一种循环水泵节能系统的制作方法

1.本发明涉及水泵节能的技术领域，尤其是涉及一种循环水泵节能系统。


背景技术：

2.循环水系统通常采用水泵与电机进行运作，基于设计上对水泵的安全考虑，水泵的实际运行流量都远远小于额定流量，通常都是采用调节阀门的方式来控制输出流量，这样造成水泵的能源浪费严重，系统的安全性和可靠性差，目前使用的电机为三级能效能耗大，极不经济而且设备维护成本高，而永磁调速器在泵类电机、风机系统中调节方式也逐步应用，但是永磁调速器在运行过程中会产生不少热量，功率越大，产生的热量越多，而保证永磁调速器能够在适宜温度下运行，是永磁调速器安全、稳定、长周期运行的重要条件之一，因此有待改进。


技术实现要素：

3.为了对永磁调速器进行有效散热，本技术提供一种循环水泵节能系统。
4.本技术的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种循环水泵节能系统，包括：水泵本体；永磁调速器，包括导体转子、永磁转子和调节器，所述导体转子用于安装于外界的电机的输出轴，所述永磁转子安装于水泵本体的泵轴；电动执行器，电动执行器用于控制调节器对导体转子与永磁转子之间的啮合面积进行调节；第一出气管，所述第一出气管环绕所述导体转子设置，所述第一出气管远离导体转子的一侧连通有第一支管，所述第一出气管靠近导体转子的一侧安装有多个第一出气嘴；第二出气管，所述第二出气管环绕所述导体转子设置，所述第一出气管和第二出气管分设于所述导体转子两侧，所述第二出气管远离导体转子的一侧连通有第二支管，所述第一出气管靠近导体转子的一侧安装有多个第二出气嘴；风机，所述风机的出风端连通于第一支管，所述风机的进风端连通于第二支管；第一冷却腔室，所述第一支管部分位于第一冷却腔室内；第二冷却腔室，所述第二支管部分位于第二冷却腔室内；所述水泵本体的出水管道连通有主流管、第一分流管和第二分流管，所述第一分流管连通于第一冷却腔室，所述第二分流管连通于第二冷却腔室，第一分流管上安装有第一电动阀门，第二分流管上安装有第二电动阀门；第一冷却腔室连通有第一出水管，第二冷却腔室连通有第二出水管；流量检测计，用于检测主流管的当前流量；温度传感器，用于检测导体转子的温度值并生成单位时间内的温度变化速率；
控制器，包括：策略生成单元，用于在温度变化速率超过第一预设阈值的情况下，根据当前流量和温度变化速率生成调整策略；调整单元，用于根据调整策略对啮合面积、第一电动阀门和第二电动阀门的开闭状态进行调整。
5.通过采用上述技术方案，水泵工作时，当第一电动阀门打开，第二电动阀门打开，出水管道流出的水小部分从出水管道的第一分流管和第二分流管分别流入第一冷却腔室和第二冷却腔室，从第一出水管和第二出水管流出；风机制造负压环境气流经过第一支管靠近导体转子的一侧喷出，第一冷却腔室对第一支管内的气流进行冷却，从第二支管靠近导体转子的一侧被吸入，带走导体转子上的热量；然后气流经过第二支管时被第二冷却腔室中的水冷却，又通过风机经第一支管喷出对导体转子进行循环冷却；当工作人员根据需要的水泵的输出流量设定永磁调速器的啮合面积，即永磁转子与导体转子在轴线方向的相对位置，当永磁调速器按照工作人员设定的啮合面积工作时，水泵的主流管输出流量恒定，而导体转子会逐渐升温；当工作人员将水泵的输出流量调大，即水泵的主流管输出流量调大，则导体转子温升变快，此时温度传感器生成的单位时间内的温度变化速率超过第一预设阈值，则策略生成单元根据当前流量和温度变化速率生成调整策略，实现不同程度地降温。
6.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：策略生成单元包括：第一策略生成子单元，用于在温度变化速率超过第一预设阈值并且低于第二预设阈值的情况下，根据当前流量和温度变化速率生成第一调整策略；所述调整策略包括调整后的啮合面积、第一电动阀门呈打开状态，所述第二预设阈值大于第一预设阈值；第二策略生成子单元，用于在温度变化速率超过第一预设阈值并且高于第二预设阈值的情况下，根据当前流量和温度变化速率生成第二调整策略；所述调整策略包括调整后的啮合面积、第一电动阀门呈打开状态、第二电动阀门呈打开状态。
