智能无负压供水设备的制作方法

1.本实用新型涉及供水设施领域，特别是一种智能无负压供水设备。


背景技术：

2.无负压供水装置，是高层建筑二次供水系统中使用较为广泛的一种设备，一般结构包括稳流罐、增压泵及必要的控制系统，工作时自来水流入稳流罐内（稳流罐上端具有负压抑制器，防止稳流罐内产生负压），然后一台或多台增压泵将水增压后泵入到用户管道，保证高层住户的正常用水。为了保证高层住户的正常用水，增压泵输出到用户管道内的水需要保持一定压力，因此现有的无负压供水装置会在用户管道侧安装压力检测开关，当压力低于设定水压值时，控制系统控制增压泵得电工作，当压力高于设定水压值时，控制系统控制增压泵停止工作，在正常供水前提下，还能达到节能目的。
3.在无负压供水装置为所在区域供水中，用水区域并不是时时刻刻需要较高的恒定水压，举例来说高层建筑小区在晚上深夜时间段，由于用水量大减，实际上较低水压就能保证高层住户正常用水（增压泵工作时，输出水量大时，那么其电机转速会提高，相应输出的水压会变大，住户用水量大，那么水量水压足够大，才能保证高层住户正常用；用水量小，那么水量水压相对小，就能保证高层住户正常用水）。还有就是，有可能一些高层建筑（比如办公楼、写字楼，以及位于高层室内的生产加工企业等等）在某个时间段用水较多（上班时间段），而在其他时间段却用水量很少（下班后时间段）。因此现有的无负压供水装置，在用水低峰时间段保持高峰用水时间段水压及水量（压力检测开关设置的最低水压是固定值），无疑会使增压泵工作时刻处于较大功率，由此导致电能的浪费（现有无负压供水装置的控制系统只能实现压力检测开关定值设定压力下，控制增压泵的开或关，因此低峰用水时间段，保持用户管道侧较大水量及水压会造成电能浪费）。


技术实现要素：

4.为了克服现有的无负压供水装置因结构所限，在用户管道侧处于低峰用水时间段，会使增压泵工作处于不必要较大功率，由此导致电能浪费的弊端，本实用新型提供了一种基于现有成熟的变频器控制电机转速及功率技术，应用中，时控开关能在使用者设定的低峰用水时间段自动调低增压泵的输入电源频率，进而达到控制增压泵转速及功率的目的，且还具有补水功能，当用水低峰时间段、增压泵工作在较低功率下，因各种原因用户管道侧突然用水量增大时，相关电路能自动接通增压泵工作在全功率下，由此不但实现了节能目的，且还能保证用户侧管道实时正常供水的智能无负压供水设备。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.智能无负压供水设备，包括无负压供水装置本体、稳压电源、变频器、电机减速机构，变频器配套有一只调速可调电阻；其特征在于还具有时控电路、无线控制电路和无线接收电路；所述稳压电源有两套，第一套稳压电源、变频器、电机减速机构、时控电路和无线接收电路安装在无负压供水装置本体的电气控制箱内，电机减速机构的动力输出轴可调电阻
调节手柄连接在一起；所述无线控制电路包括水位开关和无线发射子电路，无线发射子电路、第二套稳压电源安装在元件盒内，水位开关安装在高层建筑的用户管道最高点内；所述变频器的电源输入端、无线接收电路常开控制电源端和交流电源电性连接，变频器的电源输出端和无线接收电路的常闭控制电源端电性连接，无负压供水装置本体的增压泵电源输入端和无线接收电路的控制电源输出端电性连接；所述第一套稳压电源的电源输出两端和时控电路、无线接收电路的电源输入两端，以及变频器信号输入端分别电性连接；所述时控电路的两路电源输出端和电机减速机构的正负两极、负正两极电源输入端分别电性连接；所述第二套稳压电源的电源输出端正极和水位开关一端经导线连接，水位开关另一端、第二套稳压电源的电源输出端负极和无线发射子电路的电源输入两端分别电性连接。
7.进一步地，所述第一套、第二套稳压电源是交流转直流开关电源模块。
8.进一步地，所述变频器型号为fr
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d720
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8k。
9.进一步地，所述电机减速机构是同轴电机齿轮减速器。
