專利名稱：一種恒壓節(jié)能供水設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種恒壓節(jié)能供水設(shè)備。
現(xiàn)有的利用變頻調(diào)速的恒壓供水設(shè)備，在用水量很小時，變頻調(diào)速水泵仍不停工作，特別是高層建筑或供水管網(wǎng)較長時，要求管網(wǎng)入口供水壓力較高，變頻調(diào)速水泵必須維持較高的轉(zhuǎn)速，造成水泵磨損發(fā)熱，浪費電能。
本實用新型的目的是提供一種節(jié)約電能，適合于高層建筑，居民小區(qū)等日用水量變化較大場合的恒壓節(jié)能供水設(shè)備。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，根據(jù)本實用新型的特征，它包括PID調(diào)節(jié)器2，變頻調(diào)速器4，壓力傳感器7、8，水位傳感器9，調(diào)速泵M1，恒速泵M2、M3、M4，其特征在于它還包括流量傳感器6，流量壓力控制器3，小氣壓水罐10和小水泵M0，所述壓力傳感器8安裝在小氣壓水罐10上，所述小水泵M0的通斷由流量壓力控制器3控制；所述壓力傳感器7與PID調(diào)節(jié)器2 A／D轉(zhuǎn)換器的輸入相連，所述PID調(diào)節(jié)器2的數(shù)／模轉(zhuǎn)換器輸出mA與變頻調(diào)速器4輸入相連，所述PID調(diào)節(jié)器2的輸出控制繼電器J1、J2、J3控制恒速泵M2、M3、M4的通斷，所述變頻調(diào)速器4的輸出繼電器控制調(diào)速泵M1的通斷，所述流量傳感器6、8、9與流量壓力控制器3的輸入端子相連，所述流量壓力控制器3的輸出控制端分別控制調(diào)速泵M1和恒速泵M2、M3、M4的通斷。所述PID調(diào)節(jié)器2由MCS－51單片機(jī)最小系統(tǒng)，與MCS－51單片機(jī)最小系統(tǒng)總線相連的接口電路V2和接口電路V3，與所述接口電路V2輸入端相連的顯示器和鍵盤，與所述接口電路V3PA口相連的數(shù)／模轉(zhuǎn)換器，與所述接口電路V3PB口，PC口相連的模／數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。所述流量壓力控制器由U6～U9連接組成的計數(shù)電路，U10，U11組成的鎖存電路，U12～U23組成的比較判別電路和U27，U30，Ja，Jb組成的輸出電路連接而成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是顯著的，1)本實用新型在小流量時，由小氣壓水罐和小水泵供水，比現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)一步節(jié)約電能。2)本實用新型可以根據(jù)供水壓力變化信息，保持供水壓力穩(wěn)定在預(yù)定的壓力值上，保證恒壓供水。3)本實用新型可以按預(yù)定的流量值自動切換工作方式。4)本實用新型使用小氣壓水罐，與傳統(tǒng)的氣壓水罐供水相比，其體積，使用鋼材，占地面積均很小。5)本實用新型特別適用于住宅、辦公樓、單班或兩班產(chǎn)的工廠等，用水時間集中的高層建筑和范圍較大的居民小區(qū)和廠礦供水。


圖1是本實用新型系統(tǒng)連接構(gòu)成原理示意圖。
圖2是本實用新型流量壓力控制器電路原理圖。
圖3是本實用新型圖2a、b、c、d、f、g位置關(guān)系圖。
圖4、圖5是本實用新型PID調(diào)節(jié)器電路原理圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的特點和實施。
參見
