一种潜水泵防渗水方法 |
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| 申请号 | CN202311820168.2 | 申请日 | 2023-12-27 | 公开(公告)号 | CN117759563A | 公开(公告)日 | 2024-03-26 |
| 申请人 | 重庆永博机电泵业有限责任公司; | 发明人 | 王玮勇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及潜 水 泵 技术领域，公开了一种潜水泵防渗水方法，S1、选择具有自修复功能的高分子 复合材料 制成的泵体和 密封件 ；S2、采用等离子 烧结 技术，将泵体和密封件表面形成致密的陶瓷涂层；S3、设计泵体内部流道结构，采用三维打印技术制造复杂流道形状，优化介质流动路径，减少液体对泵体和密封件的冲击，降低 能量 损失；S4、集成智能预警系统。本发明采用具有自修复功能的高分子复合材料制成泵体和密封件，能够在一定程度上解决这些问题，提高了泵的耐磨损性能，减少了维护成本，同时采用陶瓷涂层和适合高温环境的密封材料，能够提高泵在恶劣工况下的耐受能 力 ，解决了传统泵在高温高压环境下的局限性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种潜水泵防渗水方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种潜水泵防渗水方法技术领域[0001] 本发明涉及潜水泵技术领域，具体为一种潜水泵防渗水方法。 背景技术[0002] 传统潜水泵作为一种用于将液体从较低位置抽送至较高位置的设备，在工业、农业和市政领域有着广泛的应用。然而，传统潜水泵在使用过程中存在着一系列技术缺陷和问题，这些问题限制了其在特定工况下的性能和可靠性。 [0003] 首先，传统潜水泵所采用的材料和结构存在一定的局限性，例如，常见的金属材料或一般工程塑料在一些恶劣工况下可能表现出耐磨性差、易损坏、难以维护等问题。这些问题导致潜水泵在长期使用中需要频繁的维护和更换零部件，增加了维护成本和停机时间，降低了设备的可靠性和使用寿命。 [0004] 其次，潜水泵在高温高压工况下的表现也存在一定的限制，传统的密封材料和涂层难以满足恶劣工况下的要求，容易出现密封失效、材料老化等问题，影响了泵的可靠性和安全性。这限制了潜水泵在高温高压环境下的应用范围，增加了设备的维护和更换成本。 [0006] 最后，传统潜水泵的监测与管理方式也存在一定的不足，依赖于人工巡检和操作，存在人力资源浪费、监测不及时等问题。这些问题导致泵的故障难以及时发现，影响了泵站的安全性和运行效率。 [0007] 因此，本发明提出一种潜水泵防渗水方法，来解决现有技术的不足。 发明内容[0008] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种潜水泵防渗水方法，解决了传统潜水泵存在的材料和结构问题、高温高压工况下的限制、流体动力学性能和能效问题。 [0009] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种潜水泵防渗水方法，包括以下步骤： [0011] S2、采用等离子烧结技术，将泵体和密封件表面形成致密的陶瓷涂层； [0012] S3、设计泵体内部流道结构，采用三维打印技术制造复杂流道形状，优化介质流动路径，减少液体对泵体和密封件的冲击，降低能量损失； [0014] S5、在泵体和密封件的连接处设置红外线热成像监测装置，实时监测连接处温度分布，及时发现异常热点并预防泄漏； [0015] S6、在泵体和密封件的连接处采用双重密封结构，确保连接部位密封可靠。 [0017] 优选的，所述等离子烧结技术形成的陶瓷涂层具有一定的厚度，且在表面形成致密的陶瓷层，以提高泵体和密封件的耐磨性和抗腐蚀能力。 [0018] 优选的，所述三维打印技术制造的复杂流道形状包括螺旋状和波纹状，以减少介质流动时对泵体和密封件的冲击，降低能量损失。 [0020] 优选的，所述红外线热成像监测装置能够实时监测连接处温度分布，并具有自动识别异常热点并发出预警的功能。 [0021] 优选的，所述双重密封结构包括机械密封和软密封的组合，以确保连接部位的双重密封可靠性，降低泄漏风险。 [0022] 优选的，所述陶瓷涂层具有高热传导性和耐磨性，以提高泵体和密封件在高温高压环境下的耐久性。 [0023] 优选的，所述智能预警系统能够与外部监控系统实现数据共享和远程控制，提高泵站的集中监控和管理能力。 [0024] 优选的，所述双重密封结构中的软密封部件具有高温耐受性能，能够在高温环境下保持其密封性能和弹性恢复性能。 [0025] 本发明提供了一种潜水泵防渗水方法。具备以下有益效果： [0026] 1、传统潜水泵的材料和结构存在耐磨性差、易损坏、难以维护问题。本发明采用具有自修复功能的高分子复合材料制成泵体和密封件，能够在一定程度上解决这些问题，提高了泵的耐磨损性能，减少了维护成本。 [0027] 2、传统潜水泵在高温高压工况下容易出现密封失效、材料老化等问题，影响了泵的可靠性和安全性。本发明采用陶瓷涂层和适合高温环境的密封材料，能够提高泵在恶劣工况下的耐受能力，解决了传统泵在高温高压环境下的局限性。 [0028] 3、传统潜水泵的流道结构存在流动阻力大、能量损失多的问题，影响了泵的效率和性能。本发明利用三维打印技术制造复杂流道形状，优化了流体流动路径，减少了能量损失，提高了泵的效率和性能。 [0029] 4、传统潜水泵的监测和管理方式存在人力资源浪费、监测不及时等问题。本发明集成智能预警系统和远程控制功能，能够实现实时监测和远程控制，提高了泵站的集中监控和管理能力，降低了人力资源成本，提高了运行效率。 具体实施方式[0030] 下面将结合本发明实施例，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。 [0031] 本发明提供一种潜水泵防渗水方法，包括以下步骤： [0032] S1、选择具有自修复功能的高分子复合材料制成的泵体和密封件：高分子复合材料具有良好的韧性和耐腐蚀性，通过添加自修复功能，可以使材料在受到损坏时自行修复微小裂纹，从而延长泵体和密封件的使用寿命，减少泄漏风险。 [0033] S2、采用等离子烧结技术，将泵体和密封件表面形成致密的陶瓷涂层：等离子烧结技术能够在材料表面形成坚硬、致密的陶瓷涂层，提高泵体和密封件的硬度和耐磨性，从而减少因摩擦和磨损引起的渗水风险。 [0034] S3、设计泵体内部流道结构，采用三维打印技术制造复杂流道形状，优化介质流动路径，减少液体对泵体和密封件的冲击，降低能量损失：通过优化流道结构和采用先进制造技术，可以减少介质在泵体内部的冲击和液体对泵体和密封件的磨损，从而降低泄漏风险并提高泵的效率。 [0035] S4、集成智能预警系统，通过实时监测泵体温度、振动和声音特征，预测泄漏风险并提前发出警报，以避免泄漏发生：智能预警系统能够实时监测泵体的工作状态，一旦检测到异常情况，如温度异常升高、振动异常或异常声音，即可提前预警，帮助操作人员及时采取措施，避免泄漏事故的发生。 [0036] S5、在泵体和密封件的连接处设置红外线热成像监测装置，实时监测连接处温度分布，及时发现异常热点并预防泄漏：红外线热成像监测装置能够实时监测连接处的温度分布，及时发现异常热点，预防泄漏事故的发生，提高泵的安全性。 [0037] S6、在泵体和密封件的连接处采用双重密封结构，确保连接部位密封可靠：双重密封结构能够提供额外的安全保障，一旦一层密封出现问题，仍有第二层密封起到保护作用，有效防止泄漏的发生。 [0038] 这些步骤的综合应用可以大大提高潜水泵的安全性和可靠性，降低泄漏风险，延长设备使用寿命，并减少维护成本，从而为工业生产和环境保护带来重要的益处。 [0039] 具有自修复功能的高分子复合材料为聚合物基复合材料，其具有在受损后自动修复并保持泵体和密封件的密封性能的能力。 [0040] 这种自修复功能的聚合物基复合材料在潜水泵的应用中具有重要意义。一旦泵体或密封件受到划伤、磨损或其他损坏，这种材料可以自动启动修复过程，填补微小裂纹或损伤，从而保持泵体和密封件的密封性能，减少泄漏风险。 [0041] 这种技术的应用不仅可以延长泵体和密封件的使用寿命，也有助于降低维护成本，提高设备的可靠性和持久性。此外，它还有助于减少泄漏对环境造成的潜在影响，符合环保和可持续发展的理念。 [0042] 因此，将具有自修复功能的聚合物基复合材料应用于潜水泵的泵体和密封件中，将为工业生产和环境保护带来重要的益处。 [0043] 等离子烧结技术形成的陶瓷涂层具有一定的厚度，且在表面形成致密的陶瓷层，以提高泵体和密封件的耐磨性和抗腐蚀能力。 [0044] 在泵体和密封件的表面形成致密的陶瓷层可以减少摩擦损失，提高其耐磨性，降低因摩擦而引起的泄漏风险。同时，这种陶瓷涂层也能够提供良好的抗腐蚀能力，对抗介质的腐蚀和化学侵蚀，从而延长泵体和密封件的使用寿命。 [0045] 采用等离子烧结技术形成的陶瓷涂层不仅可以提高泵体和密封件的耐磨性和抗腐蚀能力，还能够降低泵的维护成本，提高其可靠性，为工业生产和设备运行带来重要的益处。 [0046] 三维打印技术制造的复杂流道形状包括螺旋状和波纹状，以减少介质流动时对泵体和密封件的冲击，降低能量损失。 [0047] 螺旋状和波纹状的流道形状可以有效地减少介质流动时对泵体和密封件的冲击，降低能量损失。螺旋状流道设计可以降低介质的脉动和涡流，减少介质在流动中产生的冲击力，从而减少对泵体和密封件的磨损，延长其使用寿命。波纹状的流道设计则可以减少介质在流动过程中的阻力和能量损失，提高泵的效率。 [0049] 智能预警系统包括温度传感器、振动传感器和声音传感器，用于实时监测泵体的运行状态，并通过数据处理单元进行泄漏风险预测和警报发出。 [0050] 温度传感器可以监测泵体的温度变化，帮助识别是否存在过热或异常热点，从而及时发现可能的问题。 [0051] 振动传感器可以检测泵体的振动情况，包括振动的幅度和频率，帮助判断泵体是否存在异常震动或振动，从而及时发现可能的机械故障或磨损。 [0052] 声音传感器则可以监测泵体运行时产生的声音，帮助识别是否存在异常的噪音或震动声，从而及时发现可能的故障或异常情况。 [0053] 通过数据处理单元对这些传感器采集到的数据进行分析和处理，可以实现对泵体的运行状态进行实时监测，并进行泄漏风险的预测和警报发出。一旦系统检测到泄漏风险或其他异常情况，可以及时向操作人员发出警报，帮助他们采取必要的措施，避免潜在的故障和安全风险。 [0054] 这种智能预警系统可以有效地提高泵体的安全性和可靠性，帮助实现对泵体运行状态的实时监测和预警，从而降低维护成本，延长设备寿命，并保障生产设备的安全运行。 [0055] 红外线热成像监测装置能够实时监测连接处温度分布，并具有自动识别异常热点并发出预警的功能。 [0056] 红外线热成像监测装置是一种非常有效的技术，用于实时监测设备连接处的温度分布，并自动识别异常热点并发出预警。这种技术基于红外热成像原理，通过捕捉目标物体发出的红外辐射，将其转换成热图或热像，从而显示出目标物体的温度分布情况。 [0057] 在工业设备中，红外线热成像监测装置可以被广泛应用于监测设备连接处的温度分布情况，早期发现潜在的故障点或异常热点。