一种水泵.pdf

本发明提供了一种水泵，包括电机、叶轮，其特点是电机和叶轮之间设有与电机直接相连的电机转速信号采样装置，包括信号采集板和信号发生器，信号发生器连接于电机的输出轴，可随该输出轴一起自由转动，信号采集板上设置有信号采集输出线接口和电机输出线接口，并分别通过信号采集输出线和电机输出线与包括PWM电机调速控制模块的微处理器连接；信号发生器包括若干磁铁块，其沿信号发生器的底板的边缘呈均匀排布，信号采集板上设有与单个磁铁块相对应的霍尔芯片。其不仅能够对电机的初始高速信号进行采样，及时对电机的转速变化进行调整，保证电机运行稳定，另外其还能够对水泵进行自动定位，方便工作人员排查维护，并且能够自动标显水泵性能参数。

权利要求书
1.  一种水泵，包括电机和泵体，以及依次连接于所述电机和所述泵体之间的叶轮，导叶和射流器，所述叶轮与所述电机的输出轴密封固定连接，所述电机和所述叶轮之间还设有泵头衬里，该泵头衬里与所述电机外边缘密封连接，其特征在于：
所述电机和所述叶轮之间设有电机转速信号采样装置，所述电机转速信号采样装置与所述电机直接相连，其包括固定连接于所述电机机壳上的信号采集板，和与该信号采集板配合设置的信号发生器，该信号发生器连接于所述电机的输出轴，随该输出轴一起转动，所述信号采集板上设置有信号采集输出线接口和电机输出线接口，并分别通过信号采集输出线和电机输出线与一微处理器相连接，所述微处理器包括PWM电机调速控制模块；
所述信号发生器包括若干磁铁块，其沿信号发生器的底板的边缘呈均匀排布，所述信号采集板上设有与单个所述磁铁块相对应的霍尔芯片，所述霍尔芯片可为一个或多个。

2.  根据权利要求1所述的一种水泵，其特征在于：所述水泵上还附着有可与RFID读卡器通信连接的RFID标签；所述RFID标签包括天线和射频芯片，该射频芯片包括收发模块、控制模块、存储模块以及围绕收发模块、控制模块和存储模块而搭建的电子电路；所述RFID读卡器包括天线和阅读器，该阅读器包括接收模块、处理模块、接口模块，所述接口模块将接收到的射频微波信号转换为数字信息通过串口或者网络的方式发送给主机，同时接收来自主机软件的命令，所述主机还与所述电机控制开关通信连接。

3.  根据权利要求2所述的一种水泵，其特征在于：所述RFID标签为无源RFID标签。

4.  根据权利要求1或2所述的一种水泵，其特征在于：所述磁铁块呈圆形，有四个；与所述四个磁铁块中某一单一磁铁块相对应设置的所述霍尔芯片有两个。

5.  根据权利要求1或2所述的一种水泵，其特征在于：所述水泵的电机转速信号采样装置与所述导叶之间还设有减速箱，所述减速箱为一级减速箱。

6.  根据权利要求1或2所述的一种水泵，其特征在于：所述水泵固定连接于一减震缓冲底座上，该减震缓冲底座包括固定板，以及设置于该固定板之上与所述水泵固定连接的缓冲垫，所述缓冲垫包括三元乙丙橡胶/聚氨酯本体，该三元乙丙橡胶/聚氨酯本体内具有真空内腔，其内腔内嵌设有缓冲弹簧，所述三元乙丙橡胶/聚氨酯本体包括胶体和嵌设于胶体内与胶体连结一体的芳纶、锦纶、聚脂线。

