一种排水控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种排水控制装置，用于井下作业中从储存水的水箱向地面排水。


背景技术：

2.在山区井下作业时，需要及时从井下作业区域向地面排水。现有技术中，在井下作业区域设置水箱，通过水泵抽取从而向地面排水。在山区中，山体、地下有较多暗沟、暗河，水量忽大忽小并无规律。如果通过人力检查，则必须全天时刻监视，会耗费大量人力。因此，现有技术中，为了减少人力消耗，一般是在水箱中水位高于某个水位高度时即利用水泵抽取。
3.现有电价根据不同时间段存在差别，即用电高峰期的电价高于用电低谷期的电价。由于工程周期长、且作业时间经常是白天至晚间的用电高峰期，水泵持续工作造成耗电量很大，不仅增加了工程成本，还增加了所在区域的电力负荷。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的问题是针对现有山区井下作业排水时水泵持续工作增加工程成本、增加所在区域的电力负荷的问题，提供一种排水控制装置。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种排水控制装置，包括第一供电电源、第二供电电源、接触器、定时控制单元、第一液位触发开关、第一常开开关；
6.所述接触器的常开开关电连接在第一供电电源和排水水泵之间；
7.所述第二供电电源的两个输出端之间具有第一电连接点；
8.所述第一液位触发开关电连接在第二供电电源的一个输出端与第一电连接点之间；
9.所述第一电连接点与第二供电电源的另一个输出端之间并联连接有第一支路、第二支路；
10.所述定时控制单元的线圈设置在第一支路；
11.所述接触器的线圈、第一常开开关串联连接在第二支路；
12.当所述定时控制单元的线圈通电时，第一常开开关为闭合状态。
13.本实用新型中，通过上述设置，可以设置定时控制单元的线圈在预设时间段(例如用电波谷时间段)保持为闭合状态、且在预设时间段(例如用电波峰时间段)之外保持为断开状态，水箱内液位不低于高度h1时，第一液位触发开关为闭合状态，从而在预设时间段时，可令定时控制单元的线圈通电，令第一常开开关闭合、令接触器的线圈通电、令接触器的常开开关闭合，使得第一供电电源为排水水泵供电，令排水水泵持续工作。当水箱内液位低于高度h1时，第一液位触发开关为断开状态，令排水水泵停止工作，避免水箱内无水时排水水泵抽取空气造成装置损坏。通过本实用新型的方案，可以设定在用电波谷时间段令水箱中的水量保持在较低的液位，从而当到达用电高峰时间段时，使得水箱中有较多的储水
容量，从而可以降低在用电高峰时间段的排水需求，进而达到降低较高电价时用电量的需求，也降低所在区域内用电高峰时的电力负荷。
14.进一步地，所述排水控制装置还包括第一继电器；
15.所述第一电连接点与第二供电电源的另一个输出端之间还连接有第三支路，所述第一支路、第二支路、第三支路相互并联；
16.所述第三支路上设置有相互串联的第一继电器的线圈、定时控制单元的常开开关；
17.所述第一常开开关为第一继电器的常开开关。
18.进一步地，所述排水控制装置还包括第二液位触发开关、第二常开开关；
19.所述第二常开开关与接触器的线圈串联、且与第一常开开关并联；
20.当水箱中液位高于液位高度h2时，第二液位触发开关为闭合状态，第二常开开关为闭合状态；
21.当水箱中液位不高于液位高度h2时，第二液位触发开关断开。
22.本实用新型中，设置第二液位触发开关。当在预设时间段(例如用电波峰时间段)之外的时间时，当液位高于液位高度h2时，令第二液位触发开关闭合，令第二常开开关闭合，从而使得接触器线圈得电，进而控制排水水泵工作，从而避免水箱中水位过高造成溢出。
23.进一步地，所述排水控制装置还包括第二继电器、时间继电器；
24.所述第一电连接点与第二供电电源的另一个输出端之间还连接有第四支路，所述第一支路、第二支路、第四支路相互并联；
25.所述第四支路上设置有相互串联的第一并联电路、第二并联电路；
26.所述第二液位触发开关、第二继电器的一个常开开关相互并联从而形成第一并联电路；
