水池自動補水系統及自動補水方法
2023-05-06 16:05:36
專利名稱：水池自動補水系統及自動補水方法
技術領域：
本發明涉及水位控制技術，尤其涉及一種水池自動補水系統及自動補水方法。
背景技術：
水環式真空泵是瓦斯抽採系統的動力設備，地面供水池是水環式真空泵在運行過程中給泵供水的地方，為保證礦井的安全生產，水環式真空泵需一天24小時運行，因此，地面供水池需始終保持一定的水量以滿足水環式真空泵24小時運行用水需要，為維持水池的水量，通常由自來水及水源井共同向水池供水。
目前，礦井上的地面水池利用自來水及水源井向水池供水時，由於自來水為定時供水，無法滿足水環式真空泵24小時運行用水需要，當自來水停止供水時，需要人工開啟水源井中的水泵進行供水。綜上，現有地面水池供水過程中，需要人員定期巡查供水池內的水量，極易因人工疏忽導致地面水池水量用盡而不知，導致水環式真空泵沒辦法工作；而且，礦井上自來水停水時間不穩定，人工開啟水泵的時間無法掌握，容易出現水池內的水量過大或過小，造成水環式真空泵爆泵、停泵，從而影響礦井的安全。
發明內容
本發明提供一種水池自動補水系統及水池自動補水方法，能夠自動控制水池內的水量，防止水池內的水量過大或過小。本發明一方面提供一種水池自動補水系統，包括設置於自來水的供水管路上的電控閥；設置於水源中的水泵；採集水池中水位信號的水位傳感器，所述水位傳感器設置在所述水池內；以及根據所述水位信號控制所述電控閥和所述水泵工作的水位控制器；所述水位控制器與所述水位傳感器、水泵和電控閥電連接。本發明另一方面提供一種採用上述的水池自動補水系統的水池自動補水方法，包括水位控制器實時獲取水位傳感器採集的水位信號，並根據所述水位信號判斷所述水池內的水位是否低於預設下限水位；所述水池內的水位低於所述預設下限水位時，所述水位控制器控制電控閥和水泵工作，為所述水池供水。本發明提供的水池自動補水系統及水池自動補水方法，通過水位控制器控制電控閥及水泵工作，對水池進行自動補水，可自動控制水池內的水量，防止水池內的水量過大或過小。
圖I為本發明一實施例提供的水池自動補水系統的結構示意圖；圖2為本發明實施例中自來水停水時水位控制器控制電控閥及水泵的原理示意圖；圖3為本發明實施例中水位控制器控制水泵工作的電氣原理示意圖；圖4為本發明實施例中水流控制閥的工作原理示意圖；圖5為本發明實施例中水位報警器的工作原理示意圖；圖6為本發明另一實施例提供的水池自動補水方法的流程圖。
具體實施方式
如圖I所示，水池I是需要進行補水的水池，該水池I要維持一定的水量，需不斷的補水，在自來水供水正常的情況下，由自來水2進行補水，在自來水停水的情況下，由水源3進行補水，而整個補水過程是通過本發明實施例提供的水池自動補水系統進行的。如圖I所示，該水池自動補水系統包括設置於自來水的供水管路上的電控閥21、設置於水源中的水泵31、採集水池中水位信號的水位傳感器12以及根據水位信號控制電控閥21和水泵31工作的水位控制器11，其中水位傳感器12設置在水池I內，水位控制器11與水位傳感器12、水泵21和電控閥31電連接。該自動補水系統的具體工作過程如下水位控制器11接收水位傳感器12採集的水池I的水位信號，若水位信號低於設定的下限水位A，則水位控制器11控制電控閥21開啟，以便利用自來水2為水池I供水。水位控制器11實時接收水位傳感器12採集的水位信號，若水位信號不斷變化，即水位在不斷上升，則說明自來水2在為水池I進行供水，水位上升到上限水位B時，水位控制器11控制電控閥21關閉；若在電控閥21開啟的預設時間段內，水位控制器11實時接收的水位信號沒有變化，說明自來水2沒有為水池I供水，那麼水位控制器11控制電控閥21關閉，並開啟水源3中的水泵31，由水泵31通過水管32向水池I進行供水，直至上限水位B，然後水位控制器11控制水泵31關閉。