圖1，示出了本實用新型連接構(gòu)成原理示意圖。本實用新型是這樣工作的，流量壓力控制器3根據(jù)流量傳感器6檢測得到用水流量Q的大小，按預(yù)定的流量值Q1、Q2、Q3進(jìn)行兩種供水方式的切換。在大流量時PID調(diào)節(jié)器2根據(jù)壓力傳感器7檢測得到的水壓P的大小，通過變頻調(diào)速器4控制調(diào)速水泵M1和恒速水泵M2，M3、M4恒壓供水。在小流量時流量控制器3控制小氣壓水罐器10小水泵M0氣壓供水。
其控制過程是這樣的，大流量時由于用水量Q大小變化引起水壓P降低和升高，PID調(diào)節(jié)器2根據(jù)水壓P的變化自動控制變頻調(diào)速器4輸出的電壓及其頻率增加或減少。每當(dāng)調(diào)速水泵M1達(dá)到預(yù)定的最高轉(zhuǎn)速，水壓仍低于要求的恒壓值P0時，經(jīng)過預(yù)定的一段時間后，PID調(diào)節(jié)器2接通J0或J2或J3，自動增加一臺恒速水泵，按M2或M3、M4順序依次投入。同時PID調(diào)節(jié)器2通過變頻調(diào)速器4控制調(diào)速水泵M1從預(yù)定的較低轉(zhuǎn)速開始進(jìn)行恒壓調(diào)節(jié)。每當(dāng)調(diào)速水泵M1達(dá)到預(yù)定的最低轉(zhuǎn)速，水壓仍高于要求的恒壓值P0時，經(jīng)過預(yù)定的一段時間后，PID調(diào)節(jié)器2斷開J3或J2、J1，自動減少一臺正在運行的恒速水泵，按M4或M3、M2順序依次切除。同時PID調(diào)節(jié)器2通過變頻調(diào)速器4控制調(diào)速水泵M1從預(yù)定的較高轉(zhuǎn)速開始進(jìn)行恒壓調(diào)節(jié)。小流量時隨著小氣壓水罐10不斷供水，罐內(nèi)氣壓逐漸下降，當(dāng)它低于預(yù)定的下限值P1時，流量壓力控制器3自動起動小水泵M0向小氣壓水罐10補(bǔ)水，同時向管網(wǎng)供水。如果此時用水量小于小水泵M0的供水能力，小氣壓水罐10內(nèi)貯水量不斷增加，罐內(nèi)氣壓逐漸升高，當(dāng)它超過預(yù)定的上限值P2時，流量壓力控制器3自動停止小水泵10。
圖2示出了本實用新型一個實施例流量壓力控制器3的電路原理圖。由圖中端子①②③來的流量Q的計數(shù)脈沖送入U9作加法計數(shù)，當(dāng)正脈沖結(jié)束時，U9停止計數(shù)，同時U24B輸出相應(yīng)的負(fù)脈沖，其上升沿觸發(fā)單穩(wěn)電路U25A，U25A輸出負(fù)脈沖，其上升后沿將計數(shù)器U6～U9的計數(shù)值Q存入八D觸發(fā)器U10，U11。
八D觸發(fā)器U10，U11的輸出端分別與數(shù)值比較器U12～U23的B0～B3端相連，其輸出值Q同時與流量門限Q1、Q2、Q3比較，經(jīng)集成電路U27、U30組成的RS觸發(fā)器對小泵實現(xiàn)雙位控制。當(dāng)實際流量Q≤Q2時，繼電器Ja吸合，其常開觸點Ja接通小水泵M0。若Q增大，當(dāng)Q≥Q2時，繼電器Jb吸合，其常開觸點Jb接通大小泵(M1或M2、M4)電動機(jī)的磁力起動器線圈的控制回路的電源，小水泵同時繼續(xù)工作。Q繼續(xù)增大，當(dāng)Q≥Q3時，Ja釋放，斷開小水泵，大水泵繼續(xù)工作。
若壓力Q＞Q3開始減小，則到Q≤Q3時大水泵繼續(xù)工作，Q繼續(xù)減小，使Q≤Q2時，Ja吸合，接通小水泵，大水泵同時繼續(xù)工作，Q再減小，當(dāng)Q≤Q1時，Jb釋放，斷開大水泵。
圖4、圖5示出本實用新型一個實施例PID調(diào)節(jié)器電路原理圖。本實用新型PID調(diào)節(jié)器由MCS－51系列單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。固化在EPROMSV5中的程序不斷地通過接口V3起動A／D轉(zhuǎn)換器V4，讀出電阻遠(yuǎn)傳壓力表P(即
