专利名称：一种恒水压变流量供水设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体压力执行机构，更确切地说是涉及一种对变流量供水系统提供恒水压的供水设备。
高层建筑居民的生活用水、采暖系统的给水、以及消防安全用水等均涉及变流量供水系统的水压力问题，由于随着用水量的变化，水压力也在变化，当用水量大时导致水压大幅度降低，从而影响了正常的供水，例如每逢夏天，五层楼以上的水管就常常流不出水或者水量很小。
保持变流量供水系统水压的设备大体上有三种，一是采用气压罐，利用气泵向罐内通压缩空气，用回压保持一定水压，气泵在低水压时启动，在高水压时停泵，虽能自动控制但水压差大，且不能保持恒压；二是采用高位水箱，即在高层建筑物顶上建造水塔，依靠储存的高位水，自然形成压力，但随着存水吨位的减少，压力也随之减小，而且建造水塔也是耗费人力财力的事；三是采用微机控制的普通电机变频调速装置，微机通过采样反馈功能部件，根据管道中水流量、水压的变化，自动控制水泵电机的供电电源频率，以改变电机转速，保持管道内水恒压，但这种设备结构复杂，价格昂贵，普通电工不便维修，且由于在水流量小时，设备也照常运转，因而耗能多。
本实用新型的目的是为达到生活及消防等的恒压变流供水，设计一种交流调压调速恒水压变流量供水设备，能在相当大的变流量范围内，保持可调整的恒水压，该设备在水流量小于一定值时，自动停机以达到节约电能的目的，并避免了水泵电机因频繁起停影响使用寿命的问题，并具有结构简单，便于维护的优点。
本实用新型的供水设备由四大功能部件组成包括装配有无级调速电动机的水泵；与水泵吐出口相连、用于存水以维持停泵时，流量用水的小气压罐；处于小气压罐出水段上、用于检测管道中的水压力并转换为电量的压力传感器；接收压力传感器输出电量并通过变压输出自动控制无级调速电动机转速的全自动恒水压变流量供水控制器。所述的控制器，主要包括三相可控硅及其电动机的主电源回路，三相可控硅的触发器和放大调整运算器，运算器对设定的压力和检测的压力进行运算，生成三相可控硅触发器的控制电压，对电动机主电源回路中可控硅线路实现交流相位控制，改变电动机定子电压，实现电动机无级平滑调压调速传动，调整水泵出水量，保持供水管路内水压力稳定。
在用水低峰时，电动机稳定低速运转一段时间后，控制器控制电动机停转、停泵，由小气压罐维持小流量用水，当小气压罐水压力处于设定的下限值时控制器重新启动电动机起泵，维持管路内压力，从而既解决了电动机频繁启动问题，又解决了小流量不停机的耗能问题。
所述的无级调压调速电动机采用定型产品，所述的压力传感器采用电阻远传压力表，所述的小气压罐也是现有技术，但其大小尺寸因根据用水量范围设计。
下面结合实施例附图详细说明本实用新型的技术。
附
图1为恒水压变流量供水设备结构原理方框图。
附图2为附
图1中电阻远传压力表结构示意图。
附图3为附
图1中全自动恒水压变流量供水控制器电气结构原理方框图。
附图4为附图3中全自动恒水压变流量供水控制器电原理图，包括无级调压调速电动机电源主回路电气原理图4－1、4－2和控制电路电气原理图4－3。
参见附
图1，图中1为全自动恒水压变流量供水控制器，2为装配有交流无级调压调速电动机的水泵，其中21为具有与Y系列电机相同结构的笼型交流异步调压调速电动机，22为DL型立式多级离心泵，3为小气压罐，4为电阻远传压力表，实施例产品型号为YTZ－150。实施例中也可以不用小气压罐，在用水低峰时，水泵电机低速运转，维持恒压供水，但不能达到停机节能的发明目的。
实施中也可使用两台调速泵，采用双机定时切换方式工作，在水流量较大的供水系统中，也可采用一台调速泵与多台恒速泵并接的逐级启动工作方式，根据用水量大小、水压力变化，逐级起泵或逐级停泵，维持恒水压。
参见附图2，电阻远传压力表4用于管道中水压力的检测，通过水压表内部安装的电位器式传感器把被测水压值以电量传至远离测量点的二次仪表即全自动恒压变流量供水控制器上，实现远距离检测和控制。压力表由弹簧管压力表和滑线电阻式传感器组成。当被测水压力值随水流量变化而变化时，弹簧管端产生位移，一方面通过传动系统使指针在度盘上指示相应压力，以便作现场工艺检查，另一方面带动电刷在电阻上滑行将压力变化转换为电阻值变化，并输出传至供水控制器。图中41为弹簧管，42为机芯，43为接线盒，44为动触头组件，45为电位器组件，压力表外加电压≤6V。
参见附图3，全自动恒压变流量供水控制器1是实现本实用新型恒压供水的关键部件，与交流调压调速电动机配合形成电动机自动调速装置，用于水泵恒压供水时，水流量随需要而变化是通过改变电动机定子电压进而改变转速实现的。
控制器结构框图包括压力传感器4，压力设定器201，放大和调节运算器202，对压力设定值和从管道中检测的水压力电量值进行比较、放大，作比例积分运算，产生三相触发器控制电压Uk，手动自动选择203，接收Uk产生三相可控硅移相触发脉冲的可控硅移相触发电路204，可控硅205，电动机21、水泵22，和过电流限止电路206，过电流限止电路206检测电动机负载电源主回路中的电流，并反馈至移相触发电路204的输入端，调整控制电压Uk，自动限制电动机的调速范围。
