戶用電子控制自動供水泵的製作方法
2023-06-20 06:20:46 3
專利名稱：戶用電子控制自動供水泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動供水泵，特別是戶用電子控制自動供水泵。
現有的戶用自動供水泵(例如多功能自來水機專利號92219236．7、93230465．6)，採用水壓開關直接控制電機的通斷實現自動控制，揚程上限受控制裝置限制，供水量小；用水量小時，電機啟動頻繁，耗電量大，縮短電機、開關觸點的使用壽命；對電機過載不能自動保護。另外，現有的戶用自動供水泵沒有撤水裝置，安裝在室外在北方冬季容易發生凍泵現象。
本實用新型的目的在於克服上述自動供水泵的缺點，提供一種由電子電路控制的，工作狀態與水泵的額定功率、用水量無關的，具有電機過載自動保護功能和方便的撤水功能的自動供水泵。
本實用新型的目的是這樣實現的由壓力傳感器、流量傳感器、電流傳感器對系統壓力下限、用水流量、電機電流進行檢測並向電子控制器傳送信號，電子控制器通過對上述傳感器信號的處理實現控制電機轉動，使回流孔可關閉的內混自吸式離心泵完成自動供水和對電機過載進行自動保護。在進水口處安裝可控式逆止閥，實現撤水功能。
以下結合附圖對本實用新型做詳細描述。
圖1為戶用自動供水泵結構圖；圖2為流量傳感器結構圖；圖3為流量傳感器齒套的結構圖；圖4為流量傳感器齒輪的結構圖；圖5為壓力傳感器的結構圖；圖6為可控式逆止閥的結構圖；圖7為電子控制器的電路圖。
圖1示出了該自動供水泵的結構。當系統無壓力(自吸階段)或系統壓力下降至調定壓力下限(打開水龍頭或閥門)時，壓力傳感器14觸點閉合，電子控制器15的電路，接通電源，水泵電機1轉動，回流孔可關閉的內混自吸式離心泵5開始工作，完成自吸過程後開始供水，同時流量傳感器13開始工作。當系統壓力升高超過調定壓力下限時，壓力傳感器14觸點斷開，電子控制器15接收流量傳感器13的交變電信號控制電機1繼續轉動，回流孔可關閉的內混自吸式離心泵5繼續泵水，實現離心泵的揚程上限不受控制裝置限制，工作狀態與泵的額定功率、用水量無關。直至關閉全部閥門或水龍頭，流量傳感器13電信號消失，電子控制器15切斷電源，電機1停止轉動，回流孔可關閉的內混式自式離心泵停止泵水，完成自動供水過程。自動供水泵上還設有帶有流水孔的擋水蓋10，儲壓水箱12，當回流孔可關閉的內混自吸式離心泵5工作時，水通過帶有流水孔的擋水蓋10注入儲壓水箱12，使系統產生壓力；設有撤水孔7，撤水管8，可控式逆止閥9，泵體和管路中的水，通過撤水孔7，撤水管8，可控式逆止閥9撤回水源。此外，
圖1中的2為聯接架，3為密封裝置，4為葉輪，6為轉閥，11為出水管。
圖2示出流量傳感器的內部結構。齒輪22、齒套24、芯柱25、磁鐵26、蓋板27構成磁迴路。當有水流動時，推動水輪20旋轉，帶動通過上軸尖21固定在水輪20上的齒輪22轉動，與齒套24下部齒不斷重合又錯開，磁迴路磁通量變化，線圈28產生電信號，並通過信號線輸送到電子控制器15。圖2中16為殼體，17為過濾網，18為水輪盒，19為下軸尖，23為信號盒，29為傳感器上蓋。
圖3和圖4分別示出齒套和齒輪的結構。
圖5示出壓力傳感器的內部結構。當無壓力或系統壓力下降至調定壓力下限時，下彈簧座37在彈簧34作用下，與固定在塑料導套39中心凸面上的定觸點38接觸，通過焊接在定觸點38的信號線向電子控制器15電路輸出低電位。當系統壓力超過調定下限時，膜片31在水壓作用下向上拱起，通過推桿41將下彈簧座37項起，脫離定觸點38，信號線呈高阻態。壓力下限的調定通過調整頂絲36來實現。此外圖5中30為膜盒座，32為壓緊螺母，33為膜盒蓋，35為上彈簧座，40為卡簧。
圖6示出可控式逆止閥的內部結構。在自動供水工作狀態時，旋動手柄52帶動閥杆46使擋水環45下落到最下端，閥門組件43下落至封閉位置，並能在銅套44中自由向上串動。當水泵停止泵水時，閥門組件43下落，封閉系統壓力。如需撤水時，旋動手柄52帶動閥杆46使擋水環45，閥門組件45提起，自動供水泵內及管路中的水，通過撤水孔53和打開的逆止閥撤回水源。另外，圖6中42為閥體，47為固定梢，48為檔圈，49為彎管，50為密封組件，51為加水口蓋。
圖7示出了電子控制器電路。電路由水泵電機、交流接觸器k1構成的主電路；變壓器T；VD1、VD2、VD3、VD4、集成穩壓器IC1、C1、C2、C3、R1、VD5構成的直流穩壓電路；運算放大器IC2-1、IC2-2、IC2-3、IC2-4及其外圍電路構成的信號處理電路；VD11、VD12構成的負或門電路；IC3、R18、C8構成的控制輸出級組成。其中，IC2-1、R4、R5、VD6、VD7和IC2-3、R12、R13、VD9、VD10、R14均為半波整流放大器，R2、R3、C4和R10、R11、C7分別為兩者的偏置電路。IC2-2、R7、R8和IC2-4、R15、R16均為單限電壓比較器。電流互感器TA做為電機電流傳感器。