说明书一种水泵
技术领域
本发明涉及水泵领域，特别地，涉及一种电机运转稳定的一种水泵。
背景技术
现有的水泵多为使用电机驱动叶轮转动，用来输送液体或使液体增压，不同类型的水泵其工作时的额定功率一定，电机转速存在一个标准值，而使用过程当中，水泵中电机在长时间运行使用之后，其转速常常会发生变化，有时会偏低，有时会偏高，电机转速偏低会造成输送液体的扬程不达标准，或是液体的增压不够，电机转速偏高超过了电机的额定转速，会造成电机超额负荷，严重时会造成电机毁坏，其不仅影响了水泵的正常运行，而且还会降低水泵的工作寿命。
现有技术中，对水泵电机的转速进行调整的做法多是对电机运行速度进行采样然后作出调整，具体是拾取通过减速箱减速后的低速信号，然后对电机运行速度进行调整，由于采样是电机的低速信号，当通过采样信号发现电机转速过高或过低偏离预定标准转速时，此时电机的实际转速已经大大的偏离了标准转速，导致电机的速度自动调节系统的及时响应速度偏低，不能够及时的对电机的速度进行调整。
另外，传统的水泵多附着有一铭牌，其铭牌上标注有该水泵的性能标准参数，如扬程、流量、所配电机的容量等参数，但是，众所周知，在水泵长时间使用过程当中，其铭牌经常会由于长期裸露在外，其标注的参数信息会逐渐变得模糊，甚至会铭牌掉落丢失，这直接影响到后期工作人员的使用，除此之外，在一个存在较多水泵同时工作的环境内，若某一水泵工作异常需要维护人员进行维护检修时，工作人员常常需要花时间在众多水泵中排查查找，排查查找需要花费大量时间。
发明内容
本发明目的在于提供一种对电机的初始高速信号进行采样，能够及时对电机的转速变化进行调整，保证电机运行稳定的一种水泵。本发明另外一个目的在于提供一种能够对水泵进行自动定位，方便工作人员排查维护，并且能够自动标显水泵性能参数的一种水泵。
为实现上述目的，本发明提供了一种水泵，包括电机和泵体，以及依次连接于所述电机和所述泵体之间的叶轮，导叶和射流器，所述叶轮与所述电机的输出轴密封固定连接，所述电机和所述叶轮之间还设有泵头衬里，该泵头衬里与所述电机外边缘密封连接，其特征在于：
所述电机和所述叶轮之间还设有电机转速信号采样装置，所述电机转速信号采样装置与所述电机直接相连，其包括固定连接于所述电机机壳上的信号采集板，和与该信号采集板配合设置的信号发生器，该信号发生器连接于所述电机的输出轴，可随该输出轴一起自由转动，所述信号采集板上设置有信号采集输出线接口和电机输出线接口，并分别通过信号采集输出线和电机输出线与一微处理器相连接，所述微处理器包括PWM电机调速控制模块；
所述信号发生器包括若干磁铁块，其沿信号发生器的底板的边缘呈均匀排布，所述信号采集板上设有与单个所述磁铁块相对应的霍尔芯片，所述霍尔芯片可为一个或多个。
优选地，上述的一种水泵，其中所述水泵上还附着有可与RFID读卡器通信连接的RFID标签；所述RFID标签包括天线，射频芯片，该射频芯片包括收发模块、控制模块、存储模块以及围绕收发模块、控制模块和存储模块而搭建的电子电路；所述RFID读卡器包括天线，阅读器，该阅读器包括接收模块、处理模块、接口模块，所述接口模块将接收到的射频微波信号转换为数字信息通过串口或者网络的方式发送给主机，同时接收来自主机软件的命令，所述主机还与所述电机控制开关通信连接。
优选地，上述的一种水泵，其中所述RFID标签为无源RFID标签。
优选地，上述的一种水泵，其中所述磁铁块呈圆形，有四个；与所述四个磁铁块中某一单一磁铁块相对应设置的所述霍尔芯片有两个。
优选地，上述的一种水泵，其中所述水泵的电机转速信号采样装置与所述导叶之间还设有减速箱，所述减速箱为一级减速箱。
