美国利佰特的一体化污水提升泵站的工作原理是什么

一体化污水泵站的工作原理就是污水输送到设备中，通过高速旋转的双转轴粉碎性格栅机进行处理，将污水中的固体杂质粉碎成细小的颗粒，然后跟污水一起冲到泵站的底部排水口，这样的就避免了杂质沉积在泵站底部，堵塞设备，影响污水处理效率。

一体化污水泵站有很多突出的特点，首先它的密封性能是非常好的，设备的筒体一般都会采用玻璃钢、碳钢或者不锈钢三种材质中的一种，利用专业的焊接技术进行无缝焊接，所以密封性非常好，有效避免污水的渗漏。

第二它是高度集成的系统，一体化污水泵站是将多个处理污水的部件儿集合在筒体内，所以它具有高度集成化，空间安排有序，结构设计合理。

第三是施工周期很短，一体化污水泵站在工厂内完成设备的生产运输，只需要将设备进行移动安装，用吊车将泵站放入土坑，即可完成基本的安装的设备。

第四是具有实时的监控系统，一体化污水泵站是不需要人工进行实时的监测的，只需要在监控屏幕上进行实时的监控就可以了，不需要专业的人员，所以说一体化污水泵站实现了自动化控制系统。

一体化预制泵站推荐选择上海连宇，上海连宇一体化预制泵站采用粉碎型格栅破碎机和高性能潜水排污泵，改变了传统污水泵站工作环境差、噪音大、建设成本高、运行费用高等缺陷，让污水提升泵站的无人值守成为现实。

借动力设备和传动装置或利用自然能源将水由低处升至高处的水力机械。广泛应用于农田灌溉、排水以及农牧业、工矿企业、城镇供水、排水等方面。用于农田排灌、农牧业生产过程中的水泵称农用水泵，是农田排灌机械的主要组成部分之一。

类型

根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量，主要有活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、隔膜泵、螺杆泵等类型。叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。潜水电泵的泵体部分是叶片泵。其他类型的水泵有射流泵、水锤泵、内燃水泵等，分别利用射流水锤和燃料爆燃的原理进行工作。水轮泵则是水轮机与叶片泵的结合。上述各类水泵中以下列各式较具代表性。

离心泵是利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。由泵壳、叶轮、 转轴等组成。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成不断的水流输送作用。叶轮具有逆旋转方向弯曲的叶片，其结构型式有封闭式、半封闭式和敞开式3种,农用的多为封闭式叶轮，叶片两侧由圆盘封闭。泵体沿出水管方向逐渐扩张成蜗壳形。水流自叶轮一面吸入的称单吸离心泵，自叶轮两面吸入称双吸离心泵。为增加扬程，可将多个叶轮装在同一轴上成为多级离心泵。由前一叶轮排出的水进入后一叶轮的进水口，增压后再从后一叶轮排出，因而叶轮数愈多，压力愈高。有的离心泵带有能自动排除吸水管和泵体内空气的装置，在起动前无需向泵体灌水，称自吸离心泵，但其效率常低于一般离心泵。

离心泵在农田排灌和农牧业供水中应用最广。多用于扬程高而流量小的场合。单级离心泵的扬程为5～125米，排出的流量均匀,一般为6.3～400米3/小时,效率约可达86～94％。

轴流泵

由泵壳、叶轮和转轴等机件构成。也称螺桨泵。叶轮上有螺旋桨状的叶片若干，当叶轮随转轴一起被动力机械驱动旋转时，各叶片将水推向一端，同时又在另一端从水源吸取水，使水产生沿着平行于转轴方向的连续流动，达到不断输送水流的目的。水流压力因叶轮转动作用而提高。由叶轮出来的旋转水流通过固定导叶后，消除了旋转分速度，并由于扩散作用而使其部分动能转换成压力能,推动泵壳内的水流沿轴向上升,由出水管流出。轴流泵多用于扬程低而流量大的场合，扬程范围1～25米左右；流量2.7～60.0米3/秒，效率可达85～90.5％。安装方式有立式、卧式和斜式3种,其中以立式轴流泵应用较多(图2)。 大型轴流泵叶轮轮毂上的旋桨叶片的安装角度可以调节，或借液压传动的转轴在运行中随时间调节，以适应扬程及流量变化的要求，获得较高的生产率，故称可调式轴流泵。