其中，若在電控閥21開啟的預設時間段內，水位控制器11接收到的水位信號沒有變化，則水位控制器11控制電控閥21關閉，並開啟水泵31，該過程是通過在水位控制器11上設置時間繼電器13來實現的，如圖2所示，若將時間繼電器13設定為一分鐘，在電控閥21開啟的同時，時間繼電器13通電工作,一分鐘後,若水位沒有變化，時間繼電器13接通下限水位探頭16，即下限水位探頭16接通電源，水位控制器11控制電控閥21關閉，並開啟水泵31。水位探頭16接通電源後，水位控制器控制水泵的工作原理見下面對圖3中水位控制器11控制水泵31工作的電氣原理的描述。水位控制器11控制水泵31工作的電氣原理如圖3所示，下限水位探頭16連接電晶體Tl的基級，Tl的集電極連接到12V電源，發射極連接到繼電器RL1，繼電器RLl接入與非門N3第13腳。同樣，上限水位探頭17接到電晶體T2的基極，T2的集電極連接到12V電源，發射極經電阻R3接地，並接入與非門NI第I、2腳，與非門N2的輸出第4腳和與非門N3的第12腳相連，N3第11腳輸出端接到N2第6腳輸入端，並經電阻R4與電晶體T3的基極相連，與電晶體T3發射極相連的繼電器RL2用來驅動水泵電動機M。當水池I水位在下限水位探頭16以下，電晶體Tl與T2均不導通，N3輸出高電平，電晶體T3導通，使繼電器RL2有電流通過而動作，因而水泵電動機M工作，開始將水抽入水池I。當水池I的水位在下限水位探頭16以上、上限水位探頭17以下時，水池I中的水給電晶體Tl提供了基極電壓，使Tl導通，繼電器RLl得電吸合，N3第13腳為高電平，由於電晶體T2並無基極電壓，而處於截止狀態，NI第1、2腳輸入為低電平，第3腳輸出則為高電平，而N2第6腳輸入端仍為高電平，因而N2第4腳輸出則為低電平，最終N3第11腳輸出為高電平、水泵電動機M繼續將水抽入水池I。當水池I的水位超過上限水位B時，電晶體Tl仍得到基極電壓，繼電器RLl吸合，N3第13腳仍為高電平，同時，水池I中的水也給電晶體T2提供基極電壓使其導通，NI第1、2腳輸入端為高電平，第3腳輸出端為低電平，N2第4腳輸出端為高電平，N3第11腳最終輸出低電平，使T3截止，水泵電動機M停止抽水。若水位下降低於上限水位探頭17但高於下限水位探頭16時，水池I中的水依然供給電晶體Tl基極電壓，繼電器RLl繼續吸合，使N3第13腳仍為高電平，但電晶體T2不導通，NI第1、2腳輸入端為低電平，其第3腳輸出端為高電平，N2第6腳為低電平，則N2第4腳輸出為高電平，最終N3第11腳輸出端繼續保持低電平，水泵電動機M仍不工作。若 水位降到下限水位探頭16以下，電晶體Tl和T2均不導通，與非門N3輸出高電平，驅動繼電器RL2，水泵電動機M又開始將水抽入水池I。本實施例中，為實現自來水對水池的時時補水，讓水位始終保持在上限水位B和下限水位A之間，在自來水的供水管路23上還設置了自動控制自來水開關的水流控制閥22，在電控閥21開啟後，能夠時時對水池自動補水。該水流控制閥22的具體結構見圖4所示，該水流控制閥22包括導向座221，導向座221上設置有進水口 2211、供水口 2212及洩壓口 2213，該導向座221內設置有控制進水口 2211開關的活塞式閥芯222，進水口 2211與自來水的供水管路上的進水管231連接，供水口 2212與自來水通往水池I的供水管232連接，洩壓口 2213連接有控制該洩壓口 2213開關的洩壓裝置223。本實施例中，洩壓裝置223具體包括控制管2231，控制管2231的一端與洩壓口2213連接，另一端設置有控制該控制管2231的埠開關的彈簧閥2232，彈簧閥2232上連接有控制該彈簧閥2232工作的浮球2233，浮球2233設置於水池I內，浮球2233可隨水位上升或下降，由浮球2233的重力控制彈簧閥2232對控制管2231的開關。具體是彈簧閥2232上設置有彈簧，彈簧上連接一封堵控制管2231的擋片，由彈簧的收縮和伸長來控制擋片對控制管2231的埠的開關。