27.所述第二并联电路的一条并联支路上设置有相互串联的第二继电器的线圈、时间继电器的延时断开的常闭开关，另一条并联支路上设置有时间继电器的线圈；
28.所述第二常开开关为第二继电器的另一个常开开关。
29.本实用新型中，通过设置时间继电器，使得当液位达到高度h2时，令时间继电器持续工作一定时间，即令排水水泵持续工作一定时间再断开排水水泵与第一供电电源之间的连接，从而使得水量过大时排水水泵可以工作一定时间，避免排水水泵工作时间过短造成频繁达到高度h2而令排水水泵频繁启动的问题。
30.进一步地，所述排水控制装置还包括第二继电器、第三液位触发开关；
31.所述第一电连接点与第二供电电源的另一个输出端之间还连接有第四支路，所述第一支路、第二支路、第四支路相互并联；
32.所述第四支路上设置有相互串联的所述第二液位触发开关、第二继电器的线圈，所述第二常开开关为第二继电器的常开开关、且为自锁开关；
33.所述第二常开开关、第三液位触发开关串联连接，所述第二常开开关、第三液位触发开关所在的支路与所述第一常开开关并联。
34.本实用新型中，通过上述设置，可在液位达到高度h2时，可令排水水泵工作，直到水位下降到第三液位开关设置的触发水位高度，才停止排水水泵工作，从而避免排水水泵
工作时间过短造成频繁达到高度h2而令排水水泵频繁启动的问题。
35.进一步地，当水箱中液位不低于液位高度h1时，第一液位触发开关为闭合状态；当水箱中液位低于液位高度h1时，第一液位触发开关为断开状态；
36.当水箱中液位不低于液位高度h3时，第三液位触发开关为闭合状态；当水箱中液位低于液位高度h3时，第三液位触发开关为断开状态；
37.h1＜h3＜h2。
38.通过上述设置，使得当液位到达较高液位高度h2时，令水箱放水直到液位高度达到低于 h2、且高于h1的液位高度h3的位置，从而使得排水水泵达到一定的排水量，避免当水量过高、多次到达较高高度h2时频繁启动排水水泵。
39.进一步地，当水箱中液位不低于液位高度h1时，第一液位触发开关为闭合状态；当水箱中液位低于液位高度h1时，第一液位触发开关为断开状态；h1＜h2。
40.通过上述设置，使得在预设时间段内使得水箱内水位一直接近或达到较低高度h1，而使得在预设时间段之外(即用电波峰时段)，当液位到达较高高度h2时，才启动排水水泵，即在用电波峰时段尽量减少排水次数，从而节电。
41.进一步地，所述第一液位触发开关、第二液位触发开关均为浮球开关。
42.进一步地，所述排水控制装置还包括切换开关、第五支路、第三继电器、第一开关按钮；所述切换开关具有第一状态、第二状态；
43.当切换开关为第一状态时，切换开关将第一电连接点与第四支路一端电连接；
44.当切换开关为第二状态时，切换开关将第一电连接点与第五支路一端电连接；
45.所述第四支路另一端、第五支路另一端均与第二供电电源的另一个输出端电连接；
46.在所述第五支路上，所述第一开关按钮、第三继电器的一个常开开关相互并联后与第三继电器的线圈串联；
47.所述第三继电器的另一个常开开关与接触器的线圈串联、且与第一常开开关并联。
48.本实用新型中，通过上述设置，使得可以在手动、自动控制电路之间进行切换。当切换开关另一个连接端与第五支路一端电连接时，可利用第一开关按钮控制第三继电器的线圈的通断电，从而控制第三继电器的另一个常开开关的关断或闭合，从而控制接触器线圈的关断或闭合，进而控制是否为排水水泵供电。
49.进一步地，所述第二供电电源的一个输出端与第一电连接点之间还设置有与第一液位触发开关串联的第二开关按钮。
50.通过上述设置，当需要排水水泵停止工作时，可利用第二开关按钮进行控制。
51.进一步地，所述第二供电电源的一个输出端、另一个输出端分别为供电端、接地端或分别为接地端、供电端。
52.进一步地，所述第一供电电源为三相电源，所述第二供电电源的两个输出端分别与第一供电电源的两相输出端对应电连接。
附图说明
53.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
54.图1是本实用新型实施例1的排水控制装置的电气接线示意图；
55.图2是图1的一部分电路结构的电路原理图；
