一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵的制作方法
【專利摘要】一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵，包括泵體、以及設(shè)置在泵入口一側(cè)的高壓電機(jī)，泵體內(nèi)設(shè)有葉輪，其特征在于：所述泵出口一側(cè)設(shè)有一臺(tái)低壓變頻調(diào)速電機(jī)，所述葉輪為二組，其中第一組葉輪為固定轉(zhuǎn)速葉輪，設(shè)于泵入口端，通過(guò)固定轉(zhuǎn)速葉輪泵軸與高壓電機(jī)的高壓電機(jī)軸相連，并在高壓電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；第二組葉輪為調(diào)速葉輪，設(shè)于泵出口端，通過(guò)調(diào)速葉輪泵軸與低壓變頻調(diào)速電機(jī)的電機(jī)軸相連，在低壓變頻調(diào)速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下作變速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)泵的流量。本發(fā)明通過(guò)低成本的低壓變頻調(diào)速器取代了高壓變頻調(diào)速器，解決了高壓變頻調(diào)速器存在的價(jià)格高、功能浪費(fèi)的問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)合理、節(jié)能性能好的特點(diǎn)，且大大節(jié)約了投資成本。
【專利說(shuō)明】一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種節(jié)能泵【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種用低壓變頻調(diào)速器替代高壓變頻調(diào)速器的新型節(jié)能泵。
【背景技術(shù)】
[0002]拖動(dòng)油泵和水泵的電機(jī)是石化、熱電等工業(yè)領(lǐng)域主要的耗電設(shè)施。為了節(jié)約用電，該類電機(jī)已廣泛采用了變頻調(diào)速技術(shù)，用于調(diào)節(jié)泵的流量，以適應(yīng)變化不斷的生產(chǎn)負(fù)荷。目前，低壓電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)已廣泛使用于泵的流量調(diào)節(jié)，取得了明顯的節(jié)電效果。例如煉油廠采用該技術(shù)，可使拖動(dòng)泵的電機(jī)節(jié)電20 - 30%，部分電機(jī)節(jié)電40 - 50%。高壓電機(jī)拖動(dòng)的泵也采用了高壓電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，達(dá)到了與低壓電機(jī)相同的節(jié)電效果。
[0003]但是與低壓變頻器相比較，高壓變頻器的價(jià)格是低變頻器的十倍左右。例如一臺(tái)150kw低壓變頻器價(jià)格約12萬(wàn)元左右，而一臺(tái)200kw的高壓電機(jī)變頻器的價(jià)格約120萬(wàn)以上，且變頻器體積龐大，不便安裝。由于高壓變頻器的價(jià)格較貴，投資回收期較長(zhǎng)(一般2-4年)，因此不少企業(yè)寧愿讓高壓電機(jī)浪費(fèi)電能也不愿投資高壓變頻調(diào)速技術(shù)。高壓電機(jī)數(shù)量比低壓電機(jī)少，但總的負(fù)荷二者相當(dāng)，甚至高壓電機(jī)總的負(fù)荷超過(guò)低壓電機(jī)。
[0004]變頻調(diào)速技術(shù)的工作原理是變頻器改變電流的頻率，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，使電機(jī)轉(zhuǎn)速在O和最大轉(zhuǎn)速之間按需調(diào)節(jié)。因泵軸與電機(jī)的軸是連之一起的，泵的葉輪是和泵軸聯(lián)在一起的，因此電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了葉輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速由O調(diào)節(jié)至最大轉(zhuǎn)速時(shí)，被電機(jī)拖動(dòng)泵的葉輪轉(zhuǎn)速也同步由O調(diào)節(jié)至最大，泵的流量也由O調(diào)節(jié)至最大。因此通過(guò)電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，使泵流量隨時(shí)與生產(chǎn)所需負(fù)荷保持一致，以達(dá)到節(jié)電的目標(biāo)。