水流控制閥22的具體工作過程如下若水池的水位低於下限水位，水位控制器11控制電控閥21開啟，水池中的浮球2233也下降至下限水位，其重力拉動彈簧閥2232，使其上的彈簧收縮，從而開啟控制管2231的埠，使洩壓口 2213與外界連通，當自來水通過電控閥21流向水流控制閥22時，水流從進水口 2211進入，通過活塞式閥芯22上的進水孔2221向洩壓口 2213處的腔體內補水，由於洩壓口 2213通過控制管2231與外界連通，進水孔2221的孔徑小於洩壓口 2213的孔徑，因此進水孔2221的進水能力小於洩壓口 2213的洩壓能力，當進水口 2211的水壓大於洩壓口 2213的壓力時，進水口 2211處的水流推動活塞式閥芯222，使活塞式閥芯222上移，進水口 2211打開，與供水口 2212連通，水流從供水口 2212流出，通過供水管232流到水池中，當水池的水位到達第一水位時(未超過上限水位)，浮球2233隨水位上升到該水位，彈簧閥2232的彈簧沒有浮球2233的拉動，逐漸伸長，彈簧上連接的擋片將控制管2231的埠封閉，即洩壓口 2213封閉，進水口 2211處的水流從進水孔2221繼續向洩壓口 2213處的腔體內補水，當洩壓口 2213處的壓力加上活塞式閥芯222的重力大於進水口 2211處的水壓時，活塞式閥芯222下移，將進水口 2211關閉。若水位下降到第二水位時，浮球也下降至第二水位，則浮球再次拉動彈簧閥2232，再對水池進行補水。如此循環，使水池的水位始終控制在第一水位和第二水位之間，其中第一水位和第二水位都在上限水位和下限水位之間，可通過設置浮球的安裝位置來進行調整。因此，通過設置水流控制閥22，可在水位未到達水位下限時，就對水池進行補水，在水位未到達水位上限時，可關閉自來水，停止補水，使水位始終保持在上限水位和下限水位之間(只要水廠不停止供水)，防止水量過大或過小。若水流控制閥22失效，就利用電控閥21來控制自來水，當水池的水位低於下限水位A時，電控閥21開啟，對水池進行補水，當水位上升至第一水位(低於上限水位B)，因水流控制閥失效，其上的活塞式閥芯222仍未關閉，此時水位繼續上升到上限水位B，電動閥21關閉，即停止向冷水池供水，也就是電控閥21將水位控制在上限水位B和下限水位A之間。
本實施例中，如圖I所示，在水池I內還設置有報警器，在上限水位B處設置有高水位報警器15，在下限水位A處設置有低水位報警器14，當水池I內的水量下降至下限水位A時，低水位報警器14報警，當水池I內的水量上升至上限水位B時，高水位報警器15報警。報警器的工作原理如圖5所示，報警器包括蜂鳴器151及水體電阻152，當水池I內的水量到達上限水位或下限水位時，兩電極T0、T1通過水體電阻152使電晶體VT接通電源153，蜂鳴器151通電報警。本實施例提供的水池自動補水系統，通過水位控制器控制電控閥及水泵工作，對水池進行自動補水，可自動控制水池內的水量，防止水池內的水量過大或過小。本發明另一實施例提供一種利用上述實施例的水池自動補水系統進行補水的自動補水方法，如圖6所示,該方法包括步驟601、水位控制器實時獲取水位傳感器採集的水位信號，並根據水位信號判斷水池內的水位是否低於預設下限水位；步驟602、水池內的水位低於預設下限水位時，水位控制器控制電控閥和水泵工作，為水池供水。具體為水池內的水位低於預設下限水位時，水位控制器控制電控閥開啟，以便利用自來水為水池供水；水位控制器實時獲取水位傳感器採集的水位信號，當水位控制器根據獲取的水位信號判斷水池內的水位在預設時間段內沒有變化，水位控制器控制電控閥關閉，並開啟水泵工作，由水泵為水池內供水。在自來水或水泵供水的過程中，水位控制器根據獲取的水位信號判斷水池內的水位是否高於預設上限水位；若水池內的水位高於預設上限水位時，則水位控制器控制電控閥和水泵關閉，停止為自來水供水。本實施例中，水位控制器控制電控閥和水泵工作的原理及過程如上述實施例中對水池自動補水系統的描述，在此不再贅述。最後應說明的是以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍 。
