专利名称：一种供水控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化供水控制技术领域，主要适用于生活供水、工业供水、消防供水及各类液体介质供给系统。
背景技术：
我公司早在1998年就成功自主研发WJS-3系列全自动水位水温控制装置。针对武钢各单位澡堂水箱、冷却水池及办公楼等用水“跑”、“冒”、“滴”、“漏”等现象，现已在武钢厂区内全面推广。WJS-3系列全自动水位水温控制装置，在长达十多年的使用，结合用户反应存在以下问题I.供水系统控制柜只能显示高水位、低水位，水位显示处于中水位时，机柜面板无任何显示，造成用户无法判断水箱在中水位时的位置。2.在水箱水位的控制前端，一直采用不锈钢浮球液位计作为高低水位的控制，通过浮球的升降来导通接点信号反馈给供水系统控制柜来启动和关闭电动球阀，控制水箱水位。如果时间过长，玻璃干簧管在高温和蒸汽振动下极易破碎，很容易将干簧管上的交流电传到水与水箱上，这样电流会通过淋浴管道和水直接伤害人体。3.当澡堂水箱和办公楼在高峰用水时，经常存在抢水和压力不够的情况，如有不慎会烫伤淋浴的人或无水洗用。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种供水控制装置，它具有采用液位检测元件对各个水箱的液位进行检测，并将检测信号传递给设置在于供水系统控制柜面板上的显示仪表进行实时显示，使得用户不用爬上水箱即可看到水位，并且无论何时都能通过显示仪表获知水位信息；本实用新型还通过供水系统控制柜根据液位检测信号对各个水箱的上水阀门进行控制，达到水满不溢，水少即补，使用安全的特点。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种供水控制装置，包括液位检测元件和显不仪表；所述液位检测元件包括第一液位检测元件、第二液位检测元件和第三液位检测元件；所述第一液位检测元件设置于蓄水箱上，所述第二液位检测元件设置于冷水箱上，所述第三液位检测元件设置于热水箱上；所述显示仪表设置于供水系统控制柜的面板上，包括第一显示仪表、第二显示仪表和第三显示仪表；所述第一显示仪表的输入端与所述第一液位检测元件连接，所述第二显示仪表的输入端与所述第二液位检测元件连接，所述第三显示仪表的输入端与所述第三液位检测元件连接；所述第一、第二、第三显示仪表的输出端分别接入所述供水系统控制柜，供水系统控制柜的输出端分别连接蓄水箱、冷水箱、热水箱的上水阀门。[0012]对上述基础结构进行改进的技术方案为，还包括温度检测元件；所述温度检测元件与所述热水箱连接；所述第三显示仪表为双显示仪表，温度检测元件与所述第三液位检测元件分别接入所述双显仪表的两个不同的显示区输入端；所述供水系统控制柜的输出端连接蒸汽阀门；或，还包括第四显示仪表，所述第四显示仪表的输入端连接温度检测元件的检测信号；第四显示仪表的输出端接入供水系统控制柜，供水系统控制柜的输出端连接蒸汽阀门。对上述结构进行进一步改进的技术方案为，水泵防抽干液位检测元件；所述水泵防抽干液位检测元件设置于蓄水箱中最低水位处；所述第一显示仪表为多显仪表，水泵防抽干液位检测元件与所述第一液位检测元件分别接入第一显示仪表的不同显示区输入端； 或，还包括水泵防抽干液位检测元件和第五显示仪表；所述水泵防抽干液位检测元件设置于蓄水箱中最低水位处，所述第五显示仪表设置于供水系统控制柜上，水泵防抽干液位检测元件接入第五显示仪表的输入端，第五显示仪表输出端接入供水系统控制柜。