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1、(10)申请公布号 CN 103306990 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103306990 A *CN103306990A* (21)申请号 201310282094.1 (22)申请日 2013.07.05 F04D 15/00(2006.01) (71)申请人 安徽理工大学 地址 232001 安徽省淮南市舜耕中路 168 号 (72)发明人 阮学云 王鹏彧 袁亮 胡晓峰 丁冉 张华 (74)专利代理机构 北京方圆嘉禾知识产权代理 有限公司 11385 代理人 韩立通 (54) 发明名称 基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调 速装置 (57) 摘要 本发明公开了。
2、一种基于水位检测与气动控制 的风动潜水泵自调速装置， 包括水位检测装置， 所 述水位检测装置中设有通过水位高 / 低变化来实 现关 / 开的机械联动开关阀， 所述机械联动开关 阀连接在气动控制装置中， 所述气动控制装置中 设有两条出气回路， 其中一条出气回路上依次连 接有定值减压阀、 节流阀及机械联动开关阀， 所 述机械联动开关阀与气控换向阀的控制气路相连 接， 另一条出气回路与气动涡轮马达进风口相连 接， 所述气动涡轮马达出风口与气控换向阀主回 路进气口相连接， 所述气控换向阀主回路一路出 气口直接与消音器连接， 另一路出气口与节流阀 相连接后接入消音器。本发明通过基于水位检 测的气动系统实。
3、现风动泵自动调速， 有效解决了 潜水泵空载时转速过快导致的 “飞车” 难题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103306990 A CN 103306990 A *CN103306990A* 1/1 页 2 1. 一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置， 其特征在于 ： 包括与风动 潜水泵位于同一工作水平面上的水位检测装置， 所述水位检测装置中设有通过水位高 / 低 变化来实现关 / 开的机械联动开关阀， 所述机械联动。
4、开关阀连接在用于控制风动潜水泵转 速的气动控制装置中 ； 所述气动控制装置气路连接在风动潜水泵的进气口及出气口之间， 所述气动控制装置包括气源， 所述气源的输出端连接有开关阀， 所述开关阀同时连接有两 条出气回路， 其中一条出气回路上依次连接有定值减压阀、 节流阀及机械联动开关阀， 所 述机械联动开关阀与气控换向阀的控制气路相连接， 另一条出气回路与气动涡轮马达进风 口相连接， 所述气动涡轮马达出风口与气控换向阀主回路进气口相连接， 所述气控换向阀 主回路一路出气口直接与消音器连接， 另一路出气口与节流阀相连接后接入消音器。 2. 根据权利要求 1 所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调。
5、速装置， 其特征 在于 ： 所述气源与开关阀之间设有压力表。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置， 其 特征在于 ： 所述水位检测装置包括腔体， 所述腔体底部侧壁上开设有进水网孔， 机械联动开 关阀设置在腔体上部， 下方通过连杆悬设连接一密闭容器。 4. 根据权利要求 3 所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置， 其特征 在于 ： 所述密闭容器由塑料制成， 内部装有重量可调的配重体。 5. 根据权利要求 3 所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置， 其特征 在于 ： 所述腔体底部固定在底座上， 底座通过定位锚插设在淤泥中。。
