CN215566699U - 一种多级泵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多级泵装置，包括筒体、泵头、电机和控制器，所述泵头的上端与电机相连，所述泵头的下端与筒体相连，所述筒体开设有入口，所述泵头开设有出口，所述电机的输出端连接有泵轴，所述泵轴从泵头内部延伸至筒体内部，所述筒体内部设置有若干装配于泵轴上的导流装置；所述电机设置有与控制器相连的变频器；所述控制器用于控制变频器来驱动电机带动泵轴旋转，泵轴旋转带动所述导流装置将来自入口的液体输送至出口。本实用新型采用变频供水技术，能够降低供水系统能耗，降低管网漏损和爆管风险，提升供水质量。

Description

一种多级泵装置

技术领域

本实用新型涉及饮用水供水技术领域，特别是涉及一种多级泵装置。

背景技术

多级泵广泛的应用于中途加压和楼宇二次增压系统中。二次供水应用中，目前主要采用定频和变频恒压供水模式，由于不同时段用水需求变化很大，管网中的流量变化很大，管网中的流速变化很大，管路阻力和流速的平方成正比。因此采用恒压供水模式存在以下问题，一是在用水低谷的时候，管网流速小，管路阻力小，末端压力过高，导致漏损增加和爆管风险增加，同时不节能，二是用水高峰时，管网流速大，管路阻力大，最不利点点压力低于最低服务压力，不能保证用户正常用水。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多级泵装置，采用变压供水技术，能够降低供水系统能耗，降低管网漏损和爆管风险，提升供水质量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多级泵装置，包括筒体、泵头、电机和控制器，所述泵头的上端与电机相连，所述泵头的下端与筒体相连，所述筒体开设有入口，所述泵头开设有出口，所述电机的输出端连接有泵轴，所述泵轴从泵头内部延伸至筒体内部，所述筒体内部设置有若干装配于泵轴上的导流装置；所述电机设置有与控制器相连的变频器；

所述控制器用于控制变频器来驱动电机带动泵轴旋转，泵轴旋转带动所述导流装置将来自入口的液体输送至出口。

所述导流装置包括导流体和设置于导流体内的叶轮，所述泵轴用于带动叶轮旋转将来自入口的液体通过导流体输送至出口。

所述电机的输出端通过联轴器与泵轴相连。

所述电机的输出端与泵轴连接处的下方、且在所述泵头内设置有用于密封泵头中液体的机械密封。

还包括与所述控制器相连的无线传输模块，所述无线传输模块用于将来自控制器的信号传输至云端。

所述筒体靠近底部的内壁设置有支撑体，所述支撑体用于支撑靠近筒体底部的导流装置。

所述筒体的底部设置有用于固定自身的底座。

所述入口安装有与控制器相连的入口压力传感器，所述出口安装有控制器相连的出口压力传感器。

所述电机、变频器和控制器集成为一体。

还包括温度计和湿度计，所述温度计和湿度计分别用于检测多级泵装置所在环境的温度和湿度。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本实用新型相对于现有的恒压供水方式，通过控制器控制变频器来驱动电机，具有：一是根据用户管网需求供给，在用水非高峰时段降低富余压力，能够有效地降低供水系统能耗；二是由于非高峰供水时段压力降低，降低了管网漏损，降低了爆管风险；三是高峰供水时段提升多级泵出口压力，同时保证管网中无富余压力，提升供水质量。

附图说明

图1是本实施方式的结构示意图。

图示：1、泵轴，2、底座，3、支撑体，4、叶轮，5、导流体，6、入口，7、筒体，10、机械密封，11、泵头，12、出口，13、联轴器，14、电机，15、变频器，16、控制器，17、无线传输模块，18、云端，19、入口压力传感器，20、出口压力传感器，21、最不利点压力传感器，22、温度计，23、湿度计。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，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。

本实用新型的实施方式涉及一种多级泵装置，请参阅图1，由多级泵和辅助系统组成，多级泵包括泵轴1、底座2、支撑体3、叶轮4、导流体5、入口6、筒体7、机械密封10、泵头11、出口12、联轴器13、电机14、变频器15和控制器16，辅助系统包括无线传输模块17、入口压力传感器19、出口压力传感器20、最不利点压力传感器21、温度计22和湿度计23。

本实施方式中的叶轮4和导流体5组成导流装置，导流装置的数量为多个(图1示出了两个导流装置)，并均匀间隔地装配在泵轴1上。在最靠近筒体7底部的导流装置，其导流体5支撑在所述支撑体3上，支撑体3固定在所述底座2上。筒体7下端与底座2连接，上端与泵头11连接；电机14的输出端与泵轴1连接处的下方、且在所述泵头11内设置有机械密封10，机械密封10用于密封泵头11中的液体；泵头11下端连接筒体7，上端连接电机14；联轴器13用于连接泵轴1和电机14的输出轴；控制器16与电机14连接，并控制电机14运行；控制器16与无线传输模块17连接，传输设定信号给无线传输模块17；无线传输模块17与云端18进行通讯；入口压力传感器19和出口压力传感器20分别与控制器16连接，最不利点压力传感器21为远传压力传感器，直接将信号传至云端17。温度计22用于测量环境温度，湿度计23用于测量环境湿度，温度信号和湿度信号通过数据传输模块直接传至云端17；入口6设置在筒体7上，且位于筒体7的中下部，出口12设置在泵头11上。入口压力传感器19设置在入口6的法兰上，用于测量多级泵入口压力，出口压力传感器20设置在出口12的法兰上，用于测量多级泵出口压力。电机14为永磁电机，电机14、变频器15和控制器16集成为一体，结构紧凑。

