專利名稱：水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)及自動(dòng)補(bǔ)水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水位控制技術(shù)，尤其涉及一種水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)及自動(dòng)補(bǔ)水方法。
背景技術(shù)：
水環(huán)式真空泵是瓦斯抽采系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備，地面供水池是水環(huán)式真空泵在運(yùn)行過程中給泵供水的地方，為保證礦井的安全生產(chǎn)，水環(huán)式真空泵需一天24小時(shí)運(yùn)行，因此，地面供水池需始終保持一定的水量以滿足水環(huán)式真空泵24小時(shí)運(yùn)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(shí)，由于自來水為定時(shí)供水，無法滿足水環(huán)式真空泵24小時(shí)運(yùn)行用水需要，當(dāng)自來水停止供水時(shí)，需要人工開啟水源井中的水泵進(jìn)行供水。綜上，現(xiàn)有地面水池供水過程中，需要人員定期巡查供水池內(nèi)的水量，極易因人工疏忽導(dǎo)致地面水池水量用盡而不知，導(dǎo)致水環(huán)式真空泵沒辦法工作；而且，礦井上自來水停水時(shí)間不穩(wěn)定，人工開啟水泵的時(shí)間無法掌握，容易出現(xiàn)水池內(nèi)的水量過大或過小，造成水環(huán)式真空泵爆泵、停泵，從而影響礦井的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)及水池自動(dòng)補(bǔ)水方法，能夠自動(dòng)控制水池內(nèi)的水量，防止水池內(nèi)的水量過大或過小。本發(fā)明一方面提供一種水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，包括設(shè)置于自來水的供水管路上的電控閥；設(shè)置于水源中的水泵；采集水池中水位信號的水位傳感器，所述水位傳感器設(shè)置在所述水池內(nèi)；以及根據(jù)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(fā)明另一方面提供一種采用上述的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)的水池自動(dòng)補(bǔ)水方法，包括水位控制器實(shí)時(shí)獲取水位傳感器采集的水位信號，并根據(jù)所述水位信號判斷所述水池內(nèi)的水位是否低于預(yù)設(shè)下限水位；所述水池內(nèi)的水位低于所述預(yù)設(shè)下限水位時(shí)，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(fā)明提供的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)及水池自動(dòng)補(bǔ)水方法，通過水位控制器控制電控閥及水泵工作，對水池進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水，可自動(dòng)控制水池內(nèi)的水量，防止水池內(nèi)的水量過大或過小。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施例提供的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中自來水停水時(shí)水位控制器控制電控閥及水泵的原理示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)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(fā)明實(shí)施例中水流控制閥的工作原理示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中水位報(bào)警器的工作原理示意圖；圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的水池自動(dòng)補(bǔ)水方法的流程圖。
具體實(shí)施方式

如圖I所示，水池I是需要進(jìn)行補(bǔ)水的水池，該水池I要維持一定的水量，需不斷的補(bǔ)水，在自來水供水正常的情況下，由自來水2進(jìn)行補(bǔ)水，在自來水停水的情況下，由水源3進(jìn)行補(bǔ)水，而整個(gè)補(bǔ)水過程是通過本發(fā)明實(shí)施例提供的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行的。如圖I所示，該水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)包括設(shè)置于自來水的供水管路上的電控閥21、設(shè)置于水源中的水泵31、采集水池中水位信號的水位傳感器12以及根據(jù)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(shè)置在水池I內(nèi)，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(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)的具體工作過程如下水位控制器11接收水位傳感器12采集的水池I的水位信號，若水位信號低于設(shè)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(shí)時(shí)接收水位傳感器12采集的水位信號，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(jìn)行供水，水位上升到上限水位B時(shí)，水位控制器11控制電控閥21關(guān)閉；若在電控閥21開啟的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，水位控制器11實(shí)時(shí)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，那么水位控制器11控制電控閥21關(guān)閉，并開啟水源3中的水泵31，由水泵31通過水管32向水池I進(jìn)行供水，直至上限水位B，然后水位控制器11控制水泵31關(guān)閉。