[0005]當(dāng)泵將流體通過(guò)一段管道，將流體送入一個(gè)設(shè)備(例如一個(gè)塔式罐)。由于設(shè)備內(nèi)有一定的壓力，管道也有阻力。因此泵出口壓力必須克服總的阻力(各道阻力與設(shè)備的壓力之和)，流體才能進(jìn)入設(shè)備內(nèi)。例如:某循環(huán)水泵將水送入一個(gè)水塔，塔內(nèi)壓力2.1Mpa。泵出口壓力P = 300m，水泵由一臺(tái)功率N = 300Kw的高壓電機(jī)拖動(dòng)。為節(jié)約用電，給高壓電機(jī)上一臺(tái)高壓變頻調(diào)速器。當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷由最大降低至零時(shí)，變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速由最高向轉(zhuǎn)速最低下降時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速不可以下降至零。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到一定程度時(shí)(比如額定轉(zhuǎn)速的80%)時(shí)，泵出口壓力已下降至210m時(shí)，泵出口壓力正好等于水塔內(nèi)的壓力2.1Mpa，此時(shí)，水泵流量降低至零。由上術(shù)分析可以看出，泵的轉(zhuǎn)速不可以下降至零，高壓變頻調(diào)速器的功能大部分是浪費(fèi)掉的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，用低壓變頻調(diào)速器替代高壓變頻調(diào)速器，從而達(dá)到節(jié)能、降低成本的目的。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵，包括帶有泵入口與泵出口的泵體、以及設(shè)置在泵入口一側(cè)的高壓電機(jī)，泵體內(nèi)設(shè)有葉輪，其特征在于:所述泵出口一側(cè)設(shè)有一低壓變頻調(diào)速電機(jī)，所述葉輪為二組，其中第一組葉輪為固定轉(zhuǎn)速葉輪，設(shè)于泵入口處，通過(guò)固定轉(zhuǎn)速葉輪泵軸與高壓電機(jī)的高壓電機(jī)軸相連，并在高壓電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；第二組葉輪為調(diào)速葉輪，設(shè)于泵出口處，通過(guò)調(diào)速葉輪泵軸與低壓變頻調(diào)速電機(jī)的電機(jī)軸相連，在低壓變頻調(diào)速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下作變速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)泵的流量。
[0008]作為改進(jìn)，所述第一組葉輪可以為一片葉輪或多片葉輪，其功率占泵總功率的70^90% ;所述第二組葉輪只有一片葉輪，其功率占泵總功率的10~30%。
[0009]一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵，包括帶有泵入口與泵出口的主泵、以及設(shè)置在主泵入口一側(cè)的高壓電機(jī)，主泵內(nèi)設(shè)有葉輪，所述葉輪通過(guò)主泵軸與高壓電機(jī)的高壓電機(jī)軸相連，并在高壓電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于:所述主泵的泵出口處的出口管道上連接有一用于調(diào)節(jié)流量的流量調(diào)節(jié)泵，所述流量調(diào)節(jié)泵的入口與主泵的泵出口相連通，所述流量調(diào)節(jié)泵內(nèi)設(shè)有調(diào)速葉輪，在流量調(diào)節(jié)泵的出口一側(cè)設(shè)置有一低壓變頻調(diào)速電機(jī)，所述調(diào)速葉輪通過(guò)調(diào)速葉輪泵軸與低壓變頻調(diào)速電機(jī)的電機(jī)軸相連，并在低壓變頻調(diào)速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]所述主泵的葉輪為一片或多片，其功率占整個(gè)節(jié)能泵總功率的70、0% ;所述流量調(diào)節(jié)泵的調(diào)速葉輪為一片，其功率占整個(gè)節(jié)能泵總功率的10-30%。
`[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:對(duì)原泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在泵出口處一側(cè)設(shè)置低壓變頻調(diào)速電機(jī)，而泵軸也采用二根，分別與高壓電機(jī)、低壓變頻調(diào)速電機(jī)的電機(jī)軸相連，或者將一臺(tái)泵分為主泵與調(diào)節(jié)泵，調(diào)節(jié)泵的泵軸與低壓變頻調(diào)速電機(jī)的電機(jī)軸相連，這樣就通過(guò)低成本的低壓變頻調(diào)速器取代了高壓變頻調(diào)速器，解決了高壓變頻調(diào)速器存在的價(jià)格高、功能浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)達(dá)到節(jié)能的目的。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、節(jié)能性能好，且大大節(jié)約了投資成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明節(jié)能泵實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明節(jié)能泵實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為改進(jìn)前對(duì)比實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]對(duì)比實(shí)施例
