專(zhuān)利名稱(chēng)：多功能水泵、風(fēng)機(jī)組節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多功能水泵、風(fēng)機(jī)組、節(jié)電裝置。
使用水泵或水泵組，通過(guò)有壓水管向用水單位供水時(shí)，由于用水量是不斷變化的，希望供水量也在保持一定壓力的條件下隨之變化，以達(dá)到節(jié)電的目的，因?yàn)樗煤挠玫碾姽β适请S流量增大而增大的。
目前的做法是通過(guò)對(duì)流量計(jì)的監(jiān)視，用手動(dòng)方式控制水泵組的開(kāi)機(jī)或停機(jī)。用這種方式控制精度低，做不到流量和壓力的及時(shí)跟蹤調(diào)節(jié)，且依賴(lài)于操作者的能力和責(zé)任心。至于閥門(mén)的開(kāi)度則一般不實(shí)施控制。在多數(shù)場(chǎng)合，實(shí)際上并不控制，即讓水泵全部常開(kāi)，這樣做電能浪費(fèi)極大。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能自動(dòng)進(jìn)行流量和壓力跟蹤并及時(shí)控制水泵組開(kāi)機(jī)或停機(jī)、并能調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度的控制裝置，以實(shí)現(xiàn)水泵組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，求得最佳節(jié)電效果。
本實(shí)用新型是基于以下的原理在由若干臺(tái)水泵組成的管路供水系統(tǒng)內(nèi)，總的流量和壓力是有一定相關(guān)關(guān)系的。在以流量Q為橫座標(biāo)壓力P為縱座標(biāo)的平面直角座標(biāo)系內(nèi)，每一對(duì)對(duì)應(yīng)的Pi和Qi都可在座標(biāo)內(nèi)找到一個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)。把這些點(diǎn)連接起來(lái)，就可得到一條平滑的曲線段，這就是該系統(tǒng)的P－Q關(guān)系曲線。在這段曲線上可以找到若干個(gè)區(qū)分點(diǎn)，把曲線段分成若干個(gè)區(qū)間，分別表示水泵開(kāi)機(jī)若干臺(tái)數(shù)時(shí)的工作區(qū)間。在每個(gè)區(qū)間內(nèi)還可以分若干個(gè)(理論上是連續(xù)的)小區(qū)間，代表每臺(tái)泵的閥門(mén)處于不同開(kāi)度時(shí)的工作狀態(tài)。這樣，知道某一對(duì)參數(shù)(Pi和Qi)，就可以在曲線上找到某一相應(yīng)的點(diǎn)，即找到相應(yīng)的工作狀態(tài)——開(kāi)機(jī)的臺(tái)數(shù)和閥門(mén)的開(kāi)啟度。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的除了電源部分、信號(hào)指示面板和一個(gè)箱體以外(1)有流量傳感器并采用效率傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器對(duì)工作點(diǎn)進(jìn)行即時(shí)跟蹤。
(2)設(shè)一個(gè)控制電路，對(duì)各傳感器來(lái)的流量信號(hào)、壓力信號(hào)、溫度信號(hào)和效率信號(hào)進(jìn)行連續(xù)的處理的邏輯運(yùn)算，然后輸出控制信號(hào)，以調(diào)節(jié)水泵、(或風(fēng)機(jī))開(kāi)機(jī)的臺(tái)數(shù)和各臺(tái)水泵閥門(mén)的開(kāi)啟度的大小。該控制電路的特點(diǎn)是整形放大電路之后有若干個(gè)分區(qū)電路。分區(qū)電路的功能是把信號(hào)進(jìn)行分比較區(qū)，然后進(jìn)入邏輯功放電路。
(3)在每臺(tái)水泵上設(shè)一個(gè)閥門(mén)啟閉伺服機(jī)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本控制裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)由于同時(shí)使用多個(gè)(流量、效率、溫度和壓力)傳感器，對(duì)流量、效率、溫度和壓力進(jìn)行即時(shí)跟蹤，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)入閥門(mén)的開(kāi)啟度，提高了控制的精度和質(zhì)量；(2)完全做到了控制的自動(dòng)化和智能化；(3)使水泵組始終處于最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，大大節(jié)約了電能。與目前普遍的不控制的情況相比，可節(jié)電30％左右。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。



