專利名稱：柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泵流量檢測及防止超載技術(shù)，更具體地是一種柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
為現(xiàn)代供水、生產(chǎn)、灌溉及消防的需要，一種新型的由柴油機(jī)為驅(qū)動(dòng)力的水泵已由國內(nèi)、外多家廠家生產(chǎn)。但生產(chǎn)柴油機(jī)水泵有一個(gè)難題一直困擾著廣大設(shè)計(jì)師及用戶如何防止柴油機(jī)水泵因過載而損壞。
柴油機(jī)水泵與由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵不同，電動(dòng)水泵在設(shè)計(jì)上可以很容易的在其供電回路上裝上過電流保護(hù)元件，當(dāng)系統(tǒng)過載時(shí)會引至保護(hù)元件動(dòng)作，控制切斷電動(dòng)水泵的供電回路，使系統(tǒng)得到了保護(hù)。
現(xiàn)有技術(shù)中防止柴油機(jī)水泵過載損壞有以下兩種常規(guī)的方法1.如圖1所示，在動(dòng)力源1與柴油機(jī)水泵2之間加入一個(gè)恒扭矩的離合器3，當(dāng)水泵2的流量過大而超載時(shí)，離合器3打滑，防止了超載。其缺點(diǎn)是體積大；控制不方便；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝及維修困難；容易出現(xiàn)機(jī)械故障；價(jià)格昂貴，且價(jià)格隨輸出功率的加大而增加。
2.如圖2所示，在水泵2出口處加裝一個(gè)流量計(jì)4，測得柴油機(jī)水泵2的流量超載時(shí)，發(fā)出指示使柴油機(jī)水泵2減速、報(bào)警或停機(jī)，防止損壞柴油機(jī)水泵。其缺點(diǎn)是安裝非常不便，為計(jì)量準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)流量需要在流量計(jì)前后留有2米的直管；價(jià)格昂貴，且價(jià)格隨輸出口徑的增加而增加。
上述兩種方法都存在成本過高，安裝困難等缺點(diǎn)，不利于現(xiàn)代供水、生產(chǎn)、灌溉及非電力驅(qū)動(dòng)的消防設(shè)備的推廣使用。特別是在消防設(shè)備需要快速、大量安裝的情況下，大大的增加了安裝的成本和難度，阻礙了消防設(shè)備的推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種測量精度高、準(zhǔn)確預(yù)警、適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝方便、成本低的柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法。
本發(fā)明的目的還在于提供實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。
本發(fā)明的柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法是用儀器測出柴油機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速及水泵出口的揚(yáng)程兩個(gè)參數(shù)，并將這兩個(gè)參數(shù)傳送到控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)計(jì)算出柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量，并判斷其是否超載。
采用了計(jì)算機(jī)做檢測和系統(tǒng)控制，可以方便并且快速的實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)水泵的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速和功率的測量與計(jì)算，將測量及計(jì)算所得的結(jié)果通過計(jì)算機(jī)與原設(shè)定的過載參數(shù)比較，可以快速的判斷柴油機(jī)水泵在實(shí)時(shí)工作情況下是否過載，如果過載可以通過控制計(jì)算機(jī)自動(dòng)預(yù)報(bào)警或停機(jī)保護(hù)。采用本發(fā)明所述的方法來控制柴油機(jī)水泵，可以簡單，快捷，準(zhǔn)確的監(jiān)控柴油機(jī)水泵的工作情況，準(zhǔn)確反應(yīng)其實(shí)時(shí)工作參數(shù)，以便及時(shí)控制柴油機(jī)水泵，本發(fā)明大大減輕了工作人員的工作量。
采用本發(fā)明所述的方法測量得到的轉(zhuǎn)速和揚(yáng)程可以分為以下兩種情況1.當(dāng)所測得的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速是柴油機(jī)水泵的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，通過存儲于控制計(jì)算機(jī)中的流量與額定轉(zhuǎn)速和揚(yáng)程對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量。所述的標(biāo)準(zhǔn)曲線是柴油機(jī)水泵在出廠前在試驗(yàn)臺上測試時(shí)，利用試驗(yàn)臺精密的流量、壓力、扭矩和轉(zhuǎn)速等儀表，標(biāo)定該水泵在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的流量、功率對應(yīng)的揚(yáng)程曲線。所述標(biāo)準(zhǔn)曲線是對于每臺柴油機(jī)水泵的標(biāo)準(zhǔn)測定，不同的柴油機(jī)水泵因工藝的誤差都存在或多或少的偏差，采用出廠前對每臺進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測定的方法使得所測曲線與每臺水泵的具體情況相符合，更具準(zhǔn)確性。