贯流泵是卧式轴流泵的一种。由电动机、减速装置和水泵组成一整体，装设在水下堤坝内部的机坑内，其进出水流道位于一条直线上，近似直圆筒形，水力损失少，提水效率高，且结构紧凑，安装、检修方便，泵站工程简单。圬工泵是一种低扬程轴流泵，除叶轮及其外围的泵壳用金属材料制成以外，进水流道和出水流道均采用砖石或混凝土结构，其扬程在2米以下,流量大、结构简单、造价低、效率高。适用于低洼地区的排涝和灌溉。

混流泵

构造和工作原理兼有离心泵和轴流泵两种类型的特点的一种水泵。叶轮被动力机械带动旋转时，叶片一方面推动着水体，同时又驱使水体旋转产生离心作用。水体在叶片的推力和离心力的作用下产生流动和提高压力。水流由轴向流入叶轮后沿叶片斜向流出，常用于输送排量较大而压力中等的场合。通常有蜗壳式和导叶式两种类型。蜗壳式混流泵的结构同离心泵相似，利用蜗壳形流道将水流通过叶轮后获得的动能转换为压力能，一般中、小型混流泵多采用蜗壳式结构。导叶式混流泵也称斜流泵，其结构与轴流泵相似，具有径向尺寸较小，结构简单轻便等特点。大型混流泵以导叶式居多，其叶片的安装角度一般也能调节。混流泵的扬程范围一般为 3～10.5米，起动功率较低，能适应水位的变化,流量为0.1～50米3/秒；效率可达64～86％。20世纪70年代以来，大型混流泵的发展速度较快，在许多场合有取代大型轴流泵的趋势。

长轴深井泵

多数是一个立式单吸离心泵，其叶轮装在井中动水位以下，动力机设置在井上，通过传动长轴驱动叶轮在导流壳内旋转，水流沿导流壳与叶轮之间的流道，经输水管向上提升到地面。扬程高时可采用多个叶轮串联的多级离心泵。由于传动长轴的制造和安装精度要求较高，效率随井深的增加而显著降低，因而一般只用于不超过100米的深井。

潜水电泵

泵体叶轮和驱动叶轮的电机都潜入水中工作的一种水泵，有深井用和作业面用两种。深井用潜水电泵通过伸入井中的电缆向电机供电，免去了传动长轴，因而结构紧凑,重量轻,安装、使用和转移方便，在有电源地区有取代长轴深井泵的趋势，但对含沙量大的水井和无电源地区不适用。潜水电泵用的电动机有干式（电机全部密封）、半干式（电机的定子密封，而转子在水中运转）、充油式（电机内部充油以防水分侵入绕组）和湿式(电机内部充水，定子和转子都在水中运转)等类型。前3种都需要密封且制造安装精度要求较高,因而农用深井潜水电泵通常采用湿式电动机，其定子绕组采用耐水绝缘导线或在定子绕组端部及槽内浇注合成树脂，水进入电机内部影响不大,密封结构可大大简化,只要求防砂。有的深井潜水电泵扬程高达1400米，最大流量达1.4米3／秒。

射流式深井泵

通常是由射流泵和离心泵配以相应套管组成。用于从30米以内的深井中提水。射流泵的工作原理是使压力通过喷嘴喷射到喉管的入口处，由于射流的横向紊动扩散作用，带走吸水管内的空气，使管内形成真空，井水被吸入并与射流水在喉管内混合，进行能量交换。在喉管的出口处二者的流速趋近一致，再通过扩散管将大部分动能转换为压力能，使水压进一步提高，最后从排水管排出。

