CN209724679U - 可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，包括泵体，所述泵体的内部具有封闭的流体通道，其两端分别设有流体进口和流体出口；所述泵体内壁面沿所述泵体轴向间隔设置有两个相同的电机定子，所述电机定子内周设置有电机转子和叶轮，所述叶轮固定于电机轴上，所述电机转子固定于所述叶轮的周向边缘，且两个所述叶轮上的导叶呈相反方向设置。本实用新型的优点是：通过将两个叶轮呈相反设置，使其在工作时沿相反方向转动，从而抵消转动带来的震动；且可利用管道内水流的动能和势能进行发电，充分利用资源，减少能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道泵领域，具体涉及一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统。
背景技术
管道泵是单吸单级或多级离心泵的一种，属立式结构，因其进出口在同一直线上，且进出口口径相同，仿似一段管道并可安装在管道的任何位置故取名为管道泵（又名增压泵），具有以下结构特点：为单吸单级离心泵，进出口相同并在同一直线上，和轴中心线成直交，为立式泵。
目前，管道泵在工作过程中一般以额定的转速和功率进行工作，但实际上水泵系统中的流量及扬程等都在实时发生变化，故在低功率要求情况下仍然恒功率工作会造成管道泵功率的浪费，而且通常情况下管道泵仅起到电动机的作用，而无法利用管道中多余的势能，造成能量浪费。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，该管道泵系统通过将两个叶轮呈相反设置以抵消离心力对管道的额外负载，并通过将电机作为发电机利用管道内的水流的动能和势能进行发电，减少能量浪费。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，其特征在于所述管道泵系统包括泵体，所述泵体的内部具有封闭的流体通道，其两端分别设有流体进口和流体出口；所述泵体内壁面沿所述泵体轴向间隔设置有两个相同的电机定子，所述电机定子内周设置有电机转子和叶轮，所述叶轮固定于电机轴上，所述电机转子固定于所述叶轮的周向边缘，且两个所述叶轮上的导叶呈相反方向设置。
所述电机转子包括周向间隔设置的多极钕硼永磁片。
每个所述电机定子通过导线与一变频器连接，所述变频器由单片机连接控制。
所述导叶为活动导叶，所述单片机通过控制导叶驱动机构对所述活动导叶的角度进行调节。
所述电机定子通过导线与电容器相连，所述电容器通过所述变频器与用电负荷相连。
所述泵体内的两个所述叶轮之间设置有压差传感器和流量传感器，所述压差传感器和所述流量传感器与所述单片机相连。
本实用新型的优点是：（1）通过将两个叶轮呈相反设置，使其在工作时沿相反方向转动，从而抵消转动带来的震动；（2）可利用管道内水流的动能和势能进行发电，充分利用资源，减少能耗。
附图说明
图1为本实用新型中可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1，图中标记1-8分别为：管道泵系统1、泵体2、电机定子3、叶轮4、电机轴5、电机转子6、变频器7、单片机8。
实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统及其工作方法，该管道泵系统1包括泵体2以及设置在泵体2内的两个电机，通过将电机转子6设在叶轮4的周向边缘，并使两个叶轮4相反设置，起到抵消单个电机转动带来的震动的问题，还可利用两个电机作为发电机进行发电回馈电网。
如图1所示，本实施例中可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统包括呈管道状的泵体2，泵体2的内部具有封闭式的流体通道，其两端分别设置有流体进口和流体出口，流体进口和流体出口的中心均位于泵体的中轴线上，两端通过法兰连接在管道中；在泵体2内壁面沿泵体的轴向间隔固定设置有两个完全相同的电机定子3，两个电机定子3之间的间隔小于1m，在每个电机定子3内周设置有一个电机转子6和叶轮4，叶轮4固定在电机轴5上，而电机转子6则固定在叶轮4的外周向边缘处，电机轴5与泵体2的中心轴同轴，电机定子3、电机转子6以及叶轮4也均呈同轴设置，两个叶轮4的导叶呈相反设置，当其转动时若其中一个顺时针转动，则另一个为逆时针转动，但其水流的方向仍为同一方向，由于两个叶轮4沿相反的方向转动，故可以抵消彼此在转动过程中带来的震动，其震动幅度要远小于传统的水泵；本实施例中的电机定子3由多匝绕组构成，而电机转子6则由周向间隔设置的多极钕硼永磁片组成，可在流体中工作且安全可靠，电机定子3环绕在电机转子6的外周上，两者之间可做相对转动。
如图1所示，每个电机定子3表面涂覆有绝缘涂层密封在泵体2内壁面上，并通过防水导线各与一个变频器7相连接，变频器7由单片机8进行连接控制，采用变频器7驱动电机工作可方便接入不同频率电源，而且可根据实际负荷调节电机的转速以控制其流量和扬程，从而避免管道泵一直处于恒定转速的工作状态下而造成电量的浪费；为了进一步根据实际需要调控管道泵的工作效率，在叶轮4上的导叶为活动导叶，该活动导叶由导叶驱动机构直接驱动进行开合，而导叶驱动机构则由单片机8进行连接控制，相较于直接调整电机的转速实现管道所需流量和扬程，通过对活动导叶的角度进行调节，可允许流量较柔和的提升，对设备的冲击较小。
如图1所示，每个电机定子3还通过导线与电容器相连接，电容器再通过变频器7与电网或者用电负荷相连接；由于管道内的水压为标准水压，或者由于管道连接于水库、高处的水塔或水箱，管道内的水具有一定的动能和势能，在管道送水用量不满或者停止输送时，管道内的水流过管道泵系统时将带动泵体2中的两个叶轮4转动，从而与之相连的电机转子6也随之转动，进而在电机定子3处产生感应电流，此时电机将作为发电机进行发电，产生的感应电流回充至电容器中，再通过变频器7的变频作用回流至电网或者供给用电负荷进行使用或者进行储存，从而有效利用了管道内多余的能量进行发电，减少能量损耗，降低成本。