其中，若在電控閥21開啟的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，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(guān)閉，并開啟水泵31，該過程是通過在水位控制器11上設(shè)置時(shí)間繼電器13來實(shí)現(xiàn)的，如圖2所示，若將時(shí)間繼電器13設(shè)定為一分鐘，在電控閥21開啟的同時(shí)，時(shí)間繼電器13通電工作,一分鐘后,若水位沒有變化，時(shí)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(guān)閉，并開啟水泵31。水位探頭16接通電源后，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連接晶體管Tl的基級，Tl的集電極連接到12V電源，發(fā)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接到晶體管T2的基極，T2的集電極連接到12V電源，發(fā)射極經(jīng)電阻R3接地，并接入與非門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，并經(jīng)電阻R4與晶體管T3的基極相連，與晶體管T3發(fā)射極相連的繼電器RL2用來驅(qū)動(dòng)水泵電動(dòng)機(jī)M。當(dāng)水池I水位在下限水位探頭16以下，晶體管Tl與T2均不導(dǎo)通，N3輸出高電平，晶體管T3導(dǎo)通，使繼電器RL2有電流通過而動(dòng)作，因而水泵電動(dòng)機(jī)M工作，開始將水抽入水池I。當(dāng)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(shí)，水池I中的水給晶體管Tl提供了基極電壓，使Tl導(dǎo)通，繼電器RLl得電吸合，N3第13腳為高電平，由于晶體管T2并無基極電壓，而處于截止?fàn)顟B(tài)，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(dòng)機(jī)M繼續(xù)將水抽入水池I。當(dāng)水池I的水位超過上限水位B時(shí)，晶體管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(shí)，水池I中的水也給晶體管T2提供基極電壓使其導(dǎo)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(dòng)機(jī)M停止抽水。若水位下降低于上限水位探頭17但高于下限水位探頭16時(shí)，水池I中的水依然供給晶體管Tl基極電壓，繼電器RLl繼續(xù)吸合，使N3第13腳仍為高電平，但晶體管T2不導(dǎo)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(xù)保持低電平，水泵電動(dòng)機(jī)M仍不工作。若 水位降到下限水位探頭16以下，晶體管Tl和T2均不導(dǎo)通，與非門N3輸出高電平，驅(qū)動(dòng)繼電器RL2，水泵電動(dòng)機(jī)M又開始將水抽入水池I。本實(shí)施例中，為實(shí)現(xiàn)自來水對水池的時(shí)時(shí)補(bǔ)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(shè)置了自動(dòng)控制自來水開關(guān)的水流控制閥22，在電控閥21開啟后，能夠時(shí)時(shí)對水池自動(dòng)補(bǔ)水。該水流控制閥22的具體結(jié)構(gòu)見圖4所示，該水流控制閥22包括導(dǎo)向座221，導(dǎo)向座221上設(shè)置有進(jìn)水口 2211、供水口 2212及泄壓口 2213，該導(dǎo)向座221內(nèi)設(shè)置有控制進(jìn)水口 2211開關(guān)的活塞式閥芯222，進(jìn)水口 2211與自來水的供水管路上的進(jìn)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，泄壓口 2213連接有控制該泄壓口 2213開關(guān)的泄壓裝置223。本實(shí)施例中，泄壓裝置223具體包括控制管2231，控制管2231的一端與泄壓口2213連接，另一端設(shè)置有控制該控制管2231的端口開關(guān)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(shè)置于水池I內(nèi)，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(guān)。具體是彈簧閥2232上設(shè)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的端口的開關(guān)。