專利名稱：全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)，是用于生活給水系統(tǒng)和工業(yè)生產(chǎn)給水系統(tǒng)的可靠的自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)中比較先進(jìn)的有一種“自動補氣式ZQS系列自動氣壓給水設(shè)備”，已獲中國專利權(quán)，并被南極長城站和中國衛(wèi)星觀測站選用，中國國際廣播電臺曾宣布該產(chǎn)品達(dá)到八十年代國際先進(jìn)水平，該產(chǎn)品如圖4所示，主要由蓄水池(1)、水泵(2)、自動控制臺(7)和壓力水罐(8)等構(gòu)成，其工作原理是由水泵(2)將蓄水池(1)的水壓入壓力水罐(8)內(nèi)，然后借助壓力水罐(8)內(nèi)被壓縮的空氣壓力將罐內(nèi)貯存的水送入給水管網(wǎng)。該產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上必須設(shè)置一個大型的貯水壓力罐，占地面積達(dá)數(shù)平方米，地基負(fù)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占地面積大、地基負(fù)荷重;②成本高、投資高達(dá)數(shù)萬元;③由于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、制造加工技術(shù)要求高、且要消耗大量的鋼材。因此不利于推廣應(yīng)用，特別是對于一些中小型工廠的生產(chǎn)、及民用生活給水系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供的一種節(jié)電性能好、結(jié)構(gòu)簡單、制造和安裝方便、不用貯水壓力水罐而節(jié)省鋼材、成本低、恒壓性能好、工作安全可靠、能夠自動恒壓供水的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)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)，其特征是還設(shè)有PI調(diào)節(jié)器、變頻器和壓力傳感器，PI調(diào)節(jié)器、變頻器、水泵和壓力傳感器構(gòu)成一個定值閉環(huán)控制系統(tǒng)(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(diào)節(jié)器的信號輸入端電氣聯(lián)接，PI調(diào)節(jié)器的信號輸出端與變頻器的信號輸入端電氣聯(lián)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(lián)接。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(zhuǎn)換成電信號，反饋到PI調(diào)節(jié)器，PI調(diào)節(jié)器根據(jù)其選擇的給定信號值與反饋信號值進(jìn)行比較，其差值經(jīng)PI值調(diào)節(jié)器進(jìn)行放大和積分(微分)運算后輸送到變頻器，變頻器隨著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(zhuǎn)速和輸出功率，從而實現(xiàn)節(jié)能和恒壓供水。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達(dá)到所說的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)的壓力傳感器采用壓力變送器，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(diào)節(jié)器的信號輸入端電氣聯(lián)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(zhuǎn)換為電信號。
本發(fā)明的一種全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)，為了保證其恒壓精度更高、工作運轉(zhuǎn)更加可靠，還可以在PI調(diào)節(jié)器和變頻器之間設(shè)有一個電流變換器，其信號輸入端與PI調(diào)節(jié)器的信號輸入端電氣聯(lián)接，信號輸出端與變頻器的信號輸入端電氣聯(lián)接。以對PI調(diào)節(jié)器輸出的電信號的電流進(jìn)行放大，變換為較高電流的電信號輸送到變頻器。
利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1是本發(fā)明的一種全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)的示意圖;
圖2是本發(fā)明的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)的控制原理圖;
圖3是本發(fā)明的一種全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)的電氣聯(lián)接圖;
圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的一種“自動補氣式ZQS系列自動氣壓給水設(shè)備”的示意圖。
圖1的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)中粗實線“-”表示供水管及其供水方向，雙點劃線“
”表示電器聯(lián)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(jìn)口和供水管接入蓄水池(1)，也可以接入其它水源，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(6);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(diào)節(jié)器(4)的信號輸入端聯(lián)接，以使水壓信號轉(zhuǎn)換成電信號輸送到PI調(diào)節(jié)器(4);PI調(diào)節(jié)器(4)的信號輸出端與變頻器(3)的信號輸入端聯(lián)接，以使經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器(4)處理的信號輸送到變頻器(3)，其中(4a)為手動、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、(4b)為手動、自動狀態(tài)指示、(4c)為手動狀態(tài)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(lián)接，以控制水泵(2)之工作運轉(zhuǎn)，其中(3a)為頻率顯示、(3b)為調(diào)頻旋鈕、(3c)為運轉(zhuǎn)開關(guān)、(3d)為報警燈。
圖2中利用框圖表示了由PI調(diào)節(jié)器、變頻器、水泵和壓力傳感器所構(gòu)成的典型的定值閉環(huán)控制系統(tǒng)的本發(fā)明的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)的控制原理及工作原理。