对上述方案进行再进一步改进的技术方案为，还包括转换开关和控制按钮；所述转换开关包括蓄水箱手动与自动控制状态转换开关、冷水箱手动与自动控制状态转换开关、热水箱手动与自动控制状态转换开关；所述控制按钮包括蓄水箱上水开按钮、蓄水箱上水关按钮、冷水箱上水开按钮、 冷水箱上水关按钮、热水箱上冷水开按钮、热水箱上冷水关按钮、加热开按钮、加热关按钮；各个转换开关及各个控制按钮均设置于供水系统控制柜面板上，转换开关、各个控制按钮的输出控制线路与供水系统控制柜输入端连接。对上述方案进行再又进一步改进的技术方案为，还包括恒压供水单元，所示恒压供水单元包括压力检测元件、PID调节器、变频器；所述压力检测元件与水流主管连接，压力检测元件与所述PID调节器连接，PID调节器输出端与所述变频器输入端连接，变频器的输出端分别连接所述供水系统控制柜、各个水泵电机。对上述方案进行更进一步改进的技术方案为，还包括定时器；所述定时器与所述供水系统控制柜连接，定时器中设定有水泵运行切换时间。对上述方案进行优选的技术方案为，所述恒压供水单元的压力检测元件包括压力传感器和第二压力变送器；所述压力传感器设置于水流主管出口处，所述第二压力变送器设置于水流主管的尾部对上述方案进行进一步优选的技术方案为，所述液位检测元件为第一压力变送器；所述第一压力变送器设置于各个水箱的底部。本实用新型的有益效果在于I.本实用新型采用液位检测元件对各个水箱的液位进行检测，并将检测信号传递给设置在于供水系统控制柜面板上的显示仪表进行实时显示，使得用户不用爬上水箱即可看到水位，并且无论何时都能通过显示仪表获知水位信息。2.本实用新型还通过供水系统控制柜根据液位检测信号对各个水箱的上水阀门进行控制，达到水满不溢，水少即补，使用安全的效果，解决了现有技术中采用不锈钢浮球液位计作为高低水位的控制，通过浮球的升降来导通接点信号反馈给供水系统控制柜来启动和关闭电动球阀，控制水箱水位时，由于使用时间过长，玻璃干簧管在高温和蒸汽振动下极易破碎，易将干簧管上的交流电传到水与水箱上，对使用者造成伤害的问题。3.控制柜根据温度检测元件发来的温度信号来判断何时开启或关闭蒸汽开关，从而控制热水箱的温度，使得温度得到有效控制。每天不需对水箱内水位、水温的进行多次观察，避免了操作人员碰撞、摔跌、蒸汽烫伤等安全隐患。4.本实用新型还在蓄水箱中设置了水泵防抽干液位检测元件，当蓄水箱中水位到达水泵防抽干检测元件设定的最顶液位时，供水系统控制柜停止水泵抽水，从而防止水泵空抽的情况发生。5.通过设置控制按钮，使得热水箱的控制能够在自动状态与手动状态之间进行选择切换，使得使用者能够根据现场需要进行手动调节，使用更加方便灵活。6.通过设置压力检测元件、PID调节器和变频器，能够实现主管出口压力平稳供水形成恒压供水。变频器根据压力信号自动设定频率段值，按压力信号自动调节各个水泵上的电机输出量，从而实现水泵的变频与工频切换控制，进行恒压供水，降低功耗，节省能源。7.采用在定时器中设定水泵运行切换时间，并将该定时器与供水系统控制柜连接，用于自动定时切换水泵，防止某台水泵因长时间不用而锈死。本实用新型应用于现场后，可对水箱的液位、温度进行自动控制，还可以根据需要切换自手动操作，实时显示液位及温度情况，并且提供变频恒压供水。可取代传统供水设备中的水塔，高位水箱或气压罐等供水装置。适用于生活供水、工业供水、消防供水及各类液体介质的恒压供给系统。本装置供水质量稳定，节能效果显著，达到“水满不溢，水少即补， 温差平衡”的安全、环保、节能目的。本实用新型实用性强、使用效果好，易于推广应用。
