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基于 物联网的智能环保变速 泵系统

阅读：301发布：2020-05-11

专利汇可以提供基于物联网的智能环保变速泵系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种泵，具体涉及一种基于物联网的智能环保变速泵系统，包括智能环保泵，所述智能环保泵包括泵盖、泵体、叶轮和叶轮安装轴，所述泵盖的两端设有冷却水进口接头和温度传感器，两个冷却水进口接头之间通过冷却水连接管和四通管连通，所述四通管左、右两侧的冷却水连接管上均设有冷却水流动显示表、冷却水控制阀和压差传感器，所述四通管的上方也设有冷却水控制阀，所述四通管的下侧与泵盖相连接，所述泵体的出口设置流量传感器、压力传感器和止回阀，所述泵体的入口设置闸阀。本实用新型有效杜绝了泵的维护困难和密封泄漏现象，电机启动电流小、转矩大，对电网冲击极小，设备异常后，自动报警，无需专人值守。，下面是基于物联网的智能环保变速泵系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于物联网的智能环保变速泵系统，其特征在于，包括智能环保泵(1)、开关磁阻电机(2)、温度传感器(11)、压力传感器(7)、压差传感器(4)、流量传感器(8)、闸阀(14)、报警器、数据传输单元和控制装置(9)，所述智能环保泵(1)包括泵盖(1-1)、泵体(1-2)、叶轮(1-3)和叶轮安装轴(1-11)，所述泵盖(1-1)的两端设有冷却水进口接头(1-9)和温度传感器(11)，两个冷却水进口接头(1-9)之间通过冷却水连接管(10)和四通管(1-20)连通，所述四通管(1-20)左、右两侧的冷却水连接管上均设有冷却水控制阀(5)和压差传感器(4)，所述四通管(1-20)的上方也设有冷却水控制阀(5)，所述四通管(1-20)的下侧与泵盖(1-1)相连接，所述泵体(1-2)的出口设置流量传感器(8)、压力传感器(7)和止回阀(6)，所述泵体(1-2)的入口设置闸阀(14)，所述开关磁阻电机(2)、温度传感器(11)、压力传感器(7)、压差传感器(4)、流量传感器(8)、报警器和数据传输单元均与控制装置相连。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能环保变速泵系统，其特征在于，所述叶轮(1-3)安装在叶轮安装轴(1-11)上，叶轮安装轴(1-11)与开关磁阻电机(2)转轴连接，所述叶轮(1-3)的两端均设有叶轮紧固螺母(1-4)，叶轮安装轴(1-11)两端对应叶轮(1-3)分别设有第一推力盘(1-5)和第二推力盘(1-22)，第一、二下推力盘分别配合安装有第一、二免维护轴承，所述第一免维护轴承(1-6)上部设有机械密封(1-7)及第一轴承轴封压盖(1-8)，所述第二免维护轴承(1-13)的下部设有免维护轴向推力轴承(1-14)，所述的免维护轴向推力轴承(1-14)下部设有免维护轴向推力轴承座(1-19)，免维护轴向推力轴承座(1-19)对应设有位置调节件。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能环保变速泵系统，其特征在于，所述免维护轴向推力轴承(1-14)下部通过球头螺柱(1-15)固定免维护轴向推力轴承座(1-19)，所述免维护轴向推力轴承座(1-19)下部设有后盖(1-18)，球头螺柱(1-15)远离所述免维护轴向推力轴承(1-14)的端部设有螺母(1-16)。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的智能环保变速泵系统，其特征在于，所述球头螺柱(1-15)两侧的免维护轴向推力轴承(1-14)上设有止动销(1-17)。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的智能环保变速泵系统，其特征在于，所述开关磁阻电机(2)的转轴通过联轴器(3)连接至叶轮安装轴(1-11)。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的智能环保变速泵系统，其特征在于，所述智能环保泵为卧式泵，卧式泵和开关磁阻电机(2)通过共用底座(12)固定。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的智能环保变速泵系统，其特征在于，所述智能环保泵(1)为立式泵，泵体(1-2)的上端通过连接架(1-10)固定开关磁阻电机(2)，泵体(1-2)的下端设置泵体底座(1-21)。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的智能环保变速泵系统，其特征在于，所述泵体(1-2)的入口端还设有超声波水位传感器(13)，所述超声波水位传感器(13)与控制装置(9)相连。

说明书全文

基于物联网的智能环保变速 泵系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种机械泵，具体涉及一种基于物联网的智能环保变速泵系统。

