消防泵,離心泵為什么要在啟動前充水，水流量傳感器的工作原理

2020/12/04

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      如果啟動時泵體內不是充滿水，而是充滿空氣，由于空氣密度遠遠小于水的密度，在葉輪以同樣的速度旋轉時，空氣產(chǎn)生的離心力將遠小于水的離心力。這樣就會集聚在葉輪中心，使葉輪中心不能形成足夠的真空，妨礙水的吸入，影響水泵連續(xù)工作過程的形成。因此，離心泵在啟動前，必須首先充滿水，排凈泵體內的空氣，才能維持水泵的正常工作。

離心泵在啟動前都要把水泵和進水管內灌滿水，否則水泵是無法揚水工作的。離心泵啟動后不出水，往往是由于泵中空氣沒有被排凈、水沒有被充滿所致。

水泵啟動前，先將水箱灌滿水進行密封。水泵啟動后，水泵從真空箱進水，由于水箱水位下降致使水箱內形成一定的真空，進水池中的水就會在大氣壓的作用下，經(jīng)進水管進入水箱中，從而形成水的循環(huán)，使水泵開始正常運行。這種充水方法具有如下優(yōu)點：水力損失小，泵站效率高，技術人員勞動強度低，啟動簡便，且利于實現(xiàn)水泵機組的自動化控制。

啟動前的充水方法主要有兩種：一種是采用裝配底閥充水，底閥為單向閥，裝在進水管的進口，這種方法的缺點是底閥水頭損失較大，影響了水泵的裝置效率；另一種是無底閥充水，此法的最大優(yōu)點是節(jié)能，相對于有底閥的泵站可節(jié)能10％～15％。

1、工作原理

水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉子組件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成(見圖1)。它裝在熱水器的進水端用于測量進水流量。當水流過轉子組件時，磁性轉子轉動，并且轉速隨著流量成線性變化?；魻栐敵鱿鄳拿}沖信號反饋給控制器，由控制器判斷水流量的大小，調節(jié)控制比例閥的電流，從而通過比例閥控制燃氣氣量，避免燃氣熱水器在使用過程中出現(xiàn)夏暖冬涼的現(xiàn)象。水流量傳感器從根本上解決了壓差式水氣聯(lián)動閥啟動水壓高以及翻板式水閥易誤動作出現(xiàn)干燒等缺點。它具有反映靈敏、壽命長、動作迅速、安全可靠、連接方便利啟動流量超低(1.5L／min)等優(yōu)點，深受廣大用戶喜愛。

水流量傳感器

水流轉子組件主要由渦輪開關殼、磁性轉子、制動環(huán)組成。使用水流開關方式時，其性能優(yōu)于機械式壓差盤結構，且尺寸明顯縮小。當水流通過渦輪開關殼，推動磁性轉子旋轉，不同磁極靠近霍爾元件時霍爾元件導通，離開時霍爾元件斷開。由此，可測量出轉子轉速。根據(jù)實測的水流量、轉子轉速和輸出信號(電壓)的曲線，便可確定出熱水器的啟動水壓，以及啟動水壓相對應的啟動水流量與轉子的啟動轉速。由控制電路，便可實現(xiàn)當轉子轉速大于啟動轉速時熱水器啟動工作；在轉速小于啟動轉速時，熱水器停止工作。這樣熱水器啟動水壓一般設定在0．01MPa，啟動水流量為3～5L／min(需滿足熱水器標準對最高溫升的限制)。另外，由于水在永磁材料磁場切割下，變成磁化水，水中的含氧量增加，使人洗浴后感覺清爽。制動環(huán)的作用是停水時，制止高速旋轉的磁性轉子轉動，終止脈沖信號輸出?？刂破鹘邮詹坏矫}沖信號，立即控制燃氣比例閥關閥，切斷氣源，防止干燒。

2、基本原理

水流量傳感器是利用霍爾元件的霍爾效應來測量磁性物理量。在霍爾元件的正極串入負載電阻，同時通上5V的直流電壓并使電流方向與磁場方向正交。當水通過渦輪開關殼推動磁性轉子轉動時，產(chǎn)生不同磁極的旋轉磁場，切割磁感應線，產(chǎn)生高低脈沖電平。由于霍爾元件的輸出脈沖信號頻率與磁性轉子的轉速成正比，轉子的轉速又與水流量成正比，根據(jù)水流量的大小啟動燃氣熱水器。其脈沖信號頻率的經(jīng)驗公式見式(1)。

f=8．1q-3(1)

式中：f—脈沖信號頻率，H2

q—水流量，L／min

由水流量傳感器的反饋信號通過控制器判斷水流量的值。根據(jù)燃氣熱水器機型的不同，選擇最佳的啟動流量，可實現(xiàn)超低壓(0．02MPa以下)啟動。

3、水流量傳感器與水氣聯(lián)動閥的比較

壓差式水氣聯(lián)動閥的缺點是啟動水壓高，而要想降低啟動水壓就需要犧牲一定的穩(wěn)流特性(水壓波動時的流量穩(wěn)定能力)。

為了能使兩者兼顧，唯有加大水閥膜片，但這樣隨著閥體的增大成本會升高，且水流啟動壓力指標也不能做得太低。對水流量傳感器，在出水端增加穩(wěn)流組件，利用穩(wěn)流。形圈的幾何尺寸及物理性能，通過試驗成功開發(fā)了適用于不同容量熱水器的穩(wěn)流組件，具有很好的穩(wěn)流特性(進水壓力在0．1～0．5MPa變化時，出水量變化在3L／min以內)，保證進水壓力變化時，保持流量在一定范圍內，達到恒溫效果。

比較壓差式水氣聯(lián)動閥與水流量傳感器，可以看出，前者是機械式，結構較復雜，體積大，但控制電路簡單；后者是電氣式，結構相對簡單，體積小，但控制電路復雜。更為重要的是前者啟動水壓較高，水路系統(tǒng)阻力較大，不宜用在10L／min以上的大容量熱水器AZ；而后者啟動水壓低，水路系統(tǒng)阻力小，在10L／min以上的大容量熱水器上已普遍采用。

4、結語

近年來，采用水流量傳感器測量流量在強排式數(shù)碼恒溫燃氣熱水器中被大量應用的事實證明，采用水流量傳感器具有結構簡單、可靠性高、測量范圍廣等特點。如果能配合燃氣比例閥的氣量比例調節(jié)，就可以實現(xiàn)燃氣熱水器在燃燒過程的全自動控制.