专利名称：自控气压罐供水设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自来水供水设备，尤其是对应用波依尔－马略特原理制成的气压罐式自来水供水设备的改进。
目前国内的供水设备有多种形式，如水塔式供水设备，是由水泵将水提到水塔内，利用水的差落产生压差为用户供水。水塔式供水设备的优点是水压稳定，但水塔造价较贵，且占用地基和空间较大。
另一种是气压罐式供水设备，由水泵将水压入倒置密封的水罐内，利用被压缩空气对水产生压力而为用户供水。气压罐装有自控压力表，控制气压罐内设定压力的上、下限范围。最大装水量气压对应上限水位，最小存水量气压对应下限水位，上限与下限水位之差称气压罐最大供水量。气压罐供水设备中还装辅助气罐，用以对气压罐内添充空气，以增加供水过程因空气溶水或设备漏气等因素影响降低的气压，而导至下限水压对应的下限水位上升，减少了供水量。每次注水后，因气压损耗所对应的下限水位的变化不是固定量，因此补气增压的量也不固定，补气过大要人工调节气阀放气，过小又降低了最大供水量影响用户用水，因此泵需要频繁启动补气，需要人工频繁放气减压，造成电能损耗，机件磨损，操作者工作繁笨。
本实用新型的目的是对气压罐式供水设备实现自动控制，保证供水量最大。
本实用新型是这样实现的，容器即气压罐和辅助气压罐侧壁安装监测器件及控制开关，测试头伸入容器空间与被测物，水或空气接触，检测信号通过转换器输入集成电路。控制规则以软件程序固化于内存中，主控电路依照程序命令执行器件完成注水、进气、放气等功能。转换器、集成电路、晶体管、阻容元器件及印制板等组成控制电路板安装控制柜中，通过导线、接插件与监测器件、执行器件、电源连接，自动控制气压罐正常供水。
本实用新型的优点在于应用电脑、监测器件、控制开关对气压罐式供水设备实现监测、控制，保证供水量最大，避免电机频繁启动，降低能耗，减轻劳动强度。
结合附图及实施例进一步说明本实用新型的工作过程。
图1自控气压罐供水设备总体示意
图1.电控柜2.水泵3.传感器4.电磁阀9.传感器10.传感器5.辅助气罐6.电磁阀7.气压罐8.自控压力表11.用水管路图2电磁阀(6)安装放大示意
图12.法兰13.法兰14.螺栓15.密封垫图3电磁阀(4)安装放大示意
图16.连接管17.密封层图4传感器(9)安装放大示意
图18.连接管图5自控气压罐供水设备电路图如
图1所示，在气压罐(7)下部侧壁位于设定的下限水位的上、下端，安装上端传感器(9)和下端传感器(10)，上、下端传感器之距离H与气压罐(7)直径之比为10～15％。辅助气罐上部安装传感器(3)。传感器(9.10.3)可选用汽油机常用的火花塞，安装时待装罐外壁开孔，孔周围密闭焊接带内螺纹连接管(18)，火花塞带外螺纹，外螺纹缠绕密封层(17)旋入连接管(18)内螺纹。图4所示。
图1所示，在辅助气罐(5)上部侧壁、传感器(3)上端装置电磁阀(4)，在辅助气罐(5)与气压罐(7)上部两者之间、传感器(3)上端，安装电磁阀(6)使两者联通。电磁阀(6)选用DF系列，两端带法兰盘，辅助气罐(5)和气压罐(7)相对应的侧壁分别开孔，于孔周围分别密封焊接法兰盘(13)和法兰盘(12)，加密封垫(15)用螺栓(14)将电磁阀(6)两端的法兰盘与法兰盘(13.12)分别装牢。如图2所示。电磁阀(4)选用DF系列一端带内螺纹，带外螺纹的连接管(17)与辅助气罐(5)的开孔周围密封焊接，外螺纹处缠绕密封带形成密封层(16)与电磁阀(4)的内螺纹配装。图3所示。自控压力表(8)装于气压罐(7)顶部，测试头伸进罐内。
图5所示，转换器B1～B2、光电藕合器W1～W2、继电器K1～K3、电阻R1～R15、电容C1～C4、晶体G、集成电路N按照逻辑关系制作控制电路板，连同接触器K4装于控制柜(1)内。通过接插件、导线分别与传感器(9.10.3)H1～H3、电磁阀(6.4)S1～S2、控制压力表(8)P、接触器K4及水泵(2)M连接。A和E点为交流电源220伏接触点，A.B.C.E为交流电源380伏接触点。
图5中，变换器B1～B2的输入端B11与传感器(9)H1的控制端连接，输入端B21通过开关S常闭端与传感器(10)H2的控制端连接，并通过开关S常断端与传感器(3)H3的控制端连接。变换器B1～B2的另一输入端2点B12、B22，输出端4点B14、B24相互连接于机壳且与交流电源E点连接。变换器B1～B2的另一输出端3点，通过并联的电阻R2、电容C1、稳压管V2与光电藕合器W1的输入端2点W12连接，通过并联的电阻R4、电容C2、稳压管V4与光电藕合器W2的输入端W22连接；光电藕合器W1～W2的另一输入端W11，串接电阻R5、R1、二极管V1与电源A点连接，W21串接电阻R6、R3、二极管V3亦与交流电源A点连接，光电藕合器W1～W2的输出端W13与集成电路N输入端N1连接，且串联电阻R7接地线，W23与集成电路N输入端N2接，且串联电阻R8接地线，另一输出端W14和W24接电源＋5伏，且连接集成电路N电源输入端N40。
