[实用新型]城市给水多级变压水泵

说明书

城市给水多给变压水泵及其控制，系工业建筑给水系统机电设备领域，实现水泵自身调节节能。在原有水泵仅有一个出水口，输出单一水压的基础上，在调节的范围内，设置多级叶轮泵，及多级分压出水口，实现多级变压输出，根据供水压力及取水水位的变压，有级调节水泵的供水压力，使其提高水泵的运行效率，节约电能消耗。

水泵被称之为“工业的心脏”，在我国工农业生产及人民生活中应用极为广泛。据统计，全国已有三千多万台水泵，约占全国总耗电量21％以上，而水泵的能源利用效率却很低，其综合效率平均只有41％，如果水泵节约用电量6％，就能节电66亿度，相当于近100万千瓦发电厂的一年发电量。

据发明人所知，现有的给水水泵均为单一的出水口，在电机恒速的情况下，仅输出单一的出水压力(扬程)。水泵构造的固有效率，在恒速的情况下，要获得很宽扬程的高效率区是很困难的。设计中选择水泵的型号及台数，是按设计最大供水量及设计最高扬程来确定。选用的水泵，其扬程～流量，流量～效率关系特性，仅仅是在很窄的一段扬程范围内水泵效率是最高的，当场程变化时，大于或小于此段场程，水泵效率即急骤降低，这就使得泵组偏离高效率区运行，从而导致每方水量的电耗增大，泵组的振动和气蚀恶化，使得寿命缩短等不经济及不安全的后果。由于现有水泵存在上述问题，因而，进一步促使发明人去寻求解决这些问题的方法，这就是本发明的出发点。

电机调速，是解决上述问题较好的方法之一，采用电机无级调速，可以获得比较好的节电效果，平均可节电30％左右。现有水泵电机调速的方式有，液力耦合器调速、电磁滑差调速、可控硅串级调速、变频器调速等数种。目前技术比较先进的变频调速应用较多(绝大多数从国外引进)，而变频调速价格非常高，技术相当复杂，运行维护条件要求高，难以推广应用。如北京某水厂引进2500千瓦电机变频调速装置每套价格125万美元，南京某水厂引进710千瓦电机变频装置每套价格190万元，武汉某水厂引进315千瓦电机水泵组及变频装置每套价格100万元。本实用新型的目的在于设计一种结构简单、可靠性高、造价低及性能好的多级变压水泵，以提高水泵的运行效率。本装置既可以取代电机调速运行，又可与电机调速泵机组合同时运行，采用与调速泵组合运行时，可减少调速泵机的台数，减少投资，获得较好的节电效果。

发明人已于2000年6月24日申请《无减压伐消防供水系统多级变压消防水泵及其控制》专利，申请号为00241383.3。本实用新型的设计思想是，在原有给水泵的基础上，设定调节范围在出水压力70～100％之间，即出水压力0～70％为第一级泵，出水压力于80％、90％、100％为二至四多级分压泵，于70％、80％、90％、100％分压处设分压出水空腔及出水口，实现四级变压输出。根据实际需要，调节范围亦可在出水压力60～100％之间，设置五级变压输出。出水口与分压出水管连接，出水管的另一端与母管连接。每根出水管中装设一个电动伐，电动伐均处于常闭状态。开泵前按给定的出水压力，先启动泵机，后打开对应的出水管电动伐，当管网压力及取水水位变化至设定的另一个级差压力时，开启对应的分压出水管电动伐，关闭前一级电动伐，实现按水压及水位的变化有级调节水泵的运行工况，达到提高水泵运行效率，节约电能消耗的目的。其节电效果，与可控硅串级调速及变频调速比较，本实用新型比前者的节电效果(计入调速装置自身的电能消耗)低5％左右，平均可节电20～25％。多给变压水泵的控制，可采用摸拟运算优化控制的方式(见发明人于1993年5月6日申请的专利项目《水泵电机转子并接双向可控硅摸拟运算调速器，专利号：93211929.8》，及《中国给水排水》杂志1985年4期《水泵摸拟运算优化控制自动无级调速》一文)，结合本实用新型水泵有级调节的特点自动及手动进行控制操作。

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的说明：