[发明专利]一种基于物联网的多级深井潜水泵

说明书

技术领域

本发明涉及物联网、泵监控器、井泵等技术领域，特别涉及一种节能节材的物联网多级深井潜水泵。

背景技术

深井潜水泵具有结构简单，机组效率高，噪音小等优点，适用于从深水井、热水井及海洋提取，也可用于河流、水库、水渠等提取：主要用于农田灌溉及高原山区的人畜用水，亦可供城市、工厂、铁路、矿山、工地供排水使用。

深井潜水泵一般放置于水面以下一米左右。由于使用场合大多位于野外，开停极为不便；深井潜水泵如果下井后即使不连续使用，每周也需要开机一次以上，运行5-10分钟，以防止电泵因锈蚀或咬死而不能启动；而且，重要场合往往也需要对深井潜水泵的运行情况进行远距离监控；另外，大面积大范围内的深井潜水泵如果使用人力来逐一进行操控，工作量巨大且难以管理。

物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，可以把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网智能测控系统能大大的提高生产管理效率，节省人工，手动控制也只需点击鼠标的微小的动作，前后不过几秒，可以完全替代人工操作的繁琐，非常便捷地为农业各个领域提供强大的技术支持，是建设智能农业的必然方向。

目前，已经有深井泵远程控制器出现(CN103527460A)，但这类控制器与泵为分立模块，控制器功能相对简单，体积偏大，而且需要在井上单独建立一个安装箱来摆放或固定控制器，成本相对较高且使用不是很方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有具备物联网功能、功能高度集成、能与基站或监控中心实时双向通讯、性价比高、成本低、小型化、智能化、免安装免维护等特点智能监控器的节能节材型多级深井潜水泵。

本发明的一种基于物联网的多级深井潜水泵，其带有智能监控器，包括：

节能节材型多级深井潜水泵：(1)级数为3～12级；(2)叶轮、导叶等主要水力件利用优秀的水力模型设计，单级扬程高，效率高，因而节能；(3)轴向力平衡效果好；(4)优化叶轮与导流壳等主要过流与承压零部件的强度设计，使用较小的叶轮和导流壳，节约生产材料；(5)导流壳使用轴向长度短的反导叶，所以生产相同扬程的多级深井潜水泵产品时，整机轴向长度短，不但节材，生产成本也低。

具有物联网功能的智能监控器：(1)监控器具有物联网功能；(2)监控器功能高度集成；(3)监控器能与基站或监控中心实时双向通讯；(4)监控器具有高性价比、低成本以及小型化的特点；(5)监控器具有智能化的特点(6)监控器免安装。

本发明的节能节材型多级深井潜水泵，轴向力平衡计算来源于基于CFD(Computational Fluid Dynamics(计算流体动力学))流场分析。CFD是伴随着计算机技术、数值计算技术的发展而发展的。简单地说，CFD相当于“虚拟”地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。CFD是现代模拟仿真技术的一种。通过研究泵内部流动机理和轴向力的自动平衡方法(轴向力的平衡方法包括：利用叶轮对称平衡轴向力、改变叶轮形状平衡轴向力、利用止推轴承平衡轴向力以及利用平衡装置平衡轴向力)，并用于轴向力平衡计算以及多级深井潜水泵产品的设计。

本发明的节能节材型多级深井潜水泵所用的智能监控器具有免安装特性，CPU及其外设等主体部分与电源插头集成在并封闭在一个具有强防水性能的橡胶盒体内；参数传感器及变送器等分布在深井泵本体内部并固定，信号数据线屏蔽处理后与电源线一起使用同一软性线管传输。内嵌智能监控器的电源插头橡胶盒体可以在井外泵房配电柜、井口或稍低于井口(高于水面)处取电。

本发明的节能节材型多级深井潜水泵所用的智能监控器以性价比高、能提供丰富内置部件的32位ARM7TDMI核的RISC微处理器S3C44B0X作为处理中央处理模块，最高主频达到130MIPS，兼容16位的Thumb指令集，即只使用16位的系统开销却可以得到32位的系统性能；内置部件包括8KB cache、SRAM、LCD控制器、2通道UART、4通道DMA、外部存储器控制器、带有PWM功能的5通道定时器、I/O端口、8通道10位ADC以及I²C总线接口等。