电源＋5V分别通过电阻R9～R11连接继电器K1～K3的输入端K11、K21、K31，集成电路N的输出端N10～N12分别通过电阻R12～R14与三极管V5～V7的基极分别连接，三极管V5～V7的发射极相互连接并接地，三极管V5～V7的集电极分别与继电器K1～K3的输入端K12、K22、K32连接。继电器K1～K3的输出端K14、K24、K34相互连接，且与交流电源220伏A点连接，另一输出端K13、K23、K33分别连接接触器K4、电磁阀(6)S1、电磁阀(4)S2的控制端，接触器K4、电磁阀(6)S1、电磁阀(4)S2的另一端接机壳。
集成电路N的输出端N13通过电阻R15连接三极管V8基极，发射极接地，电感L与二极管V9并联后，一端接三极管V8集电极，另一端接电源＋5伏。
晶体G两端分别连接电容C3和C4，电容C3、C4的一端均与地与集成电路N20连接，另一端分别连接集成电路N输入端N18和N19，形成时钟振荡。
水泵(1)M通过电力开关Q，接触器K4与交流电源380伏A.B.C.E各触点相接。
自控气压罐供水设备的控制程序固化于集成电路N内存(ROM)中，当自控压力表(8)PH的输出电平由低变高时，说明气压罐(7)内的水位已达上限，集成电路N输出端N10输出信号，经过电阻R12、三极管V5、继电器K1、接触器K4控制水泵M停止注水。
供水过程中气压罐(7)内水位不断下降，气压不断降低，当自控压力表(8)PL输出电平由低变高时，(说明气压罐(7)内气压已达到下限)传感器(9)H1检测并发出信号，经变换器B1、光藕合器W1到集成电路N1，如果传感器(9)在液面以下，N1得到低电平信号，集成电路N10指令水泵M转动为气压罐补气增加压力，当辅助气罐液面高于传感器(3)时，N1仍是低电平信号，此时，集成电路输出端N13发出信号，经电阻R15、三极管V8、二极管V9、电感L使开关S与传感器(3)H3的控制端接通，传感器(3)H3发出信号经变换器B2、光电藕合器W2以低电平信号到集成电路输入端N2，输出端N10发出指令水泵M停转10秒钟，辅助气罐内水自由下落，空气从电磁阀(4)进入辅助气罐，开关S与H3断开，水泵转动继续为气压罐补充空气。当传感器(9)露出液面，集成电路输入端N1得到高电平信号，集成电路输出端N10令水泵继续转动为气压罐注水。直至自控压力表PH输出电平由低变高时，停止注水。
供水过程中，自控压力表PL输出电平由低变高时，气压罐气压已达下限值，如果传感器(9)H1、传感器(10)H2都在液面之上，集成电路输入端N1、N2均得到由低变高的电平，此时集成电路输出端N10、N11、N12同时输出信号指令水泵启动，电磁阀(6)S1、电磁阀(4)S2同时打开，高压空气将从气压罐经电磁阀(6)(4)排出，降低气压罐内气压，直至传感器(3)H3被液面浸没，即集成电路N2得到低电平信号。通过集成电路N11、N12令电磁阀(6.4)H1、H2关闭。水泵继续注水，直到自控压力表PH输出电平由低变高，停止注水。
B1～B2JGW交流无源固态继电器R1～R4电阻4K／4WR5～R15电阻1～6.8K，1／8WC1～C2电容100μ／10WC3～C4电容30P／40VK1～K3继电器SP2110V1～V2，V9二极管IN4007K4接触器CJS45V3～V4稳压管9V1WS1～S2电磁阀DF3－50，DF3－75V5～V8三极管2N2222P自控压力表YTXW－150W1～W2光电藕合器2N25NMCS－8751集成电路G晶体6MHZM水泵IS型
权利要求1.由气压罐、辅助气罐、水泵、自控压力表、气阀等组成的自控气压罐供水设备其特征是A.气压罐装有传感器和电磁阀，辅助气罐也装有传感器和电磁阀，传感器的测试头伸入被装容器中，与被测物空气或水接触；B.控制电路中，变换器B1～B2的输入端接连传感器H1～H3的控制端，输出端通过光电藕合器W1～W2与集成电路N连接，集成电路N的输出端通过接口电路、继电器K1～K3，分别连接控制水泵的接触器K4，电磁阀S1和电磁阀S2。
2.按照权利要求1所述的自控气压罐供水设备其特征是，上端传感器(9)和下端传感器(10)，分别安装于气压罐(7)侧壁、位于设定的下限水位的上、下端，其距离H与气压罐直径之比为10～15％。
3.按照权利要求1所述的自控气压罐供水设备其特征是，辅助气罐(5)上部侧壁的传感器(3)，位于电磁阀(4)和电磁阀(6)的下端。
4.按照权利要求1所述的自控气压罐供水设备其特征是，传感器包含汽油机常用的火花塞。
5.按照权利要求1所述的自控汽压罐供水设备其特征是，变换器B1～B2包含JGW交流无源固态继电器。
专利摘要自控气压罐供水设备属于城市和乡镇地区使用的自来水供水设备。该设备在气压罐、辅助气罐侧壁装置传感器和电磁阀。该供水压力下限值的水位控制在气压罐能输出最大水量的位置处。通过自控压力表、传感器测知气压罐内气压及水位情况，电脑指令水泵启动或停止转动，电磁阀开或关，从而完成气压罐的注水或停止注水，进入空气或放气减压自动控制。保证最大供水量，降低因水泵频繁启动造成的电能消耗和机件损坏，也减轻了操作人员的劳动强度。
文档编号E03B11/00GK2212023SQ9422384
公开日1995年11月8日 申请日期1994年10月22日 优先权日1994年10月22日
发明者张家正, 高永光 申请人:张家正