全自动恒压给水设备.pdf

本发明属于一种自来水的给水装置，特别是一种应用电磁调速原理的全自动恒压给水设备。
    为了解决高层楼房用水难的问题，人们设计出气压式、隔膜式差压供水设备，它由气压罐、离心泵、普通电机等构成，它的不足之处是：制造加工困难，成本高，耗能大，设备占地面积大，而且，平凡的启动必然造成对用户电网的较大冲击，也使供水设备本身受到很大影响。于是人们又设计出微机变频调速供水设备，包括微型计算机、变频调速器、电动机、离心清水泵等，其不足之处是：变频调速器需要进口，价格高，需要大量外汇，因而变频调速式供水设备成本高;另外，该供水设备的管理与维修需要专业人员，而一般单位又缺乏这样的专业人员，因而使其推广应用带来困难。

    本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种结构简单，制造容易，生产成本低，节能、占地面积小、对用户电网影响小，使用维修都很方便的全自动恒压给水设备。

    本发明的技术解决方案是：一种全自动恒压给水设备，包括离心清水泵、安装在供水管道中检测水压的压力传感器、相互连接的管道、阀门、和电控柜，其特征之处是：还包括可与离心清水泵相配合的电磁调速电动机，电控柜中包括控制电机水泵启闭的定时控制电路，一个多路稳压电源电路，一个与电磁调速电动机控制器JD1相匹配的PID自动调节电路，和一个可放大压力传感器信号并输入到PID自动调节电路的放大处理电路。

    本发明技术解决方案中的压力传感器信号放大处理电路包括阻容惯性电路、信号放大电路、限幅电路。

    本发明技术解决方案中的电控柜中还包括一个具有软起动功能的延时开关电路。

    本发明由于采用了电磁调速电机、离心清水泵、压力传感器及其放大处理电路、PID自动调节电路，可根据压力传感器检测地供水管内水压信号，通过PID自动调节电路的自动调节，来控制电磁调速电机的滑差离合器，使电磁调速电机达到与供水要求相适应的转速，即控制了流量或压力的变化，具有恒压的功能，因此获得了显著的节能效果。本发明由于采用了控制电机水泵转动与停止的定时控制电路，能够根据不同的用户要求，在二十四小时内可任意确定供水设备的启停时间，编程使其根据早、中、晚用水高峰情况控制电机水泵的开启时间，可进一步提高节能效果。因此克服了恒速变压方式耗能大的缺点。本发明由于采用了延时开关电路，具有软起动功能，经PID自动调节电路，使水泵在1～30S内均加速转动起来，因而克服了电机带载突然起动对电网、电机、管网、水泵的不利影响，减小了对电网电压的波动，延长了供水设备的使用寿命。本发明的恒温误差为±0.02MPa。本发明与现有气压式、隔膜式差压供水设备、微机变频调速供水设备相比，还具有成本低、制造使用方便可靠，和维修方便的特点。

    附图的图面说明如下：

    图1为本发明电机和定时控制部分电路图;

    图2为本发明自动调节控制部分电路图。

    下面结合附图对本发明作进一步详述：如图1所示，电磁调速电机D1和普通电机D经自动开关ZK、交流接触器M1、M2、和热继电器RJ1、RJ2、与三相电源相连。由定时钟（一种石英开关钟）XT、电节点压力表Xy、继电器J1、J2、时间继电器JS、中间继电器M3、指示灯HD、井铃DL等构成了控制电机水泵转动与停止的定时控制电路;定时钟XL可编程使其在二十四小时内任意制定起停时间;电节点压力表Xy控制了压力范围，上限时与继电器J1接通，下限时与继电器J2接通;因此，该控制电路还具有压判控制功能;当出现缺相等原因时，热继电器RJ1、RJ2之一动作;井铃DL开始报警，同时使其断电保护。如图2所示，由变压器、桥式整流器T1、T2、T3、三端集成稳压器S2、S3、电容C8、C9、C10、C11构成多路稳压电源电路，提供了+18V、-18V、+17V的电压值。延时开关电路由三端稳压器S1、RC延迟电路中电阻W6与电容C5、三极管G3、基极电阻R12、给定电阻W5与电容器C3构成;该电路也可以是其它形式的通用延时开关电路。PID自动调节电路由运算放大器LM1、三极管G1、G2、二极管D1、D2、反馈电阻W1、W2、R1、R2、积分电容C1、同相输入端的微分电阻R9、电容C2等外围电路构成。其中G1、G2、W3、W4、D1、D2、R4、R5构成了限幅电路，限定了信号输出的范围;由运算放大器LM1和R1、R2、R3、W1、W2及积分电容组成积分放大电路即PI电路;C2、R9构成了常量微分单元;输出端直接与电磁调速电动机控制器JD1连接，输出电压为0～10V，控制器JD1输出为0～90V，以控制电磁调速电动机的滑差离合器。该PID自动调节电路还可以由其它器件构成同样功能的电路。压力传感器信号放大处理电路包括与压力传感器YTZ相连接的阻容惯性电路，放大电路和限幅电路。阻容惯性电路由电阻R15、电容C7构成;放大电路由运算放大器LM2及电阻R16等元件构成;限幅电路与PID自动调节电路中的限幅电路的形式相同。图1与图2中的接点③④⑤⑥⑦对应相连接。

    图2所示的工作原理为：当给定电阻W5调整一个确定值后，接通电源，多路稳压电源提供了各种电压值。由于电容C5、电阻W6的延时作用，使得三极管G3导通，给LM1使逐渐升高达到给定输入电压值，经过PI电路与限幅电路作用，使控制器JD1得到0～10伏的电压输入值，由控制器JD1调节了电磁调速电动机的转速，水泵开始泵水，管网中压力逐渐增加，由于YTZ压力传感器的作用得到管网中的压力值，通过压力信号放大处理电路放大，经过微分作用与给定输入电压值比较，形成压力闭环自动调节回路，达到了自动调节的目的。