[0017]圖3為改進(jìn)前現(xiàn)有的泵的結(jié)構(gòu)示意圖，包括泵體I以及設(shè)置在泵入口一側(cè)拖動(dòng)泵體I的高壓電機(jī)2，在泵體I的泵入口管12上設(shè)有泵入口閥6，在泵出口管13上設(shè)有泵出口閥7 ;在泵體I內(nèi)從泵入口至泵出口依次設(shè)有第一級(jí)葉輪3、第二級(jí)葉輪4和第三級(jí)葉輪5，與葉輪相連的的泵軸Ila與高壓電機(jī)2的高壓電機(jī)軸21相連，為節(jié)約電能和調(diào)節(jié)流量，在高壓電機(jī)2上設(shè)有配套的高壓變頻調(diào)速器。高壓變頻調(diào)速器不僅成本高，而且當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷由最大降低至零時(shí)，高壓變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速由最高向轉(zhuǎn)速最低下降時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速不可以下降至零。如當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到一定程度時(shí)(比如額定轉(zhuǎn)速的60-80%)時(shí)，泵出口壓力已下降至等于泵出管阻力降與設(shè)備壓力之和時(shí)，此時(shí)，水泵流量已降低至零。由上術(shù)分析可以看出，泵的轉(zhuǎn)速不可以下降至零，高壓變頻調(diào)速器的功能大部分是浪費(fèi)掉的。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖1所示，一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵，包括帶有泵入口與泵出口的泵體1、設(shè)置在泵入口一側(cè)的高壓電機(jī)2、以及設(shè)于泵出口一側(cè)的低壓變頻調(diào)速電機(jī)8，泵體I內(nèi)從泵入口至泵出口依次設(shè)有第一級(jí)葉輪3、第二級(jí)葉輪4和第三級(jí)葉輪5，在泵入口管12與泵出口管13上分別設(shè)有泵入口閥6與泵出口閥7 ;葉輪分為二組，其中第一級(jí)葉輪3和第二級(jí)葉輪4組成第一組葉輪，第一組葉輪的功率占泵總功率的70-90%，采用固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，與第一組葉輪相連接的固定轉(zhuǎn)速葉輪泵軸11與高壓電機(jī)2的高壓電機(jī)軸21相連，用高壓電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)；第三級(jí)葉輪4為第二組葉輪，葉輪的功率占泵總功率的30-10%，與第三級(jí)葉輪5相連接的調(diào)速葉輪泵軸14與低壓變頻調(diào)速電機(jī)8的電機(jī)軸81相連，由低壓變頻調(diào)速電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)，低壓變頻調(diào)速電機(jī)8上設(shè)有配套的低壓變頻調(diào)速器，進(jìn)而調(diào)節(jié)泵的流量。
[0020]工藝流程是這樣的:流體(如水和油)經(jīng)泵入口閥6和泵入口管12進(jìn)入固定轉(zhuǎn)速的第一級(jí)葉輪3和第二級(jí)葉輪4，出第二級(jí)葉輪4之后再進(jìn)入調(diào)速葉輪一第三級(jí)葉輪5，出第三級(jí)葉輪5的流體進(jìn)入泵出口管13和泵出口閥7。
[0021]實(shí)施例2
[0022]如圖2所示，一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵，包括帶有泵入口與泵出口的主泵P、流量調(diào)節(jié)泵9以及設(shè)置在泵入口一側(cè)的高壓電機(jī)2，主泵I'的入口管12'上設(shè)有泵入口閥6，主泵I'內(nèi)設(shè)有第一級(jí)葉輪3和第二級(jí)葉輪4，與第一級(jí)葉輪3和第二級(jí)葉輪4相連接的主泵軸 與高壓電機(jī)2的高壓電機(jī)軸21相連，由高壓電機(jī)的驅(qū)動(dòng)；流量調(diào)節(jié)泵9設(shè)置在主泵I'的泵出口 13'處的出口管道上，用于調(diào)節(jié)流量；流量調(diào)節(jié)泵9的入口 93與主泵的泵出口 13'相連通，流量調(diào)節(jié)泵9的出口管92上設(shè)有泵出口閥7，流量調(diào)節(jié)泵9內(nèi)設(shè)有一級(jí)調(diào)速葉輪5'，在流量調(diào)節(jié)泵9的出口一側(cè)設(shè)置有一低壓變頻調(diào)速電機(jī)8，與調(diào)速葉輪5'相連接的調(diào)速葉輪泵軸91與低壓變頻調(diào)速電機(jī)8的電機(jī)軸81相連，并由低壓變頻調(diào)速電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)，低壓變頻調(diào)速電機(jī)8上設(shè)有配套的低壓變頻調(diào)速器，進(jìn)而調(diào)節(jié)泵的流量。
[0023]下面通過(guò)具體數(shù)據(jù)對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明:
[0024]一臺(tái)由高壓電機(jī)拖動(dòng)的常規(guī)水泵，水泵由三片(級(jí))葉輪組成，其參數(shù)如下:
[0025]水泵流量Q = 200m3A
[0026]泵出口壓力P = 300m每片葉輪的揚(yáng)程IOOm
[0027]水泵高壓電機(jī)功率N = 300Kw
[0028]水泵將水送入一個(gè)水塔,塔內(nèi)壓力2.1Mpa0