7.通过采用上述技术方案，采用第一调整策略时，第一分流管连通，则部分支流能够从第一分流管流至第一冷却腔室内，风机启动，风机制造负压环境气流经过第一支管靠近导体转子的一侧喷出，第一冷却腔室对第一支管内的气流进行冷却，从第二支管靠近导体转子的一侧被吸入，带走导体转子上的热量；采用第二调整策略，能够进一步对气流进行降温，提高冷却降温效果。
8.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述多个第一出气嘴和多个第二出气嘴的喷射方向均朝向导体转子的同一侧。
9.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制器还包括：转向获取模块，用于在温度变化速率超过第三预设阈值的情况下，获取导体转子的转向，所述第三预设阈值大于第二预设阈值；风机转向控制模块，用于在导体转子的转向与第一出气嘴处的气流方向不一致的情况下，控制风机反转。
10.通过采用上述技术方案，能够加快气流的循环速度，进一步提高冷却效果。
11.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一出水管一端连通于第一冷却腔室，另一端连通于第二冷却腔室。
12.通过采用上述技术方案，在第一出水管一端连通于第一冷却腔室，另一端连通于第二冷却腔室的情况下，水流经过第一分流管进入第一冷却腔室后又可以进入第二冷却腔室后排出，进行二次冷却。
13.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一出水管的管径自连通于第一冷却腔室的一端朝向另一端渐窄。
14.通过采用上述技术方案，使得第一冷却腔室流出的水流流速在第一出水管内能逐步加快，以使得第一冷却腔室流出的水能够更为快速流入第二冷却腔室内，加速该些水流的排出以免影响降温效果。
15.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一出水管连通于第一冷却腔室的一端高于另一端。
16.通过采用上述技术方案，进一步加快第一冷却腔室流出的水流流速，且避免水回流。
17.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：根据当前流量和温度变化速率生成调整策略，包括：根据当前流量和温度变化速率在预设查询库中查询到对应的调整策略。
18.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1、水泵工作时，当第一电动阀门打开，第二电动阀门打开，出水管道流出的水小部分从出水管道的第一分流管和第二分流管分别流入第一冷却腔室和第二冷却腔室，从第一出水管和第二出水管流出；风机制造负压环境气流经过第一支管靠近导体转子的一侧喷出，第一冷却腔室对第一支管内的气流进行冷却，从第二支管靠近导体转子的一侧被吸入，带走导体转子上的热量；然后气流经过第二支管时被第二冷却腔室中的水冷却，又通过风机经第一支管喷出对导体转子进行循环冷却；当工作人员根据需要的水泵的输出流量设定永磁调速器的啮合面积，即永磁转子与导体转子在轴线方向的相对位置，当永磁调速器按照工作人员设定的啮合面积工作时，水泵的主流管输出流量恒定，而导体转子会逐渐升温；当工作人员将水泵的输出流量调大，即水泵的主流管输出流量调大，则导体转子温升变快，此时温度传感器生成的单位时间内的温度变化速率超过第一预设阈值，则策略生成单元根据当前流量和温度变化速率生成调整策略，实现不同程度地降温；2、采用第一调整策略时，第一分流管连通，则部分支流能够从第一分流管流至第一冷却腔室内，风机启动，风机制造负压环境气流经过第一支管靠近导体转子的一侧喷出，第一冷却腔室对第一支管内的气流进行冷却，从第二支管靠近导体转子的一侧被吸入，带走导体转子上的热量；采用第二调整策略，能够进一步对气流进行降温，提高冷却降温效果；3、第一冷却腔室流出的水流流速在第一出水管内能逐步加快，以使得第一冷却腔室流出的水能够更为快速流入第二冷却腔室内，加速该些水流的排出以免影响降温效果。
附图说明
19.图1是本技术一实施例中循环水泵节能系统的结构示意图；图2是本技术一实施例中循环水泵节能系统中第一出气管、第一出气管和导体转子之间的位置示意图；
图3是本技术一实施例中循环水泵节能系统中各模块、装置之间的连接示意图。
