可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备的制作方法

本发明涉及一种供水设备，特别涉及一种可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备。

背景技术：

通常造成水泵叶轮气蚀及损坏的主要原因有三点，一是水泵入口压力低至汽化压力时产生气蚀，二是水泵内有空气未排出损坏机械密封，三是水泵流量超过额定值造成过载。

以往对于水泵叶轮气蚀的预防重点，一般放在水泵及水箱的安装位置选择，以及水泵最大吸程的保证上。对于进水管道直连的无负压供水设备，当自来水管网进水压力降低时，水泵直抽发生气蚀的可能性大大增加，但并没有相应的防护措施。对于水泵内的空气，目前普遍的操作步骤是在启动水泵前，先手动排空泵内空气。但这与设备来水自动运行功能相矛盾。而对于水泵流量过载目前尚没有相关保护措施，若通过电机热过载继电器间接实现保护停机，便存在流量过载保护缺失和保护延迟问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、运行可靠的可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备，包括电控柜、供水主管、供水支管，所述供水主管从地面延伸至建筑物顶端，供水主管的进水端位于地面，供水主管上位于地面部分设有第二水泵，所述供水支管两端并接在第二水泵两端，供水支管上设有第一水泵，所述供水支管上位于第一水泵进水端一侧设有第一进水压力传感器和第一流量计，所述供水主管上位于第二水泵进水端一侧设有第二进水压力传感器和第二流量计，供水主管上位于第二水泵出水端一侧设有出水压力传感器，所述第一进水压力传感器、第一流量计、第二进水压力传感器、第二流量计、出水压力传感器、第一水泵、第二水泵均连接电控柜。

上述可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备，所述电控柜包括中心控制单元、第一水泵入口最小压力控制单元、第二水泵入口最小压力控制单元、第一流量控制单元、第二流量控制单元、第一变频器、第二变频器、触摸屏，所述第一进水压力传感器的信号输出端经第一水泵入口最小压力控制单元后连接中心控制单元，第二进水压力传感器的信号输出端经第二水泵入口最小压力控制单元后连接中心控制单元，第一流量计经第一流量控制单元后连接中心控制单元，第二流量计经第二流量控制单元后连接中心控制单元，出水压力传感器、触摸屏连接中心控制单元，中心控制单元经第一变频器后连接第一水泵，中心控制单元经第二变频器后连接第二水泵。

上述可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备，所述第一水泵和第二水泵结构相同，第一水泵包括电机、第一排气阀、第二排气阀、三通接头、排气孔和泵体，所述泵体与电机相连，泵体上开有排气孔，所述三通接头的其中两个端口分别连接第一排气阀和第二排气阀，三通接头的最后一个端口连接泵体上的排气孔。

上述可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备，所述供水主管和供水支管上均设有止回阀。

上述可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备，所述中心控制单元的主芯片采用plc，型号为s7-200smart。

上述可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备，所述第一水泵入口最小压力控制单元的主芯片采用ai-7018d5。

上述可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备，所述第二水泵入口最小压力控制单元的主芯片采用ai-7018d5。

本发明的有益效果在于：本发明设有两个进水压力传感器、两个流量计、两个水泵入口最小压力控制单元、两个流量控制单元，当水泵入口最小压力控制单元通过进水压力传感器检测到压力过低时，水泵入口最小压力控制单元将压力数据传送至中心控制单元，然后经中心控制单元控制变频器调节频率，进而控制水泵运转速度，使水泵入口压力不低于最小压力值。水泵内空气可通过自动排气阀排出。当流量控制单元通过流量计检测到水泵流量超过额定流量时，流量信息将会传送至流量控制单元，然后经中心控制单元控制变频器调节频率，进而控制水泵减速，使水泵流量保持在额定流量范围之内。本发明通过梳理水泵叶轮气蚀及损坏的原因，制定有针对性控制方案，解决了水泵叶轮气蚀及损坏的问题，提升了供水设备运行可靠性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中电控柜的结构框图。