圖3中，本發(fā)明的一種全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)，采用DTL-111A型PI調(diào)節(jié)器(4)、SVF-113型變頻器(3)、DBY(A)-120型壓力變送器(5)與水泵(2)構(gòu)成定值閉環(huán)控制系統(tǒng)，其電路聯(lián)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(diào)節(jié)器(4)的信號輸入端1、2聯(lián)接，DTL-111A型PI調(diào)節(jié)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(lián)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(guān)K1與三相380V交流電源相接、其中R1和R與三相開關(guān)K1的一相聯(lián)接、S與三相開關(guān)K1的另一相聯(lián)接、T和T1與三相開關(guān)K1的第三相聯(lián)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(guān)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、然后供220V電源給DBY(A)-120型壓力變送器和DTL-111A型PI調(diào)節(jié)器，合上三相開關(guān)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(nèi)0～6kgf/cm2的水壓轉(zhuǎn)換為0～10mA的電信號，送至DTL-111A型PI調(diào)節(jié)器作為反饋信號，將DTL-111A型PI調(diào)節(jié)器的手動、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動狀態(tài)、SVF-113型變頻器的運轉(zhuǎn)開關(guān)置于運轉(zhuǎn)位置，使水泵正式開始運轉(zhuǎn)，然后通過DTL-111A型PI調(diào)節(jié)器的手操作撥盤調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速而達(dá)到所需水壓，并通過其給定信號值選擇撥盤調(diào)節(jié)偏差表指示為0(或接近0)后，將其手動、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切至自動位置，使水泵保持在此壓力下工作。DTL-111A型PI調(diào)節(jié)器的作用是接受DBY(A)-120型壓力變送器的把壓力轉(zhuǎn)換為0～10mA的測量信號，并與給定信號值進(jìn)行比較，將其差值進(jìn)行放大和積分運算后輸出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(diào)節(jié)器輸送來的信號后，將380V、50Hz的工作電源(也可以是其它頻率的電源)轉(zhuǎn)變?yōu)?.4～50Hz的正弦波電源輸送至水泵的電動機，使水泵的轉(zhuǎn)速隨頻率的改變而調(diào)速，從而改變輸出水量而保持恒壓供水，并可節(jié)省用電量;水泵可以采用額定功率7.5KW的水泵。由于DTL-111A型PI調(diào)節(jié)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，以保證恒壓精度更高、工作運轉(zhuǎn)更可靠。
圖4中(1)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(lián)接及其電信號輸送方向。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(1)結(jié)構(gòu)簡單、制造和安裝方便、易于推廣應(yīng)用;由于本發(fā)明是采用引入三個工業(yè)自動化控制儀器邏輯組合而成，不需壓力水罐等設(shè)備、減少了設(shè)備、管路及其管系附件的安裝，制作和安裝極為簡單，故容易推廣應(yīng)用;
(2)占地面積小;由于所采用的儀器結(jié)構(gòu)緊湊、且不需龐大的壓力水罐，故占地面積極小;
(3)可節(jié)省大量的鋼材及水泥等輔助材料;
(4)節(jié)電性能好;由于工業(yè)生產(chǎn)及民用生活用水不僅是以用水量來恒定的，因此常造成用水量少時水泵做無用功，浪費大量的電能，本發(fā)明只有用水量多時才多做功，用水量少時能自動減少做功，以采用7.5KW的水泵為例，本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)每年可節(jié)省用電量5萬至7萬度;
(5)成本低、投資少;現(xiàn)有技術(shù)中“自動補氣式ZQS系列自動氣壓給水設(shè)備”要投資數(shù)萬元，而本發(fā)明只需約1萬元即可;
(6)恒壓性能好、工作安全可靠。
權(quán)利要求
1.一種全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)，包括有水泵、供水管及其管系附件，其特征是還設(shè)有PI調(diào)節(jié)器、變頻器和壓力傳感器，PI調(diào)節(jié)器、變頻器、水泵和壓力傳感器構(gòu)成一個定值閉環(huán)控制系統(tǒng)，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(diào)節(jié)器的信號輸入端電氣聯(lián)接，PI調(diào)節(jié)器的信號輸出端與變頻器的信號輸入端電氣聯(lián)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(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)，其特征是所說的壓力傳感器采用壓力變送器，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(diào)節(jié)器的信號輸入端電氣聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)，其特征是在PI調(diào)節(jié)器和變頻器之間設(shè)有一個電流變換器，其信號輸入端與PI調(diào)節(jié)器的信號輸出端電氣聯(lián)接，信號輸出端與變頻器的信號輸入端電氣聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)，其特征是采用DTL-111A型PI調(diào)節(jié)器、SVF-113型變頻器、DBY(A)-120型壓力變送器與水泵構(gòu)成定值閉環(huán)控制系統(tǒng)，其電路聯(lián)接為DBY(A)-120型壓力變送器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(diào)節(jié)器的信號輸入端1、2聯(lián)接，DTL-111A型PI調(diào)節(jié)器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型變頻器的信號輸入端+42、-42聯(lián)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(guān)K2與三相380V交流電源相接、其中R1和R與三相開關(guān)K2的一相聯(lián)接、S與三相開關(guān)K1的另一相聯(lián)接、T和T1與三相開關(guān)K1的第三相聯(lián)接、SVF-113型變頻器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(guān)K2與水泵的電動機的三相電源輸入端相接。
全文摘要
一種全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)，包括有水泵、供水管及其管系附件，其特征是還設(shè)有PI調(diào)節(jié)器、變頻器和壓力傳感器，PI調(diào)節(jié)器、變頻器、水泵和壓力傳感器構(gòu)成一個定值閉環(huán)控制系統(tǒng)。具有結(jié)構(gòu)簡單、制造和安裝方便、易于推廣應(yīng)用，占地面積小，可節(jié)省大量的鋼材及水泥等輔助材料，節(jié)電性能好，成本低、投資少，恒壓性能好、工作安全可靠的優(yōu)點。是用于生活給水系統(tǒng)和工業(yè)生產(chǎn)給水系統(tǒng)的可靠的全自動穩(wěn)壓給水系統(tǒng)。
文檔編號E03B11/16GK1055029SQ9010150
公開日1991年10月2日 申請日期1990年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月17日
發(fā)明者梁禮銳 申請人:梁禮銳