56.图3是图1的另一部分电路结构的电路原理图；
57.图4是本实用新型实施例2的排水控制装置局部电路结构的电气接线示意图；
58.上述附图中：
59.fzd、第一液位触发开关，fzg、第二液位触发开关，fzm、第三液位触发开关，
60.la1、第一继电器的线圈，ka1、第一常开开关；
61.la2、第二继电器的线圈，ka21、第二常开开关，ka22、第二继电器的一个常开开关
62.la3、第三继电器的线圈，ka31、第三继电器的一个常开开关，ka32、第三继电器的另一个常开开关；
63.dtl、定时控制单元的线圈，dt、定时控制单元的常开开关；
64.ktl、时间继电器的线圈，kt、时间继电器的延时断开的常闭开关。
65.lm、接触器的线圈，km1、接触器的常开开关；
66.m、排水水泵；a1-第一电连接点；sa、切换开关，sb1、第一开关按钮，sb2、第二开关按钮；l31、第二供电电源的一个输出端，l21、第二供电电源的另一个输出端。
具体实施方式
67.下面将结合本技术的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
68.实施例1
69.如图1-3所示，本实用新型提供一种排水控制装置，其特征在于，包括第一供电电源、第二供电电源、接触器、定时控制单元、第一液位触发开关fzd、第一常开开关ka1。
70.所述接触器的常开开关km1电连接在第一供电电源和水容纳结构的排水水泵m之间。
71.所述第二供电电源的两个输出端l21，l31之间具有第一电连接点a1。
72.所述第一液位触发开关fzd电连接在第二供电电源的一个输出端l31与第一电连接点a1 之间。
73.所述第一电连接点a1与第二供电电源的另一个输出端l21之间并联连接有第一支路、第二支路。
74.所述定时控制单元的线圈dtl设置在第一支路。
75.所述接触器的线圈lm、第一常开开关ka1串联连接在第二支路。
76.当所述定时控制单元的线圈dtl通电时，第一常开开关ka1为闭合状态。
77.第一常开开关ka1的闭合状态是由定时控制单元的线圈dtl通电所导致的，即第一常开开关ka1从断开动作状态变化为闭合状态，可能略在时间上比第一常开开关ka1的闭合
有延时，本领域技术人员可以理解。
78.水容纳结构可为水箱，也可为其他容纳水的结构，排水水泵的入口水容纳结构连接。排水水泵、水容纳结构都是已有技术内容，本领域技术人员可以理解。第一供电电源可采用交流供电电源，例如380v交流电源。第二供电电源可采用直流电源(例如高压直流电源)。水箱为排水水泵用于排水的水箱。
79.所述排水控制装置还包括第一继电器。
80.所述第一电连接点a1与第二供电电源的另一个输出端l21之间还连接有第三支路，所述第一支路、第二支路、第三支路相互并联。
81.所述第三支路上设置有相互串联的第一继电器的线圈la1、定时控制单元的常开开关dt。
82.所述第一常开开关ka1为第一继电器的常开开关。
83.所述排水控制装置还包括第二液位触发开关fzg、第二常开开关ka21。
84.所述第二常开开关ka21与接触器的线圈lm串联、且与第一常开开关ka1并联。
85.当水箱中液位高于液位高度h2时，第二液位触发开关fzg闭合，第二常开开关ka21闭合。
86.当水箱中液位不高于液位高度h2时，第二液位触发开关fzg断开。
87.所述排水控制装置还包括动作单元，所述动作单元用于在第二液位触发开关fzg闭合达到第一预设时间时或在液位高度低于h3时令第二常开开关ka21所在的支路关断。h1＜h3＜h2。
88.本实施例中，所述排水控制装置还包括第二继电器、时间继电器。
89.所述第一电连接点a1与第二供电电源的另一个输出端l21之间还连接有第四支路，所述第一支路、第二支路、第四支路相互并联。
90.所述第四支路上设置有相互串联的第一并联电路、第二并联电路。
91.所述第二液位触发开关fzg、第二继电器的一个常开开关ka22相互并联从而形成第一并联电路。
92.所述第二并联电路的一条并联支路上设置有相互串联的第二继电器的线圈la2、时间继电器的延时断开的常闭开关kt，另一条并联支路上设置有时间继电器的线圈ktl。