一旦出现异常的热点，红外线热成像监测装置可以自动识别并发出预警，帮助运维人员及时发现并解决问题，从而避免可能的设备故障或安全风险。 [0058] 这种技术的优势在于可以实现非接触式的温度监测，无需直接接触目标物体，同时可以快速、全面地监测设备连接处的温度情况，有助于提前发现潜在的问题。结合智能预警系统中的其他传感器，如振动传感器和声音传感器，红外线热成像监测装置可以作为一个重要的组成部分，提高整个预警系统对泵体运行状态的监测能力，从而保障设备的安全运行和生产效率。 [0059] 双重密封结构包括机械密封和软密封的组合，以确保连接部位的双重密封可靠性，降低泄漏风险。 [0060] 机械密封：机械密封通常由两个相对旋转的密封面之间的摩擦力来实现密封效果。它们通常由硬质材料制成，如金属或陶瓷，用于承受高压和高温下的密封要求。机械密封通常用于对抗高压、高温、高速旋转等极端条件下的泄漏。 [0061] 软密封：软密封通常由柔软的弹性材料制成，如橡胶、聚合物等，用于填充连接部位的间隙，以确保在静态或低压条件下的密封效果。软密封可以更好地适应连接部位的不规则形状，并在较低的压力下提供良好的密封效果。 [0062] 通过将机械密封和软密封结合在一起，双重密封结构可以充分发挥两者的优势，提供更可靠的密封性能。例如，机械密封可以应对高压、高温等极端条件下的密封要求，而软密封则可以填补机械密封无法覆盖的微小间隙，从而提高整体的密封效果。 [0063] 在潜水泵等设备中，双重密封结构的应用可以有效降低泄漏风险，提高设备的可靠性和安全性。同时，结合智能预警系统和红外线热成像监测装置等先进技术，可以更好地监测和预防潜在的泄漏问题，为设备的安全运行提供全面的保障。 [0064] 陶瓷涂层具有高热传导性和耐磨性，以提高泵体和密封件在高温高压环境下的耐久性。 [0065] 高热传导性：陶瓷涂层通常具有优异的热传导性能，这意味着它们能够更有效地散热，有助于将热量从泵体和密封件中传导出去。在高温环境下，良好的热传导性能可以帮助泵体和密封件更快地散热，减少温度梯度，从而减轻热应力对材料的影响，提高其耐久性。 [0066] 耐磨性：陶瓷涂层通常具有出色的耐磨性，可以有效地抵抗颗粒物料的冲击和摩擦磨损。在高压环境下，液体或气体通过泵体和密封件时会产生高速流动，容易导致材料的磨损。陶瓷涂层的耐磨性可以大大延长泵体和密封件的使用寿命，减少因磨损而引起的故障和泄漏。 [0067] 综合来看，采用具有高热传导性和耐磨性的陶瓷涂层可以有效提高泵体和密封件在高温高压环境下的耐久性，减少因热应力和磨损而引起的损坏，从而提高设备的可靠性和安全性。这种涂层技术在工业设备领域具有广泛的应用前景，特别是在要求高耐久性和可靠性的高温高压工况下，能够发挥重要作用。 [0068] 智能预警系统能够与外部监控系统实现数据共享和远程控制，提高泵站的集中监控和管理能力。 [0069] 智能预警系统可以与外部监控系统实现数据共享和远程控制，从而提高泵站的集中监控和管理能力。通过与外部监控系统的数据共享，智能预警系统可以将泵体的运行状态、温度、振动、声音等信息实时传输到监控中心，使操作人员能够远程监测泵站的运行情况。 [0070] 远程控制方面，一旦智能预警系统检测到异常情况或潜在的泄漏风险，可以通过与外部监控系统连接，向监控中心发送警报信息，并在必要时触发远程控制操作，如关闭泵站或调整泵的运行参数，以减少潜在的安全风险。 [0071] 这种集成的监控和管理系统可以大大提高泵站的安全性和效率，使操作人员能够及时响应异常情况，采取必要的措施，从而降低潜在的泄漏风险，并确保泵站的可靠运行。同时，数据共享和远程控制功能也使得泵站的监测和管理变得更加便捷和高效。 [0072] 双重密封结构中的软密封部件具有高温耐受性能，能够在高温环境下保持其密封性能和弹性恢复性能，软密封部件的材质具体可以为聚四氟乙烯。 [0073] 聚四氟乙烯(PTFE)：PTFE是一种具有优异的耐高温性能的高分子材料，能够在‑200℃至+260℃的温度范围内保持其化学稳定性和机械性能，同时具有良好的耐腐蚀性能和低摩擦系数，适用于高温和腐蚀性介质的密封。 [0074] 实施例一：高分子复合材料制成的泵体和密封件 [0075] 步骤： [0076] S1：选择具有自修复功能的高分子复合材料制成泵体和密封件。 [0077] S2：采用等离子烧结技术，在泵体和密封件表面形成致密的陶瓷涂层。 [0078] S3：设计泵体内部流道结构，采用三维打印技术制造复杂流道形状，优化介质流动路径，减少液体对泵体和密封件的冲击，降低能量损失。 [0079] S4：集成智能预警系统，通过实时监测泵体温度、振动和声音特征，预测泄漏风险并提前发出警报，以避免泄漏发生。 [0080] S5：在泵体和密封件的连接处设置红外线热成像监测装置，实时监测连接处温度分布，及时发现异常热点并预防泄漏。 [0081] S6：在泵体和密封件的连接处采用双重密封结构，确保连接部位密封可靠。 [0082] 该实施例采用自修复功能的高分子复合材料制成泵体和密封件，结合陶瓷涂层、优化流道结构、智能预警系统和双重密封结构，全面防止泵的渗水问题。 [0083] 实施例二：聚合物基复合材料的自动修复能力 [0084] 步骤： [0085] S1：选择具有自修复功能的聚合物基复合材料制成泵体和密封件。 [0086] S2：采用等离子烧结技术，在泵体和密封件表面形成致密的陶瓷涂层。 [0087] S3：设计泵体内部流道结构，采用三维打印技术制造复杂流道形状，减少能量损失。 [0088] S4：集成智能预警系统，通过实时监测泵体状态，预测泄漏风险并提前发出警报。 [0089] S5：在泵体和密封件的连接处设置红外线热成像监测装置，实时监测连接处温度分布，及时发现异常热点并预防泄漏。 [0090] S6：采用双重密封结构，确保连接部位密封可靠。 [0091] 该实施例利用聚合物基复合材料的自动修复能力，结合陶瓷涂层、优化流道结构、智能预警系统和双重密封结构，有效预防泵的渗水问题。 [0092] 实施例三：耐高温高压环境下的防渗水方案 [0093] 步骤： [0094] S1：选择具有自修复功能的高分子复合材料制成泵体和密封件，具有抗化学腐蚀和高温的抗性。 [0095] S2：采用等离子烧结技术，在泵体和密封件表面形成厚度适当、致密的陶瓷涂层，提高耐磨性和抗腐蚀能力。 [0096] S3：设计泵体内部流道结构，采用三维打印技术制造复杂流道形状，减少能量损失。 [0098] S5：在泵体和密封件的连接处设置红外线热成像监测装置，能够实时监测连接处温度分布，及时发现异常热点并预防泄漏。 [0099] S6：采用耐高温的双重密封结构，确保连接部位密封可靠。 [0100] 该实施例针对高温高压环境，选用耐高温高压材料制成泵体和密封件，结合优化的陶瓷涂层、智能预警系统和耐高温的双重密封结构，有效防止泵的渗水问题。 [0101] 通过以上三个实施例，可以看出该潜水泵防渗水方法综合运用了具有自修复功能的高分子复合材料、陶瓷涂层、优化流道结构、智能预警系统、红外线热成像监测装置和双重密封结构等技术手段，全面提高了潜水泵的防渗水能力。 [0102] 对比实验及实验数据表格 [0103] 为了体现该潜水泵防渗水方法的优点，设计对比实验，比较采用该方法的潜水泵与传统潜水泵在渗水性能、耐腐蚀性能、运行稳定性等方面的差异。下面是一个对比实验数据表格： [0104] [0105] [0106] 通过对比实验数据表格，可以清晰地展现采用新方法的潜水泵在渗水性能、耐腐蚀性能和运行稳定性等方面的优势。 |
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