20.附图标记：1、水泵本体；2、永磁调速器；3、第一出气管；4、第二出气管；5、风机；6、第一冷却腔室；7、第二冷却腔室；8、主流管；9、第一分流管；10、第二分流管；11、第一电动阀门；12、第二电动阀门；13、第一出水管；14、第二出水管；15、导体转子；16、永磁转子；17、电机；18、第一支管；19、第二支管；20、第一出气嘴；21、第二出气嘴。
具体实施方式
21.以下结合附图对本技术的示范性实施例做出说明，其中包括本技术实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本技术的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
22.需要说明的是，本发明中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。
23.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.图1是本技术一实施例中循环水泵节能系统的结构示意图，如图1所示，该循环水泵节能系统，包括水泵本体1、永磁调速器2和风机5，永磁调速器2包括导体转子15、永磁转子16和调节器，在本技术中，采用套筒式永磁调速器2，其中，套筒式永磁调速器2的导体转子15用于安装于外界的电机17的输出轴，永磁转子16安装于水泵本体1的泵轴；导体转子15安装在输出轴上，永磁转子16在导体转子15内，两者无连接，其间由空气隙分开，并随各自安装的旋转轴独立转动；调节器调节永磁转子16与导体转子15在轴线方向的相对位置，以改变导体转子15与永磁转子16之间的啮合面积。当导体转子15随电机17转动时，导体转子15与永磁转子16产生相对运动，导体转子15切割磁力线产生涡流，同时涡流又产生感应磁场与永磁场相互作用，从而带动永磁转子16转动，结果是将电机17的输出轴的转矩传递到泵轴上。永磁转子16在调节器作用下，沿轴向往返移动时，永磁转子16与导体转子15之间的啮合面积发生变化。啮合面积大，传递的扭矩大，负载转速高；啮合面积小，传递的扭矩小，负载转速低。循环水泵节能系统还包括电动执行器，电动执行器用于控制调节器对导体转子15与永磁转子16之间的啮合面积进行调节；上述永磁调速器2原理和电动执行器的调节方式均属于公知的技术手段，在此不做赘述。
25.结合图2，本系统还环绕导体转子15设有第一出气管3和第二出气管4，第一出气管3和第二出气管4固定安装在一机架上，第一出气管3和第二出气管4分设于导体转子15两侧，第一出气管3和第二出气管4均呈弧形条状，且弧度不超过180
°
，第一出气管3和第二出气管4的两端均呈封闭设置，且第一出气管3和第二出气管4的两端两两相对，并且第一出气管3和第二出气管4的内弧面侧相对设置；第一出气管3远离导体转子15的一侧连通有第一支管18，第一出气管3靠近导体转子15的一侧安装有多个第一出气嘴20；第二出气管4远离导体转子15的一侧连通有第二支管19，第一出气管3靠近导体转子15的一侧安装有多个第
二出气嘴21，并且，多个第一出气嘴20和多个第二出气嘴21的喷射方向均朝向导体转子15的同一侧，例如，当多个第一出气嘴20和多个第二出气嘴21分别位于导体转子15的左右两侧，则多个第一出气嘴20和多个第二出气嘴21均朝向导体转子15的顶侧或底侧；风机5的出风端连通于第一支管18，风机5的进风端连通于第二支管19，循环水泵节能系统还包括第一冷却腔室6和第二冷却腔室7，第一冷却腔室6和第二冷却腔室7可以是均安装于机架上，第一支管18部分位于第一冷却腔室6内，第二支管19部分位于第二冷却腔室7内，具体地，第一支管18穿过第一冷却腔室6，并且与第一冷却腔室6的室壁防水密封固定连接，第二支管19穿过第二冷却腔室7，并且与第二冷却腔室7的室壁防水密封固定连接，上述的水泵本体1的出水管道连通有主流管8、第一分流管9和第二分流管10，第一分流管9连通于第一冷却腔室6，第二分流管10连通于第二冷却腔室7；第一分流管9上安装有第一电动阀门11，第二分流管10上安装有第二电动阀门12，第一冷却腔室6连通有第一出水管13，第二冷却腔室7连通有第二出水管14；且，第一出水管13一端连通于第一冷却腔室6，另一端连通于第二冷却腔室7，第一出水管13连通于第一冷却腔室6的一端高于另一端，第一出水管13的管径自连通于第一冷却腔室6的一端朝向另一端渐窄。