93.所述第二常开开关ka21为第二继电器的另一个常开开关。
94.即本实施例中，动作单元包括时间继电器。
95.当水箱中液位不低于液位高度h1时，第一液位触发开关fzd为闭合状态。当水箱中液位低于液位高度h1时，第一液位触发开关fzd为断开状态。h1＜h2。
96.所述排水控制装置还包括切换开关sa、第五支路、第三继电器、第一开关按钮sb1。
97.如图1-2所示，所述切换开关sa一个连接端电连接至第一电连接点a1，所述切换开关 sa另一个连接端可切换地与第四支路一端、第五支路一端电连接，所述第四支路另一端、第五支路另一端均与第二供电电源的另一个输出端l21电连接。
98.如图1所示，所述切换开关sa具有第一状态、第二状态。
99.当切换开关sa为第一状态时，切换开关sa将第一电连接点a1与第四支路一端电连接。
100.当切换开关sa为第二状态时，切换开关sa将第一电连接点a1与第五支路一端电连
接。
101.在所述第五支路上，所述第一开关按钮sb1、第三继电器的一个常开开关ka31相互并联后与第三继电器的线圈la3串联。
102.所述第三继电器的另一个常开开关ka32与接触器的线圈lm串联、且与第一常开开关ka1 并联。
103.所述第二供电电源的一个输出端l31与第一电连接点a1之间还设置有与第一液位触发开关fzd串联的第二开关按钮sb2。
104.所述第二供电电源的一个输出端l31、另一个输出端l21分别为供电端、接地端或分别为接地端、供电端。例如，一个输出端l31与正电源端电连接，另一个输出端l21与参考地电连接。
105.所述第一供电电源为三相电源，所述第二供电电源的两个输出端l21，l31分别与第一供电电源的两相输出端对应电连接。
106.所述第一液位触发开关fzd、第二液位触发开关fzg为浮球开关。
107.该装置为电气水泵控制系统，具备手动控制与自动分时排水功能，为了做到降本节能，该装置可设定使用时间范围，将主要工作时间控制在电价低谷期，同时提供最高级别保护，在不影响正常生产的情况下做到自动化控制。所述定时控制单元的线圈(dtl)在预设时间段保持为闭合状态、且在预设时间段之外保持为断开状态。预设时间段可设置为即用电高峰时段。例如，预设时间段可为早晨9点-晚上10点。
108.所述第一电连接点a1与第二供电电源的另一个输出端l21之间还连接有第六支路、第七支路；
109.所述第一支路、第二支路、第六支路、第七支路相互并联；
110.所述接触器的辅助常开开关kmg、第一信号灯hg在第六支路上串联；
111.所述接触器的辅助常闭开关kmr、第二信号灯hr在第七支路上串联。
112.本实用新型中，预设时间段可设置为即用电高峰时段。例如，预设时间段可为早晨9点
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晚上10点。定时控制单元可为时间定时器。接触器可为交流接触器。
113.时间继电器的工作原理是执行器件在接受到启动信号后开始计时，计时结束之后时间继电器的触头就有相应的开或合的动作，从而推动后续的电路进行工作。一般来讲时间继电器的延时功能在设计的范围内可以随意调节，从而实现它能够调整延时时间长短的功能。本实用新型中，使用时间继电器搭配中间继电器(即第一继电器)来实现延时控制水泵启停。通常来说时间继电器有：空气阻尼式、电动式、电磁式和电子式时间继电器。本设计采用的是电子式继电器。电子式时间继电器是利用rc电路中电容的电压不能跃变，只能按照指数规律逐渐变化的原理。它的主要技术特点有：延时范围较广，精度高，一般为5％，体积小，耐冲击震动，调节方便。
114.浮球开关使用磁力运作，没有机械连接器件，运动简单可靠。当浮球开关被放在被检测的介质中浮动时，浮子带动浮球开关的主体移动，在移动是浮球开关的另一端磁体将控制杆上的磁体便有了开关动作。浮球开关有：塑胶类、pp+nbr浮球、pvdf、telion、不锈钢类、不锈钢+pp浮球、不锈钢+nbr浮球。由于本设计被测介质是水，没有干扰被测结果的其他杂质存在，所以只需选用塑胶类浮球开关。
115.本实用新型中，排水控制装置可实现手动控制、自动控制。两者通过切换开关(优