参见附图4，4－1、4－2为供水设备电源主回路电气结构图，图4－1为弱电部分，图4－2为强电部分，图4－1中，三相电A、B、C，零线N，经同步电源变压器B1、B2、B3，为A相、B相、C相触发器401、402、403提供同步电源，经变压器B4、B5、B6输出三相触发脉冲。G1A、K1A、G2A、K2A接A相两反并接可控硅SR1A、SR2A的触发极和负极，如图4－2中的G1A、K1A、G2A、K2A。同样，图4－1中的G1B、K1B、G2B、K2B、G1C、K1C、G2C、K2C与图4－2中的同名端相接。
图中K1为电源开关，变压器B为控制器提供电源电压，如图4－3中的B。
图4－2中，A、B、C三相电，分别串有两反并接的可控硅(SR1A、SR2A)、(SR1B、SR2B)、(SR1C、SR2C)，输出A′、B′、C′接电动机负载，其中任意两相，如图示A、C相中还串有电流互感器B7、B8，用于检测三相负载电流，并反馈至控制电路用于过电流限止，如图4－3中的(A1、B1)、(C1、B1)。图中V为电压表，RD1－RD6为保险管，电阻R41－R43、电容C41－C43组成阻容吸收电路，R44－R46为压敏电阻，吸收浪涌干扰。
图4－3中，虚线框207包括变压、全波整流、滤波和稳压电路，为控制电路提供正、负电源，W11用于调整电源电压。虚线框201为压力设定器，由电位器W1和电阻R3接成电阻分压器，并经电阻R4接至放大调节运算器202的一个输入端，虚线框4为压力传感器，其输出电量接至放大调节运算器202的另一个输入端。虚线框202为放大调节运算器，运放器A1接成比例积分放大器，W3用于积分时间常数调整，正常工作时，其正端的压力给定值大于其负端的传感器输出电压值，经比例积分运算输出，电位器W6用于调节自动积分输出，产生触发器控制电压Uk。
虚线框203为手动自动选择，包括开关K2和由电位器W12、W13、电阻R7接成的电阻分压器，K2置于手动时，由手动调节电位器W12产生触发器控制电压Uk，虚线框401、402、403分别为图4－1中的A相、B相、C相触发器，具有完全相同的内部电路结构，以集成片SDKC05可控硅移相触发器为主要部件，其8端输出按功率扩展接法接三极管T1(T2、T3)。图中发光二极管LED1－LED3用于指示三相触发工作状态，三相触发器401、402、403根据Uk的大小生成锯齿波触发脉冲，对反并联可控硅线路进行交流相位控制，实现调压输出。
虚线框206为过电流限止电路，电流互感器B7、B8检测的电动机负载电流经全波整流、滤波电路，由R10输出至运放器A2的负端，运放器A2接成电压比较器，其正端接有电阻分压器，电位器W4用于调整所限电流的范围。正常工作时，A2输出正，二极管D1截止，过电流限止电路206无输出，当电动机负载电流大于限定值时，A2输出为负，D1导通迫使控制电压Uk下降。
电阻R11，电位器W5接成电阻分压器，用于限止电动机的最低转速，在开机时，放大调节运算器202还没有输出，此时二极管D2导通，给可控硅触发器提供一个起始的自设定控制电压Uk，使电动机低速启动运转，并随着放大调节运算器202比例积分输出增大，逐渐增速，直至正常，此时D2截止。
本实用新型采用新型的交流无级调压调速电动机和全自动恒水压变流量供水控制器，对需要变流量的水泵，用交流调压调速方式代替变频调速方式，具有控制原理简单、节能等优点，对于水流量每小时几吨至几百吨的供水系统，均能保持可调整的恒水压控制，与现有技术相比具有明显降低造价的特点，价格为变频调速系统的50％左右。
权利要求1.一种恒水压变流量供水设备，包括装配有无级调速电动机的水泵；与水泵吐出口相连，用于存水以维持停泵时小流量用水的小气压罐；处于小气压罐出水段上，用于检测管道中的水压力并转换为电量的压力传感器；接收压力传感器输出电量并通过变压输出自动控制无级调速电动机转速的全自动恒水压变流量供水控制器，其特征在于1)所述的无级调速电动机是笼型交流异步调压调速电动机；2)所述的控制器包括由电阻分压器接成的压力设定器，由运算放大器接成的比例积分放大器，对压力设定器输出电压和所述的压力传感器输出电压进行放大、调节、运算，输出触发控制电压Uk，以可控硅移相触发器芯片构成的A相、B相、C相触发器，由Uk调整可控硅移相触发脉冲，还包括串联有可控硅的电动机三相交流电主回路。
2.根据权利要求1所述的一种恒水压变流量供水设备，其特征在于所述控制器的电动机三相交流电主回路中还串接有检测电动机负载电流的电流互感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种恒水压变流量供水设备，其特征在于所述的控制器还包括有过电流限止电路，由所述的电流互感器、全波整流滤波器、电压比较器顺序串接而成，电压比较器输出经二极管接至A相、B相、C相触发器输入端与Uk叠加。
专利摘要本实用新型涉及一种对变流量供水系统提供恒水压的供水设备，包括装配有无级调速电动机的水泵、用于维持停泵时小流量用水的小气压罐、用于检测管道中水压力并转换为电量的传感器、通过调压调整电机转速的控制器。控制器主要包括可控硅、三相触发器和放大调整运算器，该部件对设定压力和检测压力进行运算，生成三相触发器控制电压，对电机主电源回路中可控硅线路实现交流相位控制，改变电机定子电压。原理简单、节能、造价低。
文档编号E03B11/16GK2124262SQ92222498
公开日1992年12月9日 申请日期1992年5月26日 优先权日1992年5月26日
发明者范子林, 庞干青, 王洪贵 申请人:庞干青, 范子林, 王洪贵