專(zhuān)利名稱(chēng)：疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供水設(shè)備，特別是一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，隨著城市化的一步步加快和高層建筑的增多，二次供水的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛?，F(xiàn)有的多數(shù)二次供水設(shè)備大都存在供水保障性不足、水力損耗大等問(wèn)題，在保證平衡水箱水定期適時(shí)循環(huán)，水流量實(shí)時(shí)監(jiān)控與按需配比等方面都還缺乏完善的技術(shù)裝置，而國(guó)家對(duì)于二次供水設(shè)備的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)正在不斷提高，二次供水設(shè)備的類(lèi)型和使用地域也不斷提出新的要求?；谶@兩方面的原因，不少企業(yè)正積極自主或與高校、科研院所合作研發(fā)智能化、低能耗的二次供水設(shè)備，以提高自己產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。專(zhuān)利號(hào)為200720111035. 8的專(zhuān)利中公開(kāi)了一種自來(lái)水管網(wǎng)內(nèi)的二次供水裝置， 其特征在于包含了儲(chǔ)水囊和連接儲(chǔ)水囊的氣壓式恒壓給水設(shè)備，能夠在供水壓力低于或高于需求壓力的情況下利用儲(chǔ)水囊進(jìn)行壓力平衡，從而實(shí)現(xiàn)二次恒壓供水，該裝置中存在的問(wèn)題是，雖然儲(chǔ)水囊采用了無(wú)毒塑料與網(wǎng)狀纖維熱熔而成的耐水壓軟性囊體，但是如果管網(wǎng)供水長(zhǎng)時(shí)間符合要求，無(wú)需使用儲(chǔ)水囊時(shí)，其中的水無(wú)法得到有效適時(shí)循環(huán)，長(zhǎng)時(shí)間不循環(huán)必然會(huì)對(duì)其中儲(chǔ)存水質(zhì)造成不好的影響。專(zhuān)利號(hào)為93M1935. 6的專(zhuān)利中公開(kāi)了一種可調(diào)節(jié)的比例射流器，與其原理相似的射流裝置其被廣泛用于當(dāng)前的射流式增壓供水系統(tǒng)中，解決了射流器本身不能夠控制與調(diào)節(jié)進(jìn)入射流器混合室的被吸入流體的問(wèn)題，其特征在于在噴嘴處設(shè)有封水片，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可以調(diào)節(jié)和控制被吸入流體進(jìn)入混合室的量，從而任意調(diào)節(jié)管網(wǎng)進(jìn)水量與水箱進(jìn)水量之間的比例，以滿(mǎn)足不同用水需求，可以實(shí)現(xiàn)射流增壓供水的節(jié)能效應(yīng)，但這里存在的問(wèn)題是缺乏對(duì)流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控與自動(dòng)化調(diào)節(jié)，不能夠保證水箱水的定期循環(huán)，在及時(shí)性、自動(dòng)化程度以及工作效率等方面都需要進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置，包括直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一流量計(jì)、第二流量計(jì)、文丘里結(jié)構(gòu)管件、智能型控制器，所述文丘里結(jié)構(gòu)管件的第一入口與第一流量計(jì)相連接，文丘里結(jié)構(gòu)管件的第二入口通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與第二流量計(jì)相連接，直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)和智能型控制器相連接并位于文丘里結(jié)構(gòu)管件的外部，該直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)在智能型控制器的控制下工作，所述直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作， 所述第一流量計(jì)和第二流量計(jì)分別與智能型控制器相連接，將檢測(cè)到的流量信號(hào)傳輸給智能型控制器。
本發(fā)明的工作原理為直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一傳動(dòng)齒輪，經(jīng)第二傳動(dòng)齒輪與第三傳動(dòng)齒輪，帶動(dòng)第三傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，第三傳動(dòng)軸通過(guò)矩形傳動(dòng)螺紋帶動(dòng)閥芯前后運(yùn)動(dòng)。隨著閥芯向市政自來(lái)水管網(wǎng)出水口的不斷靠近，上述出水口有效出水面積變小，局部壓力變大，從而增大了抽吸水箱水進(jìn)入市政供水管網(wǎng)的局部負(fù)壓大小，反方向運(yùn)動(dòng)則使負(fù)壓減小， 從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)閥芯前后運(yùn)動(dòng)改變第一入口與第二入口水流量的效果。智能控制器根據(jù)采集得到的第一入口與第二入口實(shí)時(shí)流量數(shù)據(jù)，發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)閥芯前后運(yùn)動(dòng)，改變第一入水口與第二入水口的流量情況，進(jìn)行按需調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)入口水流量的柔性配比控制，以滿(mǎn)足不同時(shí)段不同情況下的供水需求。