图I为本实用新型实施例的结构示意图。图2为本实用新型应用于工作现场的连接状态示意图。其中，I-设置在冷水箱的第二液位检测元件，2-与第二液位检测元件连接的冷凝罐，3-冷水箱，4-设置在热水箱的第三液位检测元件，5-与第三液位检测元件连接的冷凝罐，6-温度检测元件，7-热水箱，8-压力检测元件，9-水泵防抽干液位检测元件，10-第一液位检测元件，11-供水系统控制柜，M01-1号水泵，M02-2号水泵，Ml-蓄水箱的上水阀门， M2-设置于I号水泵出水口的电动球阀，M3-设置于2号水泵出水口的电动球阀，M4-冷水箱的上水阀门，M5-热水箱的上水阀门，M6-蒸汽阀门。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的供水控制装置的具体实施方式
及工作原理进行详细说明。首先，在供水系统控制柜上加装多块显示仪表，优选的采用数显表(变送输出4 20mA ;供电24VDC :常开触电容量为2A/220VAC)，第一显示仪表用于显示蓄水箱的水位、 第二显示仪表用于显示冷水箱3的水位、第三显示仪表用于显示热水箱7的水位。然后，如图I所示，在各个水箱上设置液位检测元件蓄水箱上设置第一液位检测元件10，冷水箱3 设置第二液位检测元件1，热水箱7设置第三液位检测元件4。优选的，采用第一压力变送器作为液位检测元件，在各个水箱的底部安装第一压力变送器(输人Γ20πιΑ)，通过水箱内的压力改变电流的大小，实现数显表与水箱的显示水位值同步(如水箱高2. 5米，即数显表在0-2. 5米内可调)。各个液位检测元件接入各自相对应的数显表中，各数显表与供水系统控制柜11连接。采用本实用新型后，对水箱水位实现自动控制的工作原理为通过相应的液位检测元件将液位信号转换为Γ20πιΑ直流信号(1-5V直流信号)送入显示仪表进行实时显示， 显示仪表输出给供水系统控制柜11，供水系统控制柜11将获取的液位信号与预先设定的高水位、低水位值进行比较，当水箱处于低水位(如设在水箱底部1/3处)时，供水系统控制柜11控制低水位显示灯亮，这时显示仪表同步显示对应水箱设定的低水位，同时，供水系统控制柜11开启处于低水位的水箱的上水阀门(图中，蓄水箱上水阀门为Ml、冷水箱上水阀门为M4、热水箱上水阀门为M5)和水泵的控制阀门(图中，I号水泵出水口的电动球阀为 M2、2号水泵出水口的电动球阀为M3)对水箱进行补水，显示仪表的显示数据也随着水位升高而增大，反之水位下降显示数据也会不断减小；当水箱到达高水位(设在水箱溢流口下 100MM处)时，高水位指示灯亮同时低水位指示灯灭，显示仪表显示水箱最高水位，此时，供水系统控制柜11控制水箱的上水阀门及水泵自动关闭停止加水。使用时，当水位到达低水位时，系统会自动按照上述方式循环工作。为防止蓄水箱无水而水泵继续抽水，造成水泵损坏情况的发生，本实用新型还在蓄水箱的最低水位处设置了水泵防抽干液位检测元件9。本实施例中，采用多显仪表作为第一显示仪表，水泵防抽干液位检测元件9和安装于蓄水箱的第一液位检测元件10分别接入具有多显功能的第一显示仪表的不同显示区输入端。当蓄水箱中的水位到达水泵防抽干检测元件9设定的最低液位时，供水系统控制柜停止水泵抽水，从而防止水泵空抽的情况发生。为实现对水温的监控，在供水系统控制柜11上再设置一块专门用于显示温度的显示仪表，或，选择双显仪表作为显示热水箱7水位、水温的第三显示仪表，分别显示热水箱7的水位、水温。