[0029]為了節(jié)約用電，泵需要采用變頻調(diào)速技術(shù)用于調(diào)節(jié)泵的流量，如采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)，投資較高。為節(jié)約投資，采用本發(fā)明對(duì)該水泵進(jìn)行改進(jìn):泵參數(shù)不變，泵的結(jié)構(gòu)按本專利對(duì)該水泵實(shí)施改進(jìn)。之后改進(jìn)運(yùn)行模式:用一臺(tái)功率為200Kw的高壓電機(jī)拖動(dòng)處于泵入口處的二片葉輪，為節(jié)省投資，高壓電機(jī)不采用高壓變頻調(diào)速器，故此二片葉輪采用固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。另外，用一臺(tái)功率為IOOKw的低壓電機(jī)拖動(dòng)處于泵出口端的一片葉輪，該電機(jī)采用低壓變頻調(diào)速器，故此片葉輪采用變速運(yùn)行。由于每片葉輪的揚(yáng)程為100m，當(dāng)高壓電機(jī)投入運(yùn)行時(shí)，第二級(jí)葉輪出口壓力P = 200m，接近于水塔內(nèi)壓力2.1Mpa。因此，當(dāng)?shù)谌?jí)葉輪轉(zhuǎn)速為零，即低壓電機(jī)沒(méi)有投入運(yùn)行時(shí)，水泵內(nèi)的水是送不到水塔內(nèi)的。此時(shí)，如再將低壓變頻調(diào)速電機(jī)投入運(yùn)行時(shí)，低壓變頻調(diào)速器可調(diào)節(jié)水泵出口壓力在200m (低壓電機(jī)轉(zhuǎn)速為零)至300m (低壓電機(jī)轉(zhuǎn)速最大時(shí))之間運(yùn)行，使泵出口流量在O和200m3/h之間按生產(chǎn)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)水量。
[0030]在采用本發(fā)明前，原泵高壓電機(jī)采用高壓變頻器調(diào)節(jié)水泵流量，投資價(jià)格約120萬(wàn)元；改進(jìn)后，新上一臺(tái)100KW的低壓電機(jī)約5萬(wàn)元，一臺(tái)100KW的低壓變頻器價(jià)格約8萬(wàn)元，合計(jì)13萬(wàn)元。兩者功能完全相同，可節(jié)省投資107萬(wàn)元。
[0031]從上述說(shuō)明可以得出以下結(jié)論:采用低壓變頻調(diào)速器取代了高壓變頻調(diào)速器，同樣達(dá)到了水泵調(diào)速節(jié)電的目的，節(jié)約了大量的投資。
【權(quán)利要求】
1.一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵，包括帶有泵入口與泵出口的泵體、以及設(shè)置在泵入口一側(cè)的高壓電機(jī)，泵體內(nèi)設(shè)有葉輪，在泵入口管與泵出口管上分別設(shè)有泵入口閥與泵出口閥，其特征在于:所述泵出口一側(cè)設(shè)有一臺(tái)低壓變頻調(diào)速電機(jī)，所述葉輪為二組，其中第一組葉輪為固定轉(zhuǎn)速葉輪，設(shè)于泵入口端，通過(guò)固定轉(zhuǎn)速葉輪泵軸與高壓電機(jī)的高壓電機(jī)軸相連，并在高壓電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；第二組葉輪為調(diào)速葉輪，設(shè)于泵出口端，通過(guò)調(diào)速葉輪泵軸與低壓變頻調(diào)速電機(jī)的電機(jī)軸相連，在低壓變頻調(diào)速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下作變速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)泵的流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能泵，其特征在于所述第一組葉輪為一片葉輪或多片葉輪，采用固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，其功率占泵總功率的70、0% ;所述第二組葉輪為一片葉輪，采用變速運(yùn)行，其功率占泵總功率的10~30%。
3.一種可取代高壓電機(jī)變頻調(diào)速器的節(jié)能泵，包括帶有泵入口與泵出口的主泵、以及設(shè)置在主泵入口一側(cè)的高壓電機(jī)，主泵內(nèi)設(shè)有葉輪，所述葉輪通過(guò)主泵軸與高壓電機(jī)的高壓電機(jī)軸相連，并在高壓電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于:所述主泵的泵出口處的出口管道上連接有一用于調(diào)節(jié)流量的流量調(diào)節(jié)泵，所述流量調(diào)節(jié)泵的入口與主泵的泵出口相連通，所述流量調(diào)節(jié)泵內(nèi)設(shè)有調(diào)速葉輪，在流量調(diào)節(jié)泵的出口一側(cè)設(shè)置有一低壓變頻調(diào)速電機(jī)，所述調(diào)速葉輪通過(guò)調(diào)速葉輪泵軸與低壓變頻調(diào)速電機(jī)的電機(jī)軸相連，并在低壓變頻調(diào)速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能泵，其特征在于所述主泵的葉輪為一片或多片，其功率占整個(gè)節(jié)能泵總功率的70-90% ;所述流量調(diào)節(jié)泵的調(diào)速葉輪為一片，其功率占整個(gè)節(jié)能泵總功率的10~30%。·
【文檔編號(hào)】F04D15/00GK103711709SQ201210381897
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月9日
【發(fā)明者】雷澤永 申請(qǐng)人:雷澤永