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為1)可以通過(guò)對(duì)水箱水與管網(wǎng)入口水流量的柔性配比控制來(lái)保障水箱水得到定期適時(shí)循環(huán)，保障供水安全；2)此套設(shè)備可以根據(jù)不同用水量需求進(jìn)行柔性控制調(diào)節(jié)，具有非常顯著的節(jié)能效用；3)采用智能型控制器對(duì)閥芯運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，智能性和自動(dòng)化程度得到大大提高，二次增壓供水的工作效率與控制精度得到顯著提升；4)采用直流無(wú)刷電機(jī)、齒輪等常用驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)工具，以及流量計(jì)等設(shè)備，保證整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本合理，適用于批量生產(chǎn)。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置在供水系統(tǒng)中的工作狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置，包括直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)4、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、第一流量計(jì)1、第二流量計(jì)6、文丘里結(jié)構(gòu)管件2、智能型控制器3，所述文丘里結(jié)構(gòu)管件2的第一入口與第一流量計(jì)1相連接，文丘里結(jié)構(gòu)管件2的第二入口通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5與第二流量計(jì)6相連接，直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)4和智能型控制器3相連接并位于文丘里結(jié)構(gòu)管件2的外部，該直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)4在智能型控制器3的控制下工作，所述直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的輸出軸與齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5相連接，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5工作，所述第一流量計(jì)1和第二流量計(jì)6分別與智能型控制器3相連接，將檢測(cè)到的壓力信號(hào)傳輸給智能型控制器3。結(jié)合圖2，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括第一傳動(dòng)齒輪16、第二傳動(dòng)齒輪13、第三傳動(dòng)齒輪8、第一傳動(dòng)軸15、第二傳動(dòng)軸13、第三傳動(dòng)軸10、導(dǎo)向桿20、閥芯7，支架17、軸承18 ； 所述三個(gè)傳動(dòng)軸上均安裝在支架17上、軸承18安裝在第一傳動(dòng)軸的階梯軸端；所述第一傳動(dòng)軸15的一端與電機(jī)的輸出軸相連接，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，該第一傳動(dòng)軸15的另一端固連第一傳動(dòng)齒輪16，該第一傳動(dòng)齒輪16與第二傳動(dòng)齒輪13相嚙合，所述第二傳動(dòng)齒輪13 同時(shí)與第三傳動(dòng)齒輪8相嚙合，上述第二傳動(dòng)齒輪13、第三傳動(dòng)齒輪8分別固連在第二傳動(dòng)軸13、第三傳動(dòng)軸10上，所述第三傳動(dòng)軸10的另一端通過(guò)矩形傳動(dòng)螺紋與閥芯7相連接， 該閥芯7與導(dǎo)向桿20固連，所述電機(jī)通過(guò)三個(gè)傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)第三傳動(dòng)軸10旋轉(zhuǎn)，該第三傳動(dòng)軸10通過(guò)矩形傳動(dòng)螺紋最終帶動(dòng)閥芯7前后運(yùn)動(dòng)。所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、文丘里結(jié)構(gòu)管件2的材料均為食品衛(wèi)生級(jí)的 0Crl8Ni9(SUS304)不銹鋼。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述