10.进一步地，所述时控电路包括两套时控开关，其间经电路板连接，两套时控开关的电源输入两端分别连接；时控开关是微电脑时间控制器。
11.进一步地，所述无线接收电路包括无线信号接收模块、电阻、npn三极管和继电器，其间经电路板布线连接，无线信号接收模块正极电源输入端和第一只继电器正极及控制电源输入端连接，无线信号接收模块的第一个输出端和电阻一端连接，电阻另一端和npn三极管基极连接，npn三极管集电极和第一只继电器负极电源输入端连接，第一只继电器常开触点端和第二只继电器正极电源输入端连接，npn三极管发射极和无线信号接收模块的负极电源输入端、第二只继电器负极电源输入端连接。
12.进一步地，所述无线控制电路的无线发射子电路第一个按键下两个触点电性连接在一起，水位开关一端和无线发射子电路正极电源输入端连接。
13.本实用新型有益效果是：本新型使用前，技术人员根据现场用水情况对时控电路两套时控开关输出电源的时间进行调节设定。应用中，在高峰用水时间段，电机减速机构控制变频器的可调电阻阻值处于最低，那么变频器输出较大频率电源至增压泵，增压泵工作在较大功率下，保证了用水区域的较大用水量及较大水压需要。在低峰用水时间段，电机减速机构控制变频器的可调电阻阻值处于相对较大，那么变频器输出相对较小频率电源至增压泵，增压泵工作在相对较低功率下，保证了用水区域低峰用水时间段正常用水前提下（水量、水压相对较低），还能达到增压泵节能目的。本新型中，当用水低峰时间段、增压泵工作在较低功率下，极端情况下，因各种原因用户管道侧突然用水量增大时（比如高层建筑内的企业加班等等原因），相关电路能自动接通增压泵工作在全功率下，由此实现了节能目的前提下，且还能保证用户侧管道实时正常供水。基于以上，所以本新型具有好的应用前景。
附图说明
14.以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
15.图1是本实用新型整体结构示意图。
16.图2是本实用新型电机减速机构和可调电阻之间结构示意图。
17.图3是本实用新型水位开关和用户管道之间结构示意图。
18.图4是本实用新型电路图。
具体实施方式
[0019] 图1、 2、3中所示，智能无负压供水设备，包括无负压供水装置本体1、稳压电源2、变频器3、微型电机减速机构4，无负压供水装置本体具有稳流罐101、增压泵102及管道103、阀门104、控制系统、电气控制箱105、压力检测开关及其他必要配套设施，变频器3配套有一只调速可调电阻31；还具有时控电路5、无线控制电路6和无线接收电路7；所述稳压电源2有两套，第一套稳压电源2和变频器3、电机减速机构4、时控电路5、无线接收电路7安装在电气控制箱105内电路板上，电机减速机构4的动力输出轴法兰盘和变频器的可调电阻31调节手柄法兰盘（塑料圆盘）经螺杆螺母连接在一起；所述无线控制电路6包括水位开关61和无线发射子电路62，无线发射子电路62、第二套稳压电源2安装在元件盒8内电路板上，水位开关61经螺杆螺母安装在高层建筑的用户管道9所需用水最高点内，元件盒8安装在管道侧的高层建筑室内（和水位开关连接的导线从管道9上端开孔引出，开孔用无毒无害密封胶密封）。
[0020]
图4中所示，无负压供水设备本体的增压泵m有两台，功率分别是3kw，工作电压交流380v，两台增压泵m三个电源输入端分别经导线并联。第一套稳压电源a是型号220v/12v/100w的交流220v转直流12v开关电源模块成品，输出功率100w，具有两个电源输入端1及2脚，两个电源输出端3及4脚；第二套稳压电源a6是型号220v/12v/100w的交流220v转直流12v开关电源模块成品，输出功率100w，具有两个电源输入端1及2脚，两个电源输出端3及4脚。变频器a3是型号为fr
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d720
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8k的三菱变频器成品，其具有三个电源输入接线端r、s、t及三个电源输出接线端u、v、w，变频器配套有可调电阻接线端10、2、5脚，两个直流信号运转接线端4及5脚，可调电阻rp的固定输入输出两端分别经导线连接10脚、5脚，可调电阻rp的滑动触点接线端经导线连接2脚，4脚和一只限流降压电阻r一端经导线连接，电阻r另一端、5脚接正负两极直流信号。微型电机减速机构m1是型号ga6