26.进而，水泵工作时，当第一电动阀门11打开，第二电动阀门12打开，出水管道流出的水小部分从出水管道的第一分流管9和第二分流管10分别流入第一冷却腔室6和第二冷却腔室7，从第一出水管13和第二出水管14流出；风机5制造负压环境气流经过第一支管18靠近导体转子15的一侧喷出，第一冷却腔室6对第一支管18内的气流进行冷却，从第二支管19靠近导体转子15的一侧被吸入，带走导体转子15上的热量；然后气流经过第二支管19时被第二冷却腔室7中的水冷却，又通过风机5经第一支管18喷出对导体转子15进行循环冷却。
27.参照图1和图3，循环水泵节能系统还包括流量检测计、温度传感器和控制器，其中，流量检测计、温度传感器和控制器之间通讯连接，具体地，优选用有线连接的方式；流量检测计安装在主流管8上以用于检测主流管8的当前流量；温度传感器安装在机架上用于检测导体转子15的温度值并生成单位时间内的温度变化速率；具体地，温度传感器采用非接触式温度传感器；控制器包括策略生成单元和调整单元，其中，策略生成单元用于在温度变化速率超过第一预设阈值的情况下，根据当前流量和温度变化速率生成调整策略；可以理解的是，温度变化速率与水泵的功率相关，即与水泵的输出流量正相关；水泵本体1的输出流量增大，导体转子15随之温升变快；因此，当工作人员根据需要的水泵的输出流量设定永磁调速器2的啮合面积，即永磁转子16与导体转子15在轴线方向的相对位置，当永磁调速器2按照工作人员设定的啮合面积工作时，水泵的主流管8输出流量恒定，而导体转子15会逐渐升温；当工作人员将水泵的输出流量调大，即水泵的主流管8输出流量调大，则导体转子15温升变快，此时温度传感器生成的单位时间内的温度变化速率超过第一预设阈值，则策略生成单元根据当前流量和温度变化速率生成调整策略；具体地，策略生成单元包括第一策略生成子单元和第二策略生成子单元；第一策略生成子单元用于在温度变化速率超过第一预设阈值并且低于第二预设阈值的情况下，根据当前流量和温度变化速率生成第一调整策略；调整策略包括调整后的啮合面积、第一电动阀门11呈打开状态，第二策略生成子单元用于在温度变化速率超过第
一预设阈值并且高于第二预设阈值的情况下，根据当前流量和温度变化速率生成第二调整策略；调整策略包括调整后的啮合面积、第一电动阀门11呈打开状态、第二电动阀门12呈打开状态。
28.其中，第一预设阈值和第二预设阈值是预先设定的值，用于反映温度变化速率的高低，第二预设阈值大于第一预设阈值，在温度变化速率超过第一预设阈值并且低于第二预设阈值的情况下，表明温升较快，则开启第一电动阀门11，让第一分流管9连通，则部分支流能够从第一分流管9流至第一冷却腔室6内，风机5启动，风机5制造负压环境气流经过第一支管18靠近导体转子15的一侧喷出，第一冷却腔室6对第一支管18内的气流进行冷却，从第二支管19靠近导体转子15的一侧被吸入，带走导体转子15上的热量；第一分流管9和主流管8的管径比例可以是1:50，该比例可以按照实际情况设定，在此不作限定。
29.对于第一调整策略中的啮合面积，可以在系统内内置的第一查询表中查询得到，第一查询表，是预先设置的用于查询啮合面积的表格。即，将啮合面积作为键值对中的值，通过表格进行预先记录，后续，只需要使用键值对中的键来查找相应啮合面积即可，在一个实施例中，第一查询表中预先记录的是流量和啮合面积之间的对应关系。该种情况下，流量即为键值对中的键，调整后的啮合面积即为键值对中的值。因此，系统可以将流量作为键，查找相对应的啮合面积。具体地，在该第一查询表中，各流量和啮合面积的对应关系，是在开启第一电动阀门11，关闭第二电动阀门12，风机5启动的情况下，通过多次实验进行确定的，其中的流量的值为调整前的当前流量，即通过该些实验数据记录形成的对应第一查询表，在其中查询得到的啮合面积，能够保证调整后的流量与调整前的当前流量一致。