當自動供水泵系統無壓力(自吸階段)或系統壓力下降至調定壓力下限(打開閥門或水龍頭)時，壓力傳感器觸點38閉合，輸出低電位，C8迅速放電，當C8上的電位下降至IC3的低壓觸發值時，IC3輸出端3腳跳變至高電位，K2得電，接通主電路，水泵開始泵水，同時IC3的第7腳呈高阻態，IC2-4電壓比較器的鎖定信號撤銷，流量傳感器線圈28產生的交變電信號其正半波被IC2-3半波整流放大器放大後疊加在IC2-4的反相輸入端電位Vi2上，每當Vi2高於正向輸入端電位VR2時IC2-4電壓比較器輸出端就跳變為低電位，使IC2-4輸出一個連續的矩形波信號。當系統壓力上升超過調定壓力下限時，壓力傳感器觸點38斷開，因為IC2-4輸出端此時已有連續矩形波輸出，且矩形波的周期小於R18、C8的充電時間，C8上的電位不會上升至IC3的閥值電位，IC3輸出狀態不變，水泵仍繼續泵水。直至關閉水龍頭，流量傳感器信號消失，使IC2-4的反相輸入電位Vi2低於正相輸入電位VR2時，IC2-4輸出端跳變到高電位，C8通過R18充電，當C8的電位上升至IC3的閥值電位時，IC3的輸出端3腳跳變至低電位，K2失電，切斷主電路，水泵停止泵水。同時IC3的7腳也呈低電位，通過R17使IC2-4的輸出端被鎖定在高電位，完成自動供水過程。
電路對電機的過載保護是這樣實現的電流互感器TA產生的信號經過IC2-1半波整流放大器整流後輸入至IC2-2的反向輸入端，Vi1值隨電機電流增長而上升。電機正常運轉時，Vi1低於基準電位VR1，IC2-2電壓比較器輸出端呈高電位。當電機堵轉或過載時。經R6、C5延長相應時間後，Vi1高於VR1，CI2-2電壓比較器輸出端跳變到低電位，使IC3無條件復位，電機斷電。V、C6、VD8、R9構成IC2-2的低電位輸出自鎖電路，使電機斷電後，無論電流互感器TA、流量傳感器線圈28、壓力傳感器觸點38處於何種狀態，電機均不能起動。
本實用新型與採用水壓開關直接控制的壓力罐式自動給水設備相比，有以下優點採用電子電路實現了自動供水和電機保護兩種功能的自動控制；系統最高揚程取決於水泵，不受控制裝置限制；用水時通過水龍頭或閥門，調節流量大小，電機能保持連續運轉；關車因只與管路內流量有關而準確可靠；壓力、流量傳感部件為低電壓微功率器件，並與市電保持高絕緣阻抗；既使密封件破裂，市電也不會接觸水，因而具有安全性。
權利要求1．一種戶用自動供水泵，它包括電機[1]、回流孔可關閉的內混自吸式離心泵[5]、儲壓水箱[12]，其特徵在於，它還包括壓力傳感器[14]，用於檢測系統壓力下限，並產生電信號；流量傳感器[13]，用於檢測水流量，並產生交變電信號；可控式逆止閥[9]，用於撤去泵體及管路內的水；電子控制器[15]與上述電機[1]、壓力傳感器[14]、流量傳感器[13]連接，並接收、處理壓力傳感器[14]、流量傳感器[13]的電信號，控制電機[1]轉動，實現回流孔可關閉的內混自吸式離心泵[5]的自動供水。
2.根據權利要求1所述的戶用自動供水泵，其特徵在於電子控制器電路，由水泵電機[1]、交流接觸器K1構成的主電路，變壓器T，VD1、VD2、VD3、VD4、集成穩壓器IC1、C1、C2、C3、R1、VD5構成的直流穩壓電路，運算放大器IC2-1、IC2-2、IC2-3、IC2-4及其外圍電路構成的信號處理電路，VD11、VD12構成的負或門電路，IC3、R18、C8構成的控制輸出級組成。
3.根據權利要求1或2所述的戶用自動供水泵，其特徵在於流量傳感器[13]內設有齒輪[22]、齒套[24]、芯柱[25]、磁鐵[26]、蓋板[27]構成的磁迴路和水輪[20]、線圈[28]。
4.根據權利要求1、2或3所述的戶用自動供水泵，其特徵在於壓力傳感器[14]內設有膜片[31]、彈簧[34]、上彈簧座[35]、頂絲[36]、下彈簧座[37]、定觸點[38]、塑料導套[39]、推桿[41]。
5.根據權利要求1、2、3、或4所述的戶用自動供水泵，其特徵在於可控式逆止閥[9]內設有擋水杯[45]、閥門組件[43]、銅套[44]。
專利摘要本實用新型公開了一種戶用自動供水泵,它採用電子控制裝置取代水壓開關,由電子控制器接收壓力傳感器、流量傳感器、電流傳感器的信號,並進行處理,實現控制電機轉動,使回流孔可關閉的內混自吸式離心泵完成自動供水和對電機過載進行自動保護。在進水口處安裝可控式逆止閥,實現撤水功能。該自動供水泵揚程上限不受控制裝置限制,工作狀態與水泵額定功率、用水量無關,能充分發揮水泵效率。
文檔編號F04D15/02GK2303955SQ97213440
公開日1999年1月13日 申請日期1997年3月31日 優先權日1997年3月31日
發明者孫連鵬 申請人:孫連鵬