背景技术

[0002] 离心泵是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵，主要由叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环和填料函等构成。当前，多数的离心泵故障源于以下两点：

[0003] 1、泵体两端刚性滚动轴承的维护不及时，刚性滚动轴承缺油后会造成磨损，进而引起泵体的振动及超电流现象；

[0004] 2、泵体两端密封损坏引起漏水现象；

[0005] 一旦出现故障，将直接影响工作进度。

[0006] 另外，当前泵用变频调速电机多为三相异步电机，异步电动机存在由于笼型转子所引起的铸造不良、疲劳故障及最高转速限制等缺陷，而且其低速区效率仍然很差，工作产生的高次谐波容易对电网造成冲击和污染，大功率电机仍然难于负载启动，并不能真正解决软启动问题。

[0007] 因此，传统泵存在维护费用高、能耗高、轴承定期加润滑油(脂)、需专人值守等缺点。实用新型内容

[0008] 为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种基于物联网的智能环保变速泵系统，有效杜绝了泵的维护困难和密封泄漏现象，电机启动电流小、转矩大，对电网冲击极小，设备异常后，自动报警，无需专人值守。

[0009] 本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：

[0010] 所述基于物联网的智能环保变速泵系统，包括智能环保泵、开关磁阻电机、温度传感器、压力传感器、压差传感器、流量传感器、闸阀、数据传输单元和控制装置，所述智能环保泵包括泵盖、泵体、叶轮和叶轮安装轴，所述泵盖的两端设有冷却水进口接头和温度传感器，两个冷却水进口接头之间通过冷却水连接管和四通管连通，所述四通管左、右两侧的冷却水连接管上均设有冷却水流动显示表、冷却水控制阀和压差传感器，所述四通管的上方也设有冷却水控制阀，所述四通管的下侧与泵盖相连接，所述泵体的出口设置流量传感器、压力传感器和止回阀，所述泵体的入口设置闸阀，所述开关磁阻电机、温度传感器、压力传感器、压差传感器、流量传感器和数据传输单元均与控制装置相连。

[0011] 所述叶轮安装在叶轮安装轴上，叶轮安装轴与开关磁阻电机转轴连接，所述叶轮的两端均设有叶轮紧固螺母，叶轮安装轴两端对应叶轮分别设有第一推力盘和第二推力盘，第一、二下推力盘分别配合安装有第一、二免维护轴承，所述第一免维护轴承上部设有机械密封及第一轴承轴封压盖，所述第二免维护轴承的下部设有免维护轴向推力轴承，所述的免维护轴向推力轴承下部设有免维护轴向推力轴承座，免维护轴向推力轴承座对应设有位置调节件。

[0012] 所述智能环保泵在叶轮安装轴两端分别设置第一、二免维护轴承，为防止泵的轴向窜动，装配时，保证第一推力盘与第一免维护轴承、第二推力盘与第二免维护轴承之间仅预留2mm间隙；免维护轴向推力轴承方便解决在不停泵的情况下调整叶轮安装轴向后窜动及叶轮与叶轮紧固螺母的间隙；智能环保泵启动前，打开泵盖上端的排气阀门，使泵盖、泵体、第一免维护轴承、第二免维护轴承充满水后关闭；泵启动后，控制装置实时跟踪开关磁阻电机的工作状态以及压力传感器、流量传感器、压差传感器、温度传感器采集的数据，以判断其是否存在过载、缺相或堵转现象，控制装置检测的数据可通过数据传输单元传输至监控人员，监控人员也可以通过手机APP/web向设备发送指令，以根据现场施工情况对设备运行参数进行监控及参数的修改。

[0013] 当冷却水连接管畅通时，管路无压差，压差传感器输出正常工作信号，当冷却水连接管有部分堵塞、冷却水流动很小时，管路存在压差，压差传感器输出故障报警信号，报警器报警，当冷却水连接管堵塞时，压差较大，输出故障停机信号，系统立即停机；当温度传感器的检测值达到报警值时报警器报警，达到设定阈值时系统停机；控制装置依据设定的压力值及流量值对采集压力传感器、流量传感器的信号值进行PID运算，合理控制开关磁阻电机的工作功率，节能降耗。

[0014] 控制装置包括电机检测控制单元和控制芯片，所述开关磁阻电机的一、二次连接线全部接于电机检测控制单元，电机检测控制单元、压力传感器、流量传感器、压差传感器、温度传感器和报警器均连接至控制芯片，由控制芯片监测及控制设备的实时运行参数，控制装置工作依赖的计算机程序属于本领域技术人员公知技术，不属于本实用新型的创新点，此处不赘述。