射流式深井泵有两种组合类型：①将射流泵同离心泵并联，离心泵通过管路将压力水送入射流泵，射流泵将这部分水与被吸水一同向上提升，从而使小流量的高压水转换成大流量的低压水，主要用于地面灌溉和渠道清淤等；②将射流泵和离心泵串并联，使射流泵给离心泵加压，提高其吸程，而将离心泵的出水量分出一部分提供给射流泵,其余部分送入压水池或压力管路,其出水压力较高，主要用于喷灌设备和农牧业供水。同潜水电泵和长轴深井泵相比，射流式深井泵具有结构简单、工作可靠、制造方便、成本低等特点；但效率较低，相同工况下的电耗较高。

螺杆泵

依靠螺杆转动时泵腔容积的变化吸入和输送水体的一种容积泵。有单螺杆、双螺杆和多螺杆等类型。在农业中使用的是单螺杆泵，其泵腔由钢制螺杆和固定安装在泵壳内的橡胶套管组成。具有单螺距的螺杆在具有双螺距内螺旋的套管内转动，两者间形成的空腔由吸入端移动到出口端，从而形成连续的水流。由于其结构简单、体积小、拆装容易、工作可靠，自吸性能好，多用于移动式喷灌系统。

手动隔膜泵

用于低扬程、小流量的提水作业，由泵体、 进出水管、进出水阀门、 隔膜和推拉杆等组成。泵体可由一个或两个泵腔组成。具有两个泵腔的隔膜泵，其隔膜设置在泵体的中央，或两个隔膜分别装在分隔的两个泵腔外侧。工作时由两人用手操纵与隔膜相连的推拉杆，推动隔膜作压进和张开的往复运动，使两个泵腔的容积交替扩大和缩小。当泵腔扩大时，压力减小，进水阀开启出水阀关闭，水从进水管流入泵腔；当泵腔缩小时，压力加大，进水阀关闭，出水阀开启，泵腔内的水从排水管流出，两个泵腔交替吸水和排水，每小时可提水10～20吨。

拉杆式活塞泵

由畜力原动机、风力机或内燃机等驱动，常在放牧场上从井中提水时使用。由泵缸、活塞、进出水管、进出水阀门、拉杆和传动装置等组成。活塞靠连接在它上面的拉杆带动，在泵缸内作上下往复运动。当活塞向上运动时，进水阀开启，进水管中的水进入泵缸,同时出水阀关闭,活塞上面的水被带动向上提升；当活塞向下运动时，进水阀关闭，出水阀开启，泵缸内的水由出水阀升到活塞上面，如此反复进水和提升，使水不断从排水管排出。

性能参数

衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等对叶片式水泵来说,还有转速和比转数。 ①吸程。即水泵的吸水高度。指由泵体中心至水源水平面的垂直距离，利用泵体内真空度抽吸水流时,容许吸程一般不大于7.5米。 ②扬程。即水泵的提水高度。指单位重量的水通过水泵后，能量增加的数值。一般将抽水站进、出水池水面的高度差称为实际扬程； 加上抽水站管路及其附件(如底阀、弯头、闸阀等)的水头损失称为总扬程。水泵铭牌上所标的扬程,是指水泵在一定转速条件下效率最高时的扬程，是实际扬程和损失扬程之和。 ③流量。指水泵在单位时间内输水的数量,也称输水量。常用的流量单位有升/秒、米3/秒、米3/小时、千克/秒、吨/小时等几种。 ④轴功率。指动力机械输送给水泵轴的功率，即水泵的输入功率。 ⑤水功率。又称有效功率。指单位时间内水泵用于输水的实际功率，即水泵的输出功率。 ⑥效率。水功率与轴功率的比值即为水泵效率，通常以百分数表示。它是用来衡量动力机械传送给水泵的能量利用情况的指标，反映出水泵效能的优劣。 ⑦比转数。表示水泵特性的综合性参数。通常用nS来表示。nS=3.65nQ1/2H-3/4。式中n为转速(转/分)，Q为流量(米3/秒),对双吸式水泵应以Q/2代入式内H为扬程(米)。水泵的比转数与水泵的各项参数密切相关。一般离心泵的比转数较小,因其叶轮直径大,出口宽度窄,扬程高而流量小；而轴流泵的比转数较大,因而扬程低而流量大；混流泵则介于两者之间。常用离心泵的比转数为30～300,混流泵为300～600,轴流泵为500～1800。两台几何相似的叶片泵,其比转数必然相等。因而可以利用几何相似模型的试验数据来预测大型泵的性能参数。