權利要求
1.一種水池自動補水系統，其特徵在於，包括 設置於自來水的供水管路上的電控閥； 設置於水源中的水泵； 採集水池中水位信號的水位傳感器，所述水位傳感器設置在所述水池內； 以及根據所述水位信號控制所述電控閥和所述水泵工作的水位控制器； 所述水位控制器與所述水位傳感器、水泵和電控閥電連接。
2.根據權利要求I所述的水池自動補水系統，其特徵在於，所述自來水的供水管路上還設置有自動控制所述自來水開關的水流控制閥。
3.根據權利要求2所述的水池自動補水系統，其特徵在於，所述水流控制閥包括導向 座，所述導向座上設置有進水口、供水口及洩壓口，所述導向座內設置有控制所述進水口開關的活塞式閥芯，所述活塞式閥芯上設置有進水孔； 所述進水孔連通所述進水口及所述洩壓口，且所述進水孔的孔徑小於所述洩壓口的孔徑; 所述進水口與所述自來水的供水管路連接； 所述供水口與所述自來水通往所述水池的管路連接； 所述洩壓口連接有控制所述洩壓口開關的洩壓裝置。
4.根據權利要求3所述的水池自動補水系統，其特徵在於，所述洩壓裝置包括控制管，所述控制管的一端與所述洩壓口連接，所述控制管的另一端設置有控制所述控制管的埠開關的彈簧閥； 所述彈簧閥連接有控制所述彈簧閥工作的浮球，所述浮球設置於所述水池內。
5.根據權利要求I所述的水池自動補水系統，其特徵在於，所述水池內設置有水位報
6.根據權利要求5所述的水池自動補水系統，其特徵在於，所述水位報警器包括高水位報警器和低水位報警器，所述高水位報警器設置於所述水池的上限水位處，所述低水位報警器設置於所述水池的下限水位處。
7.一種採用權利要求1-6中任一所述的水池自動補水系統的水池自動補水方法，其特徵在於，包括 水位控制器實時獲取水位傳感器採集的水位信號，並根據所述水位信號判斷所述水池內的水位是否低於預設下限水位； 所述水池內的水位低於所述預設下限水位時，所述水位控制器控制電控閥和水泵工作，為所述水池供水。
8.根據權利要求7所述的水池自動補水方法，其特徵在於，還包括 根據所述水位信號判斷所述水池內的水位是否高於預設上限水位； 所述水池內的水位高於所述預設上限水位時，所述水位控制器控制所述電控閥和所述水泵關閉，停止為所述水池供水。
9.根據權利要求7所述的水池自動補水方法，其特徵在於，所述水池內的水位低於所述預設下限水位時，所述水位控制器控制電控閥和水泵工作，為所述水池供水，具體為 所述水池內的水位低於所述預設下限水位時，所述水位控制器控制所述電控閥開啟，以便利用自來水為所述水池供水；實時獲取所述水位傳感器採集的水位信號，當所述水位控制器根據所述水位信號判斷所述水池內的水位在預設時間段內沒有變化，所述水位控制器控制所述電控閥關閉，並開啟所述水泵工作，由所述水泵為所述水池內 供水。
全文摘要
本發明提供一種水池自動補水系統及自動補水方法，該水池自動補水系統包括設置於自來水的供水管路上的電控閥；設置於水源中的水泵；採集水池中水位信號的水位傳感器，所述水位傳感器設置在所述水池內；以及根據所述水位信號控制所述電控閥和所述水泵工作的水位控制器；所述水位控制器與所述水位傳感器、水泵和電控閥電連接。本發明提供的水池自動補水系統及水池自動補水方法，通過水位控制器控制電控閥及水泵工作，對水池進行自動補水，可自動控制水池內的水量，防止水池內的水量過大或過小。
文檔編號E03B7/07GK102966143SQ20121051293
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者張明, 王偉亭, 劉吉祥 申請人:淮南礦業(集團)有限責任公司