116538103A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0088—Testing machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2238—Special flow patterns
    • F04D29/225—Channel wheels, e.g. one blade or one flow channel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法，属于高压水泵技术领域。一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法，包括电机主体、水泵主体和联动轴组件，还包括叶轮飞盘，其设置于水泵主体的内部，所述电机主体的一侧设置有信号机盒，电机主体通过电机传动轴与联动轴组件连接，所述水泵主体包括内端盖。为解决节流螺丝的安装会影响到泵体内部的水流流速，而水流流速受阻就会变相增加电机的载荷负担，从而导致能耗增大的问题，当飞盘旋转带动水流时，其离心力会间接作用在叶轮上，从而推动叶轮进行同行旋转，这样既可以降低水流在离心作用下对泵体的冲击，同时还可以利用水流的冲击来驱动叶轮，降低电机所需的功耗。

Description

一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法
技术领域
本发明涉及高压水泵技术领域，具体为一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法。
背景技术
公开号为CN205172924U的中国专利公开了一种压力补偿高压水泵，采压力补偿通道，将高压出口和低压密封区连接起来，中间安装有节流螺丝，通过节流螺丝内的节流孔自动调节压力补偿通道两端的压力差，提高密封件低压侧的压力，降低密封件两端的压力差，提高密封件的使用寿命，节流螺丝是用内六角扳手安装到压力补偿通道里的，方便安装和拆卸。
上述专利中，节流螺丝的安装会影响到泵体内部的水流流速，而水流流速受阻就会变相增加电机的载荷负担，从而导致能耗增大；因此，不满足现有的需求，对此提出了一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法，叶轮飞盘是由内外两个独立的叶轮和飞盘结构组成，外部的叶轮与飞盘之间采用轴承来实现转动操作，当飞盘旋转带动水流时，其离心力会间接作用在叶轮上，从而推动叶轮进行同行旋转，这样既可以降低水流在离心作用下对泵体的冲击，同时还可以利用水流的冲击来驱动叶轮，降低电机所需的功耗，可以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种流量压力自补偿的智能高压水泵，包括电机主体、水泵主体和联动轴组件，还包括叶轮飞盘，其设置于水泵主体的内部，所述电机主体的一侧设置有信号机盒，电机主体通过电机传动轴与联动轴组件连接，所述水泵主体包括内端盖、外端盖和多个装配套轴，装配套轴安装在内端盖与外端盖之间，所述叶轮飞盘位于装配套轴的内部，所述内端盖的上方设置有出水口，外端盖的外表面设置有进水口，所述装配套轴的外侧设置有穿接丝杆，穿接丝杆通过丝杆齿口与装配套轴连接，所述穿接丝杆的两端分别与内端盖和外端盖连接。
优选的，所述装配套轴的一端设置有密封圈槽，装配套轴之间通过密封圈槽连接，所述进水口的内部设置有冲口涡轮，冲口涡轮与进水口转动连接，所述冲口涡轮的内部设置有弹簧活塞，弹簧活塞的一端延伸至冲口涡轮的外表面。
优选的，所述弹簧活塞的另一端与触头顶针连接，触头顶针通过弹簧活塞与冲口涡轮伸缩连接，所述叶轮飞盘的一侧设置有压力传感组件，压力传感组件与触头顶针贴合连接，所述压力传感组件的输出端与电机主控模块的输入端交互，电机主控模块的输出端与执行机构单元的输入端交互，其中执行机构单元包括执行功率模块和耦合变速模块。
优选的，所述联动轴组件包括转接端头和承载轴架，转接端头的一端与旋转连杆连接，所述旋转连杆的另一端与冲口涡轮通过螺纹连接，所述旋转连杆的外表面设置有偏转接头，偏转接头的一侧设置有轴承套管。
优选的，所述轴承套管的两端均设置有套位轴承，轴承套管通过套位轴承与承载轴架转动连接，所述叶轮飞盘包括导流叶轮、外环叶轮和叶轮内盘，叶轮内盘通过内承座安装在外环叶轮的内部，所述叶轮内盘与旋转连杆连接，叶轮内盘与外环叶轮转动连接。
优选的，所述导流叶轮安装在内端盖的内部，所述叶轮内盘的一侧设置有通水盘口，所述叶轮内盘的内部设置有对流槽，对流槽与通水盘口相互贯通，所述外环叶轮的一侧设置有一体成型的分流侧盘。