圖1中的壓力傳感器7)，并通過接口V2經(jīng)數(shù)碼管顯示。單片機(jī)程序?qū)與供水壓力穩(wěn)定值P0比較，進(jìn)行PID運算后，通過接口V3起動D／A轉(zhuǎn)換器V7輸出端mA輸出4～20mA電流給變頻調(diào)速器4，調(diào)節(jié)調(diào)速水泵M1的轉(zhuǎn)速，維持供水壓力恒定。單片機(jī)系統(tǒng)同時判斷輸出電流所對應(yīng)的頻率是否達(dá)到上、下限值，若已達(dá)到便開始計時，當(dāng)持續(xù)時間也達(dá)到預(yù)定值時，單片機(jī)CPU通過接在P1口上的繼電器J1、J2、J3接通或斷開恒速泵。圖6示出了單片機(jī)CPU的程序流程框圖。在本實施例中，單片機(jī)CPUV1為MCS－51系列單片計算機(jī)，接口電路V3為8155型接口電路，接口V2為8279型接口路，數(shù)／模轉(zhuǎn)換器V7為DAC0832型數(shù)／模轉(zhuǎn)換器，模／數(shù)轉(zhuǎn)換器V4為ICL7109型模／數(shù)轉(zhuǎn)換器。
權(quán)利要求1.一種恒壓節(jié)能供水設(shè)備，包括PID調(diào)節(jié)器2，變頻調(diào)速器4，壓力傳感器7、8，水位傳感器9，調(diào)速泵M1，恒速泵M2、M3、M4，其特征在于它還包括流量傳感器6，流量壓力控制器3，小氣壓水罐10和小水泵M0，所述壓力傳感器8安裝在小氣壓水罐10上，所述小水泵M0的通斷由流量壓力控制器3控制；所述壓力傳感器7與PID調(diào)節(jié)器2A/D轉(zhuǎn)換器的輸入相連，所述PID調(diào)節(jié)器2的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出mA與變頻調(diào)速器4輸入相連，所述PID調(diào)節(jié)器2的輸出控制繼電器J1、J2、J3控制恒速泵M2、M3、M4的通斷，所述變頻調(diào)速器4的輸出繼電器控制調(diào)速泵M1的通斷，所述流量傳感器6、8、9與流量壓力控制器3的輸入端子相連，所述流量壓力控制器3的輸出控制端分別控制調(diào)速泵M1和恒速泵M2、M3、M4的通斷。
2.按權(quán)利要求1所述的一種恒壓節(jié)能供水設(shè)備，其特征在于所述PID調(diào)節(jié)器2由MCS－51單片機(jī)最小系統(tǒng)，與MCS－51單片機(jī)最小系統(tǒng)總線相連的接口電路V2和接口電路V3，與所述接口電路V2輸入端相連的顯示器和鍵盤，與所述接口電路V3PA口相連的數(shù)／模轉(zhuǎn)換器，與所述接口電路V3PB口，PC口相連的模／數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。
3.按權(quán)利要求1所述的一種恒壓節(jié)能供水設(shè)備，其特征在于所述流量壓力控制器由U6～U9連接組成的計數(shù)電路，U10，U11組成的鎖存電路，U12～U23組成的比較判別電路和U27，U30，Ja，Jb組成的輸出電路連接而成。
專利摘要一種恒壓節(jié)能供水設(shè)備，包括PID調(diào)節(jié)器2、流量壓力控制器3、變頻調(diào)速器4、流量傳感器6、壓力傳感器7、8，水位傳感器9、調(diào)速泵M1，恒速泵M2、M3、M4。其中壓力傳感器7與PID調(diào)節(jié)器2中A/D轉(zhuǎn)換器模擬口相連，PID調(diào)節(jié)器2輸出端mA與變頻調(diào)速器4相連，PID調(diào)節(jié)器2，流量壓力控制器3的輸出控制端分別控制調(diào)速泵M1，恒速泵M2、M3、M4的通斷。
文檔編號E03B11/00GK2092564SQ9121626
公開日1992年1月8日 申請日期1991年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月20日
發(fā)明者張瑋, 尹吉山, 董瑞允 申請人:北京市南郊德茂供水設(shè)備廠