[0015] 其中，优选方案为：

[0016] 所述免维护轴向推力轴承下部通过球头螺柱固定免维护轴向推力轴承座，所述免维护轴向推力轴承座下部设有后盖，球头螺柱远离所述免维护轴向推力轴承的端部设有螺母。

[0017] 所述球头螺柱两侧的免维护轴向推力轴承上设有止动销，一方面，止动销可防止免维护轴向推力轴承跟随叶轮安装轴转动；另一方面，两个止动销能保证免维护轴向推力轴承在免维护轴向推力轴承座上的两个止动销孔中上下移动。

[0018] 所述开关磁阻电机的转轴通过联轴器连接至叶轮安装轴。

[0019] 所述智能环保泵为卧式泵，卧式泵和开关磁阻电机通过共用底座固定。

[0020] 所述智能环保泵为立式泵，泵体的上端通过连接架固定开关磁阻电机，泵体的下端设置泵体底座。

[0021] 所述泵体的入口端还设有超声波水位传感器，所述超声波水位传感器与控制装置相连，通过超声波水位传感器检测泵体入口处水位高度，以便及时预警。

[0022] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

[0023] 一、采用环保免维护泵结构，杜绝泵维护困难、超载、干磨现象，缩短泵轴、可靠性高；有效解决了维护、密封、散热难等问题；

[0024] 二、开关磁阻电机是一种高效的调速装置，具有起动电流小、转矩大，对电网冲击极小，一方面开关磁阻电机的转子无铜损；另一方面磁阻电机可控参数多，易于在宽广的转速范围和不同负载下实现优化控制，高效区非常宽泛、耗能少，对负载的变化自动检测、调整电流、从根本上节能；

[0025] 三、通过物联网平台实现远程监控，可以实现现场需要的水位、扬程、流量、转速、电流等值任意远程设定，工作人员可通过手机/计算机远程查看开关磁阻电机的运行状态和实时的数据，例如扬程、流量、电流、电压、转速、进口水位的高低等，并能实时控制开关磁阻电机的转速及开停；不管是堵转、频繁启动、频繁正反转、过载、缺相等现象、所用开关磁阻电机的工作电流都低于额定电流；杜绝电机绕组的烧毁，保证设备的可靠性高；设备异常后，自动报警并及时停机检修，保证在有毒、可燃性气体等危险场所下的可靠工作、提高了劳动效率；

[0026] 四、无污染、环保、高效节能。附图说明

[0027] 图1是实施例1结构示意图。

[0028] 图2是实施例1结构示意图。

[0029] 图3是实施例2结构示意图。

[0030] 图4是实施例2结构示意图。

[0031] 图中：1、智能环保泵；2、开关磁阻电机；3、联轴器；4、压差传感器；5、冷却水控制阀；6、止回阀；7、压力传感器；8、流量传感器；9、控制装置；10、冷却水连接管；11、温度传感器；12、共用底座；13、超声波水位传感器；14、闸阀；1-1、泵盖；1-2、泵体；1-3、叶轮；1-4、叶轮紧固螺母；1-5、第一推力盘；1-6、第一免维护轴承；1-7、机械密封；1-8、第一轴承轴封压盖；1-9、冷却水进口接头；1-10、连接架；1-11、叶轮安装轴；1-12、紧固螺栓；1-13、第二免维护轴承；1-14、免维护轴向推力轴承；1-15、球头螺柱；1-16、螺母；1-17、止动销；1-18、后盖；1-19、免维护轴向推力轴承座；1-20、四通管；1-21、泵体底座；1-22、第二推力盘。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

[0033] 实施例1：

[0034] 如图1-2所示，本实用新型所述基于物联网的智能环保变速泵系统，包括智能环保泵1、开关磁阻电机2、温度传感器11、压力传感器7、压差传感器4、流量传感器8、闸阀14、报警器、数据传输单元和控制装置9，所述智能环保泵1包括泵盖1-1、泵体1-2、叶轮1-3和叶轮安装轴1-11，所述泵盖1-1的两端设有冷却水进口接头1-9和温度传感器11，两个冷却水进口接头1-9之间通过冷却水连接管10和四通管1-20连通，所述四通管1-20左、右两侧的冷却水连接管上均设有冷却水控制阀5和压差传感器4，所述四通管1-20的上方也设有冷却水控制阀5，所述四通管1-20的下侧与泵盖1-1相连接，所述泵体1-2的出口设置流量传感器8、压力传感器7和止回阀6，所述泵体1-2的入口设置闸阀14，所述开关磁阻电机2、温度传感器11、压力传感器7、压差传感器4、流量传感器8、报警器和数据传输单元均与控制装置相连。

