泵装置

摘要

本发明的目的在于提供一种抑制因吸入环境和抽水量而产生的气穴现象并且提高抽水性能、降低噪声和振动、防止腐蚀的泵装置。该泵装置，包括：泵单元，具有能够被电动机旋转驱动的叶轮，并具有壳体，所述壳体以覆盖所述叶轮的外周的方式设置并且由外廓形成泵室；流量传感器，检测从所述泵单元排出的液体的流量；和压力传感器，检测泵室内的压力值。

权利要求

1.一种泵装置，其特征在于，包括：泵单元，具有能够被电动机旋转驱动的叶轮，并具有壳体，该壳体以覆盖所述叶轮的外周的方式设置并且由外廓形成泵室；

流量传感器，检测从所述泵单元排出的液体的流量；和压力传感器，检测泵室内的压力值，

使用所述流量传感器和所述压力传感器，掌握所述泵装置的由所述流量和所述压力值的关系表示的抽水特性中的在流速极大的位置出现压力显著下降的气穴现象发生点，并在该气穴现象发生点处，以使得所述泵室内的压力值保持饱和蒸气压以上的方式降低所述电动机的转速。

2.如权利要求1所述的泵装置，其特征在于：所述流量传感器在流量检测部不具有机械可动部。

3.如权利要求2所述的泵装置，其特征在于：所述流量传感器是超声波卡尔曼涡流式。

4.如权利要求1所述的泵装置，其特征在于：所述流量传感器在流量检测部具有机械可动部。

说明书

泵装置

技术领域

[0001] 本发明涉及泵装置。

背景技术

[0002] 专利文献1记载的泵包括泵单元、驱动泵单元的电动机和控制电动机的控制部，并且包括设置在从泵单元排出的流体流动的通水路上用于检测该液体的排出的流量开关、安装在相同的通水路上的压力传感器和用于蓄压的压力罐。在流量开关产生小水量检测信号并保持了规定的小水量检测时间后，控制部以规定的加压压力值对压力罐进行一定时间的蓄压，具有停止电动机的功能和泵起动压力设定值。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2005-248899号公报

发明内容

[0006] 发明想要解决的技术问题

[0007] 作为泵的吸入条件，要求例如在井水源等多种多样的设置环境下也很稳定的供水，但在水位深、吸入管管径细、吸入管的横向拉伸长等条件下发生气穴现象，因泵效率的下降和气泡混入而导致产生噪声和振动，甚至促进腐蚀，有可能导致不能抽水。专利文献1记载的流量开关等，不能检测气穴现象的发生。

[0008] 本发明的目的在于提供一种抑制因吸入环境和抽水量而产生的气穴现象并且提高抽水性能、降低噪声和振动、防止腐蚀的泵。

[0009] 用于解决技术问题的手段

[0010] 为了解决技术问题，本发明的泵装置的特征在于，包括：泵单元，具有能够被电动机旋转驱动的叶轮，并具有壳体，所述壳体以覆盖所述叶轮的外周的方式设置并且由外廓形成泵室；流量传感器，设置在从所述泵单元排出的液体流动的通水路上，用于检测液体的流量；和压力传感器，安装在相同的通水路上，用于检测泵室内的压力值。

[0011] 发明效果

[0012] 因为包括设置在从所述泵单元排出的液体流动的通水路上的用于检测液体的流量的流量传感器和安装在相同的通水路上的用于检测泵室内的压力值的压力传感器，能够同时检测抽水量和压力值，例如通过检测气穴现象的发生所致的抽水性能下降，将电动机转速自动调整至最佳值，从而能够解决上述技术问题。由此，能够实现抑制因吸入环境和抽水量而产生的气穴现象并且提高抽水性能、降低噪声和振动、防止腐蚀的效果。

附图说明

[0013] 图1是本发明的实施例的泵装置的立体图。

[0014] 图2是本发明的实施例的泵装置上安装有泵罩的图。

[0015] 图3是本发明的实施例的泵装置的抽水特性曲线图(泵室内的压力值和抽水量)。

[0016] 图4是本发明的实施例的泵装置的抽水特性曲线图(消耗电力、抽水量、泵效率和转速)。

[0017] 图5是本发明的实施例的泵装置的一侧剖视图。

[0018] 符号说明

[0019] 1······电动机

[0020] 2······壳体

[0021] 3······壳体盖

[0022] 4······叶轮

[0023] 5······基座

[0024] 6······压力罐

[0025] 7······压力传感器

[0026] 8······流量传感器

[0027] 9······控制用控制器

[0028] 10······显示用控制器

[0029] 11······泵罩

[0030] 15······水流

[0031] 16······涡流发生柱

[0032] 17······超声波传感器

[0033] 18······卡尔曼涡流

[0034] 20······抽水特性曲线(对气穴现象没有抑制)

[0035] 21······抽水特性曲线(对气穴现象有抑制)

[0036] 23······气穴现象发生点

[0037] 24······最大转速

[0038] 25······最佳转速

[0039] 100······泵装置

[0040] 101······泵单元

[0041] 102······卡尔曼涡流式超声波流量传感器

具体实施方式

[0042] 以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。下面，如图所示，将泵装置100的基座5侧作为下方来规定上下方向进行说明。

[0043] 图1是从本发明的泵装置100拆卸泵罩11后的状态的立体图。图2是本发明的泵装置100的立体图。

[0044] 泵装置100包括泵单元101、基座5、压力罐6、压力传感器7、流量传感器8和泵罩11，其中，泵单元101包括电动机1、叶轮4、内置该叶轮4的壳体2和封闭壳体2的前表面的壳体盖3。