优选的，所述分流侧盘与外环叶轮之间设置有分流槽，所述外环叶轮的内部设置有散流槽。
优选的，进水口处通过法兰连接有过渡管，过渡管内设置挡板，挡板外周与过渡管内壁固定连接，挡板上设置若干通孔，若干通孔呈环形阵列分布，过渡管远离进水口一侧设置支撑杆，支撑杆平行于挡板，支撑杆两端分别与过渡管内壁固定连接，支撑杆中心转动设置第一转轴，第一转轴垂直于支撑杆，第一转轴远离进水口一端设置第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与第二转轴一端连接，第二转轴远离第二锥齿轮一端延伸至过渡管外部并与驱动电机输出端连接，第二转轴与过渡管贯穿位置密封转动连接，驱动电机与过渡管外壁固定连接，第一转轴靠近进水口一端与挡板中心转动连接，第一转轴靠近挡板一端设置轴套，轴套外壁设置滚筒，滚筒通过转动轴与轴套外壁转动连接，转动轴内设置安装孔，安装孔内设置复位弹簧，复位弹簧一端与安装孔内壁连接，复位弹簧另一端与滑动杆一端连接，滑动杆与安装孔内壁滑动连接，滑动杆远离轴套一端贯穿滚筒远离轴套一端并设置接触块，接触块呈半球体，过渡管内壁设置若干等距分布的弧形块，弧形块与接触块位于同一平面，滚筒外壁沿圆周方向开设若干呈阵列分布的滑动孔，滑动孔内滑动设置滑动柱，滑动柱靠近滑动杆一端倾斜设置连接杆，连接杆靠近接触块一端与滑动杆侧壁铰接连接，连接杆远离接触块一端与滑动柱铰接连接。
优选的，压力传感组件用于检测通过进水口的水流压力，电机主体上设置功率调节器，功率调节器用于调节电机主体的输出功率，电机主控模块与功率调节器电性连接，电机主控模块基于压力传感组件的检测值控制功率调节器对电机主体的输出功率进行调节，包括以下步骤：
步骤101：基于压力传感组件的检测值，通过以下公式计算电机主体的目标输出功率：
其中，P0为电机主体的目标输出功率，ρ为水泵主体内部的流体密度，g为重力加速度，H1为水泵主体的预设扬程，Q1为水泵主体2的出水口处的预设流量，μ为流量系数，S为水泵主体2的出水口处的截面积，P1为压力传感组件的检测值，为电机主体的预设工作效率；
步骤102：基于步骤101的计算结果，电机主控模块控制功率调节器将电机主体的输出功率调节至目标输出功率。
一种流量压力自补偿的智能高压水泵的实现方法，包括如下步骤：
步骤一：通过电机带动旋转连杆进行高速旋转，进而由旋转连杆带动泵体内部的叶轮内盘进行旋转，叶轮内盘在高速旋转下产生的负压将水流从进水口处抽入到泵体的内部；
步骤二：水流通过进水口进入到泵体内部时，会推动进水口处的冲口涡轮进行旋转，在冲口涡轮尖端的弹簧活塞在接触到水流的瞬间会向内收缩，推动内部的触头顶针与压力传感组件接触，感知水流压力后，可以调节电机转速；
步骤三：泵体内部的水流通过通水盘口进入叶轮内盘的内部，在离心力的作用下，水流从对流槽流出进入到外环叶轮区域，经离心甩出的水流压力会进一步增大，利用离心水流来推动外环叶轮进行独立旋转；
步骤四：经外环叶轮后的水流通过散流槽进入到泵体中，再通过分流槽回流至另一组叶轮内盘中进行，最后水流经高速旋转的导流叶轮进入到出水口处。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明，叶轮飞盘是由内外两个独立的叶轮和飞盘结构组成，其中飞盘结构通过联动轴组件与电机传动轴相连，电机工作时可以带动位于内部的飞盘进行高速旋转，从而将水流抽入到泵体的内部，外部的叶轮与飞盘之间采用轴承来实现转动操作，当飞盘旋转带动水流时，其离心力会间接作用在叶轮上，从而推动叶轮进行同行旋转，这样既可以降低水流在离心作用下对泵体的冲击，同时还可以利用水流的冲击来驱动叶轮，降低电机所需的功耗；
2、本发明，水流通过进水口进入到泵体内部时，会推动进水口处的冲口涡轮进行旋转，利用冲口涡轮的旋转可以减缓水流对于叶轮内盘的冲击，同时旋转的冲口涡轮可以将进入到泵体内部的水流均匀的扩散开来，在冲口涡轮尖端的弹簧活塞在接触到水流的瞬间会向内收缩，推动内部的触头顶针与压力传感组件接触，感知水流压力后，可以调节电机转速，在水流较强的情况下便可以适当降低电机的输出功率，以达到节能的目的；
3、本发明，泵体内部的水流通过通水盘口进入叶轮内盘的内部，在离心力的作用下，水流从对流槽流出进入到外环叶轮区域，经离心甩出的水流压力会进一步增大，利用离心水流来推动外环叶轮进行独立旋转，这样可以消耗水流从叶轮内盘输出时的冲击力度，避免长时间的水流冲击下导致的泵体内部零件受损的情况出现，同时旋转起来的外环叶轮同样会对水流产生离心力，这样可以补偿一部分水流消耗的压力，保障水流在泵体内部的正常流速。