水泵的配套功率

水泵与动力的合理配套对保证水泵的正常运行，以获得高效率和低能耗具有重要的意义。配套动力机的功率根据水泵的扬程H(米)和流量Q（米3/秒）按下式计算：（千瓦）。扬程H 由几何扬程Hj和管路损失HS两项组成，在初步选型时可按HS=(0.1～0.2)Hj估算。 管路确定后根据管道和接头的类型或尺寸按流体力学方法计算或查表求得。式中K 为功率储备系数,常用K=1.05～1.3,功率大时取小值η1为传动效率，当动力机与水泵直接联结时η1=1；η2为水泵效率，根据泵型和工况确定。

进出水管与水池

水泵配套的进出水管道直径D根据下式选用 = 1.13Q1/2V-1/2(米),式中V 为管内流速,一般进水管V ≤2米/秒，出水管V ≤3米/秒。如采用直径变化的渐变管时,其渐变部分的长度应大于平均直径的5～7 倍。离心泵和轴流泵的进水管口设在进水池水面以下距离h1处,h1=(1.4～1.6)D1,D1为进水管直径。轴流泵的叶轮中心线设在进水池水面以下距离h3处,h2≥(0.75～D)D0,D0为叶轮直径。进水管口离池底的高度h0=(0.5～1)D0。单台水泵的进水池宽度为(2～3)D1。安装多台水泵的进水池中，相邻进水管的间距为(3～3.5)D1。进水管至进水池后壁的距离为(1～1.5)D1。为避免浪费扬程，通常将出水管装在出水池水面以下。中小型水泵出水管下缘至池底的距离约为10～20厘米；出水管上缘至水面的垂直距离为(1～2)V娤/2g，v2为出水流速(米/秒)；出水池长度为(6～12)D2。D2为出水管直径出水管与池壁的距离为0.2～0.5米。

发展趋势

对发展农用水泵的要求是提高效率、降低能耗和充分利用自然能源。用一台大泵代替多台小泵可提高机组效率、节约材料、降低能耗和工程造价，且便于实现自动化管理。因此，各种大型轴流泵和混流泵发展较快,最大叶轮直径分别达到4.6米和6.2米,配套功率最高达1.25万千瓦，混流泵有取代部分高扬程轴流泵和低扬程离心泵的趋势。在深井提水方面主要发展潜水电泵,其最大口径已达1米,有的采用6000伏高压电机,最大功率达2500千瓦。水轮泵、风力拉杆泵、螺杆泵、各种人畜力驱动的隔膜泵、活塞泵和专用于同喷灌设备配套的水泵等，在中国和其他一些国家也受到不同程度的重视。 转载请注明出自水泵技术论坛——水泵人网上技术交流专业平台。

我公司采用日本三垦公司最新一代IPF系列变频调速器、 并配以恒压供水控制基板IWS，开发生产出“WHG系列变频恒压供水设备”。该设备无需附加多余的控制器件（如PLC可编程序控制器、 PID调节器及其它的专用控制器等），提高了系统的可靠性。

该系统可根据管网瞬间压力变化， 自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入和退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的用水要求， 使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。

该设备可取代传统的水塔、高位水箱或气压罐等供水方式，节能效果显著， 是国家重点推广的节能新技术产品。

一、主要性能和特点

1、自动化程度高，可实现恒压变量、生活供水/消防供水双恒压等控制方式，多种启、停控制方式。

2、节电率30％--50％（配以节能运转模式，还可进一步提高节能效果）。

3、变频器可对电机进行软启软停，减少设备损耗，延长电机寿命。

4、管网压力恒定，，压力误差≤±1％，无冲击。

5、功能齐全，运行可靠，操作维护简便。

6、具有手动、自动操作功能。

7、智能化控制，可任意修改参数指令（如压力设定值、控制顺序、 控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等）。

8、设备具有完善的电气安全保护功能，对过流、过压、 欠压、过载、断水等故障均能自动保护，特别是输入缺相、输出缺相保护功能，彻底解决了电机缺相运行烧毁电机的问题，提高了电机的使用寿命。