优选的，采用双数显表(变送输出Γ20πιΑ ;供电24VDC :常开触电容量为 2A/220VAC)。在热水箱7上设置温度检测元件6，优选的，采用温度传感器，将温度传感器的检测信号接入双数显的第三显示仪表中用于显示温度的输入端(当采用单独用来显示温度的数显表时，接入该显示温度的数显表)，双数显的第三显示仪表的输出端接入供水系统控制柜11，供水系统控制柜11的输出端连接蒸汽阀门Μ6。采用本实用新型后，对热水箱7水温自动控制的工作原理为通过温度检测元件， 将信号，转换为Γ20πιΑ直流信号(1-5V直流信号)，送入显示仪表，通过设定值与实际温度值进行比较，当热水箱内水温低于设定值时(一般设定为50°C)，供水系统控制柜11蒸汽指示灯亮显示开，显示仪表显示水箱内当前的水温设定值；同时供水系统控制柜控制蒸汽管道上的电动球阀开启，往热水箱中送蒸汽；当水箱水温高于所需设定值时(一般设定为 75°C)，供水系统控制柜11控制蒸汽指示灯灭、蒸汽管道上的电动球阀关闭，停止加气，显示仪表显示所需设定最高水温。以上高低水温可根据气候的变化自由设定，系统会自动循环工作。为了能够满足用户的特殊要求，还可以通过在供水系统控制柜11上设置转换开关和控制按钮，使得供水系统能够在自动与手动状态下进行工作。例如，设置蓄水箱手动与自动控制状态转换开关、冷水箱手动与自动控制状态转换开关、热水箱手动与自动控制状态转换开关、蓄水箱上水开按钮、蓄水箱上水关按钮、冷水箱上水开按钮、冷水箱上水关按钮、热水箱上冷水开按钮、热水箱上冷水关按钮、加热开按钮、加热关按钮。各个转换开关及各个控制按钮均设置于供水系统控制柜11的面板上，转换开关、各个控制按钮的输出控制线路与供水系统控制柜11输入端连接。这样，根据用户需要就可在供水系统控制柜11上通过按钮自我调节使用水位、水温。当自动时，水箱上水及加蒸汽由供水系统控制柜11自动完成；手动时，由人工通过供水系统控制柜11面板上的转换开关设置于“手动”，后按动相应的“开”、“关”控制按钮，即可实现独立控制水箱内所需用的水位及水温调节。澡堂水箱及办公楼直接供水时，可通过安装恒压供水单元，保证用水正常恒压供水单元包括压力检测元件8、PID调节器、变频器。压力检测元件8与水流主管连接，压力检测元件8的检测信号接入PID调节器的输入端，PID调节器输出端与变频器输入端连接，变频器的输出端分别连接供水系统控制柜11、各个水泵电机。对于压力检测元件8的选择和安装位置，优选的，采用压力传感器、第二压力变送器作为压力检测元件。其中，压力传感器设置于水流主管出口处，第二压力变送器设置于水流主管的尾部。通过压力传感器由变频系统自动切换同步启动相应的增压水泵向办公楼和水箱恒压供水，确保水箱和办公楼的正常用水。通过安装恒压供水单元，能够在控制水泵瞬间，根据在变频器上设定的减速时间和模式从上限频率到下限频率，一平水压的突升；在控制水泵瞬间，根据设定的减速时间和模式从下限频率到上限频率，一平水压的突降，从而实现无忧切换。恒压供水单元的工作原理为将压力传感器测得的主管出口压力作为调控参数， 通过压力变送器将压力信号转换为4 20mA直流信号(1-5V直流信号)，送入PID调节器与压力设定值进行比较，其差值由PID调节器作PI运算，输出信号送给变频器，随时调节输出频率，控制电机转速，改变水泵的出水量，维持主管出口压力稳定在设定的压力值上。