优选地，上述的一种水泵，其中所述水泵固定连接于一减震缓冲底座上，该减震缓冲底座包括固定板，以及设置于该固定板之上与所述水泵固定连接的缓冲垫，所述缓冲垫包括三元乙丙橡胶/聚氨酯本体，该三元乙丙橡胶/聚氨酯本体内具有真空内腔，其内腔内嵌设有缓冲弹簧，所述三元乙丙橡胶/聚氨酯本体包括胶体和嵌设于胶体内与胶体连结一体的芳纶、锦纶、聚脂线。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明中电机转速信号采样装置与电机直接相连，其对电机的初始高速信号进行直接采样，使得电机的速度自动调节系统的即时响应速度快，及时对电机的转速进行调整，测试显示其较市场上现有电机速度采样模式快20～30倍，当电机在工作高速运转时，电机的输出轴带动信号发生器一起转动，信号发生器底板上的磁铁块在每一次旋转过程中与固定的信号采集板上的霍尔芯片感应发出信号，信号由信号采集输出线传至微处理器，当微处理器检测发现电机转速偏离标准值时，便通过PWM电机调速控制模块对电机的转速进行调制，如此往复循环。
(2)本发明水泵上还附着有可与RFID读卡器通信连接的RFID标签，RFID标签中存储模块中存储得有水泵的性能标准参数以及位置数据，当工作人员需要进行维护等工作时，工作人员只需随身携带RFID读卡器，当RFID读卡器进入有效工作区域后，标签根据阅读器发出的射频信号的要求发送反馈信号，阅读器读取反馈信号后，通过内部电路解码处理无接触的读取保存在标签中 的数据，实现识别对象的功能。同时阅读器通过传输转换后的数字信息给主机，实现对数据的采集处理，同时主机还可控制水泵工作的开启和停止。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的信号采集板结构示意图；
图3是本发明优选实施例的信号发生器结构示意图；
图4是本发明优选实施例的工作原理图；
图5是本发明优选实施例的RFID标签工作原理示意图。
下图中，各附图标记的含义为：1—电机，2—减震缓冲底座，3—泵头衬里，4—第一O型圈，5—机械密封件，6—叶轮，7—射流器，8—泵体，9—螺堵，10—六角薄螺母，11—内六角螺钉，12—第二O型圈，13—内六角螺钉，14—弹性垫圈，15—导叶，16—第三O型圈，17—信号采集板，171—信号采集输出线接口，172—电机输出线接口，173—霍尔芯片，18—信号发生器，181—磁铁块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1、图2、图3和图4，一种水泵，包括电机1和泵体8，以及依次连接于电机1和泵体8之间的叶轮6，导叶15和射流器7，叶轮6与电机1的输出轴密封固定连接，电机1和叶轮6之间还设有泵头衬里3，该泵头衬里3与电机1外边缘密封连接，其边缘连接处采用第一O型圈4密封，电机1的输出轴与叶轮6采用机械密封件5密封连接，电机1输出轴穿过叶轮6，导叶15，其端头由六角薄螺母10与射流器7固定连接，射流器7与泵体8对应固定连接，其与泵体8进水口处设有第二O型圈12，泵体8一侧还通过螺堵9，第三O型圈16与射流器7紧固，泵体8与电机1相对的一侧通过多个内六角螺钉11固定连接。
其中，电机1和叶轮6之间还设有电机转速信号采样装置，电机转速信号采样装置与电机直接相连，其包括固定连接于电机1机壳上的信号采集板17，和与该信号采集板17配合设置的信号发生器18，该信号发生器18连接于电机1的输出轴，可随该输出轴一起自由转动，信号采集板17上设置有信号采集输出线接口171和电机输出线接口172，并分别通过信号采集输出线和电机 输出线与一微处理器相连接，微处理器包括PWM电机调速控制模块；