圖1是壓力流量關(guān)系曲線圖。
圖1顯示了一種由四臺(tái)水泵組成的管路供水系統(tǒng)的情況。(10)為其P－Q曲線示意圖。(20)為其管路系統(tǒng)示意圖。(J1)、(J2)、(J3)和(J4)為四臺(tái)水泵機(jī)組。(F1)、(F2)、(F3)和(F4)為上述四臺(tái)泵的閥門(mén)。Q為總管上的流量，P為其壓力。從(20)可以看到，整個(gè)曲線段AE，由B、C、D三個(gè)區(qū)分點(diǎn)分為四個(gè)區(qū)間。AB段(J1)為開(kāi)一臺(tái)泵(J1)時(shí)的工作區(qū)間，BC段(Ⅱ)為開(kāi)兩臺(tái)泵(1)和(J2)時(shí)的工作區(qū)間。余類(lèi)推。AB段內(nèi)的小區(qū)間則表示(J1)泵的閥門(mén)(F1)處于不同開(kāi)度時(shí)的流量。例如，
圖1中所示，a點(diǎn)為較小開(kāi)度、b點(diǎn)為較大開(kāi)度。余類(lèi)推。圖上的任意點(diǎn)和n(總流量Qn、壓力Pn)則表示下述工作狀態(tài)(J1)(J2)開(kāi)機(jī)(J3、J4停機(jī))、(F1)閥門(mén)全開(kāi)、(F2)處于較大開(kāi)度。
圖2是本控制裝置的控制電路部份的方框圖。從圖2可以看到本控制裝置有多個(gè)連續(xù)的輸入信號(hào)來(lái)自壓力傳感器的壓力信號(hào)P1，效率信號(hào)η，溫度信號(hào)t和來(lái)自流量傳感器的流量信號(hào)Q1、η1、P1和t1、Q1信號(hào)分別進(jìn)入Ef(整形放大)、FB(分區(qū)比較)、ZE(整形放大)、QL(區(qū)間內(nèi)比)一個(gè)整形放－－比較分區(qū)電路。(3)然后再進(jìn)入下面的LQ(邏輯運(yùn)算)、LE(邏輯運(yùn)算)、GF(功放執(zhí)行)、GE(功能執(zhí)行)邏輯功放電路控制執(zhí)行信號(hào)有兩組(j1、j2、j3、j4)和(f1、f2、f3、f4)分別控制GZ(開(kāi)／停機(jī)控制)fk(閥位控制)水泵的開(kāi)機(jī)和停機(jī)的臺(tái)數(shù)和各閥門(mén)的開(kāi)啟度、ZR為信號(hào)報(bào)警指示。
圖3是本控制裝置的控制電路圖，也是由四臺(tái)水泵組成的系統(tǒng)。在整形放大一比較分區(qū)電路(3)內(nèi)運(yùn)算放大器(1)和(2)分別擔(dān)任壓力信號(hào)(P1)和流量信號(hào)(Q1)整形放大。差分運(yùn)算放大器(3)、(4)、(5)、(6)擔(dān)任分區(qū)比較，分別對(duì)應(yīng)于四臺(tái)水泵。(j1、j2、j3、j4)。通過(guò)調(diào)節(jié)電位器(R1)、(R2)、(R3)、(R4)，設(shè)定不同的區(qū)間電平。經(jīng)邏輯運(yùn)算后，信號(hào)(j1)、(j2)、(j3)、(j4)，(高電平或低電平)分別經(jīng)功率放大后使晶體管繼電器吸合或釋放，然后作用于相應(yīng)的主控電路的合閘回路，使相應(yīng)的水泵開(kāi)機(jī)或停機(jī)。差分運(yùn)算放大器(7)、(8)擔(dān)任區(qū)間內(nèi)比，即前述的在每個(gè)區(qū)間內(nèi)劃分小區(qū)間，其輸出信號(hào)分別到相應(yīng)的邏輯門(mén)電路，成為閥門(mén)開(kāi)大或關(guān)小的條件，邏輯運(yùn)算后的輸出信號(hào)(f1、f2、f3、f4)經(jīng)功率放大后使晶體管繼電器吸合或釋放，作用于對(duì)應(yīng)的伺服機(jī)構(gòu)，使閥門(mén)開(kāi)大或關(guān)小。
圖3省略了電源部分和功放部分電路，其為通用電路。
閥門(mén)啟閉伺服機(jī)構(gòu)，當(dāng)閥門(mén)是閘閥時(shí)，可以是普遍的交流伺服電動(dòng)機(jī)，當(dāng)閥門(mén)為蝶閥時(shí)，可以是自整角機(jī)。
圖4為水泵主控電路40和信號(hào)電路50。(JRX)為前述功率放大電路中開(kāi)／停機(jī)控制的晶體管繼電器常開(kāi)接點(diǎn)。(JRX)閉合時(shí)，中間繼電器(JX)勵(lì)磁，使電動(dòng)機(jī)合閘(QC)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。經(jīng)時(shí)間繼電器(SJ)延時(shí)后，起動(dòng)接觸器(JSC)把起動(dòng)電抗器短路，水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)。(KS)為真空泵接觸器。(JRT1)、(LRT2)為前述功率放大電路中閥位控制晶體管繼電器的切換接點(diǎn)。(JRT1)閉合時(shí)，伺服電機(jī)(SD)正轉(zhuǎn)，閥門(mén)開(kāi)大，(JRT2)閉合時(shí)，伺服電機(jī)(SD)反轉(zhuǎn)，閉門(mén)關(guān)小。閥門(mén)的開(kāi)度位置與流量、壓力是對(duì)應(yīng)的。