如果用水量减少时而主管压力增加，调节信号大于设定信号，这时变频输出频率低，电机转速下降，水泵出水量减小，使主管压力减小；由于其调控过程较快，时间短，变频器信号和压力给定信号便处于动态平衡状态，从而维持了变频器输出稳定，实现主管出口压力，平稳供水形成恒压供水。为防止在采取多个水泵为供水系统提供供水时，由于长时间未采用某个水泵导致锈死的情况，本实用新型设置了定时器与供水系统控制柜11连接，在定时器中设定水泵运行切换时间，使得供水系统控制柜根据定时器设定的时间自动定时切换水泵，保证未运行中的水泵能够得到均等的运行机会和时间，以防止某台泵因长时间不用而锈死。对于定时器，本实施例中采用的是时间继电器。将本实用新型应用于现场时，可按下述方式进行投运I.供水系统控制柜11通电前，先确认变频器应与水泵控制功率范围一致。将所有控制转换开关置“ O ”位置，检查蓄水箱蓄水应有足够的水位。[0051]2.通电后观察供水系统控制柜11各对应的仪表显示如均正常，将蓄水箱的转换开关置“手动”位置，按对应的“开”按钮，这时蓄水箱的上水阀门Ml开启向蓄水箱内进水， 同时第一显示仪表的显示数值会随着水位的增加而变大，当水箱水位低于溢流口 IOcm时， 此时第一显示仪表显示的水位数值即为设置最佳高水位位置，低水位可根据用水量的大小设定，一般设置为高水位以下三分之一处。设置好后可将转换开关置“自动”位置。冷水箱
3、热水箱7的水位水温调试均按以上操作即可。3.水箱水位水温控制装置均调校好后，再投入恒压供水单元；先根据主管出口压力设定好供水主管的压力，再根据实际用水情况，通过变频器自动调节控制水泵出水量，这样形成压力稳定，恒压供水。通过以上的改进达到了机箱控制一目了然，每天不需对水箱内水位、水温的进行多次观察，避免了操作人员碰撞、摔跌、蒸汽烫伤等安全隐患。采用本实用新型对水箱实现液位、温度、恒压自动控制，其成本大大低于人工控制。正常情况下实现无人管理，使用安全，可靠性高，减少磨损，降低故障率，延长设备寿命，实现软启动、制动，消除水锤效应。在冶金行业迅速推广能够产生积极的潜在经济效益和社会效应。达到安全、节能、环保的功效。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种供水控制装置，其特征在于，包括液位检测元件和显示仪表；所述液位检测元件包括第一液位检测元件、第二液位检测元件和第三液位检测元件； 所述第一液位检测元件设置于蓄水箱上，所述第二液位检测元件设置于冷水箱上，所述第三液位检测元件设置于热水箱上；所述显示仪表设置于供水系统控制柜的面板上，包括第一显示仪表、第二显示仪表和第三显示仪表；所述第一显示仪表的输入端与所述第一液位检测元件连接，所述第二显示仪表的输入端与所述第二液位检测元件连接，所述第三显示仪表的输入端与所述第三液位检测元件连接；所述第一、第二、第三显示仪表的输出端分别接入所述供水系统控制柜，供水系统控制柜的输出端分别连接蓄水箱、冷水箱、热水箱的上水阀门。
2.如权利要求I所述的供水控制装置，其特征在于，还包括温度检测元件；所述温度检测元件与所述热水箱连接；所述第三显示仪表为双显示仪表，温度检测元件与所述第三液位检测元件分别接入所述双显仪表的两个不同的显示区输入端；所述供水系统控制柜的输出端连接蒸汽阀门； 或，还包括第四显示仪表，所述第四显示仪表的输入端连接温度检测元件的检测信号；第四显示仪表的输出端接入供水系统控制柜，供水系统控制柜的输出端连接蒸汽阀门。