2.當(dāng)所測得的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速不是柴油機(jī)水泵的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速與流量、揚(yáng)程、功率之間的函數(shù)關(guān)系Q2＝(n2/n1)Q1、H2＝(n2/n1)2H1、P2＝(n2/n1)3P1計(jì)算出柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量值。由于柴油機(jī)水泵在使用的過程中各種環(huán)境因素的影響，如燃油、排氣、海拔、機(jī)器磨損等，其工作狀況有可能與在試驗(yàn)臺上的工作狀況不一致，導(dǎo)致了所測得的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速并不是柴油機(jī)水泵標(biāo)定的額定轉(zhuǎn)速，測試本發(fā)明采用理論公式換算的方法，用控制計(jì)算機(jī)可以快速的進(jìn)行公式換算，及時(shí)提供柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量。
本發(fā)明采用的兩種計(jì)算方法相互補(bǔ)充，針對柴油機(jī)水泵不同的工作情況此選擇最為精確的計(jì)算方法，使得所得的結(jié)果更為精確，并且當(dāng)柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量超過其過載流量時(shí)，控制計(jì)算機(jī)能夠做出過載報(bào)警及報(bào)警停機(jī)保護(hù)的反應(yīng)，并準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)警。保證了柴油機(jī)水泵的安全使用，提高了工作人員的工作效率，同時(shí)也減輕了工作的強(qiáng)度。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置主要由控制計(jì)算機(jī)、速度傳感器、壓力傳感器組成，速度傳感器安裝在柴油機(jī)主軸上，壓力傳感器安裝于柴油機(jī)水泵出口處，速度傳感器和壓力傳感器通過數(shù)據(jù)連線與控制計(jì)算機(jī)相連接。本裝置精度高、功能強(qiáng)大、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本底、安裝方便，并且可以適用于任何口徑的柴油機(jī)水泵，可以廣泛應(yīng)用于普通低價(jià)的其他柴油機(jī)水泵及供水系統(tǒng)的計(jì)量及保護(hù)。
發(fā)明所述控制計(jì)算機(jī)可以是單片計(jì)算機(jī)，采用單片機(jī)結(jié)構(gòu)可以將計(jì)算機(jī)程序固化于單片計(jì)算機(jī)中，大大的節(jié)省了空間，降低了成本，并且采用一次性寫入或特定技術(shù)寫入的單片機(jī)結(jié)構(gòu)，更有利于保護(hù)其程序及數(shù)據(jù)的安全，即使柴油機(jī)水泵在惡劣的環(huán)境下工作也不影響其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
本裝置可以通過廉價(jià)的電磁速度傳感器和壓力傳感器，便可以準(zhǔn)確測得柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)速度和揚(yáng)程兩個(gè)參數(shù)。體現(xiàn)了本方法低成本高精度的特點(diǎn)，使得本裝置可以廣泛的應(yīng)用，更有利于非電力驅(qū)動(dòng)的消防設(shè)備的推廣。
本裝置可以在所述控制計(jì)算機(jī)上設(shè)有參數(shù)顯示儀器。用于顯示柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)工作情況，如水泵的實(shí)時(shí)流量，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速或?qū)崟r(shí)功率等。使其控制更具人性化，也方便于工作人員對水泵的使用情況進(jìn)行記錄。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明效率高并且具有很高的準(zhǔn)確度；2、為每臺水泵測量其額定轉(zhuǎn)速下的標(biāo)準(zhǔn)曲線，符合不同水泵的實(shí)際情況；3用計(jì)算機(jī)進(jìn)行兩種互補(bǔ)的計(jì)算方法，符合水泵的具體使用情況；4、本發(fā)明使用的裝置構(gòu)件少，結(jié)構(gòu)簡單，體積小；5、所述裝置測量精度高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好，安全性高；6、所述裝置可以適用于任何口徑的泵組；7、所述裝置安裝方便，對安裝環(huán)境要求低，應(yīng)用更廣泛；8、所述裝置成本低，有利于推廣使用；9、所述裝置同時(shí)也適用于其他類型的水泵機(jī)組。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中安裝流量計(jì)柴油機(jī)水泵組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中安裝離合器柴油機(jī)水泵組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3所述裝置的性能標(biāo)準(zhǔn)曲線圖實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
如圖3所示，本發(fā)明用于柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的裝置由控制計(jì)算機(jī)8、速度傳感器6、壓力傳感器7構(gòu)成，速度傳感器6安裝在柴油機(jī)1的主軸上，壓力傳感器7安裝于柴油機(jī)水泵2出口處，速度傳感器6和壓力傳感器7通過數(shù)據(jù)連線9與控制計(jì)算機(jī)8相連接。