一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置，包含了一臺(tái)45W、 IOOrpm的無(wú)刷直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一套齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、一根運(yùn)動(dòng)閥芯、兩套流量計(jì)、一套文丘里結(jié)構(gòu)管件、一套智能流量配比控制器。兩套流量計(jì)分別監(jiān)控水箱入口與管網(wǎng)入口處地流量數(shù)據(jù)，并將兩組數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給流量配比控制器，控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的流量配比值，向驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出相應(yīng)指令，電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，最終驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，直至流量計(jì)監(jiān)控到的流量數(shù)據(jù)滿(mǎn)足配比要求時(shí)停止調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)不同供水需求狀況下水箱水的適時(shí)循環(huán)以及流量配比的智能柔性調(diào)節(jié)。結(jié)合圖1，所述第一流量計(jì)1與第二流量計(jì)6，分別用以監(jiān)控采集水箱入口與管網(wǎng)入口處地流量數(shù)據(jù)，并將相應(yīng)的流量信號(hào)傳輸給控制器3 ；控制器3固定在管件下方，主要有兩組輸入，即流量計(jì)(1)與(6)檢測(cè)得到的水箱入口與管網(wǎng)入口處的流量信號(hào)與外部輸入的流量配比需求信號(hào)，輸出主要對(duì)電機(jī)輸出Γ20πιΑ的工作信號(hào)，具體實(shí)施過(guò)程是第一流量計(jì)1和第二流量計(jì)6將兩組流量信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給控制器3，控制器3根據(jù)預(yù)先設(shè)定的流量配比值，向驅(qū)動(dòng)電機(jī)4發(fā)出相應(yīng)指令，電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5，驅(qū)動(dòng)閥芯7運(yùn)動(dòng)，直至兩組流量計(jì)1和6采集監(jiān)控到的流量數(shù)據(jù)滿(mǎn)足配比要求時(shí)停止調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)不同供水需求狀況下水箱水的定期適時(shí)循環(huán)和水流量的智能柔性調(diào)節(jié)；此外，結(jié)合圖1可見(jiàn)在裝置出口處設(shè)計(jì)成文丘里結(jié)構(gòu)2，水箱水與管網(wǎng)入口水經(jīng)過(guò)柔性配比混合后，進(jìn)入文丘里結(jié)構(gòu)的混合室并噴射出來(lái)，其帶來(lái)了一定的增壓功能，這部分壓力可以節(jié)省后續(xù)增壓泵的工作能耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能作用。結(jié)合圖2，疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含了包括第一傳動(dòng)齒輪16、第二傳動(dòng)齒輪13、第三傳動(dòng)齒輪8、第一傳動(dòng)軸15、第二傳動(dòng)軸13、第三傳動(dòng)軸10、導(dǎo)向桿20、閥芯7 ；其中第一傳動(dòng)齒輪16、第二傳動(dòng)齒輪13、第三傳動(dòng)齒輪8與第一傳動(dòng)軸15、第二傳動(dòng)軸13、第三傳動(dòng)軸10之間都分別通過(guò)第一止動(dòng)螺釘 14、第二止動(dòng)螺釘11、第三止動(dòng)螺釘9連接，電機(jī)輸出軸與第一傳動(dòng)軸之間也通過(guò)第四止動(dòng)螺釘19固連，從而保證運(yùn)動(dòng)的精確性，直流無(wú)刷電機(jī)4根據(jù)控制器3的指令帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)， 第三傳動(dòng)軸10 —端伸出，并外部帶有矩形傳動(dòng)螺紋，閥芯(7)內(nèi)部帶有相應(yīng)的矩形傳動(dòng)螺紋結(jié)構(gòu)，兩者配合安裝，根據(jù)絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理，可以帶動(dòng)閥芯(7)在第三傳動(dòng)軸10上做前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)流量的調(diào)節(jié)，閥芯支撐件20保障閥芯運(yùn)動(dòng)位置穩(wěn)定；三個(gè)傳動(dòng)軸均安裝在支架17上，保障了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置穩(wěn)定。結(jié)合圖3，本發(fā)明疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置22在城市二次供水系統(tǒng)中，入口處接市政供水管網(wǎng)，出口處接生活水增壓泵23供給用戶(hù)，上部接口接平衡水箱21，通過(guò)本發(fā)明可以通過(guò)將市政管網(wǎng)水與水箱水按一定比例配比混合，從而滿(mǎn)足不同用水量需求狀況下的供水調(diào)節(jié)，同時(shí)保障水箱水定期按要求得到循環(huán)。本產(chǎn)品運(yùn)用于二次增壓供水現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，操作員在控制面板上設(shè)
5定流量配比值，系統(tǒng)便可以根據(jù)設(shè)定指令實(shí)時(shí)監(jiān)控水箱水入口與管網(wǎng)入口處地流量，自動(dòng)準(zhǔn)確快速的完成流量配比調(diào)節(jié)，保障水箱水的適時(shí)循環(huán)，大大提升疊壓供水的技術(shù)性能與節(jié)能指標(biāo)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，因此適合于在二次增壓供水行業(yè)大量推廣使用。
