本申请涉及流体机械技术领域，尤其涉及一种柱塞泵及其中的杂质预警装置。
背景技术：
海淡系统、垃圾渗滤液处理和工业废水零排放等水处理系统需要泵提供高压环境，用于反渗透膜过滤，得到更加清洁的水。其中，系统高压由高压柱塞泵提供，高压柱塞泵是一种容积式水泵，依靠柱塞的往复运动来输送介质和提供高压。在柱塞泵中存在一系列的摩擦副，这些摩擦副用于提供密封和支撑，摩擦副表面的平面度和粗糙度要求极高，如出现杂质，在柱塞泵高速运转时，将会导致摩擦面受损，设备出现抱死、密封失效等故障。一般在水处理系统中，柱塞泵前会安装一系列高精度过滤器对杂质进行过滤，但过滤器本身失效时间难以预知，一旦过滤器出现失效，将会导致柱塞泵出现故障。
技术实现要素：
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种柱塞泵及其中的杂质预警装置。
本申请的实施例提供一种柱塞泵中的杂质预警装置，包括：
控制单元；
套筒；所述套筒的第一端为流体的进口，第二端用于连接柱塞泵的进口；
第一压力传感器；所述第一压力传感器安装在所述套筒的侧壁外部，所述第一压力传感器的连接线与所述控制单元连接；所述第一压力传感器的测量面法线与流体方向垂直；所述第一压力传感器，用于测量所述流体的静压，并将所述静压发送给所述控制单元；
第二压力传感器；所述第二压力传感器安装在所述套筒内、与所述套筒的侧壁内部连接，所述第二压力传感器的连接线穿过所述套筒的侧壁与所述控制单元连接；所述第二压力传感器的测量面法线与流体方向平行；所述第二压力传感器，用于测量所述流体的总压，并将所述总压发送给所述控制单元；
所述控制单元，用于当根据接收的所述总压和所述静压，确定所述流体的密度上升幅度大于阈值时，向柱塞泵发送停机信号。
较佳地，所述套筒的侧壁内部设置有支架；所述第二压力传感器通过所述支架连接在所述套筒的侧壁内部。
较佳地，所述第一压力传感器通过螺纹连接安装在所述套筒的侧壁外部。
较佳地，所述第一压力传感器与所述套筒的连接处设置有密封层。
较佳地，所述套筒的侧壁上设置有安装孔；所述安装孔上安装有密封套件；
所述第二压力传感器的连接线穿过所述密封套件与所述控制单元连接。
较佳地，所述密封套件包括第一螺母、第二螺母、第一环型密封圈和第二环型密封圈；其中：
所述第一螺母为T型螺母；所述第一螺母的小端与所述安装孔的孔壁通过螺纹安装连接；所述第一螺母的大端中间具有圆柱形凹槽；所述圆柱形凹槽的底部具有通孔；所述第一环型密封圈安装于所述圆柱形凹槽底部；所述第二螺母安装于所述圆柱形凹槽内；所述连接线穿过所述通孔、所述第一环型密封圈、所述第二螺母；所述第二螺母螺纹连接所述圆柱形凹槽的侧壁、压紧所述第一环型密封圈，以密封所述连接线；
所述第二环型密封圈，套设于所述第一螺母的小端，用于密封所述第一螺母与所述安装孔的接触面。
较佳地，所述控制单元为PLC。
较佳地，所述控制单元为电脑。
本申请的实施例还提供一种柱塞泵，包括柱塞泵主体；还包括如以上任一项所述的杂质预警装置；所述杂质预警装置中的套筒与柱塞泵主体的进口连接。
较佳地，所述套筒通过卡箍柔性连接器与所述柱塞泵主体的进口连接。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由于柱塞泵的进口处的流体中的杂质含量增多时，基于流体本身的特点，流体的密度会随着杂质含量的增多而增大，流体的密度增大时，流体的动压也会随着变化，因此，可以通过监测动压的变化来监测流体中的杂质含量，又由于流体的总压与静压的差值为动压，因此，可以通过监测流体的总压和静压来监测流体中的杂质含量。本实施例中，在柱塞泵的进口处增设有套筒以供流体进入，套筒的侧壁外部设置有第一压力传感器，由于第一压力传感器的测量面法线与流体方向垂直设置，因而可以测量流体的静压，套筒内部设置有第二压力传感器，由于第二压力传感器的测量面法线与流体方向平行，因而可以测量流体的总压，控制单元根据静压和总压，就可以确定流体的密度上升幅度，当上升幅度大于阈值时，说明此时流体中的杂质超标，可能过滤器已经失效，立即向柱塞泵发出停机信号，以减小损失。本方案中，仅在柱塞泵的接口处增设套筒、压力传感器这些简单易得的器件，无需对柱塞泵内部结构进行任何改进，结构简单、紧凑、成本低。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种柱塞泵中的杂质预警装置的结构示意图。
图2是本申请一个实施例提供的一种密封套件的结构示意图。
图3是本申请一个实施例提供的一种柱塞泵的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的柱塞泵及其中的杂质预警装置相一致的例子。
图1是本申请一个实施例提供的一种柱塞泵中的杂质预警装置。参见图 1，本实施例中的柱塞泵中的杂质预警装置，包括：
控制单元(图中未示出)；
套筒1；套筒的第一端为流体的进口，第二端用于连接柱塞泵的进口；
第一压力传感器2；第一压力传感器安装在套筒的侧壁外部，第一压力传感器的连接线与控制单元连接；第一压力传感器的测量面法线与流体方向垂直；第一压力传感器，用于测量流体的静压，并将静压发送给控制单元；
