一种排水泵站内干式泵的保护系统及其方法技术领域
本发明涉及一种排水泵站内干式泵的保护系统及其方法。
背景技术
现在，一般的水泵保护装置都是用在潜水型水泵之上的，由于该类泵体与电机是
一体化组装而成的，并且平时都安装于水下，因此无法直接观测到其运行状况，并且在水下
的用电设备易浸水而失去绝缘导致损坏，为了能实时了解处于水中的电机及泵体的状况，
通常用一套保护装置对潜水泵及电动机进行保护，当在检测到故障信号时，切断潜水泵供
电回路并进行报警。
在城市排水领域中，所有的干式泵（非潜水型泵）是没有专用的保护装置的，其电
气控制方式大多是靠接触器直接吸合供电，少部分用频敏变阻器、自耦降压器等方式启动
的。对于低压电动机的保护基本是靠熔断器熔断或断路器的过热跳闸实现短路保护与过电
流保护；对于中高压电动机则靠控制柜内的继电保护系统来实现各类保护。对于泵体方面，
也没有实施检测元器件对其进行监测。对于干式泵的运行状况实时掌握的动态数据仅有三
相电流、电压及接触器辅助触点送出的运行信号，且电流与电压值并未作为反馈信号接入
控制系统之内参与控制。
综上，现有技术中对于干式泵及电动机的检测手段与保护措施是相当不足的，特
别是对于泵站无人化，自动化的推广是不利的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种排水泵站内干式泵的保护系统及其方法，对干式泵运
行的关键位置节点油箱与盘根处设置检测以及监控装置，并可远程全程观测设备运行情
况，从而实现泵站无人化，自动化。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种排水泵站内干式泵的保护系统，其特征是，所述的干式泵包含：驱动用电机；泵轴，
一端通过联轴承与电机的输出轴连接；联轴承位于油箱中；泵体，泵轴另一端穿入该泵体，
泵体包含泵体外壳、设置在泵体外壳顶部的盘根基座以及设置在盘根基座中的盘根；在所
述泵体内位于盘根上方对应泵轴的位置设有一冷却通道，该冷却通道连接一冷却水管；
所述的保护系统包含：
泵轴上下串动检测用传感器，用于检测泵轴上下串动；
第一热电阻温度传感器，设置在油箱上，用于检测油箱油温度；
泵轴横向检测振动传感器，用于检测泵轴横向振动情况；
第一摄像头，用于观测油箱；
第二摄像头，用于观测泵体的盘根处；
信号控制器，分别连接所述的泵轴上下串动检测用传感器、第一热电阻温度传感器、泵
轴横向检测振动传感器、第一摄像头以及第二摄像头。
上述的排水泵站内干式泵的保护系统，其中：
所述泵轴横向检测振动传感器位于盘根顶部的泵轴一侧。
上述的排水泵站内干式泵的保护系统，其中：
所述的泵轴上下串动检测用传感器位于联轴承的一侧，通过检测联轴承的串动来反映
泵轴的串动情况。
上述的排水泵站内干式泵的保护系统，其中，还包含：
第二热电阻温度传感器，与信号控制器连接，用于检测盘根的温度；
电磁阀，与信号控制器连接，设置在冷却水管上。
上述的排水泵站内干式泵的保护系统，其中：
所述的信号控制器设置在一控制电气柜内，其连接一外部电源以及显示单元；该信号
控制器包含：输入单元、微型CPU、存储器以及输出单元；微型CPU连接输入单元，微型CPU包
含运算器以及控制器；存储器连接所述的微型CPU；输出单元连接所述的微型CPU。
一种排水泵站内干式泵的保护方法，其特征是：
正常运行时，所述第一摄像头与第二摄像头关闭，当泵轴上下串动检测用传感器检测
到泵轴的上下串动数据或泵轴横向检测振动传感器检测到的泵轴的横向振动数据或第一
热电阻温度传感器检测到的油箱的温度数据中的任意一项数据大于其预设值时，信号控制
器发出硬性报警，同时控制对应的第一摄像头和/或第二摄像头打开观测并记录油箱和/或
泵体盘根处的实际运行情况。
上述的排水泵站内干式泵的保护方法，其中：
当第二热电阻温度传感器检测到的盘根温度高于预设值，信号控制器控制电磁阀打
开，同时控制对应的第二摄像头打开观测并记录泵体盘根处的实际运行情况。
本发明与现有技术相比具有以下优点：对干式泵运行的关键位置节点油箱与盘根
处设置检测以及监控装置，并可远程全程观测设备运行情况，从而实现泵站无人化，自动
化。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的干式泵盘根处的放大结构示意图；
图3为本发明的实施例中的信号控制器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1、2所示，本发明提供了一种排水泵站内干式泵的保护系统，所述的干式泵包
含：驱动用电机11；泵轴2，一端通过联轴承12与电机11的输出轴连接；联轴承12位于油箱