图3为本发明的第一水泵的结构示意图。

图4为本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种可防止水泵叶轮气蚀及损坏的直接加压供水设备，包括电控柜9、供水主管、供水支管，所述供水主管从地面延伸至建筑物顶端，供水主管的进水端位于地面，供水主管上位于地面部分设有第二水泵3，所述供水支管两端并接在第二水泵3两端，供水支管上设有第一水泵2，所述供水支管上位于第一水泵2进水端一侧设有第一进水压力传感器7和第一流量计5，所述供水主管上位于第二水泵3进水端一侧设有第二进水压力传感器8和第二流量计6，供水主管上位于第二水泵3出水端一侧设有出水压力传感器1，所述第一进水压力传感器7、第一流量计5、第二进水压力传感器8、第二流量计6、出水压力传感器1、第一水泵2、第二水泵3均连接电控柜9。所述供水主管和供水支管上均设有止回阀4。

所述电控柜9包括中心控制单元10、第一水泵入口最小压力控制单元11、第二水泵入口最小压力控制单元12、第一流量控制单元13、第二流量控制单元14、第一变频器15、第二变频器16、触摸屏17，所述第一进水压力传感器7的信号输出端经第一水泵入口最小压力控制单元11后连接中心控制单元10，第二进水压力传感器8的信号输出端经第二水泵入口最小压力控制单元12后连接中心控制单元10，第一流量计5经第一流量控制单元13后连接中心控制单元10，第二流量计6经第二流量控制单元14后连接中心控制单元10，出水压力传感器1、触摸屏17连接中心控制单元10，中心控制单元10经第一变频器15后连接第一水泵2，中心控制单元10经第二变频器16后连接第二水泵3。

所述第一水泵2和第二水泵3结构相同，第一水泵2包括电机18、第一排气阀19、第二排气阀20、三通接头21、排气孔22和泵体23，所述泵体23与电机18相连，泵体23上开有排气孔22，所述三通接头21的其中两个端口分别连接第一排气阀19和第二排气阀20，三通接头21的最后一个端口连接泵体23上的排气孔22。

所述中心控制单元10的主芯片采用plc，型号为s7-200smart。所述第一水泵入口最小压力控制单元11的主芯片采用aiⅰ，型号为ai-7018d5。所述第二水泵入口最小压力控制单元12的主芯片采用aiⅱ，型号为ai-7018d5。

图4中，第一进水压力传感器p1的-端接aiⅰ双回路pid控制器的in1端子，第二进水压力传感器p2的-端接aiⅰ双回路pid控制器的in2端子，第一流量计f1的瞬时模拟量输出端f接aiⅱ双回路pid控制器的in1端子，第二流量计f2的瞬时模拟量输出端f接aiⅱ双回路pid控制器的in2端子，出水压力传感器p3的-端接模拟量输入模块emai04的0+端子。aiⅰ、aiⅱ双回路pid控制器的rs485(a/b)端子与plc的rs485端子连接。plc的rs485端子与第一变频器ev1及第二变频器ev2的rs485端子连接。plc的rs485端子与第一流量计f1及第二流量计f2的rs485端子连接。第一变频器ev1的u/v/w端子与第一水泵2电机接线端子连接，第二变频器ev2的u/v/w端子与第二水泵3电机接线端子连接。第一变频器ev1和第二变频器ev2的运行端子fwd/com分别由继电器ka1和ka2的常开触点控制，ka1和ka2继电器线圈分别接入可编程控制器plc1的.0和.2输出端。触摸屏hmi的ethernet端口与可编程控制器plc1的ethernet端口连接，实现两者之间的通讯。

本发明的工作原理如下：当水泵入口最小压力控制单元通过进水压力传感器检测到压力过低时，水泵入口最小压力控制单元将控制数据传送至中心控制单元10，然后经中心控制单元10控制变频器调节频率，进而控制水泵运转速度，使水泵入口压力不低于最小压力值。水泵内空气可通过自动排气阀排出。当流量控制单元通过流量计检测到水泵流量超过额定流量时，信息将会传送至流量控制单元，然后经中心控制单元10控制变频器调节频率，进而控制水泵减速，使水泵流量保持在额定流量范围之内。水泵入口最小压力值和额定流量参数由触摸屏17输入。