9、可根据用户的需要，选择各种附加功能，如电机定时切换、 添加附属小泵，自动定时开机、关机等。

二、工作原理

在设备运行中，由于用水量的变化，使供水压力发生变化，通过压力传感器将压力变化信号传送给运行控制器，经控制器电脑与设定压力比较判断后， 调整变速泵转速或水泵运行台数，调整供水流量使供水压力重新回到设定的压力值，满足用水要求。

若用水量很小时，经控制器电脑分析确认后自动停止主供水系统运行，启动夜间值班小泵，以维持管网压力和少量用水，当用水量达到值班小泵不能维持设定的压力时，主供水系统自动启动，值班小泵停止运行，从而提高了系统运行的安全性，并获得了明显的节电效果。

三、适用范围

1、城镇居民生活区供水可供50～10000户单楼或楼群。

2、高层建筑、饭店宾馆及各类其它建筑的室内供水。

3、各类自来水厂的加压系统。

4、农村居民自来水泵站。

5、各类锅炉给水系统。

6、消防供水系统。

四、 产品及选型介绍

1 、单泵恒压变量供水控制系统—WHG-□□□-(空)

（1）该系统是为各企事业单位自备井设计制造的供水系统， 可利用原有旧泵进行改造，对原有供水管网不做任何改动，工程量小，见效快，节约资金。

系统从安装在总管出口处的远传压力表采集管网压力， 依据该反馈信号作出判断，并对水泵进行变频调速，调节水泵的出水量，满足用户的用水需求，并达到节能目的。

（2）该系统还可以做成一用一备的控制方式； 如当第一台泵出现故障时手动转换到另外一台泵工作，或做成第一台水泵工作一段时间后，系统自动切换到另外一台泵工作的定时切换方式。

（3）此系统具有自动控制回路、手动控制旁路及各相应的运行指示状态，并且具备各种完善的保护功能，如缺相报警、过载报警、变频器故障报警等功能。

（4>）对于控制深井泵或潜水泵的单泵恒压变频调速控制系统，因潜水泵泵的额定电流比同功率变频器的额定电流大，输出转矩也比较高，因此在选用时应选比水泵额定功率大一级的控制系统。

2 、多泵恒压供水固定方式控制系统—WHG-□□□-P

该系统由两台以上主泵（及一台附属小泵）组成，其中一台变频运行， 其余工频运行。

该系统可根据压力变化，一台固定的水泵变速运行， 其余水泵以工频方式自动投入，实现水压恒定。系统具有自动与手动双控制回路。

系统功能可根据用户需要，选择如下：

(1) 启动方式（先启先停、后启先停）；

(2) 液位控制，可依据蓄水池的水位高低情况控制系统的启停状态；

(3) 辅助小泵功能，在夜间用水量较小时，关掉变频泵，通过辅助小泵维持管网一定压力，可使节能效果更显著。

3、多泵恒压供水循环软启动方式控制系统--WHG-□□□-X

该系统为一台变频器依次控制每台水泵实现软启动及转速的调节，实现恒压。

该系统控制原理不同于前两种系统之处为，变量泵达到水泵额定转速后，如水压在所设定的判断时间内还不能满足设定恒压值时，系统自动将当前变量泵状态切换为工频状态，并指示下一台泵为变量泵，运行过程同前。

除启动方式只可为先启先停外，固定方式系统的选择功能同样适用于该系统。

4 、消防加压变频调速供水控制系统—— WXG- □□□

消防供水控制系统除具备可接受远程火灾信号远程操作和远程报警功能外，规格同 WHG 系列，可按 WHG 系列样本选型。

五、选型建议

目前我公司生产的WHG系列恒压供水控 制设备，固定和循环两种方式控制精度和节能效果均相同，切换过程中对管网压力的扰动同样很小。不同点为：固定方式设备投资少， 运行维护简单，故障点少，但工频泵切换时对泵的机械磨损较大，各泵的使用寿命不均；而循环方式则可减少泵切换时的机械磨损， 使各泵的使用寿命均匀，不足之处是设备投资相对较高，因该方式泵切换时可能出现电流冲击，日久容易造成接触器接触点粘连现象， 所以对接触器质量要求较高，如选择不当，有可能会损伤变频器。