进一步，云端18安装了压力预测模型，用于预测多级泵出口压力的大小，为变压供水提供依据，压力预测模型采用的是现有技术中常用的BP神经网络。压力预测模型的影响参数包含多级泵的入口压力、最不利点压力、日期、假期、小时、时刻、温度和湿度。用户的用水习惯受日期、假期的影响很大，每一天的用水规律随小时、时刻变化，并且天气(即温度和湿度)也能够影响用户的用水量。多级泵出口压力预测函数表达式为：P2＝f(P1,P3,d,h,hr,t,H,T)，P2为多级泵出口压力，P1为多级泵入口压力，P3为最不利点压力，d为日期，h为假期，hr为小时，t为时刻，H为环境湿度，T为环境温度。压力预测模型根据历史数据给出预测出口压力，多级泵按照预测压力给用户管网供水，并根据最不利点压力满足要求为约束条件，按照偏差最小原则不断修正，随着历史数据的增加，压力预测模型的准确率逐渐增加。

本实施方式的工作原理如下：

多级泵装置安装调试之前，根据应用场景给定出口压力初始数据。多级泵装置运行中，控制器16发送控制信号给变频器15，启动电机14运行，如果出口压力传感器20的测量压力低于系统设定(调试后首次启动为初始数据，后续为通过历史数据计算的预测数据)的压力，变频器15提升输出频率，升高电机14的转速，出口12的压力升高，直到出口压力传感器20的测量压力与设定运行压力在允许的误差范围内相等。同理，如果出口压力传感器20的测量压力高于系统设定的压力，变频器15降低输出频率，降低电机14的转速，出口12的压力降低，直到出口压力传感器20的测量压力与设定运行压力在允许的误差范围内相等。

多级泵运行参数和最不利点压力传感器21的压力信号实时传送到云端18的压力预测模型。如果多级泵运行中，如果最不利点压力传感器21的测量值小于需求压力，说明压力不足，云端18上的压力预测模型应用程序发送信号给无线传输模块17，由控制器16控制变频器15提升输出频率，电机14转速升高，多级泵出口压力升高，直到最不利点压力达到最小服务压力需求，压力预测模型找到最优的运行工况点；如果最不利点压力传感器21的测量值大于需求压力，说明压力富余，云端18上的压力预测模型应用程序发送信号给无线传输模块17，由控制器16控制变频器15降低输出频率，电机14转速降低，多级泵出口压力降低，直到最不利点压力满足最小服务压力需求，以此来降低能耗。

由此可见，本实用新型一方面根据用户管网需求供给，通过控制器控制变频器来驱动电机，在用水非高峰时段降低富余压力，能够有效地降低供水系统能耗，同时由于压力降低，降低了管网漏损，降低了爆管风险；另一方面高峰供水时段通过压力预测模型提升多级泵出口压力，同时保证管网中无富余压力，提升供水质量。

Claims (10)

1.一种多级泵装置，其特征在于，包括筒体(7)、泵头(11)、电机(14)和控制器(16)，所述泵头(11)的上端与电机(14)相连，所述泵头(11)的下端与筒体(7)相连，所述筒体(7)开设有入口(6)，所述泵头(11)开设有出口(12)，所述电机(14)的输出端连接有泵轴(1)，所述泵轴(1)从泵头(11)内部延伸至筒体(7)内部，所述筒体(7)内部设置有若干装配于泵轴(1)上的导流装置；所述电机(14)设置有与控制器(16)相连的变频器(15)；

所述控制器(16)用于控制变频器(15)来驱动电机(14)带动泵轴(1)旋转，泵轴(1)旋转带动所述导流装置将来自入口(6)的液体输送至出口(12)。

2.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，所述导流装置包括导流体(5)和设置于导流体(5)内的叶轮(4)，所述泵轴(1)用于带动叶轮(4)旋转将来自入口(6)的液体通过导流体(5)输送至出口(12)。

3.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，所述电机(14)的输出端通过联轴器(13)与泵轴(1)相连。

4.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，所述电机(14)的输出端与泵轴(1)连接处的下方、且在所述泵头(11)内设置有用于密封泵头(11)中液体的机械密封(10)。

5.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，还包括与所述控制器(16)相连的无线传输模块(17)，所述无线传输模块(17)用于将来自控制器(16)的信号传输至云端(18)。

6.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，所述筒体(7)靠近底部的内壁设置有支撑体(3)，所述支撑体(3)用于支撑靠近筒体(7)底部的导流装置。

7.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，所述筒体(7)的底部设置有用于固定自身的底座(2)。

8.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，所述入口(6)安装有与控制器(16)相连的入口压力传感器(19)，所述出口(12)安装有控制器(16)相连的出口压力传感器(20)。

9.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，所述电机(14)、变频器(15)和控制器(16)集成为一体。

10.根据权利要求1所述的多级泵装置，其特征在于，还包括温度计(22)和湿度计(23)，所述温度计(22)和湿度计(23)分别用于检测多级泵装置所在环境的温度和湿度。

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