水流控制閥22的具體工作過程如下若水池的水位低于下限水位，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(dòng)彈簧閥2232，使其上的彈簧收縮，從而開啟控制管2231的端口，使泄壓口 2213與外界連通，當(dāng)自來水通過電控閥21流向水流控制閥22時(shí)，水流從進(jìn)水口 2211進(jìn)入，通過活塞式閥芯22上的進(jìn)水孔2221向泄壓口 2213處的腔體內(nèi)補(bǔ)水，由于泄壓口 2213通過控制管2231與外界連通，進(jìn)水孔2221的孔徑小于泄壓口 2213的孔徑，因此進(jìn)水孔2221的進(jìn)水能力小于泄壓口 2213的泄壓能力，當(dāng)進(jìn)水口 2211的水壓大于泄壓口 2213的壓力時(shí)，進(jìn)水口 2211處的水流推動(dòng)活塞式閥芯222，使活塞式閥芯222上移，進(jìn)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(dāng)水池的水位到達(dá)第一水位時(shí)(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(dòng)，逐漸伸長，彈簧上連接的擋片將控制管2231的端口封閉，即泄壓口 2213封閉，進(jìn)水口 2211處的水流從進(jìn)水孔2221繼續(xù)向泄壓口 2213處的腔體內(nèi)補(bǔ)水，當(dāng)泄壓口 2213處的壓力加上活塞式閥芯222的重力大于進(jìn)水口 2211處的水壓時(shí)，活塞式閥芯222下移，將進(jìn)水口 2211關(guān)閉。若水位下降到第二水位時(shí)，浮球也下降至第二水位，則浮球再次拉動(dòng)彈簧閥2232，再對水池進(jìn)行補(bǔ)水。如此循環(huán)，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(shè)置浮球的安裝位置來進(jìn)行調(diào)整。因此，通過設(shè)置水流控制閥22，可在水位未到達(dá)水位下限時(shí)，就對水池進(jìn)行補(bǔ)水，在水位未到達(dá)水位上限時(shí)，可關(guān)閉自來水，停止補(bǔ)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(dāng)水池的水位低于下限水位A時(shí)，電控閥21開啟，對水池進(jìn)行補(bǔ)水，當(dāng)水位上升至第一水位(低于上限水位B)，因水流控制閥失效，其上的活塞式閥芯222仍未關(guān)閉，此時(shí)水位繼續(xù)上升到上限水位B，電動(dòng)閥21關(guān)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(shí)施例中，如圖I所示，在水池I內(nèi)還設(shè)置有報(bào)警器，在上限水位B處設(shè)置有高水位報(bào)警器15，在下限水位A處設(shè)置有低水位報(bào)警器14，當(dāng)水池I內(nèi)的水量下降至下限水位A時(shí)，低水位報(bào)警器14報(bào)警，當(dāng)水池I內(nèi)的水量上升至上限水位B時(shí)，高水位報(bào)警器15報(bào)警。報(bào)警器的工作原理如圖5所示，報(bào)警器包括蜂鳴器151及水體電阻152，當(dāng)水池I內(nèi)的水量到達(dá)上限水位或下限水位時(shí)，兩電極T0、T1通過水體電阻152使晶體管VT接通電源153，蜂鳴器151通電報(bào)警。本實(shí)施例提供的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，通過水位控制器控制電控閥及水泵工作，對水池進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水，可自動(dòng)控制水池內(nèi)的水量，防止水池內(nèi)的水量過大或過小。本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種利用上述實(shí)施例的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水的自動(dòng)補(bǔ)水方法，如圖6所示,該方法包括步驟601、水位控制器實(shí)時(shí)獲取水位傳感器采集的水位信號，并根據(jù)水位信號判斷水池內(nèi)的水位是否低于預(yù)設(shè)下限水位；步驟602、水池內(nèi)的水位低于預(yù)設(shè)下限水位時(shí)，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(nèi)的水位低于預(yù)設(shè)下限水位時(shí)，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(shí)時(shí)獲取水位傳感器采集的水位信號，當(dāng)水位控制器根據(jù)獲取的水位信號判斷水池內(nèi)的水位在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)沒有變化，水位控制器控制電控閥關(guān)閉，并開啟水泵工作，由水泵為水池內(nèi)供水。在自來水或水泵供水的過程中，水位控制器根據(jù)獲取的水位信號判斷水池內(nèi)的水位是否高于預(yù)設(shè)上限水位；若水池內(nèi)的水位高于預(yù)設(shè)上限水位時(shí)，則水位控制器控制電控閥和水泵關(guān)閉，停止為自來水供水。本實(shí)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(shí)施例中對水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)的描述，在此不再贅述。最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍 。