(XD1)為起動(dòng)指示，(XD2)為運(yùn)轉(zhuǎn)指示，(XD3)為真空泵工作指示，(XD4)和(XD5)分別為閥門(mén)上限和下限指示。(FM1)和(FM2)分別為伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)蜂鳴器。
圖4只畫(huà)出一個(gè)水泵一閥門(mén)單元的情況，實(shí)際數(shù)量可以是若干個(gè)，如本實(shí)施例為四個(gè)單元。
圖5為水泵主電路圖。其中DK為起動(dòng)電抗器。QC為合閘接觸器接點(diǎn)，JSC為起動(dòng)接觸器接點(diǎn)。
圖7中14、15為效率信號(hào)和溫度信號(hào)顯示。
上述控制節(jié)電裝置，同樣適用于風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行情況。
圖6為伺服電機(jī)主電路圖。ZS1為正轉(zhuǎn)接點(diǎn)，ZS2為反轉(zhuǎn)接點(diǎn)。
圖7為本控制裝置的一種實(shí)施例的外形和面板布置圖。所示亦為四臺(tái)水泵組成的管路供水系統(tǒng)的情況。圖中，(6)為電源指示，(7)和(8)分別為流量和壓力指示，(9)為開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)指示，(10)為閥門(mén)上下限跟蹤指示，(11)為流量和壓力表計(jì)，(12)為手動(dòng)一自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，(13)為電源開(kāi)關(guān)。
上述實(shí)施例均涉及由四臺(tái)水泵組成的管路供水系統(tǒng)的情況。本控制裝置可以適用于任意臺(tái)數(shù)水泵組成的系統(tǒng)。
本控制裝置原則上也適用于其他泵類(lèi)(如漿泵)、和風(fēng)機(jī)類(lèi)的場(chǎng)合。
本控制裝置的控制電路中的整形放大－比較分區(qū)電路，如圖2中的(3)及圖3中的(3′)所示，也可以用在其他多種控制場(chǎng)合。其傳感器的數(shù)量可以是一個(gè)或一個(gè)以上。例如，用于水泵直流電機(jī)的調(diào)速，可以只用流量傳感器。信號(hào)經(jīng)整形放大和比較分區(qū)后，不同電平的多個(gè)分點(diǎn)可分別對(duì)應(yīng)于可控硅的各導(dǎo)通角，控制直流電機(jī)的工作電壓，從而調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)閉環(huán)控制。又如，改換傳感器種類(lèi)，可以用于化工供料系統(tǒng)，控制加料量多少；也可以用于冶金軋鋼機(jī)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)軋輥，控制所軋制鋼板的厚度，等等。
權(quán)利要求1.一種水泵風(fēng)機(jī)組節(jié)電裝置，包括電源部份，信號(hào)指示面板和一個(gè)箱體其特征在于A該裝置設(shè)有流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，并采用效率傳感器；B該裝置采用一個(gè)包括若干個(gè)分區(qū)電路在內(nèi)的控制電路；C每臺(tái)水泵閥門(mén)上有一個(gè)閥門(mén)啟閉伺服機(jī)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的節(jié)電裝置，其特征在于所述傳感器按置在每臺(tái)水泵流量、壓力溫度的測(cè)試部位。
3.按權(quán)利要求1、2所述的節(jié)電裝置，其特征在于閥門(mén)啟閉伺服機(jī)構(gòu)為交流伺服電動(dòng)機(jī)或自整角機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多功能水泵、風(fēng)機(jī)組、節(jié)電裝置，本裝置使用多個(gè)傳感器，對(duì)效率、流量、壓力和溫度，進(jìn)行信號(hào)顯示和即時(shí)跟蹤。信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)控制電路的處理和邏輯運(yùn)算，能自動(dòng)調(diào)節(jié)，開(kāi)機(jī)的臺(tái)數(shù)和閥門(mén)的開(kāi)啟度，使系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，有顯著的節(jié)電效果。本實(shí)用新型，也能應(yīng)用于其它泵類(lèi)和風(fēng)機(jī)，以及其它領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F04D15/00GK2066519SQ9021154
公開(kāi)日1990年11月28日 申請(qǐng)日期1990年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月13日
發(fā)明者徐俊, 李訓(xùn)木, 胡郁明 申請(qǐng)人:徐俊