附图说明
图1为本发明的整体主视图；
图2为本发明的外端盖展开结构示意图；
图3为本发明的外端盖剖面结构示意图；
图4为本发明的叶轮飞盘结构示意图；
图5为本发明的叶轮内盘结构示意图；
图6为本发明的外环叶轮结构示意图；
图7为本发明的过渡管内部结构示意图；
图8为本发明的过渡管俯视图；
图9为本发明的滚筒内部结构示意图；
图10为本发明图9中A处局部结构放大图；
图11为本发明的压感调速流程示意图。
图中：1、电机主体；2、水泵主体；3、联动轴组件；4、叶轮飞盘；101、信号机盒；102、电机传动轴；1011、电机主控模块；1012、执行机构单元；1013、执行功率模块；1014、耦合变速模块；201、内端盖；202、外端盖；203、装配套轴；2011、出水口；2021、进水口；2022、冲口涡轮；2023、弹簧活塞；2024、触头顶针；2031、穿接丝杆；2032、密封圈槽；2033、丝杆齿口；301、转接端头；302、承载轴架；303、轴承套管；304、套位轴承；305、偏转接头；306、旋转连杆；401、压力传感组件；402、通水盘口；403、外环叶轮；404、导流叶轮；405、叶轮内盘；4031、分流侧盘；4032、散流槽；4033、内承座；4034、分流槽；4051、对流槽；501、过渡管；502、挡板；503、通孔；504、支撑杆；505、第一转轴；506、第一锥齿轮；507、第二锥齿轮；508、第二转轴；509、驱动电机；510、轴套；511、滚筒；512、复位弹簧；513、滑动杆；514、接触块；515、弧形块；516、滑动孔；517、滑动柱；518、连接杆。
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1-2，本发明提供的一种实施例：一种流量压力自补偿的智能高压水泵，包括电机主体1、水泵主体2和联动轴组件3，还包括叶轮飞盘4，其设置于水泵主体2的内部，电机主体1的一侧设置有信号机盒101，电机主体1通过电机传动轴102与联动轴组件3连接，水泵主体2包括内端盖201、外端盖202和多个装配套轴203，装配套轴203安装在内端盖201与外端盖202之间，叶轮飞盘4位于装配套轴203的内部，内端盖201的上方设置有出水口2011，外端盖202的外表面设置有进水口2021，装配套轴203的外侧设置有穿接丝杆2031，穿接丝杆2031通过丝杆齿口2033与装配套轴203连接，穿接丝杆2031的两端分别与内端盖201和外端盖202连接；
叶轮飞盘4是由内外两个独立的叶轮和飞盘结构组成，其中飞盘结构通过联动轴组件3与电机传动轴102相连，电机工作时可以带动位于内部的飞盘进行高速旋转，从而将水流抽入到泵体的内部，外部的叶轮与飞盘之间采用轴承来实现转动操作，当飞盘旋转带动水流时，其离心力会间接作用在叶轮上，从而推动叶轮进行同行旋转，这样既可以降低水流在离心作用下对泵体的冲击，同时还可以利用水流的冲击来驱动叶轮，降低电机所需的功耗。
请参阅图2-3和图11，装配套轴203的一端设置有密封圈槽2032，装配套轴203之间通过密封圈槽2032连接，进水口2021的内部设置有冲口涡轮2022，冲口涡轮2022与进水口2021转动连接，冲口涡轮2022的内部设置有弹簧活塞2023，弹簧活塞2023的一端延伸至冲口涡轮2022的外表面，弹簧活塞2023的另一端与触头顶针2024连接，触头顶针2024通过弹簧活塞2023与冲口涡轮2022伸缩连接，叶轮飞盘4的一侧设置有压力传感组件401，压力传感组件401与触头顶针2024贴合连接，压力传感组件401的输出端与电机主控模块1011的输入端交互，电机主控模块1011的输出端与执行机构单元1012的输入端交互，其中执行机构单元1012包括执行功率模块1013和耦合变速模块1014；
每个叶轮飞盘4的外侧都对应一个装配套轴203，装配套轴203与外环叶轮403之间设置有缓冲间隙；
在冲口涡轮2022尖端的弹簧活塞2023在接触到水流的瞬间会向内收缩，推动内部的触头顶针2024与压力传感组件401接触，感知水流压力后，可以调节电机转速，在水流较强的情况下便可以适当降低电机的输出功率，以达到节能的目的。