權(quán)利要求
1.一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置，其特征在于，包括直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)W]、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[5]、第一流量計(jì)[1]、第二流量計(jì)W]、文丘里結(jié)構(gòu)管件[2]、智能型控制器[3]，所述文丘里結(jié)構(gòu)管件[2]的第一入口與第一流量計(jì)[1]相連接， 文丘里結(jié)構(gòu)管件[2]的第二入口通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[5]與第二流量計(jì)[6]相連接，直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)[4]和智能型控制器[3]相連接并位于文丘里結(jié)構(gòu)管件[2]的外部，該直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)[4]在智能型控制器[3]的控制下工作，所述直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)W]的輸出軸與齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[5]相連接，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[5]工作，所述第一流量計(jì)[1]和第二流量計(jì)[6]分別與智能型控制器[3]相連接，將檢測(cè)到的壓力信號(hào)傳輸給智能型控制器[3]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置， 其特征在于，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[5]包括第一傳動(dòng)齒輪[16]、第二傳動(dòng)齒輪[13]、第三傳動(dòng)齒輪[8]、第一傳動(dòng)軸[15]、第二傳動(dòng)軸[13]、第三傳動(dòng)軸[10]、導(dǎo)向桿[20]、閥芯[7]，支架[17]、軸承[18]；所述三個(gè)傳動(dòng)軸上均安裝在支架[17]上、軸承[18]安裝在第一傳動(dòng)軸的階梯軸端；所述第一傳動(dòng)軸[15]的一端與電機(jī)的輸出軸相連接，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)， 該第一傳動(dòng)軸[15]的另一端固連第一傳動(dòng)齒輪[16]，該第一傳動(dòng)齒輪[16]與第二傳動(dòng)齒輪[13]相嚙合，所述第二傳動(dòng)齒輪[13]同時(shí)與第三傳動(dòng)齒輪[8]相嚙合，上述第二傳動(dòng)齒輪[13]、第三傳動(dòng)齒輪[8]分別固連在第二傳動(dòng)軸[13]、第三傳動(dòng)軸[10]上，所述第三傳動(dòng)軸[10]的另一端通過(guò)矩形傳動(dòng)螺紋與閥芯[7]相連接，該閥芯[7]與導(dǎo)向桿[20]固連， 所述電機(jī)通過(guò)三個(gè)傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)第三傳動(dòng)軸[10]旋轉(zhuǎn)，該第三傳動(dòng)軸[10]通過(guò)矩形傳動(dòng)螺紋最終帶動(dòng)閥芯[7]前后運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置，其特征在于，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[5]、文丘里結(jié)構(gòu)管件[2]的材料均為食品衛(wèi)生級(jí)的 0Crl8Ni9(SUS304)不銹鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種疊壓變頻增壓供水水箱及管網(wǎng)流量配比柔性智能控制裝置，包括了一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、閥芯、兩套流量計(jì)、一套文丘里結(jié)構(gòu)管件以及一套智能控制器。驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在管件外壁，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)閥芯前后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)城市自來(lái)水管網(wǎng)供水流量的柔性調(diào)節(jié)；隨著噴嘴流量的變化形成的抽吸負(fù)壓大小的變化，使得水箱水流量也會(huì)隨之變化，兩套流量計(jì)分別安裝在自來(lái)水管網(wǎng)入口處以及水箱水入口處，監(jiān)控兩個(gè)入水口的流量狀況，當(dāng)兩者流量達(dá)到配比要求時(shí)，完整調(diào)節(jié)，以隨時(shí)滿(mǎn)足水箱水的適時(shí)循環(huán)以及不同情況下的供水需求。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高，適合在城市供水系統(tǒng)中大面積推廣使用。
文檔編號(hào)E03B11/00GK102444172SQ20111027211
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者李建文, 盛國(guó)良, 陸寶春 申請(qǐng)人:南京爾順科技發(fā)展有限公司, 南京理工大學(xué)