全自动阶梯式气压送水器.pdf

本实用新型涉及固定建筑物的供水装置，对气压式送水器实行阶梯式全自动控制。
    现有技术中的高楼送水器采用气压式送水器，具有气压罐、补气罐、几台等流量大口径抽水泵、压力传感器、缺水传感器、水泵电控箱，由于用户用水流量是一个从0——最大用水量之间的较大范围内变化的变量，给水装置必须满足其最大流量的需要，所以水泵的选用必须等于或大于最大用水流量，而水泵在大多数时间是在较小的变化流量区工作，虽然有气压罐蓄能，但气压罐不可能做得很大，蓄水量一般只有1－2立方米可以使用，所以造成停机时间短、水泵的流量大、运行时间短、起动频繁，造成电器及水泵的不正常损坏，也给电网造成一些不良影响，能量损失也较大，这是目前气压式送水器的先天性缺陷。

    本实用新型之目的在于提供一种采用不同流量水泵组合并用电脑全自动控制，从而避免水泵频繁起动，减少故障率和能量损失的全自动阶梯式气压送水器。

    图1为本实用新型结构原理图；

    图2为本实用新型控制电路图；

    本实用新型的技术解决方案是：这种全自动阶梯式气压送水器，具有水泵（1）、气压罐（2）、补气罐（3）、单向阀（4）、压力传感器（5）、缺水传感器（6），其主要特征是水泵（1）采用流量成等比级数递增或递减的多台水泵组成阶梯式组合，水泵（1）的控制由计数器（U1）、计数器控制电路（U2、U3、U4、U6）、单稳定时电路（U7）、脉冲发生器（BT33）、输出电路（5）构成的电气控制电路控制。

    下面结合附图对本技术方案作进一步详细说明：

    如附图1所示，这种全自动阶梯式气压送水器，具有水泵（1）、气压罐（2）、补气罐（3）、单向阀（4）、压力传感器（5）、缺水传感器（6），其中水泵（1）是采用流量成等比级数递增或递减的多台水泵组成阶梯式组合，压力传感器（6）安装于气压罐（2）上，水泵（1）、补气罐（3）、气压罐（2）与往外送水输出管之间都通过管道和单向阀（4）连接，补气罐（3）与外界大气压通过单向阀（4）连接，当水泵停止工作时，造成补气罐（3）负压，从单向阀吸入大气，水泵重新启动工作时，将补气罐空气压入气压罐内，实现补气功能，缺水传感器（7）装于水池中。

    电气控制电路如图2所示，计数器（U1）为二进制可加减计数器，根据控制电路U3：A送来的脉冲信号进行加法计数，根据U3：B送入脉冲信号进行减法计数，计数器（U1）的四个输出端接至输出电路（U5），从而决定输出电路（U5）四个输出端的电平状态，进而启、闭相应的水泵工作，上述加法脉冲的控制电路U3：A（与非门）的输入由两路控制，一路来自U2：A的反馈，当计数器U1的输出为高电平时，U2：A输出为低电平，从而将U3：A关闭，使加法脉冲无法再送入计数器U1，另一路来自脉冲发生器（BT33）所产生脉冲宽度为1分钟地脉冲；而减法脉冲的控制电路U3：B（与非门）的输入也由两路控制，一路来自U2：B的反馈，当计数器U1输出全为零电位时，通过U4：A、U4：B、U4：C、U4：D反向后使U2：B输出低电位，将U3：B关闭，使减法脉冲无法送入计数器U1，另一路来自D2、D3组成的与门电路，而D2、D3受控于压力传感器（5）的上限开关（K1），上限开关（K1）产生的减法脉冲从这里送入，D3则受控于单稳定时电路（U7），当U7的3脚（输出端）输出低电平时，将D2、D3组成的与门关闭，使减法脉冲无法送入U3：B，控制电路U4：F受压力传感器（5）的下限开关（K2）控制，当下限开关（K2）打开后，U4：F输出高电平，使单稳定时电路U7开始工作，下限开关（K2）闭合时，U4：F输出低电平，使单稳定时电路（U7）处于准备状态，脉冲发生器（BT33）产生加法脉冲，U6：A为一开关电路，U6：A的输出端接至由D4、D5组成的与门，控制输出电路U5：A、U5：B、U5：C、U5：D与门的打开与关闭，而U6：A的输入由压力传感器（5）的上限开关（K1）和下限开关（K2）控制，上限开关（K1）接至U6：A的清零端，上限开关（K1）闭合时，U6：A输出低电平，使输出电路U5关闭，水泵停止工作，下限开关（K2）接至U6：A的置位端，下限开关（K2）闭合时，U6：A被置位，输出高电位，将输出电路U5打开，水泵开始运行，D5、D6受缺水传感器（6）的控制，当缺水传感器（6）开关闭合时，D5、D4组成的与门关闭，使输出电路（U5）关闭，水泵停止工作，D6则使脉冲发生器（BT33）停止工作，输出电路（U5：A、U5：B、U5：C、U5：D）四个与门输出端通过中间继电器控制四台水泵电机的工作或停止，如前所述，它们的输入端一路来自D4、D5组成的与门，另一路来自二进制计数器（U1），以决定水泵流量的不同组合。

    集成电路型号：

    U1：40193 U2：4012

    U3：4011 U4：4049

    U5：4081 U6：4013

    U7：555

    工作原理：由于用数台较小流量的泵来代替一两台较大流量的泵，可以使泵组的调度比较合理，适合流量的大幅度变化，本实用新型采用等比级数递增或递减流量的泵组，可以为一定供水变化范围形成相当多的组合水泵流量控制采用阶梯式控制，如在运行中压力下降到设定的压力下限值或在规定时间内压力不能超过设定的压力下限值，控制电路控制水泵的启动递增，流量递增一个流量级，若仍不能在规定时间内超过下限值，控制电路使水泵再递增一个流量级，直至全部水泵都投入工作；若泵工作至压力达到设定的上限值时，全部泵停止工作；若某流量级的泵在使压力从超过下限值开始到达上限值经过的时间超过规定的时间（如20分钟），则泵停止，流量级保持不变，若该流量级的泵在使压力从超过下限值开始到达上限值经过的时间不足规定的时间，则泵停止，同时流量降低一个流量级。

    优点与效果：避免了水泵的频繁启动，从而极大地减少了水泵、电器、阀门的故障率，具有节能效果，同时还可使气压罐的容积做得最小，若某台水泵出现故障，可单独停机维修，不影响其他泵的正常工作，保证正常供水，本实用新型设计合理新颖，社会效益大，是一项适应面广的新技术。