6、 6. 根据权利要求 3 所述的基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置， 其特征 在于 ： 所述腔体顶端和内部增设有密封板， 所述连杆与密封板配合处设有密封圈。 权 利 要 求 书 CN 103306990 A 2 1/3 页 3 基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置 技术领域 0001 本发明属于风动潜水泵技术领域， 具体涉及一种用于风动潜水泵上的安全智能辅 助装置， 特别涉及一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置。 背景技术 0002 目前， 矿井下常用的中小型潜水泵主要为电动潜水泵， 考虑其工作环境为瓦斯与 煤尘环境， 其动力源为隔爆型电动机， 但经使用后发现其隔。
7、爆防水性能难以保证， 长期使用 后绝缘效果变差， 且水中混有煤泥等杂质时， 会造成泵的阻力大， 均易造成电机的烧毁， 因 此有较大的安全隐患。 0003 随着井下风动工具的不断普及， 市场上出现了一种以气动马达作为动力源的风动 潜水泵， 该泵由于以压缩空气为动力， 具有安全可靠、 结构简单， 安装、 操作、 维护简便等优 点， 成为国内先进的一种新型风动排水工具。 但该类型风动潜水泵在井下实际使用过程中， 由于工作过程中轻载或空载， 水泵转速过快， 达到 12000r/min 14000r/min 以上， 使轴承 磨损加剧， 严重影响泵的使用寿命， 可靠性与使用效率降低， 更严重的会对周围人员。
8、造成伤 害， 引起 “飞车” 现象， 极大地影响了风动潜水泵在煤矿的推广使用。目前解决 “飞车” 的方 法主要有两种， 一种是传感器模式， 产品仍然带电， 用在井下安全性跟不上 ； 一种是离心式 限速器， 利用离心力随着转速的变化， 通过摩擦方式实现水泵主轴转速控制， 很难应用于大 功率潜水泵， 可靠性也较低。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足， 提供一种通过气动系统来实现风动 潜水泵在有无负载时的自动切换， 具有高效节能、 低噪、 安全可靠、 便于安装维修优势的基 于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置。 0005 一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装。
9、置， 包括与风动潜水泵位于 同一工作水平面上的水位检测装置， 所述水位检测装置中设有通过水位高 / 低变化来实现 关 / 开的机械联动开关阀， 所述机械联动开关阀连接在用于控制风动潜水泵转速的气动控 制装置中 ； 所述气动控制装置气路连接在风动潜水泵的进气口及出气口之间， 所述气动控 制装置包括气源， 所述气源的输出端连接有开关阀， 所述开关阀同时连接有两条出气回路， 其中一条出气回路上依次连接有定值减压阀、 节流阀及机械联动开关阀， 所述机械联动 开关阀与气控换向阀的控制气路相连接， 另一条出气回路与气动涡轮马达进风口相连接， 所述气动涡轮马达出风口与气控换向阀主回路进气口相连接， 所述气控。
10、换向阀主回路一路 出气口直接与消音器连接， 另一路出气口与节流阀相连接后接入消音器。 0006 所述气源与开关阀之间设有压力表。 0007 所述水位检测装置包括腔体， 所述腔体底部侧壁上开设有进水网孔， 机械联动开 关阀设置在腔体上部， 下方通过连杆悬设连接一密闭容器。 0008 所述密闭容器由塑料制成， 内部装有重量可调的配重体。 说 明 书 CN 103306990 A 3 2/3 页 4 0009 作为上述技术方案的进一步改进 ： 0010 所述腔体底部固定在底座上， 底座通过定位锚插设在淤泥中。 0011 作为上述技术方案的进一步改进 ： 0012 所述腔体顶端和内部增设有密封板， 所。
11、述连杆与密封板配合处设有密封圈。 0013 本发明结构简单， 使用方便， 无需对现有风动潜水泵进行任何结构改进， 通过气动 系统实现风动泵自动调速， 有效解决了潜水泵空载时的 “飞车” 难题， 而且具有体积小， 重量 轻， 移动方便， 可拆装， 安装检修方便， 系统反应迅速， 安全可靠， 经济性好的优势。 附图说明 0014 图 1 为本发明的安装结构示意图。 0015 图 2 为本发明中气动控制装置示意图。 0016 图 3 为本发明中水位检测装置示意图。 具体实施方式 0017 以下结合具体实施例， 对本发明做进一步说明。 应理解， 以下实施例仅用于说明本 发明而非用于限制本发明的范围。 。