如图1所示，在泵体内的两个叶轮4之间还设置有压差传感器和流量传感器，两者可测得两个叶轮4之间的压差和流量，并将检测到的数据实时传输至单片机8上，单片机8将根据获取的数据信息分析后利用变频器7进行调频，以平衡前后叶轮4的转速，从而使管道泵系统1达到最佳的的平衡运行点，即两个叶轮4转动产生的离心力对管道的额外负载可以相互抵消，并且压差和流量得到有效控制。
如图1所示，本实施例中可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统的工作方法包括以下步骤：
（1）工作在电动机工作状态下：管道泵系统1接通电源，单片机8控制变频器7对输入的电源进行变频后输送到两个电机定子3上，两个电机定子3随之产生变化的磁场，且两个电机定子3上的工作电流任一时刻均相反，由此两个电机定子3产生的磁场方向也相反，从而驱动两个电机转子6互相反向转动，而与之固定连接的叶轮4也随之转动，并且两个叶轮4的导叶反向设置，故两个叶轮4也将反向旋转，从而抵消单个叶轮4转动过程中带来的震动，当然此时水流方向仍保持统一方向输送；同时单片机8根据压差传感器和流量传感器测得的数据对两个变频器7进行调控，使得前后的两个叶轮4的转速达到最佳的平衡运行点，同时，根据用水端负荷的情况，单片机8将控制导叶驱动机构调节活动导叶的角度，从而控制管道内所需的流量和扬程，因为直接调节转速虽然可以满足其所需的流量和扬程，但通过调节活动导叶可允许流量较柔和的提升。
（2）工作在发电机工作状态下：由于管道中的水流是标准水压，或是由于管道连接于高处的水库或水塔，管道内的水具有一定的动能和势能，在供水用量不满时，管道泵系统1中的水流流过其中时，压差传感器在感应到水流本身流量时，单片机8将控制导叶驱动机构将活动导叶的角度回正，水流将拉动叶轮4转动，从而与叶轮4固定连接的电机转子6也随之转动，由此将在电机定子3上产生感应电流，这些感应电流将回充至电容器中，再通过变频器7的变频作用将其变频为标准电压回馈至电网中，或者供给用电负荷使用。
本实施例中的变频器7采用SiC Mosfet高频开关式变频器。
本实施例的有益效果是：（1）通过将两个叶轮呈相反设置，使其在工作时沿相反方向转动，从而抵消转动带来的震动；（2）可利用管道内水流的动能和势能进行发电，充分利用资源，减少能耗。
Claims (6)
1.一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，其特征在于所述管道泵系统包括泵体，所述泵体的内部具有封闭的流体通道，其两端分别设有流体进口和流体出口；所述泵体内壁面沿所述泵体轴向间隔设置有两个相同的电机定子，所述电机定子内周设置有电机转子和叶轮，所述叶轮固定于电机轴上，所述电机转子固定于所述叶轮的周向边缘，且两个所述叶轮上的导叶呈相反方向设置。
2.根据权利要求1所述的一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，其特征在于所述电机转子包括周向间隔设置的多极钕硼永磁片。
3.根据权利要求1所述的一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，其特征在于每个所述电机定子通过导线与一变频器连接，所述变频器由单片机连接控制。
4.根据权利要求3所述的一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，其特征在于所述导叶为活动导叶，所述单片机通过控制导叶驱动机构对所述活动导叶的角度进行调节。
5.根据权利要求3所述的一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，其特征在于所述电机定子通过导线与电容器相连，所述电容器通过所述变频器与用电负荷相连。
6.根据权利要求3所述的一种可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统，其特征在于所述泵体内的两个所述叶轮之间设置有压差传感器和流量传感器，所述压差传感器和所述流量传感器与所述单片机相连。
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| CN201920189239.6U CN209724679U (zh) | 2019-02-11 | 2019-02-11 | 可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统 |
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| CN201920189239.6U CN209724679U (zh) | 2019-02-11 | 2019-02-11 | 可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109826795A (zh) * | 2019-02-11 | 2019-05-31 | 爱恒能源科技（上海）有限公司 | 可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统及其工作方法 |
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2019
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| CN109826795A (zh) * | 2019-02-11 | 2019-05-31 | 爱恒能源科技（上海）有限公司 | 可电力回收的双叶轮变导叶式管道泵系统及其工作方法 |
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