[0035] 其中，所述叶轮1-3安装在叶轮安装轴1-11上，叶轮安装轴1-11与开关磁阻电机2转轴连接，所述叶轮1-3的两端均设有叶轮紧固螺母1-4，叶轮安装轴1-11两端对应叶轮1-3分别设有第一推力盘1-5和第二推力盘1-22，第一、二下推力盘分别配合安装有第一、二免维护轴承，所述第一免维护轴承1-6上部设有机械密封1-7及第一轴承轴封压盖1-8，所述第二免维护轴承1-13的下部设有免维护轴向推力轴承1-14，所述的免维护轴向推力轴承1-14下部设有免维护轴向推力轴承座1-19，免维护轴向推力轴承座1-19对应设有位置调节件；免维护轴向推力轴承1-14下部通过球头螺柱1-15固定免维护轴向推力轴承座1-19，所述免维护轴向推力轴承座1-19下部设有后盖1-18，球头螺柱1-15远离所述免维护轴向推力轴承
1-14的端部设有螺母1-16；球头螺柱1-15两侧的免维护轴向推力轴承1-19上设有止动销1-
17，一方面，止动销1-17可防止免维护轴向推力轴承1-19跟随叶轮安装轴1-11转动；另一方面，两个止动销1-17能保证免维护轴向推力轴承1-14在免维护轴向推力轴承座1-19上的两个止动销孔中上下移动；开关磁阻电机2的转轴通过联轴器3连接至叶轮安装轴1-11；智能环保泵1为立式泵，泵体1-2的上端通过连接架1-10固定开关磁阻电机2，泵体1-2的下端设置泵体底座1-21；泵体1-2的入口端还设有超声波水位传感器1-13，所述超声波水位传感器
1-13与控制装置9相连，通过超声波水位传感器1-13检测泵体1-2入口处水位高度，以便及时预警。

[0036] 所述智能环保泵1在叶轮安装轴1-11两端分别设置第一、二免维护轴承，为防止泵的轴向窜动，装配时，保证第一推力盘1-5与第一免维护轴承1-6、第二推力盘1-22与第二免维护轴承1-13之间仅预留2mm间隙；免维护轴向推力轴承1-14方便解决在不停泵的情况下调整叶轮安装轴1-11向后窜动及叶轮1-3与叶轮紧固螺母1-4的间隙；智能环保泵1启动前，打开泵盖1-1上端的排气阀门，使泵盖1-1、泵体1-2、第一免维护轴承1-6、第二免维护轴承1-13充满水后关闭；泵启动后，控制装置9实时跟踪开关磁阻电机2的工作状态以及压力传感器7、流量传感器8、压差传感器4、温度传感器11采集的数据，以判断其是否存在过载、缺相或堵转现象，控制装置9检测的数据可通过数据传输单元传输至监控人员，监控人员也可以通过手机APP/web向设备发送指令，以根据现场施工情况对设备运行参数进行监控及参数的修改。

[0037] 当冷却水连接管10畅通时，管路无压差，压差传感器4输出正常工作信号，当冷却水连接管10有部分堵塞、冷却水流动很小时，管路存在压差，压差传感器4输出故障报警信号，报警器报警，当冷却水连接管10堵塞时，压差较大，输出故障停机信号，系统立即停机；当温度传感器11的检测值达到报警值时报警器报警，达到设定阈值时系统停机；控制装置9依据设定的压力值及流量值对采集压力传感器7、流量传感器8的信号值进行PID运算，合理控制开关磁阻电机的工作功率，节能降耗。

[0038] 控制装置9包括电机检测控制单元和控制芯片，控制装置9与电机及外围传感器之间的连接属于本领域技术人员公知常识，此处不赘述，所述开关磁阻电机2的一、二次连接线全部接于电机检测控制单元，电机检测控制单元、压力传感器7、流量传感器8、压差传感器4、温度传感器11和报警器均连接至控制芯片，由控制芯片监测及控制设备的实时运行参数，控制装置工作依赖的计算机程序属于本领域技术人员公知技术，不属于本实用新型的创新点，此处不赘述。

[0039] 实施例2：

[0040] 如图3-4所示，本实施例在实施例1的基础上将立式泵修改为卧式泵，卧式泵和开关磁阻电机2通过共用底座12固定。

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