请参阅图4-6，联动轴组件3包括转接端头301和承载轴架302，转接端头301的一端与旋转连杆306连接，旋转连杆306的另一端与冲口涡轮2022通过螺纹连接，旋转连杆306的外表面设置有偏转接头305，偏转接头305的一侧设置有轴承套管303，轴承套管303的两端均设置有套位轴承304，轴承套管303通过套位轴承304与承载轴架302转动连接，叶轮飞盘4包括导流叶轮404、外环叶轮403和叶轮内盘405，叶轮内盘405通过内承座4033安装在外环叶轮403的内部，叶轮内盘405与旋转连杆306连接，叶轮内盘405与外环叶轮403转动连接，导流叶轮404安装在内端盖201的内部，叶轮内盘405的一侧设置有通水盘口402，叶轮内盘405的内部设置有对流槽4051，对流槽4051与通水盘口402相互贯通，外环叶轮403的一侧设置有一体成型的分流侧盘4031，分流侧盘4031与外环叶轮403之间设置有分流槽4034，外环叶轮403的内部设置有散流槽4032；
水流通过进水口2021进入到泵体内部时，会推动进水口2021处的冲口涡轮2022进行旋转，利用冲口涡轮2022的旋转可以减缓水流对于叶轮内盘405的冲击，同时旋转的冲口涡轮2022可以将进入到泵体内部的水流均匀的扩散开来；
泵体内部的水流通过通水盘口402进入叶轮内盘405的内部，在离心力的作用下，水流从对流槽4051流出进入到外环叶轮403区域，经离心甩出的水流压力会进一步增大，利用离心水流来推动外环叶轮403进行独立旋转，这样可以消耗水流从叶轮内盘405输出时的冲击力度，避免长时间的水流冲击下导致的泵体内部零件受损的情况出现，同时旋转起来的外环叶轮403同样会对水流产生离心力，这样可以补偿一部分水流消耗的压力，保障水流在泵体内部的正常流速，经外环叶轮403后的水流通过散流槽4032进入到泵体中，再通过分流槽4034回流至另一组叶轮内盘405中进行，最后水流经高速旋转的导流叶轮404进入到出水口2011处。
请参阅图7-10，进水口2021处通过法兰连接有过渡管501，过渡管501内设置挡板502，挡板502外周与过渡管501内壁固定连接，挡板502上设置若干通孔503，若干通孔503呈环形阵列分布，过渡管501远离进水口2021一侧设置支撑杆504，支撑杆504平行于挡板502，支撑杆504两端分别与过渡管501内壁固定连接，支撑杆504中心转动设置第一转轴505，第一转轴505垂直于支撑杆504，第一转轴505远离进水口2021一端设置第一锥齿轮506，第一锥齿轮506与第二锥齿轮507啮合，第二锥齿轮507与第二转轴508一端连接，第二转轴508远离第二锥齿轮507一端延伸至过渡管501外部并与驱动电机509输出端连接，第二转轴508与过渡管501贯穿位置密封转动连接，驱动电机509与过渡管501外壁固定连接，第一转轴505靠近进水口2021一端与挡板502中心转动连接，第一转轴505靠近挡板502一端设置轴套510，轴套510外壁设置滚筒511，滚筒511通过转动轴与轴套510外壁转动连接，转动轴内设置安装孔，安装孔内设置复位弹簧512，复位弹簧512一端与安装孔内壁连接，复位弹簧512另一端与滑动杆513一端连接，滑动杆513与安装孔内壁滑动连接，滑动杆513远离轴套510一端贯穿滚筒511远离轴套510一端并设置接触块514，接触块514呈半球体，过渡管501内壁设置若干等距分布的弧形块515，弧形块515与接触块514位于同一平面，滚筒511外壁沿圆周方向开设若干呈阵列分布的滑动孔516，滑动孔516内滑动设置滑动柱517，滑动柱517靠近滑动杆513一端倾斜设置连接杆518，连接杆518靠近接触块514一端与滑动杆513侧壁铰接连接，连接杆518远离接触块514一端与滑动柱517铰接连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：为了避免较大的杂质缠绕在冲口涡轮2022上或进入水泵主体2内部而影响水泵主体2的工作，在进水口2021处设置过渡管501，过渡管501内设置挡板502，挡板502用于阻挡通过过渡管501的杂质，挡板502上设置若干通孔503，若干通孔503能够保证水流顺利通过挡板502，当压力传感组件401检测的进水口2021处的水流压力较小时，说明挡板502发生堵塞问题，此时，启动驱动电机509，驱动电机509转动带动第二转轴508转动，第二转轴508转动带动第二锥齿轮507转动，第二锥齿轮507带动第一锥齿轮506转动，第一锥齿轮506带动第一转轴505在支撑杆504内转动，支撑杆504为长条状，不会影响过渡管501内水流的通过，第一转轴505转动时能够带动轴套510同步运动，轴套510带动滚筒511运动，滚筒511外壁设置若干滑动孔516，沿滚筒511轴向设置的若干滑动孔516与沿挡板502径向分布的通孔503相对应，滚筒511随轴套510运动同时带动滚筒511内的滑动杆513一同运动，接触块514随滑动杆513在复