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n20的同轴电机齿轮减速器成品，其壳体内具有电机及多级齿轮减速机构，工作时电机输出的动力经多级减速齿轮减速增加扭矩后从动力输出轴输出，动力输出轴每分钟转速10转。时控电路包括两套时控开关a1及a2，其间经电路板连接，两套时控开关a1及a2的电源输入两端1及2脚分别连接；时控开关a1及a2是型号kg316t的微电脑时间控制器成品，时间控制器成品具有一个液晶显示屏，还具有七个取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟按键，以及两个电源输入端1及2脚，两个电源输出端3及4脚，通电后通过液晶屏幕显示的数字，使用者分别操作七只按键，可设定两个电源输出端3及4脚输出电源的时间，时间控制器成品具有记忆功能，只要不进行二次设置调节，外部电源停电也不会导致内部设定的时间程序改变。
[0021]
图4所示，无线接收电路包括型号sf1500无线信号收发组件的无线信号接收模块成品a4（工作频率315mhz）、电阻r1、npn三极管q1和继电器j2及j3，其间经电路板布线连接，无线信号接收模块a4正极电源输入端1脚和第一只继电器j2正极及控制电源输入端连接，无线信号接收模块a4的第一个输出端4脚和电阻r1一端连接，电阻r1另一端和npn三极管q1基极连接，npn三极管q1集电极和第一只继电器j2负极电源输入端连接，第一只继电器j2常开触点端和第二只继电器j3正极电源输入端连接，npn三极管q1发射极和无线信号接收模块a4的负极电源输入端3脚（无线信号接收模块共有七个接线端，其余引脚在本实施例悬空）、第二只继电器j3负极电源输入端连接。无线控制电路的水位开关s是高度75mm的304不锈钢单浮球水位开关成品，其内部触点是常闭式结构，具有两个接线端，两个接线端和两个触点分别相通，工作时其浮球受到水的浮力上升高度时，内部两个触点开路，工作时其浮球
没有受到水的浮力下降高度时，内部两个触点闭合；无线发射子电路是型号sf1500无线信号收发组件的无线信号发射模块成品（工作频率315mhz），无线信号发射距离空旷地带1500米，其具有四个按键，按下时可分别发送四路无线控制信号，第一个按键k下两个触点经导线连接在一起；水位开关s一端和无线发射子电路a5正极电源输入端1脚连接。
[0022]
图4所示，变频器a3的三个电源输入端r、s、t，无线接收电路继电器j3三个常开控制电源输出端分别和三相380v交流电源经导线连接。变频器a3的三个电源输出端u、v、w和无线接收电路的继电器j3三个常闭控制电源输出端分别经导线连接。增压泵m的三个电源输入端和无线接收电路的继电器j3三个控制电源输出端（也就是继电器j3三个活动触点端）分别经导线连接。所述第一套稳压电源a的电源输入端和交流220v电源两极（可以是三相四线电源的其中一根相线及零线）分别经导线连接。第一套稳压电源a的电源输出两端3及4脚和时控电路电源输入两端时控开关a1的1及2脚、无线接收电路电源输入两端继电器j2正极电源输入端及npn三极管q1发射极，以及变频器a3信号输入端电阻r另一端、5脚分别经导线连接。所述时控电路的两路电源输出端时控开关a1及a2的3及4脚和电机减速机构m1的正负两极、负正两极电源输入端分别经导线连接。所述第二套稳压电源a6的电源输入端1及2脚和交流220v电源两极分别经导线连接。第二套稳压电源a6的电源输出端正极3脚和水位开关s一端经导线连接，水位开关s另一端、第二套稳压电源a6的电源输出端负极4脚和无线发射子电路的电源输入两端1及2脚分别经导线连接。无负压供水装置本体安装在用户管道侧的压力检测开关sk一端和第一套稳压电源a正极电源输出端3脚经导线连接，压力检测开关sk另一端、第一套稳压电源a的负极电源输出端4脚和一只继电器j4正负两极电源输入端分别经导线连接，继电器j4三个控制电源输入端和无线接收电路的继电器j3三个控制电源输出端分别经导线连接，增压泵m的三个电源输入端和继电器j4的三个常闭电源输出端分别经导线连接。