當(dāng)裝置的轉(zhuǎn)速恒定，其揚(yáng)程/流量/軸功率就形成如圖4所示的曲線，該曲線圖參數(shù)轉(zhuǎn)速n＝1450轉(zhuǎn)/分鐘，功率p＝78kw，揚(yáng)程H＝70米，流量Q＝70升/秒，轉(zhuǎn)速n1＝1450轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)速n2＝1400轉(zhuǎn)/分鐘；根據(jù)如下數(shù)學(xué)關(guān)系Q2＝(n2/n1)Q1、H2＝(n2/n1)2H1、P2＝(n2/n1)3P1計(jì)算出裝置的實(shí)時(shí)流量值，當(dāng)裝置因?yàn)槟撤N原因變化時(shí)仍能不斷修正流量參數(shù)，從而方便地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程、流量的計(jì)量及設(shè)定過載預(yù)警及報(bào)警停機(jī)保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法，其特征是用儀器測出柴油機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速及水泵出口的揚(yáng)程兩個(gè)參數(shù)，并將這兩個(gè)參數(shù)傳送到控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)計(jì)算出柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量，并判斷其是否超載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法，其特征是當(dāng)所測得的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速是柴油機(jī)水泵的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，通過存儲于控制計(jì)算機(jī)中的流量與額定轉(zhuǎn)速和揚(yáng)程對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法，其特征是當(dāng)所測得的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速不是柴油機(jī)水泵的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速與流量、揚(yáng)程、功率之間的函數(shù)關(guān)系Q2＝(n2/n1)Q1、H2＝(n2/n1)2H1、P2＝(n2/n1)3P1計(jì)算出柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量值，其中Q指流量，H指流程，n指轉(zhuǎn)速，P指功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法，其特征是當(dāng)柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量超過其過載流量時(shí)，控制計(jì)算機(jī)做出過載報(bào)警及報(bào)警停機(jī)保護(hù)的反應(yīng)。
5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的裝置，其特征是主要由控制計(jì)算機(jī)、速度傳感器、壓力傳感器組成，速度傳感器安裝在柴油機(jī)主軸上，壓力傳感器安裝于柴油機(jī)水泵出口處，速度傳感器和壓力傳感器通過數(shù)據(jù)連線與控制計(jì)算機(jī)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柴油機(jī)水泵流量檢測及防止超載的裝置，其特征是所述控制計(jì)算機(jī)是單片計(jì)算機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柴油機(jī)水泵流量檢測及防止超載的裝置，其特征是所述的速度傳感器是電磁速度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的柴油機(jī)水泵流量檢測及防止超載的裝置，其特征是所述控制計(jì)算機(jī)上設(shè)有參數(shù)顯示儀器。
全文摘要
本發(fā)明涉及水泵流量檢測及防止超載技術(shù)，更具體地是一種柴油機(jī)水泵流量檢測和防止超載的方法及其裝置，所述方法是用儀器測出柴油機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速及水泵出口的揚(yáng)程兩個(gè)參數(shù)，并將這兩個(gè)參數(shù)傳送到控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)計(jì)算出柴油機(jī)水泵的實(shí)時(shí)流量，并判斷其是否超載；實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置主要由控制計(jì)算機(jī)、速度傳感器、壓力傳感器組成，速度傳感器安裝在柴油機(jī)主軸上，壓力傳感器安裝于柴油機(jī)水泵出口處，速度傳感器和壓力傳感器通過數(shù)據(jù)連線與控制計(jì)算機(jī)相連接；本發(fā)明測量精度高、準(zhǔn)確預(yù)警、適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝方便、成本低，可廣泛應(yīng)用于普通低價(jià)的柴油機(jī)水泵及其他供水系統(tǒng)的計(jì)量及保護(hù)。
文檔編號G05D7/00GK1438473SQ0311400
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者鄭浩 申請人:廣州三業(yè)科技有限公司