中；泵体，泵轴2另一端穿入该泵体，泵体包含泵体外壳16、设置在泵体外壳16顶部的盘根基
座15以及设置在盘根基座15中的盘根13，泵体外壳16内还设有橡胶轴承17、橡胶条18，盘根
基座15中还设有压盘14；在所述泵体内位于盘根13上方对应泵轴2的位置设有一冷却通道，
该冷却通道的入口连接一冷却水管19，其出口连接至剩水泵，由于高速运行的泵轴2会引起
盘根13温度升温进而导致其使用寿命的下降，在干式泵的运行过程中，从自来水管引入冷
却水，冷却水通过冷却水管19进入冷却通道从而对盘根13进行冷却。
本发明对干式泵运行的关键位置节点油箱与盘根处进行了特别监控设计，从而构
成一套完整的保护系统，具体的，所述的保护系统包含：泵轴上下串动检测用传感器4，用于
检测泵轴2上下串动；泵轴横向检测振动传感器8，用于检测泵轴2横向振动情况；当电机11
运行故障，油箱中的油经过摩擦引起油温的升高，因此还在油箱上设置一第一热电阻温度
传感器3，用于检测油箱油温度；第一摄像头5，用于观测油箱；第二摄像头6，用于观测泵体
16的盘根13处；信号控制器9，实现远程监控实时信息采集及反馈控制，其分别连接所述的
泵轴上下串动检测用传感器4、第一热电阻温度传感器3、电磁阀7、泵轴横向检测振动传感
器8、第一摄像头5以及第二摄像头6。
在干式泵的运行过程中，一旦橡胶轴承17、橡胶条18等发生老化或磨损时，泵轴2
运行将不稳定横向振动就会加剧，严重时引起盘根13处溢水，因此，本实施例中，所述泵轴
横向检测振动传感器8位于盘根13顶部的泵轴2一侧，结合观测泵体16的盘根13处的第二摄
像头6，便于操作人员及时发现问题进行处理。
本实施例中，所述的泵轴上下串动检测用传感器4位于联轴承12的一侧，通过检测
联轴承12的串动来反映泵轴2的串动情况，具体的，其原理是，一旦泵轴2发生严重的上下串
动，联轴承12就会发生轴向位移，那么泵轴上下串动检测用传感器4将无法检测到联轴承
12，表示故障发生。
本实施例中，所述的保护系统还包含：第二热电阻温度传感器，与信号控制器9连
接，用于检测盘根13的温度；电磁阀7，设置在冷却水管19上。当第二热电阻温度传感器检测
到的盘根13温度高于预设值，信号控制器9控制电磁阀7打开进行冷却操作，同时信号控制
器9控制对应的第二摄像头6打开观测并记录泵体16盘根13处的实际运行情况，当盘根13温
度冷却到合适范围，信号控制器9控制电磁阀7以及第二摄像头6关闭。
如图1、3所示，所述的信号控制器9设置在一控制电气柜内，其连接一外部电源以
及显示单元，本实施例中，控制电气柜可以是集成有PLC、界面显示器、直流电源模块、继电
器等元器件的控制柜；所述的信号控制器包含：输入单元93、微型CPU91、存储器92以及输出
单元94；微型CPU91连接输入单元93，微型CPU91包含运算器以及控制器；存储器92连接所述
的微型CPU91；输出单元94连接所述的微型CPU91。为了更好地保障干式泵的可靠运行，在有
故障发生情况时，能第一时间内停泵报警而尽量减少异常状况的持续时间，并且及时将故
障信号实时反馈于操作与维修人员，得以有效扼制故障损失进一步扩大，即时采取应对措
施，该信号控制器9还可通过232、485端口与短信监控模块或有线网络组态监控模块连接通
讯，实现实时的数据监控平台。信号控制器9还配置有拓展端口，便于进一步外接其他的检
测单元。
本发明还公开了一种排水泵站内干式泵的保护方法，其包含：
正常运行时，所述第一摄像头5与第二摄像头6关闭，以节约设备用电、数据传输量以及
延长使用寿命，当泵轴上下串动检测用传感器4检测到泵轴2的上下串动数据或横向检测振
动传感器8检测到的泵轴2的横向振动数据或第一热电阻温度传感器3检测到的油箱温度数
据中的任意一项数据大于其预设值，信号控制器9发出硬性报警，同时远程控制对应处的第
一摄像头5和/或第二摄像头6打开观测并记录油箱和/或泵体16盘根13处的实际运行情况，
为后续的维修或运行决策提供有效实际图像依据，便于工作人员及时维修或更换零件。
当第二热电阻温度传感器检测到的盘根13温度高于预设值，信号控制器9控制电
磁阀7打开，同时控制对应的第二摄像头6打开观测并记录泵体16盘根13处的实际运行情
况。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的
描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的
多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。