全自動穩壓給水裝置的製作方法

2023-09-12 23:49:20

專利名稱：全自動穩壓給水裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種全自動穩壓給水裝置，是用於生活給水和工業生產給水的可靠的自動穩壓給水裝置。
現有技術中比較先進的有一種「自動補氣式 ZQS系列自動氣壓給水設備」，已獲中國專利權，並被南極長城站和中國衛星觀測站選用，中國國際廣播電臺曾宣布該產品達到八十年代國際先進水平，該產品如圖4所示，主要由蓄水池(6)、水泵(2)、自動控制臺(7)和壓力水罐(8)等構成，其工作原理是由水泵(2)將蓄水池(6)的水壓入壓力水罐(8)內，然後藉助壓力水罐(8)內被壓縮的空氣壓力將罐內貯存的水送入給水管網。該產品在結構上必須設置一個大型的貯水壓力罐，佔地面積達數平方米，地基負荷最大為5.5噸，雖然可以取代水塔、高位水箱，但存在如下缺點①佔地面積大、地基負荷重；②成本高、投資高達數萬元；③由於水泵的電動機在不同的工況下工作時的電源頻率基本不變，使水泵常做無用功，故耗電量大；④貯水壓力水罐為壓力容器、製造加工技術要求高、且要消耗大量的鋼材。因此不利於推廣應用，特別是對於一些中小型工廠的生產、及民用生活給水的推廣應用。
本實用新型的目的在於避免上述現有技術中的不足之處而提供一種節電性能好、結構簡單、製造和安裝方便、不用貯水壓力水罐而節省鋼材、成本低、恆壓性能好、工作安全可靠、能夠自動恆壓供水的全自動穩壓給水裝置。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到全自動穩壓給水裝置如


圖1所示，包括有水泵、供水管(如
圖1中粗實線所示)及其管系附件(如閥件、管子連接法蘭、管子接頭等等)，其特徵是還包括有PI調節器、變頻器和壓力傳感器，PI調節器、變頻器、水泵和壓力傳感器構成一個定值閉環迴路控制裝置(如圖2所示)，壓力傳感器通過其傳壓部件的管子接頭與水泵出口處的供水總管連接，其傳感信號輸出端與PI調節器的信號輸入端電氣聯接，PI調節器的信號輸出端與變頻器的信號輸入端電氣聯接，變頻器的變頻電源輸出端與水泵的電動機的電源輸入端電氣聯接，水泵進水口接水源。通過壓力傳感器接受到的水泵出口處供水總管的水壓信號轉換成電信號，反饋到PI調節器，PI調節器根據其選擇的給定信號值與反饋信號值進行比較，其差值經PI調節器進行放大和積分(微分)運算後輸送到變頻器，變頻器隨著所輸入信號的變化而自動改變輸出電源的電壓和頻率，輸入到水泵的電動機，使之隨著改變轉速和輸出功率，從而實現節能和恆壓供水。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達到所說的全自動穩壓給水裝置的壓力傳感器可以是壓力變送器，壓力變送器通過其傳壓部件的管子接頭與水泵出口處的供水總管連接，其傳感信號輸出端與PI調節器的信號輸入端電氣聯接。通過壓力變送器使水泵出口處的供水總管的水壓信號轉換為電信號。
本實用新型的一種全自動穩壓給水裝置，為了保證其恆壓精度更高、工作運轉更加可靠，還可以在PI調節器和變頻器之間設有一個電流變換器，其信號輸入端與PI調節器的信號輸出端電氣聯接，信號輸出端與變頻器的信號輸入端電氣聯接。以對PI調節器輸出的電信號的電流進行放大，變換為較高電流的電信號輸送到變頻器。
利用附圖對本實用新型作進一步說明