[0045] 基座5是大致长方体形状的部件。在基座5的上方排列配置有压力罐6、压力传感器7、流量传感器8和泵单元101，它们固定在基座5的上表面。

[0046] 压力罐6用于蓄存经泵单元101加压后的水。

[0047] 压力传感器7安装在从泵单元101排出的液体流动的通水路上，是检测泵室内的压力值的传感器。

[0048] 流量传感器8是设置在从泵单元排出的液体流动的通水路上的检测液体的流量的传感器。

[0049] 压力传感器7的检测结果和流量传感器8的检测结果被输入到控制用控制器9，由控制用控制器9综合控制，从而控制泵单元101的起动和停止。

[0050] 泵罩11是下表面开口的大致长方体凹形状的部件。泵罩11能够自由地安装于基座5或从其拆卸。这是为了能够对泵单元101和控制用控制器9等进行操作、修理。

[0051] 泵罩11通过固定在基座5上，在泵罩11与基座5之间覆盖泵单元101的大部分、压力罐6、压力传感器7和流量传感器8的全部。利用泵罩11能够降低从泵单元101等产生的声音传递到泵装置100的外部的顾虑。

[0052] 接着，对泵的气穴现象所致的问题进行说明。

[0053] 泵在水位深、吸入管管径细、吸入管的横向拉伸长等抽吸扬程高的条件下可能发生气穴现象。

[0054] 泵的气穴现象是指在泵头部101产生的高速的液体流中，流速极大的位置压力显著下降进而达到饱和蒸汽压以下时，产生蒸汽而在液体流中产生空穴的现象。产生空穴时，泵效率下降，气泡混入导致产生噪声和振动，甚至有可能不能抽水。

[0055] 通过如下说明的本发明的结构，实现抑制因吸入环境而产生的气穴现象并且提高抽水性能、降低噪声和振动、防止腐蚀的效果。

[0056] 使用图3对利用压力传感器7和流量传感器8进行的气穴现象抑制控制进行说明。图3是本发明的实施例的泵装置的抽水特性曲线图(泵室内的压力值和抽水量)。泵的抽水特性能够如图3所示用排出压力和抽水量的关系来表示。即，通过具有压力传感器7和流量传感器8，检测排出压力和抽水量，从而能够掌握抽水特性曲线(没有气穴现象抑制)20和气穴现象发生点23。如前所述，气穴现象在流速极大的位置压力显著下降时，即在大水量区域发生。然而，现有结构的压力传感器和流量开关并用的控制中，只能在作为停止水量的4L/分钟附近即1点进行水量检测，所以不能把握抽水量的变化，因此无法检测气穴现象发生点
23。而且在控制上，维持最大转速24，所以为了保持高的流速，可能导致气穴现象的发生更为显著。

[0057] 接着，使用图4对抑制气穴现象的技术方案进行说明。

[0058] 由于气穴现象是在流速极大的位置压力显著下降时达到饱和水蒸气压以下时发生的，所以能够通过以保持饱和水蒸汽压以上的方式降低转速来解决。但是，如果只是盲目降低转速，则会导致泵性能的下降，所以必须要进行最优转速调整。在本实施方式中，由于具有压力传感器7和流量传感器8，所以能够通过把握抽水特性，而准确捕捉气穴现象发生点23，调整到最佳转速25，从而能够如抽水特性曲线(存在气穴现象的抑制)21那样进行改善。

[0059] 接着，对各种流量传感器的方式及其优点进行说明。

[0060] 作为流量传感器的方式，能够用有没有检测部的机械可动部来大致区分。

[0061] 在检测部具有机械可动部的传感器中有叶轮式流量传感器，其在水通路内部设置有叶轮，利用与流量成比例增减的转速来进行检测。叶轮式流量传感器的结构和控制较为容易，所以能够低成本地制造。

[0062] 在检测部没有机械可动部的传感器中，具有使用了与电磁感应相关的法拉第定律的电磁式流量传感器和卡尔曼涡流式超声波流量传感器102，卡尔曼涡流式超声波流量传感器102如图5所示，在通水路配置涡流发生柱16，通过使水流15通过涡流发生柱16而产生卡尔曼涡流18，利用超声波传感器17检测相位差。这两个传感器的优点可以列举如下：因为检测部都没有机械可动部，所以不易发生异物混入导致阻塞，通水阻力少。

[0063] 在本实施方式中，示出了采用耐受异物混入并能够价格低廉地形成的卡尔曼涡流式超声波流量传感器102的例子。作为主要特性，可以列举水量检测范围较广，达到3～60L/分钟这一点，以及由于不使用电极所以难以受到温度和水质的影响这一点。

[0064] 而且，通过搭载流量传感器，能够具有如下四个功能。

[0065] 第一个功能是能够利用显示用控制器10实时显示水量的功能。

[0066] 第二个功能是能够累计使用水量和运转时间并显示累计的使用水量的功能。

[0067] 第三个功能是通过在控制用控制器9设置水量和时间的可变调整功能并设定任意水量和任意运转时间来进行自动运转的功能。例如，能够应用于作为庭院浇灌水或者屋顶融雪的使用等中。利用本功能能够在初始设定之后就能实现自动运转，因此能够省去每日接入电源的麻烦。

[0068] 第四个功能是能够任意变更泵停止水量条件的功能。例如，在地下的配管漏水等不能容易地修理配管的情况下，通过将停止水量从初始值的4L/分钟以下调整为超过漏水量的8L/分钟以下，而使泵动作从连续运转变为断续运转，能够期待节省能源和抑制部件磨损。