位弹簧512的作用下与过渡管501内壁抵接，当接触块514滑动至与弧形块515接触时，滑动柱517正对挡板502上的通孔503，在弧形块515的作用下，接触块514带动滑动杆513向靠近第一转轴505方向滑动，复位弹簧512在安装孔内压缩，滑动杆513滑动同时通过连接杆518带动滑动柱517向远离滑动杆513方向运动，滑动柱517沿滑动孔516滑动至滚筒511外部，与通孔503正对的滑动柱517滑动至通孔503内部，能够对相应的通孔503进行疏通，解决了挡板502上通孔503堵塞的问题，并且，滚筒511随轴套510运动，同时滚筒511通过转动轴在轴套510上转动，能够粉碎被挡板502阻挡的杂质，减小了杂质的体积，滑动柱517不断滑动至不同组通孔503内，不断对杂质进行粉碎，直至杂质能通过通孔503，避免杂质进入水泵主体2内部发生缠绕的问题，而且保证了水泵主体2内的水流压力，避免因堵塞而造成电机主体1高功率工作，进一步达到的节能的效果。
压力传感组件401用于检测通过进水口2021的水流压力，电机主体1上设置功率调节器，功率调节器用于调节电机主体1的输出功率，电机主控模块1011与功率调节器电性连接，电机主控模块1011基于压力传感组件401的检测值控制功率调节器对电机主体1的输出功率进行调节，包括以下步骤：
步骤101：基于压力传感组件401的检测值，通过以下公式计算电机主体1的目标输出功率：
其中，P0为电机主体1的目标输出功率，ρ为水泵主体2内部的流体密度，g为重力加速度，H1为水泵主体2的预设扬程，Q1为水泵主体22的出水口2011处的预设流量，μ为流量系数，S为水泵主体22的出水口2011处的截面积，P1为压力传感组件401的检测值，为电机主体1的预设工作效率；
步骤102：基于步骤101的计算结果，电机主控模块1011控制功率调节器将电机主体1的输出功率调节至目标输出功率。
上述技术方案的原理及有益效果为：本申请中通过功率调节器能够调节电机主体1的输出功率，具体的，当压力传感组件401感知进水口2021处的水流压力后，电机主控模块1011能实时获取压力传感组件401的检测值，然后基于上述公式准确计算出电机主体1的目标输出功率，电机主控模块1011便可以控制功率调节器将电机主体1的输出功率调节至目标输出功率，通过上述方案，能够保证通过水泵主体2出水口2011的水流量始终保持在预设流量，并且，当进水口2021处水流压力的减弱时，电机主控模块1011能够自动控制功率调节器提高电机主体1的输出功率，保证出水口2011处的出水量，保证水泵主体2稳定输出；当进水口2021处水流压力的增强时，电机主控模块1011能够自动控制功率调节器降低电机主体1的输出功率，优化电机主体1的输出功率，以达到节能的目的。
一种流量压力自补偿的智能高压水泵的实现方法，包括如下步骤：
步骤一：通过电机带动旋转连杆306进行高速旋转，进而由旋转连杆306带动泵体内部的叶轮内盘405进行旋转，叶轮内盘405在高速旋转下产生的负压将水流从进水口2021处抽入到泵体的内部；
步骤二：水流通过进水口2021进入到泵体内部时，会推动进水口2021处的冲口涡轮2022进行旋转，在冲口涡轮2022尖端的弹簧活塞2023在接触到水流的瞬间会向内收缩，推动内部的触头顶针2024与压力传感组件401接触，感知水流压力后，可以调节电机转速；
步骤三：泵体内部的水流通过通水盘口402进入叶轮内盘405的内部，在离心力的作用下，水流从对流槽4051流出进入到外环叶轮403区域，经离心甩出的水流压力会进一步增大，利用离心水流来推动外环叶轮403进行独立旋转；
步骤四：经外环叶轮403后的水流通过散流槽4032进入到泵体中，再通过分流槽4034回流至另一组叶轮内盘405中进行，最后水流经高速旋转的导流叶轮404进入到出水口2011处。
工作原理，叶轮飞盘4是由内外两个独立的叶轮和飞盘结构组成，其中飞盘结构通过联动轴组件3与电机传动轴102相连，电机工作时可以带动位于内部的飞盘进行高速旋转，从而将水流抽入到泵体的内部，外部的叶轮与飞盘之间采用轴承来实现转动操作，当飞盘旋转带动水流时，其离心力会间接作用在叶轮上，从而推动叶轮进行同行旋转，这样既可以降低水流在离心作用下对泵体的冲击，同时还可以利用水流的冲击来驱动叶轮，降低电机所需的功耗，水流通过进水口2021进入到泵体内部时，会推动进水口2021处的冲口涡轮2022进行旋转，利用冲口涡轮2022的旋转可以减缓水流对于叶轮内盘405的冲击，同时旋转的冲口涡轮2022可以将进入到泵体内部的水流均匀的扩散开来，在冲口涡轮2022尖端的弹簧活塞2023在接触到水流的瞬间会向