[0023]
图4所示，380v交流电源进入变频器a3的三个电源输入端r、s、t后，变频器处于得电工作状态。220v交流电源进入稳压电源a的电源输入端后，稳压电源a在其内部电路作用下，3及4脚会输出稳定的12v直流电源进入时控电路、无线接收电路的电源输入两端，于是，时控电路、无线接收电路处于得电工作状态；同时12v直流电源还会经电阻r降压限流进入变频器a3的信号输入端4及5脚，为变频器a3正常工作提供直流电源运转信号（变频器a3的4及5脚不输入直流运转信号，变频器电源输出端不输出电源）。220v交流电源进入稳压电源a6后，稳压电源a6在其内部电路作用下，3及4脚会输出稳定的12v直流电源进入的无线控制电路的电源输入两端，于是，无线控制电路处于得电工作状态。本发明初始状态下，电机减速机构m1没有带动变频器a3的可调电阻rp调节手柄转动，可调电阻rp处于最小电阻值，那么变频器a3在其内部电路作用下，三个电源输出端u、v、w会输出最高频率的电源经继电器j3三个常闭输出端、继电器j3三个活动触点端（控制电源输出端）、继电器j4三个常闭输出端及三个控制电源输出端分别进入增压泵m三个电源输入端，于是，增压泵m处于最高功率工作、将自来水增压并泵入用户侧管道，保证了用户高峰用水时间段对大水量、高水压的需求，用户在高峰时间段正常用水。
[0024]
图1、2、3、4中所示，本新型使用前，技术人员根据现场用水情况对时控电路两套时控开关a1及a2的 3及4脚输出电源的时间进行调节设定（比如现场每天晚上12点到第二天早上5点前用水量很少，就设定时控开关a1的 3及4脚每天12点输出3秒钟电源，时控开关a2
每天5点输出3秒钟电源）。本新型工作时自来水流入无负压供水装置本体1的稳流罐内（稳流罐上端具有负压抑制器，防止稳流罐内产生负压），然后两台增压泵m将水增压后泵入到用户管道，保证了高层住户的正常用水。本新型中，每到时控开关a1的3及4脚输出电源后（比如3秒钟），输出的3秒钟电源会进入电机减速机构m1的正负两极电源输入两端，于是，电机减速机构m1得电工作、其动力输出轴带动可调电阻rp的调节手柄向右转动（转动180度左右），可调电阻rp的电阻值变大；这样变频器a3在其内部电路作用下，电源输出端u、v、w输出至增压泵m的电源频率变低，增压泵m由于输入电源频率降低，工作在较低频率、较低转速下（降低一半左右）；这样，保证了用水区域、低峰用水时间段正常用水前提下（水量、水压相对较低），还能达到增压泵m节能目的。本新型中，每到时控开关a2的3及4脚输出电源后（比如3秒钟），输出的3秒钟电源会进入电机减速机构m1的负正两极电源输入端，于是，电机减速机构m1得电工作、其动力输出轴带动可调电阻rp的调节手柄向左转动（转动180度左右）恢复到初始状态，可调电阻rp的电阻值变小；这样变频器a3在其内部电路作用下，电源输出端u、v、w输出至增压泵m的电源频率变大，增压泵m由于输入电源频率变大，工作在较高频率、较高转速下（恢复正常）；这样，保证了用水区域高峰用水时间段正常用水，保证了用水区域的较大用水量及较大水压需要。本新型中，当无负压供水设装置本体的增压泵m工作在最大功率、输出水量水压最高时，当输出的水压水量超过压力检测开关sk设定的最高水压后，压力检测开关sk内部两个触点闭合，稳压电源a输出的电源正极经内部两个触点闭合的压力检测开关sk进入继电器j4正极电源输入端，于是，继电器j4会得电吸合其三个控制电源输入端和三个常闭触点端开路；由于，继电器j4三个控制电源输入端和无线接收电路的继电器j3三个控制电源输出端分别连接，增压泵m的三个电源输入端和继电器j4的三个常闭电源输出端分别经导线连接，所以此刻增压泵m会停止工作；防止了增压泵m连续在高水压下工作，导致用户侧管道内超过最高设定水压。本新型中，当无负压供水装置本体的增压泵m工作在最大功率、输出水量水压较低时（也就是用户管道内水量减少、压力降低），当输出的水压水量低于压力检测开关sk设定的最高水压后，压力检测开关sk内部两个触点开路，稳压电源a输出的电源正极不再进入继电器j4正极电源输入端，于是，继电器j4会失电不再吸合其三个控制电源输入端和三个常闭触点端分别再次闭合；由于，继电器j4三个控制电源输入端和无线接收电路的继电器j3三个控制电源输出端分别连接，增压泵m的三个电源输入端和继电器j4的三个常闭电源输出端分别经导线连接，所以，此刻增压泵m会再次处于得电工作状态；保证了增压泵m在用户管道侧水压低于压力检测开关sk设定的最高水压时，增压泵m能正常工作。