我们建议，对于控制功率较小的系统两种方式均可选用，而控制功率较大的系统以固定方式为好。

六、型号规格说明

以 WHG-37M3-PF 为例说明如下：

WHG---设备型号（微机控制恒压供水设备）

37---控制水泵电机额定功率（KW）

M---工频泵普通方式启动（C---Y-三降压启动方式，J---自耦降压启动方式）

3---控制主水泵数量（1-7）

P---固定工作方式（X---循环工方式，空---一台变频）

F---有辅助小泵（空--无辅助小泵）

七、设备节能分析

根据理论分析，当电源电压一定时，电机消耗的功率与其转速 的立方成正比，即

N1 / N2 =( n1 / n2)^3

其中 N1 和 N2 是电机消耗的功率， n1 和 n2 是相应于 N1 和 N2 的转速。当水泵的扬程一定时，其出水量与转速成正比，即：

Q1 / Q2 = n1 / n2

其中， Q1 和 Q2 表示相应于 n1 和 n2 的水泵的出水量。因此在维持水泵压力恒定的条件下，通过调整水泵机组的转速从而调整水泵的出水量，就可以大大节约电机所消耗的功率而达到节能的目的。据统计大多数水泵实际平均供水量只是额定值的 70% ~ 80% ，当供水量分别为额定值的 100% 、 90% 、 80% 、 70% 时，水泵的转速和功率与额定值之比将如下表所示：

Q / Q0 n / n0 N / N0

100% 100% 100%

90% 90% 72.9%

80% 80% 51.2%

70% 70% 34.3%

一般的说，变频调速恒压供水方式用于生活供水，节电效率很高，可达 50% ，用于工业供水则在 30% ～ 40% 之间。对于郊区或农村用水量变化大的用户，变频调速恒压供水方式 更加优越。

水锤效应能让水管爆裂，它的工作原理到底是什么？虽然打开水龙头时水流力量比较小，但是同样具备破坏能力。其实水锤效应和汽车追尾还是比较相似的。在一些山区，为了更好把水运输到高处，人们常常会建造水锤泵站。而水锤泵站就是利用水锤提水的泵站。

水锤泵站一般可分为直流水锤泵站和交流水锤泵站两种类型。而现在山区大多数的水锤泵站使用的都是直流水锤泵站，它是通过水锤效应原理来工作的。对于水锤效应这个词，很多人可能觉得很陌生，但是他在我们生活中却是经常发生的。常见的就是，我们关闭正在流水的水龙头时，水龙头会出现很大的噪音，同时整个水管还会发生颤抖。而导致水龙头抖动的原因就是水锤效应引起的。

正在流水的水龙头被快速关闭产生的抖动，我们称为正水锤。当我们打开水龙头时，也会发生水锤效应，这被称为覆水锤。当水龙头里的水以较快的速度往外喷涌时。我们突然关闭阀门，前面流出的水已经流出，但后面的水已经来不及刹车了。同样会以高速对前面的物体造成撞击，久而久之水管就很容易发生爆裂了。把这个原理用在单手开屏上，就会让坚固的玻璃瓶变得脆弱无比。

单手开屏最关键的点就是拍击平底的速度要足够快，是水流不断的聚集在平底。水流对平底一次次的冲击，再坚固的瓶子也会破碎掉。由于水锤效应的破坏力极强，特别是在长句里输送热水时。如果发生水锤事故，很有可能会危害我们的生命财产。那么日常生活中该如何消除水锤效应呢？

首先是控制输水管的流速。这样可以一定程度降低水流的压力。但与此同时，也会增加输水管的管境，进而导致输水工程成本的提高。其次就是安装水锤消除器。人们通常会在水锤力量较大的地方增加水锤消除器，使管道中多了一个水流缓冲的位置，这样可以有效消除各类液体在输送时产生水锤效应。有些人还会选择使用不密封的消除器，当水流压力太大时就可以直接排水降压了。