第二压力传感器3；第二压力传感器安装在套筒内、与套筒的侧壁内部连接，第二压力传感器的连接线穿过套筒的侧壁与控制单元连接；第二压力传感器的测量面法线与流体方向平行；第二压力传感器，用于测量流体的总压，并将总压发送给控制单元；
控制单元，用于当根据接收的总压和静压，确定流体的密度上升幅度大于阈值时，向柱塞泵发送停机信号。
其中，杂质可以为沙粒等等大颗粒杂质。
其中，第一压力传感器和第二压力传感器的连接线中包括信号线和电源线，均为防水线缆。由于第一压力传感器设置在套筒外，因而，连接线可以直接跟控制单元连接；由于第二压力传感器设置在套筒内，因而，连接线需要穿过套筒的侧壁跟控制单元连接。
由于柱塞泵的进口处的流体中的杂质含量增多时，基于流体本身的特点，流体的密度会随着杂质含量的增多而增大，流体的密度增大时，流体的动压也会随着变化，因此，可以通过监测动压的变化来监测流体中的杂质含量，又由于流体的总压与静压的差值为动压，因此，可以通过监测流体的总压和静压来监测流体中的杂质含量。本实施例中，在柱塞泵的进口处增设有套筒以供流体进入，套筒的侧壁外部设置有第一压力传感器，由于第一压力传感器的测量面法线与流体方向垂直设置，因而可以测量流体的静压，套筒内部设置有第二压力传感器，由于第二压力传感器的测量面法线与流体方向平行，因而可以测量流体的总压，控制单元根据静压和总压，就可以确定流体的密度上升幅度，当上升幅度大于阈值时，说明此时流体中的杂质超标，可能过滤器已经失效，立即向柱塞泵发出停机信号，以减小损失。本方案中，仅在柱塞泵的接口处增设套筒、压力传感器这些简单易得的器件，无需对柱塞泵内部结构进行任何改进，结构简单、紧凑、成本低。
下面对杂质预警装置的原理进行详细介绍：
如果沙粒等杂质混入流体中，流体的平均密度ρ会上升。基于图1所示的结构，第一压力传感器测量得到流体的静压P1，第二压力传感器测量得到流体的总压P0，总压与静压的差值就是动压P2。可以理解的是，现有的水处理系统中均设置有流量计，可以测量得到流速v，因此，P2＝P0-P1＝1/2*ρ*v2。基于此，可知ρ＝2*(P0-P1)/v2。
如果根据ρ的值确定流体的密度上升幅度大于上述阈值时，就向柱塞泵发送停机信号，以使得柱塞泵停机。其中，上述阈值可以根据实际需要进行设置，例如可以是1％。
其中，控制单元可以但不限于为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，或者电脑。
较佳地，控制单元，还用于在向柱塞泵发送停机信号的同时，发出报警。如此，可以通过报警提示工作人员及时进行检修。
实施中，由于第二压力传感器是测量的总压，因而需要进入流体中，为保证较佳地测量效果，较佳地，第二压力传感器的可以耐受的水压至少为 10bar，测量精度等级为0.1级。为保证测量准确，较佳地，第一压力传感器的测量精度等级与第二压力传感器的测量精度等级相等。
较佳地，第一压力传感器通过螺纹连接安装在套筒的侧壁外部。
较佳地，第一压力传感器与套筒的连接处设置有密封层。本实施例中，可以采用湿密封的方式。其中，密封层的材质可以为生胶带。本实施例中，通过设置密封层可以有效防止流体在连接处泄漏。
参见图1，较佳地，套筒1的侧壁上设置有安装孔；安装孔上安装有密封套件4；
第二压力传感器2的连接线穿过密封套件4与控制单元连接。
本实施例中，密封套件的设置可以有效防止流体在安装孔处泄漏。
其中，密封套件的种类有多种。例如，图2所示的密封套件的放大图，密封套件包括第一螺母41、第二螺母42、第一环型密封圈43和第二环型密封圈44；其中：
第一螺母41为T型螺母；第一螺母的小端411与安装孔的孔壁通过螺纹安装连接；第一螺母的大端412中间具有圆柱形凹槽；圆柱形凹槽的底部具有通孔；第一环型密封圈43安装于圆柱形凹槽底部；第二螺母42安装于圆柱形凹槽内；连接线31穿过通孔、第一环型密封圈43、第二螺母42；第二螺母42螺纹连接圆柱形凹槽的侧壁、压紧第一环型密封圈43，以密封连接线；
第二环型密封圈44，套设于第一螺母41的小端411，用于密封第一螺母与安装孔的接触面。
较佳地，参见图1，套筒的侧壁内部设置有支架5；第二压力传感器3通过支架5连接在套筒1的侧壁内部。
图3是本申请的另一实施例提供的一种柱塞泵的结构示意图。参见图3，本实施例的柱塞泵，包括柱塞泵主体6；还包括如以上任意实施例所述的柱塞泵中的杂质预警装置；杂质预警装置中的套筒1与柱塞泵主体的进口7连接。其中，控制单元，当根据接收的总压和静压，确定流体的密度上升幅度大于阈值时，向柱塞泵主体发送停机信号。柱塞泵主体接收到停机信号就会停机。其中，柱塞泵主体的进口即上述柱塞泵的进口。
本实施例的有益效果与上述柱塞泵中的杂质预警装置的有益效果推导类似，此处不再赘述。
较佳地，参见图3，套筒1通过卡箍柔性连接器8与柱塞泵主体的进口7 连接。本实施例中，通过卡箍柔性连接器连接套筒和柱塞泵主体的进口，安装拆卸方便。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。