[0025]
图1、 2、3、4中所示，当本新型处于节能模式，可调电阻rp的电阻值较大，增压泵m工作在较低频率电源下，用水低峰时间段，用户管道9侧内最高水位点有水时，也就是能满足高层住户非高峰用水时间段、最低水压供水需求条件时（此刻水量少、水压低），由于管道9内上侧有水，水位开关s浮子有水的浮力上升高度，其内部触点开路，那么无线发射电路a5不会得电工作、也不会发射无线信号，增压泵m正常工作在较低功率状态。当本新型处于节能模式，可调电阻rp的电阻值较大，增压泵m工作在较低频率电源下，用水低峰时间段，极端情况下，因各种原因用户管道侧突然用水量增大时（比如高层建筑内的企业加班等等原因）；由于，增压泵m此刻功率低，供水不足，用户管道9侧内最高位置不再有水，水位开关s的浮子、由于没有水的浮力下降高度，其内部触点闭合，这样，12v电源正极经内部触点闭合的
水位开关s进入无线发射电路a5的正极电源输入端，那么无线发射电路a5会得电工作；因为无线发射电路a5的第一个发射按键k键下两个触点经导线连接在一起，所以，此刻无线发射电路a5会发射出闭合信号。无线接收电路的无线信号接收模块成品a4接收到无线闭合信号后（点动工作模式），其4脚会输出高电平经电阻r1降压限流进入npn三极管q1的基极，于是，npn三极管q1导通其集电极输出低电平进入继电器j2负极电源输入端，继电器j2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合；由于继电器j3正极电源输入端和继电器j2常开触点端连接，所以此刻继电器j3会得电吸合其三个控制电源输出端（也就是继电器j3三个活动触点端）和三个常开触点端闭合，其三个控制电源输出端（也就是继电器j3三个活动触点端）和三个常闭触点端开路，这样，变频器a3的三个电源输出端u、v、w输出的电源不能再经继电器j3三个常闭控制电源输出端（也就是三个常闭触点端）进入增压泵m的电源输入端，380v电源直接经继电器j3三个常开控制电源输出端（三个常开触点端）直接进入增压泵m的电源输入端，增压泵m得电工作。也就是说，增压泵m的输入电源不再受到变频器a3控制、工作在最大功率下，满足了本新型处于节能模式下，也就是可调电阻rp的电阻值较大，增压泵m工作在较低频率电源下，用水低峰时间段，极端情况下，因各种原因用户管道9侧突然用水量增大时的较大量供水需要。本新型处于节能模式下，当极端情况下，380v电源直接进入增压泵m，增压泵m将大量水泵入用户管道9侧内，水位处于管道9最高水位时，水位开关s的浮子由于有水的浮力上升高度，其内部触点开路，那么无线发射电路a5不会再得电工作、也不会发射无线信号，无线信号接收模块成品a4由于接收不到无线闭合信号，其4脚不再输出高电平，那么继电器j2、j3相继失电，继电器j3失电后其三个控制电源输出端和三个常开触点端开路，其三个控制电源输出端和三个常闭触点端闭合，这样，变频器a3的三个电源输出端u、v、w输出的电源再次经继电器j3三个常闭控制电源输出端进入增压泵m的电源输入端，增压泵m又工作在节能模式下。节能模式下，假如用户管道9侧内水位再次低于最高水位，那么和上述过程完全一致，380v电源又会进入单独进入增压泵m，增压泵m为用户管道侧内泵入较大量、较大压力自来水，满足了实际供水需要。
[0026]
图4，继电器j2、j3、j4是dc12v继电器，继电器j2具有两个电源输入端、一个控制电源输入端、一个常开触点端、一个常闭触点端，继电器j3及j4具有两个电源输入端、三个控制电源输入端、三个常开触点端、三个常闭触点端；电阻r、r1阻值分别是500ω、1k；可调电阻rp规格是4.7k；npn三极管q1型号是9013。
[0027]
以上显示和描述了本实用新型的主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
[0028]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。