3.如权利要求I或2所述的供水控制装置，其特征在于，还包括水泵防抽干液位检测元件；所述水泵防抽干液位检测元件设置于蓄水箱中最低水位处；所述第一显示仪表为多显仪表，水泵防抽干液位检测元件与所述第一液位检测元件分别接入第一显示仪表的不同显示区输入端；或，还包括水泵防抽干液位检测元件和第五显示仪表；所述水泵防抽干液位检测元件设置于蓄水箱中最低水位处，所述第五显示仪表设置于供水系统控制柜上，水泵防抽干液位检测元件接入第五显示仪表的输入端，第五显示仪表输出端接入供水系统控制柜。
4.如权利要求3所述的供水控制装置，其特征在于，还包括转换开关和控制按钮；所述转换开关包括蓄水箱手动与自动控制状态转换开关、冷水箱手动与自动控制状态转换开关、热水箱手动与自动控制状态转换开关；所述控制按钮包括蓄水箱上水开按钮、蓄水箱上水关按钮、冷水箱上水开按钮、冷水箱上水关按钮、热水箱上冷水开按钮、热水箱上冷水关按钮、加热开按钮、加热关按钮；各个转换开关及各个控制按钮均设置于供水系统控制柜面板上，转换开关、各个控制按钮的输出控制线路与供水系统控制柜输入端连接。
5.如权利要求I或2所述的供水控制装置，其特征在于，还包括恒压供水单元，所示恒压供水单元包括压力检测元件、PID调节器、变频器；所述压力检测元件与水流主管连接，压力检测元件与所述PID调节器连接，PID调节器输出端与所述变频器输入端连接，变频器的输出端分别连接所述供水系统控制柜、各个水泵电机。
6.如权利要求3所述的供水控制装置，其特征在于，还包括恒压供水单元，所示恒压供水单元包括压力检测元件、PID调节器、变频器；所述压力检测元件与水流主管连接，压力检测元件与所述PID调节器连接，PID调节器输出端与所述变频器输入端连接，变频器的输出端分别连接所述供水系统控制柜、各个水泵电机。
7.如权利要求4所述的供水控制装置，其特征在于，还包括恒压供水单元，所示恒压供水单元包括压力检测元件、PID调节器、变频器；所述压力检测元件与水流主管连接，压力检测元件与所述PID调节器连接，PID调节器输出端与所述变频器输入端连接，变频器的输出端分别连接所述供水系统控制柜、各个水泵电机。
8.如权利要求7所述的供水控制装置，其特征在于，还包括定时器；所述定时器与所述供水系统控制柜连接，定时器中设定有水泵运行切换时间。
9.如权利要求8所述的供水控制装置，其特征在于，所述恒压供水单元的压力检测元件包括压力传感器和第一压力变送器；所述压力传感器设置于水流主管出口处，所述第一压力变送器设置于水流主管的尾部。
10.如权利要求I或2所述的供水控制装置，其特征在于，所述液位检测元件为第一压力变送器；所述第一压力变送器设置于各个水箱的底部。
专利摘要本实用新型涉及自动化供水控制技术领域，公开了一种供水控制装置，包括液位检测元件和显示仪表；液位检测元件设置于蓄水箱、冷水箱、热水箱中；显示仪表设置于供水系统控制柜的面板上；各显示仪表的输入端分别接连各液位检测元件，各显示仪表的输出端接入供水系统控制柜，供水系统控制柜的输出端连接蓄水箱、冷水箱、热水箱的上水阀门。本实用新型可对水箱的液位、温度进行自动控制，实时显示液位及温度情况，并且提供变频恒压供水。适用于生活供水、工业供水、消防供水及各类液体介质的恒压供给。本实用新型供水质量稳定，节能效果显著，达到“水满不溢,水少即补，温差平衡”的安全、环保、节能目的。实用性强、使用效果好，易于推广应用。
文档编号E03B11/16GK202347590SQ201120520238
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者徐继斌, 汪明中, 黄轶君 申请人:武汉钢铁(集团)公司