圖1是本實用新型的一種全自動穩壓給水裝置的示意圖；圖2是本實用新型的全自動穩壓給水裝置的工作原理圖；圖3是本實用新型的一種全自動穩壓給水裝置的電氣聯接圖4是現有技術中的一種「自動補氣式 ZQS系列自動氣壓給水設備」的示意圖。
圖1的全自動穩壓給水裝置中粗實線「——」表示供水管及其供水方向，雙點劃線「
」表示電器聯接及其電信號輸送方向；水泵(2)的水泵主體(2b)通過其水泵進口和供水管接水源，水泵出口與供水總管連接，在供水總管出口處還接有截止止回閥(1)；壓力變送器(5)通過其傳壓部件的管子接頭與水泵出口處的供水總管連接、其傳感信號輸出端與PI調節器(4)的信號輸入端聯接，以使水壓信號轉換成電信號輸送到PI調節器(4)；PI調節器(4)的信號輸出端與變頻器(3)的信號輸入端聯接，以使經過PI調節器(4)處理的信號輸送到變頻器(3)，其中(4a)為手動、自動轉換開關、(4b)為手動、自動狀態指示、(4c)為手動狀態指示、(4d)為手操作撥盤、(4e)為輸出電流顯示、(4f)為拉手、(4g)為偏差表、(4h)為給定信號值選擇撥盤；變頻器(3)的變頻電源輸出端與水泵(2)的電動機(2a)的電源輸入端聯接，以控制水泵(2)之工作運轉，其中(3a)為頻率顯示、(3b)為調頻旋鈕、(3c)為運轉開關、(3d)為報警燈。
圖2表明了由PI調節器、變頻器、水泵和壓力傳感器所構成的定值閉環迴路控制裝置的本實用新型的全自動穩壓給水裝置的控制原理及工作原理。
圖3中，本實用新型的一種全自動穩壓給水裝置，採用DTL－111A型PI調節器(4)、SVF－113型變頻器(3)、DBY(A)－120型壓力變送器(5)與水泵(2)構成定值閉環迴路控制裝置，其電路聯接如圖中所示DBY(A)－120型壓力變送器(5)通過其工作電源輸入端3、4與單相220V交流電源相接、其傳感信號輸出端1、2與DTL－111A型PI調節器(4)的信號輸入端1、2聯接，DTL－111A型PI調節器(4)通過其工作電源輸入端19、20與單相220V交流電源相接、其信號輸出端11、12與SVF－113型變頻器(3)的信號輸入端＋42、－42聯接，SVF－113型變頻器的工作電源輸入端R1、R、S、T、T1通過三相開關K1與三相380V交流電源相接、其中R1和R與三相開關K1的一相聯接、S與三相開關K1的另一相聯接、T和T1與三相開關K1的第三相聯接、SVF－113型變頻器(3)的三相變頻電源輸出端U、V、W通過3個熔斷器RD和三相開關K2與水泵的電動機(2a)的三相電源輸入端相接。使用時首先供380V電源給SVF－113型變頻器、然後供220V電源給DBY(A)－120型壓力變送器和DTL－111A型PI調節器，合上三相開關K1、K2，此時DBY(A)－120型壓力變送器(額定工作壓力為0～6kgf／cm2)將水泵出口處的供水總管管道內0～6kgf／cm2的水壓轉換為0～10mA的電信號，送至DTL－111A型PI調節器作為反饋信號，將DTL－111A型PI調節器的手動、自動轉換開關置於手動狀態、SVF－113型變頻器的運轉開關置於運轉位置，使水泵開始運轉，然後通過DTL－111A型PI調節器的手操作撥盤調節水泵轉速而達到所需水壓，並通過其給定信號值選擇撥盤調節偏差表指示為0(或接近0)後，將其手動、自動轉換開關切至自動位置，使水泵保持在此壓力下工作。