權(quán)利要求
1.一種水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于，包括 設(shè)置于自來水的供水管路上的電控閥； 設(shè)置于水源中的水泵； 采集水池中水位信號的水位傳感器，所述水位傳感器設(shè)置在所述水池內(nèi)； 以及根據(jù)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(jù)權(quán)利要求I所述的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于，所述自來水的供水管路上還設(shè)置有自動(dòng)控制所述自來水開關(guān)的水流控制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于，所述水流控制閥包括導(dǎo)向 座，所述導(dǎo)向座上設(shè)置有進(jìn)水口、供水口及泄壓口，所述導(dǎo)向座內(nèi)設(shè)置有控制所述進(jìn)水口開關(guān)的活塞式閥芯，所述活塞式閥芯上設(shè)置有進(jìn)水孔； 所述進(jìn)水孔連通所述進(jìn)水口及所述泄壓口，且所述進(jìn)水孔的孔徑小于所述泄壓口的孔徑; 所述進(jìn)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； 所述泄壓口連接有控制所述泄壓口開關(guān)的泄壓裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于，所述泄壓裝置包括控制管，所述控制管的一端與所述泄壓口連接，所述控制管的另一端設(shè)置有控制所述控制管的端口開關(guān)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(shè)置于所述水池內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于，所述水池內(nèi)設(shè)置有水位報(bào)
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于，所述水位報(bào)警器包括高水位報(bào)警器和低水位報(bào)警器，所述高水位報(bào)警器設(shè)置于所述水池的上限水位處，所述低水位報(bào)警器設(shè)置于所述水池的下限水位處。
7.一種采用權(quán)利要求1-6中任一所述的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)的水池自動(dòng)補(bǔ)水方法，其特征在于，包括 水位控制器實(shí)時(shí)獲取水位傳感器采集的水位信號，并根據(jù)所述水位信號判斷所述水池內(nèi)的水位是否低于預(yù)設(shè)下限水位； 所述水池內(nèi)的水位低于所述預(yù)設(shè)下限水位時(shí)，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(jù)權(quán)利要求7所述的水池自動(dòng)補(bǔ)水方法，其特征在于，還包括 根據(jù)所述水位信號判斷所述水池內(nèi)的水位是否高于預(yù)設(shè)上限水位； 所述水池內(nèi)的水位高于所述預(yù)設(shè)上限水位時(shí)，所述水位控制器控制所述電控閥和所述水泵關(guān)閉，停止為所述水池供水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水池自動(dòng)補(bǔ)水方法，其特征在于，所述水池內(nèi)的水位低于所述預(yù)設(shè)下限水位時(shí)，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(nèi)的水位低于所述預(yù)設(shè)下限水位時(shí)，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(shí)時(shí)獲取所述水位傳感器采集的水位信號，當(dāng)所述水位控制器根據(jù)所述水位信號判斷所述水池內(nèi)的水位在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)沒有變化，所述水位控制器控制所述電控閥關(guān)閉，并開啟所述水泵工作，由所述水泵為所述水池內(nèi) 供水。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)及自動(dòng)補(bǔ)水方法，該水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)包括設(shè)置于自來水的供水管路上的電控閥；設(shè)置于水源中的水泵；采集水池中水位信號的水位傳感器，所述水位傳感器設(shè)置在所述水池內(nèi)；以及根據(jù)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(fā)明提供的水池自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)及水池自動(dòng)補(bǔ)水方法，通過水位控制器控制電控閥及水泵工作，對水池進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水，可自動(dòng)控制水池內(nèi)的水量，防止水池內(nèi)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(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者張明, 王偉亭, 劉吉祥 申請人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司