选为旋钮)来进行工作模式的互相切换。
116.将旋钮转至手动控制端时，由开启和停止按钮来控制水泵的启停，当按下第一开关按钮 sb1时，第三继电器的线圈la3得电，继电器触点对应动作，ka31、ka32吸合，交流接触器的线圈lm得电，交流接触器的常开开关km1吸合，水泵便开始工作，同时交流接触器辅助触头kmg、kmr相应动作，亮起运行信号灯hg，熄灭停止信号灯hr。当需要水泵停止工作时，只需要按下第二开关按钮sb2，控制电路失去电源，第三继电器的线圈la3恢复，触点 ka2断开，交流接触器的线圈lm恢复，接触器的常开开关km1断开，水泵停止工作。
117.将旋钮旋转到自动控制时，为了实现将水泵工作时间尽量控制在波谷期，所以是通过时间定时器设定工作时间。只要在设定的时间内时间定时器才会工作，使得定时控制单元的常开开关dt动作，第一继电器的线圈la1得电，第一常开开关ka1动作，交流接触器的线圈 lm得电，交流接触器的常开开关km1吸合，水泵便开始工作，在达到预设的低水位时，第一液位触发开关fzd断开，控制电路失电，水泵将会自动停止，直至低水位信号消失。为了保障安全生产，此装置设计了在非设定工作时间的保护功能，为了做到节能降本，在非工作时间只是保证积水不会到达警戒水位(即高度h2)。本设计采用时间继电器来控制在波峰期的运行时间。当水位到达警戒水位高度h2时，第二液位触发开关fzg将会动作，时间继电器的线圈ktl得电，第二继电器的线圈la2在通电后延时断开，实现在波峰期控制水泵运行时间的效果。
118.本实用新型的时控自动排水控制装置一方面是为了减轻劳动者的压力，同时也是响应了降本节能意识的号召，利用时间继电器控制水泵的运行时间，设置主要运行时间段，将设备运行时间最大限度的控制在电价较低的用电波谷期，在保证了正常生产的同时，实现了自动化控制与节能的效果，解放了劳动力，减少了不必要的浪费，提高了生产效率。该装置适用于需要稳定水量的场所，比如井下排水，厂区供水等。
119.本设计中所使用的交流接触器、热继电器、空气开关等都需按现场实际要求来选择相应的型号。
120.时控自动排水控制装置可以代替人工不间断的实时监测水位，解决了由于水量变化过快人工无法及时做出调整的难题，并且，该装置可分时段控制排水时间，避开电价波峰期，降低了设备运转成本，在非设定工作时间段的保护设有定时运行功能，减少了启泵、停泵的次数，延长了设备的使用寿命，降低了操作人员的劳动强度。
121.实施例2
122.如图4所示，所述排水控制装置还包括第二继电器、第三液位触发开关fzm。
123.图4中仅示出了局部电路结构，即第二支路、第四支路的电路结构，其他支路可参照实施例1。
124.所述第一电连接点a1与第二供电电源的另一个输出端l21之间还连接有第四支路，所述第一支路、第二支路、第四支路相互并联。
125.所述第四支路上设置有相互串联的所述第二液位触发开关fzg、第二继电器的线圈la2，所述第二常开开关ka21为第二继电器的常开开关、且为自锁开关。
126.所述第二常开开关ka21、第三液位触发开关fzm串联连接，所述第二常开开关ka21、第三液位触发开关fzm所在的支路与所述第一常开开关ka1并联。
127.本实施例中，所述动作单元用于在液位高度低于h3时令第二常开开关ka21所在的
支路关断。h1＜h3＜h2。即本实施例中，动作单元包括第三液位触发开关fzm。
128.当水箱中液位不低于液位高度h1时，第一液位触发开关fzd为闭合状态。当水箱中液位低于液位高度h1时，第一液位触发开关fzd为断开状态。
129.当水箱中液位不低于液位高度h3时，第三液位触发开关fzm为闭合状态。当水箱中液位低于液位高度h3时，第三液位触发开关fzm为断开状态。
130.h1＜h3＜h2。
131.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
132.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本技术所附权利要求所限定的范围。在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。