DTL－111A型PI調節器的作用是接受DBY(A)－120型壓力變送器的把壓力轉換為0～10mA的測量信號，並與給定信號值進行比較，將其差值進行放大和積分運算後輸出0～10mA的信號至SVF－113型變頻器；SVF－113型變頻器接受DTL－111A型PI調節器輸送來的信號後，將380V、50Hz的工作電源(也可以是其它頻率的電源)轉變為2.4～50Hz的正弦波電源輸送至水泵的電動機，使水泵的轉速隨頻率的改變而調速，從而改變輸出水量而保持恆壓供水，並可節省用電量；水泵可以採用額定功率7.5KW的水泵。由於DTL－111A型PI調節器有Ⅱ型和Ⅲ型，在選用Ⅱ型時，可在其與變頻器之間加裝一個電流變換器，將其0～10mA的信號變換為0～20mA的信號，以保證恆壓精度更高、工作運轉更可靠。
圖4中(6)為蓄水池、(2)為水泵、其中(2a)為水泵的電動機、(2b)為水泵主體、(7)為自動控制臺、(8)壓力水罐，粗實線「——」表示供水管及其供水方向，雙點線「
」表示電器聯接及其電信號輸送方向。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點(1)結構簡單、製造和安裝方便、易於推廣應用由於本實用新型是採用了引入三個工業自動化控制儀器邏輯組合聯接而成，不需壓力水罐等設備、減少了設備、管路及其管系附件的安裝，製作和安裝極為簡單，故容易推廣應用；(2)佔地面積小由於所採用的儀器結構緊湊、且不需龐大的壓力水罐，故佔地面積極小；(3)可節省大量的鋼材及水泥等輔助材料；(4)節電性能好由於工業生產及民用生活用水不僅是以用水量來恆定的，因此常造成用水量少時水泵做無用功，浪費大量的電能，本實用新型只有用水量多時才多做功，用水量少時能自動減少做功，以採用7.5KW的水泵為例，本實用新型比現有技術每年可節省用電量5萬至7萬度；(5)成本低、投資少現有技術中「自動補氣式ZQS系列自動氣壓給水設備」要投資數萬元，而本實用新型只需約1萬元即可；(6)恆壓性能好、工作安全可靠。
權利要求1.一種全自動穩壓給水裝置，包括有水泵、供水管及其管系附件，其特徵是還包括有PI調節器、變頻器和壓力傳感器，PI調節器、變頻器、水泵和壓力傳感器構成一個定值閉環迴路控制裝置，壓力傳感器通過其傳壓部件的管子接頭與水泵出口處的供水總管連接，其傳感信號輸出端與PI調節器的信號輸入端電氣聯接，PI調節器的信號輸出端與變頻器的信號輸入端電氣聯接，變頻器的變頻電源輸出端與水泵的電動機的電源輸入端電氣聯接，水泵進水口接水源。
2.根據權利要求1所述的全自動穩壓給水裝置，其特徵是所說的壓力傳感器是壓力變送器，壓力變送器通過其傳壓部件的管子接頭與水泵出口處的供水總管連接，其傳感信號輸出端與PI調節器的信號輸入端電氣聯接。
3.根據權利要求1或2所述的全自動穩壓給水裝置，其特徵是在PI調節器和變頻器之間設有一個電流變換器，其信號輸入端與PI調節器的信號輸出端電氣聯接，信號輸出端與變頻器的信號輸入端電氣聯接。
專利摘要一種全自動穩壓給水裝置，包括有水泵、供水管及其管系附件，其特徵是還包括有PI調節器、變頻器和壓力傳感器，PI調節器、變頻器、水泵和壓力傳感器構成一個定值閉環迴路控制裝置。具有結構簡單、製造和安裝方便、易於推廣應用，佔地面積小，可節省大量的鋼材及水泥等輔助材料，節電性能好，成本低、投資少，恆壓性能好、工作安全可靠的優點。是用於生活給水和工業生產給水的可靠的全自動穩壓給水裝置。
文檔編號E03B11/00GK2071216SQ8921394
公開日1991年2月13日 申請日期1989年7月9日 優先權日1989年7月9日
發明者梁禮銳 申請人:梁禮銳