内收缩，推动内部的触头顶针2024与压力传感组件401接触，感知水流压力后，可以调节电机转速，在水流较强的情况下便可以适当降低电机的输出功率，以达到节能的目的，泵体内部的水流通过通水盘口402进入叶轮内盘405的内部，在离心力的作用下，水流从对流槽4051流出进入到外环叶轮403区域，经离心甩出的水流压力会进一步增大，利用离心水流来推动外环叶轮403进行独立旋转，这样可以消耗水流从叶轮内盘405输出时的冲击力度，避免长时间的水流冲击下导致的泵体内部零件受损的情况出现，同时旋转起来的外环叶轮403同样会对水流产生离心力，这样可以补偿一部分水流消耗的压力，保障水流在泵体内部的正常流速，经外环叶轮403后的水流通过散流槽4032进入到泵体中，再通过分流槽4034回流至另一组叶轮内盘405中进行，最后水流经高速旋转的导流叶轮404进入到出水口2011处。
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种流量压力自补偿的智能高压水泵，包括电机主体(1)、水泵主体(2)和联动轴组件(3)，其特征在于；
还包括叶轮飞盘(4)，其设置于水泵主体(2)的内部，所述电机主体(1)的一侧设置有信号机盒(101)，电机主体(1)通过电机传动轴(102)与联动轴组件(3)连接，所述水泵主体(2)包括内端盖(201)、外端盖(202)和多个装配套轴(203)，装配套轴(203)安装在内端盖(201)与外端盖(202)之间，所述叶轮飞盘(4)位于装配套轴(203)的内部，所述内端盖(201)的上方设置有出水口(2011)，外端盖(202)的外表面设置有进水口(2021)，所述装配套轴(203)的外侧设置有穿接丝杆(2031)，穿接丝杆(2031)通过丝杆齿口(2033)与装配套轴(203)连接，所述穿接丝杆(2031)的两端分别与内端盖(201)和外端盖(202)连接。
2.根据权利要求1所述的一种流量压力自补偿的智能高压水泵，其特征在于：所述装配套轴(203)的一端设置有密封圈槽(2032)，装配套轴(203)之间通过密封圈槽(2032)连接，所述进水口(2021)的内部设置有冲口涡轮(2022)，冲口涡轮(2022)与进水口(2021)转动连接，所述冲口涡轮(2022)的内部设置有弹簧活塞(2023)，弹簧活塞(2023)的一端延伸至冲口涡轮(2022)的外表面。
3.根据权利要求2所述的一种流量压力自补偿的智能高压水泵，其特征在于：所述弹簧活塞(2023)的另一端与触头顶针(2024)连接，触头顶针(2024)通过弹簧活塞(2023)与冲口涡轮(2022)伸缩连接，所述叶轮飞盘(4)的一侧设置有压力传感组件(401)，压力传感组件(401)与触头顶针(2024)贴合连接，所述压力传感组件(401)的输出端与电机主控模块(1011)的输入端交互，电机主控模块(1011)的输出端与执行机构单元(1012)的输入端交互，其中执行机构单元(1012)包括执行功率模块(1013)和耦合变速模块(1014)。
4.根据权利要求3所述的一种流量压力自补偿的智能高压水泵，其特征在于：所述联动轴组件(3)包括转接端头(301)和承载轴架(302)，转接端头(301)的一端与旋转连杆(306)连接，所述旋转连杆(306)的另一端与冲口涡轮(2022)通过螺纹连接，所述旋转连杆(306)的外表面设置有偏转接头(305)，偏转接头(305)的一侧设置有轴承套管(303)。
5.根据权利要求4所述的一种流量压力自补偿的智能高压水泵，其特征在于：所述轴承套管(303)的两端均设置有套位轴承(304)，轴承套管(303)通过套位轴承(304)与承载轴架(302)转动连接，所述叶轮飞盘(4)包括导流叶轮(404)、外环叶轮(403)和叶轮内盘(405)，叶轮内盘(405)通过内承座(4033)安装在外环叶轮(403)的内部，所述叶轮内盘(405)与旋转连杆(306)连接，叶轮内盘(405)与外环叶轮(403)转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种流量压力自补偿的智能高压水泵，其特征在于：所述导流叶轮(404)安装在内端盖(201)的内部，所述叶轮内盘(405)的一侧设置有通水盘口(402)，所述叶轮内盘(405)的内部设置有对流槽(4051)，对流槽(4051)与通水盘口(402)相互贯通，所述外环叶轮(403)的一侧设置有一体成型的分流侧盘(4031)。
7.根据权利要求6所述的一种流量压力自补偿的智能高压水泵，其特征在于：所述分流侧盘(4031)与外环叶轮(403)之间设置有分流槽(4034)，所述外环叶轮(403)的内部设置有散流槽(4032)。
