[发明专利]一种可取代高压电机变频调速器的节能泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种节能泵技术领域，具体是一种用低压变频调速器替代高压变频调速器的新型节能泵。

背景技术

拖动油泵和水泵的电机是石化、热电等工业领域主要的耗电设施。为了节约用电，该类电机已广泛采用了变频调速技术，用于调节泵的流量，以适应变化不断的生产负荷。目前，低压电机变频调速技术已广泛使用于泵的流量调节，取得了明显的节电效果。例如炼油厂采用该技术，可使拖动泵的电机节电20－30%，部分电机节电40－50%。高压电机拖动的泵也采用了高压电机变频调速技术，达到了与低压电机相同的节电效果。

但是与低压变频器相比较，高压变频器的价格是低变频器的十倍左右。例如一台150kw低压变频器价格约12万元左右，而一台200kw的高压电机变频器的价格约120万以上，且变频器体积庞大，不便安装。由于高压变频器的价格较贵，投资回收期较长（一般2--4年），因此不少企业宁愿让高压电机浪费电能也不愿投资高压变频调速技术。高压电机数量比低压电机少，但总的负荷二者相当，甚至高压电机总的负荷超过低压电机。

变频调速技术的工作原理是变频器改变电流的频率，控制电机转速，使电机转速在0和最大转速之间按需调节。因泵轴与电机的轴是连之一起的，泵的叶轮是和泵轴联在一起的，因此电机的转速决定了叶轮的转速。当电机转速由0调节至最大转速时，被电机拖动泵的叶轮转速也同步由0调节至最大，泵的流量也由0调节至最大。因此通过电机变频调速技术，使泵流量随时与生产所需负荷保持一致，以达到节电的目标。

当泵将流体通过一段管道，将流体送入一个设备（例如一个塔式罐）。由于设备内有一定的压力，管道也有阻力。因此泵出口压力必须克服总的阻力（各道阻力与设备的压力之和），流体才能进入设备内。例如：某循环水泵将水送入一个水塔，塔内压力2.1Mpa。泵出口压力P＝300m，水泵由一台功率N＝300Kw的高压电机拖动。为节约用电，给高压电机上一台高压变频调速器。当生产负荷由最大降低至零时，变频调速器调节泵转速由最高向转速最低下降时，泵的转速不可以下降至零。当转速下降到一定程度时（比如额定转速的80%）时，泵出口压力已下降至210m时，泵出口压力正好等于水塔内的压力2.1Mpa，此时，水泵流量降低至零。由上术分析可以看出，泵的转速不可以下降至零，高压变频调速器的功能大部分是浪费掉的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种可取代高压电机变频调速器的节能泵，结构设计合理，用低压变频调速器替代高压变频调速器，从而达到节能、降低成本的目的。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可取代高压电机变频调速器的节能泵，包括带有泵入口与泵出口的泵体、以及设置在泵入口一侧的高压电机，泵体内设有叶轮，其特征在于：所述泵出口一侧设有一低压变频调速电机，所述叶轮为二组，其中第一组叶轮为固定转速叶轮，设于泵入口处，通过固定转速叶轮泵轴与高压电机的高压电机轴相连，并在高压电机的驱动下转动；第二组叶轮为调速叶轮，设于泵出口处，通过调速叶轮泵轴与低压变频调速电机的电机轴相连，在低压变频调速电机的驱动下作变速转动，进而调节泵的流量。

作为改进，所述第一组叶轮可以为一片叶轮或多片叶轮，其功率占泵总功率的70~90％；所述第二组叶轮只有一片叶轮，其功率占泵总功率的10~30％。

一种可取代高压电机变频调速器的节能泵，包括带有泵入口与泵出口的主泵、以及设置在主泵入口一侧的高压电机，主泵内设有叶轮，所述叶轮通过主泵轴与高压电机的高压电机轴相连，并在高压电机的驱动下转动，其特征在于：所述主泵的泵出口处的出口管道上连接有一用于调节流量的流量调节泵，所述流量调节泵的入口与主泵的泵出口相连通，所述流量调节泵内设有调速叶轮，在流量调节泵的出口一侧设置有一低压变频调速电机，所述调速叶轮通过调速叶轮泵轴与低压变频调速电机的电机轴相连，并在低压变频调速电机的驱动下作变速转动。

所述主泵的叶轮为一片或多片，其功率占整个节能泵总功率的70~90％；所述流量调节泵的调速叶轮为一片，其功率占整个节能泵总功率的10~30％。

与现有技术相比，本发明的优点在于：对原泵的结构进行改进，在泵出口处一侧设置低压变频调速电机，而泵轴也采用二根，分别与高压电机、低压变频调速电机的电机轴相连，或者将一台泵分为主泵与调节泵，调节泵的泵轴与低压变频调速电机的电机轴相连，这样就通过低成本的低压变频调速器取代了高压变频调速器，解决了高压变频调速器存在的价格高、功能浪费的问题，同时达到节能的目的。本发明结构合理、节能性能好，且大大节约了投资成本。