12、0018 实施例 1 0019 参见图 1， 本发明提供的一种基于水位检测与气动控制的风动潜水泵自调速装置， 包括与风动潜水泵1位于同一工作水平面上的水位检测装置2， 所述水位检测装置2中设有 通过水位高 / 低变化来实现关 / 开的机械联动开关阀 2a， 所述机械联动开关阀 2a 连接在 用于控制风动潜水泵 1 转速的气动控制装置 3 中， 所述气动控制装置 3 气路连接在风动潜 水泵 1 的进气口 1a 及出气口 1b 之间， 参加图 2， 所述气动控制装置 3 包括气源 3a， 所述气 源 3a 的输出端依次连接有压力表 3b、 开关阀 3c， 所述开关阀 3c 同时连接有两条出气回路，。
13、 其中一条出气回路上依次连接有定值减压阀3d、 节流阀3e及机械联动开关阀2a， 所述机 械联动开关阀 2a 与气控换向阀 3g 的控制气路相连接， 另一条出气回路上与气动涡轮马达 3f（风动泵） 进风口相连接， 所述气动涡轮马达 3f 出风口与气控换向阀 3g 主回路进气口相 连接， 所述气控换向阀3g主回路一路出气口直接与消音器3i连接， 另一路出气口与节流阀 3h 相连接后接入消音器 3i。 0020 参见图 3， 在具体实施时， 水位检测装置 2 可采用如下的浮力结构， 所述水位检测 装置2包括腔体2i， 所述腔体2i底部侧壁上开设有用于进水的网孔2b， 机械联动开关阀2a 设置在腔体。
14、 2i 上部， 下方通过连杆 2c 悬设连接一密闭容器 2d。当水位检测装置处于有水 环境中时， 水流通过网孔 2b 进入腔体 2i 中， 当水位达到一定值时， 密闭容器 2d（由塑料制 成， 内部装有如水、 小铁块等重量可调的配重体） ， 由于浮力增加推动连杆 2c， 使机械联动开 关阀 2a 处于关闭状态， 从而断开气控换向阀 3g 的控制气路， 使气控换向阀 3g 主回路出气 口直接与消音器 3i 连接。反之， 当水位降到一定值时， 密闭容器 2d 由于自身及内部配重体 的重力作用将拉动连杆 2c 使机械联动开关阀 2a 处于开启状态， 气控换向阀 3g 的控制气路 进气， 气控换向阀3。
15、g主回路出气口与节流阀3h相连接后接入消音器3i， 达到自动调速的 目的。 0021 实施例 2 说 明 书 CN 103306990 A 4 3/3 页 5 0022 本实施例为本发明的运行过程 ： 0023 当水位达到一定值时， 机械联动开关阀 2a 封闭其所在的气路 （参见图 2， 即机械联 动开关阀 2a 被推到右位时） ， 气控换向阀 3g 处于右位， 此时从气动涡轮马达 3f 里排出来的 高压气体直接通过消音器 3i 排到大气中， 此时水泵正常排水， 气动涡轮马达 3f 满负荷转 动， 气动涡轮马达 3f 中的涡轮正常旋转。 0024 当水位降到一定值时， 机械联动开关阀 2a 开。
16、通其所在的气路 （参见图 2， 即机械联 动开关阀 2a 被推到左位时） ， 气控换向阀 3g 置于左位， 高压气体先后通过节流阀 3h 和消 音器 3i 排出， 实现出口节流调速， 以恒定气动涡轮马达 3f 中涡轮的转速， 从而避免潜水泵 空载时的 “飞车” 现象。 0025 本发明为了更进一步完善其结构， 本发明的结构在具体实施时， 还可以在以上所 述的技术方案基础上， 采用下面的实施例 ： 0026 实施例 3 0027 参见图 3， 水位检测装置 2 中， 所述腔体 2i 底部固定在底座 2e 上， 底座 2e 通过定 位锚 2f 插设在淤泥中， 可实现水位检测装置的有效固定。 0028 实施例 4 0029 参见图 3， 水位检测装置 2 中， 所述腔体 2i 顶端和内部增加了两块密封板 2g， 所述 连杆 2c 与密封板 2g 配合处使用密封圈 2h 防水， 保护气动元件， 以提高风动泵自调速装置 工作的可靠性。 说 明 书 CN 103306990 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103306990 A 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103306990 A 7 。