8.根据权利要求3所述的一种流量压力自补偿的智能高压水泵，其特征在于：进水口(2021)处通过法兰连接有过渡管(501)，过渡管(501)内设置挡板(502)，挡板(502)外周与过渡管(501)内壁固定连接，挡板(502)上设置若干通孔(503)，若干通孔(503)呈环形阵列分布，过渡管(501)远离进水口(2021)一侧设置支撑杆(504)，支撑杆(504)平行于挡板(502)，支撑杆(504)两端分别与过渡管(501)内壁固定连接，支撑杆(504)中心转动设置第一转轴(505)，第一转轴(505)垂直于支撑杆(504)，第一转轴(505)远离进水口(2021)一端设置第一锥齿轮(506)，第一锥齿轮(506)与第二锥齿轮(507)啮合，第二锥齿轮(507)与第二转轴(508)一端连接，第二转轴(508)远离第二锥齿轮(507)一端延伸至过渡管(501)外部并与驱动电机(509)输出端连接，第二转轴(508)与过渡管(501)贯穿位置密封转动连接，驱动电机(509)与过渡管(501)外壁固定连接，第一转轴(505)靠近进水口(2021)一端与挡板(502)中心转动连接，第一转轴(505)靠近挡板(502)一端设置轴套(510)，轴套(510)外壁设置滚筒(511)，滚筒(511)通过转动轴与轴套(510)外壁转动连接，转动轴内设置安装孔，安装孔内设置复位弹簧(512)，复位弹簧(512)一端与安装孔内壁连接，复位弹簧(512)另一端与滑动杆(513)一端连接，滑动杆(513)与安装孔内壁滑动连接，滑动杆(513)远离轴套(510)一端贯穿滚筒(511)远离轴套(510)一端并设置接触块(514)，接触块(514)呈半球体，过渡管(501)内壁设置若干等距分布的弧形块(515)，弧形块(515)与接触块(514)位于同一平面，滚筒(511)外壁沿圆周方向开设若干呈阵列分布的滑动孔(516)，滑动孔(516)内滑动设置滑动柱(517)，滑动柱(517)靠近滑动杆(513)一端倾斜设置连接杆(518)，连接杆(518)靠近接触块(514)一端与滑动杆(513)侧壁铰接连接，连接杆(518)远离接触块(514)一端与滑动柱(517)铰接连接。
9.根据权利要求3所述的一种流量压力自补偿的智能高压水泵，其特征在于：压力传感组件(401)用于检测通过进水口(2021)的水流压力，电机主体(1)上设置功率调节器，功率调节器用于调节电机主体(1)的输出功率，电机主控模块(1011)与功率调节器电性连接，电机主控模块(1011)基于压力传感组件(401)的检测值控制功率调节器对电机主体(1)的输出功率进行调节，包括以下步骤：
步骤101：基于压力传感组件(401)的检测值，通过以下公式计算电机主体(1)的目标输出功率：
其中，P0为电机主体(1)的目标输出功率，ρ为水泵主体(2)内部的流体密度，g为重力加速度，H1为水泵主体(2)的预设扬程，Q1为水泵主体(2)2的出水口(2011)处的预设流量，μ为流量系数，S为水泵主体(2)2的出水口(2011)处的截面积，P1为压力传感组件(401)的检测值，为电机主体(1)的预设工作效率；
步骤102：基于步骤101的计算结果，电机主控模块(1011)控制功率调节器将电机主体(1)的输出功率调节至目标输出功率。
10.一种流量压力自补偿的智能高压水泵的实现方法，基于权利要求1-9任一项所述的流量压力自补偿的智能高压水泵实现，其中，包括如下步骤：
步骤一：通过电机带动旋转连杆(306)进行高速旋转，进而由旋转连杆(306)带动泵体内部的叶轮内盘(405)进行旋转，叶轮内盘(405)在高速旋转下产生的负压将水流从进水口(2021)处抽入到泵体的内部；
步骤二：水流通过进水口(2021)进入到泵体内部时，推动进水口(2021)处的冲口涡轮(2022)进行旋转，在冲口涡轮(2022)尖端的弹簧活塞(2023)在接触到水流的瞬间会向内收缩，推动内部的触头顶针(2024)与压力传感组件(401)接触，感知水流压力后，调节电机转速；
步骤三：泵体内部的水流通过通水盘口(402)进入叶轮内盘(405)的内部，在离心力的作用下，水流从对流槽(4051)流出进入到外环叶轮(403)区域，经离心甩出的水流压力进一步增大，利用离心水流来推动外环叶轮(403)进行独立旋转；
步骤四：经外环叶轮(403)后的水流通过散流槽(4032)进入到泵体中，再通过分流槽(4034)回流至另一组叶轮内盘(405)中进行，最后水流经高速旋转的导流叶轮(404)进入到出水口(2011)处。