30.并且，在上述第一出水管13一端连通于第一冷却腔室6，另一端连通于第二冷却腔室7的情况下，水流经过第一分流管9进入第一冷却腔室6后又可以进入第二冷却腔室7后排出，进行二次冷却；在温度变化速率超第二预设阈值的情况下，表明温升很快，则开启第一电动阀门11和第二电动阀门12，让第一分流管9连通和第二分流管10连通，则部分支流能够从第一分流管9流至第一冷却腔室6内，风机5启动，风机5制造负压环境气流经过第一支管18靠近导体转子15的一侧喷出，第一冷却腔室6对第一支管18内的气流进行冷却，从第二支管19靠近导体转子15的一侧被吸入，带走导体转子15上的热量；然后气流经过第二支管19时被第二冷却腔室7中的水冷却，又通过风机5经第一支管18喷出对导体转子15进行循环冷却，第一分流管9、第二分流管10和主流管8的管径比例均可以是1:50，该比例可以按照实际情况设定，在此不作限定。
31.对于第二调整策略中的啮合面积，可以在系统内内置的第二查询表中查询得到，第二查询表，同样记载了流量和啮合面积之间的对应关系。具体地，在该第二查询表中，各流量和啮合面积的对应关系，是在开启第一电动阀门11，开启第二电动阀门12，风机5启动的情况下，通过多次实验进行确定的，其中的流量的值为调整前的当前流量，即通过该些实验数据记录形成的对应第二查询表，在其中查询得到的啮合面积，能够保证调整后的流量与调整前的当前流量一致。
32.通过第二调整策略，能够进一步对气流进行降温，提高冷却降温效果。
33.上述的第一查询表和第二查询表均存储在系统的预设查询库中，以便系统直接查询调用相应的调整策略。
34.上述的经第一分流管9流出的支流，经第一冷却腔室6、第一出水管13、第二冷却腔室7和第二出水管14流出后能够回流至水源处；经第二分流管10流出的支流，经第二冷却腔室7和第二出水管14流出后能够回流至水源处。
35.并且，在一实施例中，控制器还包括转向获取模块和风机5转向控制模块，其中，转向获取模块用于在温度变化速率超过第三预设阈值的情况下，获取导体转子15的转向，第三预设阈值大于第二预设阈值；风机5转向控制模块用于在导体转子15的转向与第一出气嘴20处的气流方向不一致的情况下，控制风机5反转。
36.导体转子15转向的获取可以通过获取电机17的输出轴的转向实现，当气流从第一出气管3流出经第二出气管4流回此时的风机5转向视为正向，当气流从第二出气管4流出经第一出气管3流回此时的风机5转向视为反向，将正向和反向各对应于导体转子15的转向，便于后续进行风机5的转向调整；进而能够加快气流的循环速度，进一步提高冷却效果。
37.此处描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、专用asic（专用集成电路）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
38.这些计算程序（也称作程序、软件、软件应用、或者代码）包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置（例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置（pld）），包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
39.为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，crt（阴极射线管）或者lcd（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。
40.可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（lan）、广域网（wan）和互联网。
41.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例
如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本技术公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
42.上述具体实施方式，并不构成对本技术保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本技术的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术保护范围之内。