信号发生器18包括若干磁铁块181，其沿信号发生器18的底板的边缘呈均匀排布，信号采集板17上设有与单个所述磁铁块181相对应的霍尔芯片173，霍尔芯片173可为一个或多个。
电机转速信号采样装置与电机直接相连，其对电机的初始高速信号进行直接采样，使得电机的速度自动调节系统的即时响应速度快，及时对电机的转速进行调整，当电机在工作高速运转时，电机的输出轴带动信号发生器一起转动，信号发生器底板上的磁铁块在每一次旋转过程中与固定的信号采集板上的霍尔芯片感应发出信号，信号由信号采集输出线传至微处理器，当微处理器检测发现电机转速偏离标准值时，便通过PWM电机调速控制模块对电机的转速进行调制，如此往复循环。
另外，如图5所示，水泵1上还附着有可与RFID读卡器通信连接的RFID标签；所述RFID标签包括天线，射频芯片，该射频芯片包括收发模块、控制模块、存储模块以及围绕收发模块、控制模块和存储模块而搭建的电子电路；所述RFID包括天线，阅读器，该阅读器包括接收模块、处理模块、接口模块，所述接口模块将接收到的射频微波信号转换为数字信息通过串口或者网络的方式发送给主机，同时接收来自主机软件的命令，所述主机还与所述电机控制开关通信连接。
其中RFID标签为无源RFID标签，其通信距离近，一般少于3m。
RFID标签中存储模块中存储得有水泵的性能标准参数以及位置数据，当工作人员需要进行维护等工作时，工作人员只需随身携带RFID读卡器，当RFID读卡器进入有效工作区域后，标签根据阅读器发出的射频信号的要求发送反馈信号，阅读器读取反馈信号后，通过内部电路解码处理无接触的读取保存在标签中的数据，实现识别对象的功能。同时阅读器通过传输转换后的数字信息给主机，实现对数据的采集处理，同时主机还可控制水泵工作的开启和停止。
具体地，如图2和图3所示，磁铁块181呈圆形，有四个；与四个磁铁块181中某一单一磁铁块相对应设置的霍尔芯片173有两个。
该技术方案中，水泵的电机转速信号采样装置与导叶之间还设有的减速箱为一级减速箱，其有效地减少了齿轮的使用，降低了水泵工作时的工作噪声。
除此之外，因为水泵由铸铁或钢等材料制造，其工作时电机和叶轮剧烈运转会产生震动，水泵震动传至周围的其它部件上，造成管道的震动和共鸣现象，产生噪音污染环境、影响测量仪表精度，降低周围设施的使用寿命，该技术方案中水泵固定连接于一减震缓冲底座2上，该减震缓冲底座2包括固定板，固定板四周通过内六角螺钉13和弹性垫圈14与水泵底部固定连接，以及设置于该固定板之上与所述水泵固定连接的缓冲垫，缓冲垫包括三元乙丙橡胶/聚氨酯本体，该三元乙丙橡胶/聚氨酯本体内具有真空内腔，其内腔内嵌设有缓冲弹簧，三元乙丙橡胶/聚氨酯本体包括胶体和嵌设于胶体内与胶体连结一体的芳纶、锦纶、聚脂线。其中三元乙丙橡胶/聚氨酯本体本是弹性本体，其内设置真空内腔，不仅可以有效降低底座与地面和水泵之间的震动，而且还起到隔音的效果，其真空内腔内加设弹簧，一方面起到减震作用，另一方面还起到支撑弹性本体的 作用，防止三元乙丙橡胶/聚氨酯本体本变形，三元乙丙橡胶/聚氨酯本体的胶体内连结芳纶、锦纶、聚脂线，其用于防止三元乙丙橡胶/聚氨酯本体磨损。
下表格中，随机抽取多种不同型号、功率大小的水泵电机，并将其在额定功率下负荷运行一段时间，测量其负荷运行一段时间之后的电机转速，并与其标准的实际转速进行偏差对比，并分别测量普通电机和本技术方案在检测到速度偏差到速度调整完毕所耗时间，检测表格如下：

通过以上描述可以看出，该技术方案不仅能够对电机的初始高速信号进行采样，及时对电机的转速变化进行调整，保证电机运行稳定，另外其还能够对水泵进行自动定位，方便工作人员排查维护，并且能够自动标显水泵性能参数。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。