CN202310685236.2A 2023-06-09 2023-06-09 一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法 Pending CN116538103A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310685236.2A CN116538103A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310685236.2A CN116538103A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116538103A true CN116538103A (zh) 2023-08-04

Family

ID=87457866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310685236.2A Pending CN116538103A (zh) 2023-06-09 2023-06-09 一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116538103A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116908823A (zh) * 2023-09-07 2023-10-20 海底鹰深海科技股份有限公司 自发电声纳
CN117823420A (zh) * 2024-03-04 2024-04-05 上海倍安实业有限公司 一种恒压消防泵

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116908823A (zh) * 2023-09-07 2023-10-20 海底鹰深海科技股份有限公司 自发电声纳
CN116908823B (zh) * 2023-09-07 2023-11-17 海底鹰深海科技股份有限公司 自发电声纳
CN117823420A (zh) * 2024-03-04 2024-04-05 上海倍安实业有限公司 一种恒压消防泵
CN117823420B (zh) * 2024-03-04 2024-05-07 上海倍安实业有限公司 一种恒压消防泵

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116538103A (zh) 一种流量压力自补偿的智能高压水泵及其实现方法
CA1076884A (en) Variable performance pump
CN101865160B (zh) 一种低比转速部分流泵
CN208535049U (zh) 一种阻尼器
CN111577608B (zh) 一种离心泵
CN106424035B (zh) 一种油气管道内检测器用速度控制器及实现方法
US5045711A (en) Turboexpander-generator
CN206257055U (zh) 一种轴流泵
CN111765124A (zh) 可调整角度的蜗壳隔舌组件及燃油离心泵
CN108131468B (zh) 一种用于清管器的直动旁通阀
CN109780082A (zh) 液粘调速离合器
CN110173460A (zh) 一种入流安放角自调节的混流泵
WO2013051113A1 (ja) 水力発電用フランシス水車
CN113236570A (zh) 一种可以自动调节进水和出水速率的离心泵
CN108645469B (zh) 一种用于转子流量计的可调式导向机构
CN113700675A (zh) 一种可自动调节的进口导叶调节器
CN113464492A (zh) 带安放角可调节前置导叶的潜水全贯流闸门泵
CN218760040U (zh) 一种汽轮机阀点寻优控制装置
CN208519240U (zh) 一种智能省电恒流阀
CN208024879U (zh) 一种用于清管器的直动旁通阀
JP3212420B2 (ja) 水圧サーボ弁
CN1076253A (zh) 转轮出口可调式水轮机
CN109989923A (zh) 一种基于旋转后导叶体的新型高效轴流泵装置
CN111963450A (zh) 一种智能化自动降温潜水泵
CN213838935U (zh) 一种全调节潜水泵

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination