CN102606491A - 离心式水泵自吸自控方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种离心式水泵自吸自控方法及装置，包括控制单元、工作状态指示电路、水泵运行执行单元、真空系统运行执行单元，所述的控制单元设有定时器，在控制单元上连接有启动电路、停止电路、泵体液位检测装置、故障报警复位电路、水泵故障报警单元、真空系统故障报警单元，由控制单元控制真空系统故障报警系和水泵系统故障报警系统的工作状态，当泵体内液位到达检测探头时即达到启动要求时，泵体液位检测装置将产生开关量输出信号给控制单元。可实现启动前的液位检测及真空系统与水泵的起停自动控制，自动化程度高，可避免人工误操作，并具有真空系统的故障诊断功能，同时具有水泵故障报警，并且可采取保护措施，增加系统的可靠性，提高生产效率。

Description

离心式水泵自吸自控方法及装置

技术领域

本发明涉及一种离心式水泵自吸自控方法及装置。

背景技术

离心式水泵是一种输送液体的流体机械，它是利用大气压原理和高速旋转的叶轮做功，将液体顺导流槽和管道输送出去。传统的离心泵在开动之前，要采用倒灌或者真空系统引水方式向进水管段至泵体内注满水，以排除里面的空气。倒灌的方式需要管路入口安装底阀，这样又增加了吸水管路的阻力，进而增加了管阻损耗，降低了水泵效率，并缩小泵运行的安全区，据测定，吸水阻力约70%来源于底阀；此外，一套真空系统往往带动多台水泵，逻辑关系较复杂，人工手动操作方式无法适合于工况企业的连续化、自动化生产需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供可实现离心式水泵启动前的液位检测及真空系统与水泵的起停自动控制的离心式水泵自吸自控方法及装置，自动化程度高，可避免人工误操作，并具有真空系统的故障诊断功能，同时具有水泵故障报警，并且可采取相应的关闭水泵的保护措施，增加系统的可靠性，提高生产效率。

本发明的技术解决方案是：

一种离心式水泵自吸自控方法，其特殊之处是：

1、采用由启动电路、停止电路、泵体液位检测装置、故障报警复位电路、内设定时器的控制单元、工作状态指示电路、水泵运行执行单元、水泵故障报警单元、真空系统运行执行单元、真空系统故障报警单元构成的自吸自控装置；

2、将泵体液位检测装置的两个接口分别通过控制阀和连接管连接到水泵上，安装高度以该检测装置的探头对准启动水泵的允许水位高度为准，水泵运行执行单元、真空系统运行执行单元分别与水泵以及真空泵和电磁阀相连，当泵体内液位到达探头位置时即达到启动要求时，液位检测装置将产生开关量输出信号给控制单元，通过控制单元控制水泵、真空泵、电磁阀、水泵故障报警系统和真空系统故障报警系统的工作状态；

3、判断启动电路的起动按钮是否按下

起动按钮按下时，由控制单元同时启动定时器、真空泵及相应电磁阀，运行液位检测，指示真空系统运行状态，判断时间到否；

起动按钮未按下时，由控制单元继续检测起动按钮是否按下；

4、时间到否

如果时间已到，由工作状态指示电路指示液位未到，由控制单元启动真空系统故障报警单元，关闭真空系统中的真空泵及相应电磁阀、指示真空系统停止状态，关闭定时器，返回初始状态；

如果时间没到，再由控制单元判断水位到否；

5、水位到否

液位没到则指示液位未到，继续判断时间到否；

液位已到，则指示液位到，关闭定时器，通过控制单元启动水泵，指示水泵运行状态，关闭真空泵及相应电磁阀，指示真空系统停止状态，再检测停止按钮是否按下；

6、停止按钮是否按下

如果停止按钮按下，则通过控制单元关闭水泵、指示水泵停止状态，返回初始状态；

如果停止按钮没有按下，检测泵体水位是否下降；

7、泵体水位是否下降

如泵体水位下降，指示液位下降，启动水泵故障报警单元，通过控制单元控制关闭水泵，指示水泵停止状态，并返回初始状态；

如果泵位水位没有下降，继续检测停止按钮是否按下。

所述启动电路和停止电路具有远程控制和本地控制两种方式。

所述泵体液位检测装置的两个接口分别接到泵壳上孔与下孔之间。

对于出水口管道与水泵叶轮平行且出水口压力不超过该装置设计压力工况时，泵体液位检测装置两个接口接到出水管道上下孔。

对于入水口管道与水泵叶轮平行的工况时，泵体液位检测装置两个接口接到入水口管道的上下孔之间。

一种离心式水泵自吸自控装置，包括控制单元、工作状态指示电路、水泵运行执行单元、真空系统运行执行单元，其特殊之处是：所述的控制单元设有定时器，在控制单元上连接有启动电路、停止电路、泵体液位检测装置、故障报警复位电路、水泵故障报警单元、真空系统故障报警单元，由控制单元控制真空系统故障报警系和水泵系统故障报警系统的工作状态，当泵体内液位到达检测探头时即达到启动要求时，泵体液位检测装置将产生开关量输出信号给控制单元。

所述控制单元与上位机相连，并由上位机监控。

所述启动电路是由启动按钮、远程启动触点、选择开关组成，所述的选择开关具有本地控制、远程控制和悬空三档，本地控制、远程控制档位分别与启动按钮、远程启动触点串联；所述的停止电路是由停止按钮、远程停止触点、选择开关组成，所述的选择开关具有本地控制、远程控制和悬空三档，本地控制、远程控制档位分别与本地停止按钮、远程停止触点串联。

所述工作状态指示电路包括液位到指示灯、液位未到指示灯、水泵运行指示灯、水泵停止指示灯、真空系统运行指示灯和真空系统停止指示灯。

本发明的有益效果是：

1、泵体液位检测、真空系统及水泵的起停控制实现一体化

该装置即实现了离心式水泵启动前的液位检测，又实现了真空系统及水泵的起停自动控制，增加了自动化程度，避免人工误操作，增加系统的可靠性，提高生产效率。

2、该装置增加了真空系统的故障诊断功能

真空系统包括真空泵或者射流泵、真空管道电磁阀、泵吸水管道等环节，其中任意环节出现故障都会增加引水过程时间，该装置通过定时器来进行故障报警及关闭真空系统。

3、即可以就地操作，也可以实现远程的上位机控制。通过设置选择开关，具备三个档位，其中，一个档位实现就地控制功能，另一个档位可以实现远程上位机控制，还有一个档位为悬空（将该装置与系统分离）。

附图说明

图1是本发明的系统图；

图2是图1中启动电路与停止电路原理图；

图3是图1中工作状态指示电路结构图；

图4是本发明的接线图；

图5是泵体液位检测装置的安装示意图（安装于泵壳上下孔之间）；

图6是泵体液位检测装置的安装示意图（安装于出水管道上下孔之间）；

图7是泵体液位检测装置的安装示意图（安装于入水管道上下孔之间）。

图8是本发明的控制流程图；

图中：启动电路1，停止电路2，泵体液位检测装置3，故障报警复位电路4，控制单元5，工作状态指示电路6，水泵运行执行单元7，水泵故障报警单元8，真空系统运行执行单元9，真空系统故障报警单元10，真空泵11，电磁阀12，泵吸水管道13，控制阀14，水泵15，蓄水池16，上位机17，手动阀18，启动按钮ST，远程启动触点101，选择开关102，停止按钮SS，远程停止触点201，选择开关202，探头303，接口301、302，复位按钮401、402，定时器501，液位到指示灯601，液位未到指示灯602，水泵运行指示灯603，水泵停止指示灯604，真空系统运行指示灯605，真空系统停止指示灯606，泵壳1501，叶轮1502，叶轮轴1503，入水管道1504，出水管道1505。

具体实施方式

实施例1

如图1～图3所示，该离心式水泵自吸自控装置包括启动电路1、停止电路2、泵体液位检测装置3、故障报警复位电路4、内设定时器501的控制单元5、工作状态指示电路6、水泵运行执行单元7、水泵故障报警单元8、真空系统运行执行单元9、真空系统故障报警单元10，所述的定时器501可由控制单元5自身带有或者采用时间继电器，本实施例中控制单元5自身带有定时功能。由控制单元5控制真空系统故障报警系统10和水泵故障报警系统8的工作状态；故障报警复位电路4中设有真空系统故障报警复位按钮401和水泵故障报警复位按钮402，真空系统故障报警系统10和水泵系统故障报警系统8分别通过复位按钮401、402实现复位的。所述的工作状态指示电路6包括液位到指示灯601、液位未到指示灯602、水泵运行指示灯603、水泵停止指示灯604、真空系统运行指示灯605和真空系统停止指示灯606，泵体液位检测装置3内设探头303并具有接口301、302，当泵体内液位到达检测探头时即达到启动要求时，液位检测装置3将产生开关量输出信号给控制单元1，启动电路1是由启动按钮ST、远程启动触点101、选择开关102组成，所述的选择开关102具有本地控制、远程控制和悬空三档，本地控制、远程控制档位分别与启动按钮ST、远程启动触点101串联。所述的停止电路2是由停止按钮SS、远程停止触点201、选择开关202组成，所述的选择开关202具有本地控制、远程控制和悬空三档，本地控制、远程控制档位分别与本地停止按钮SS、远程停止触201点串联。所述的选择开关102和202可选用双联动开关。

所述的起动按钮ST、停止按钮SS、液位到指示灯601、液位未到指示灯602、水泵运行指示灯603、水泵停止指示灯604、真空系统运行指示灯605和真空系统停止指示灯606、复位电路4中的真空系统故障复位按钮401和水泵系统故障复位按钮403及选择开关102、202设在装置面板上。

如图4、图5所示，安装时，所述的泵体液位检测装置3的两个接口301、302分别通过控制阀（手动阀18）和连接管接到水泵15的泵壳1501的上孔与下孔之间，泵体液位检测装置3内的探头303与安装在叶轮轴1503上的叶轮1502上表面相平（安装高度，以该检测装置的探头303对准启动水泵15的允许水位高度为准），入水管道插入蓄水池16中。当泵体内液位到达探头303位置时即达到启动要求时，液位检测装置3将产生开关量输出信号给控制单元5，水泵运行执行单元7、真空系统运行执行单元9分别与水泵15以及真空泵11和电磁阀12相连，通过控制单元5控制水泵15、真空泵11、电磁阀12、真空系统故障报警系统10和水泵系统故障报警系统8的工作状态；其中真空泵11也可采用射流泵并与电磁阀12、泵吸水管道13构成真空系统，水泵15、控制阀14及管道构成水泵系统，本实施例以四台水泵配置一个真空系统为例，共有4台水泵分别配置四套该自吸自控装置，其中控制单元5还与上位机17相连，并由上位机17监控。

当选择本地控制启动时，按下起动按钮ST，控制单元5检测到起动按钮ST常开触点闭合，则启动自吸自控过程；若选择远程控制将选择开关102搬至远程控制档，该自吸自控装置可以通过远程开关触点101来启动；当选择开关102搬至悬空档时，该自吸自控装置与水泵15隔离。当选择本地控制停止时，按下停止按钮SS，控制单元检5测到停止继电器常开触点闭合，则停止水泵并返回到初始位置；若选择远程控制将选择开关202搬至远程控制档，该自吸自控装置可以通过远程停止触点201来控制；当选择开关搬至悬空档时，该自吸自控装置与水泵15隔离。

如图8所示，控制过程如下：

以本地控制为例，控制过程如下：

1、判断起动按钮ST是否按下？

1.1）起动按钮按下时，由控制单元5同时启动定时器501、真空泵11及相应电磁阀12，运行液位检测，指示真空系统运行状态，判断时间到否？

1.2）起动按钮ST未按下时，由控制单元5继续检测起动按钮ST是否按下。

2、时间到否？

2.1）如果时间已到，由工作状态指示电路6指示液位未到，由控制单元5启动真空系统故障报警单元10，关闭真空泵11及相应电磁阀12、指示真空系统停止状态、关闭定时器501，返回初始状态。

2.2）如果时间没到，再判断水位到否？

3、水位到否？

3.1）液位没到，指示液位未到，继续进行判断时间到否；

3.2）液位已到，则指示液位到，关闭定时器501，通过控制单元5启动水泵15，指示水泵运行状态，关闭真空泵11及相应电磁阀12，指示真空系统停止状态，再检测停止按钮SS是否按下？

4、停止按钮SS是否按下？

4.1）如果停止按钮SS按下，则通过控制单元5关闭水泵15、指示水泵停止状态，返回初始状态。

4.2）如果停止按钮SS没有按下，检测泵体水位是否下降？

5、泵体水位是否下降？

5.1）如泵体水位下降，指示液位下降，启动水泵故障报警单元8，通过控制单元5关闭水泵15，指示水泵停止状态，并返回初始状态；

5.2）如果泵位水位没有下降，继续检测停止按钮SS是否按下？

实施例2

    如图6所示，所述的泵体液位检测装置3的两个接口通过手动阀和连接管接到水泵15的出水管道1505上下孔，入水管道1504插入蓄水池16中，以针对出水口管道1505与水泵15的叶轮平行且出水口压力不超过该装置设计压力工况，且泵体液位检测装置3的探头与水泵15内叶轮上表面相平；其它同实施例1。

实施例3

    如图7所示，所述的泵体液位检测装置3的两个接口通过手动阀和连接管接到水泵15的入水管道1504上下孔，以针对入水管道1504与水泵15的叶轮平行的工况，且泵体液位检测装置3的探头与水泵15内叶轮上表面相平；其它同实施例1。

该装置不仅实现离心式水泵启动过程的自动化，而且可以实现真空系统的故障判断；不仅可以就地操作，还可以实现远程的上位机控制。 

Claims (9)

1.一种离心式水泵自吸自控方法，其特征是：

1.1、采用由启动电路、停止电路、泵体液位检测装置、故障报警复位电路、内设定时器的控制单元、工作状态指示电路、水泵运行执行单元、水泵故障报警单元、真空系统运行执行单元、真空系统故障报警单元构成的自吸自控装置；

1.2、将泵体液位检测装置的两个接口分别通过控制阀和连接管连接到水泵上，安装高度以该检测装置的探头对准启动水泵的允许水位高度为准，每台水泵配置一个泵体液位检测装置，水泵运行执行单元、真空系统运行执行单元分别与水泵以及真空泵和电磁阀相连，当泵体内液位到达探头位置时即达到启动要求时，液位检测装置将产生开关量输出信号给控制单元，通过控制单元控制水泵、真空泵、电磁阀、水泵故障报警系统和真空系统故障报警系统的工作状态；

1.3、判断启动电路的起动按钮是否按下

起动按钮按下时，由控制单元同时启动定时器、真空泵及相应电磁阀，运行液位检测，指示真空系统运行状态，判断时间到否；

起动按钮未按下时，由控制单元继续检测起动按钮是否按下；

1.4、时间到否

如果时间已到，由工作状态指示电路指示液位未到，由控制单元启动真空系统故障报警单元，关闭真空系统中的真空泵及相应电磁阀、指示真空系统停止状态，关闭定时器，返回初始状态；

如果时间没到，再由控制单元判断水位到否；

1.5、水位到否

液位没到则指示液位未到，继续判断时间到否；

液位已到，则指示液位到，关闭定时器，通过控制单元启动水泵，指示水泵运行状态，关闭真空泵及相应电磁阀，指示真空系统停止状态，再检测停止按钮是否按下；

1.6、停止按钮是否按下

如果停止按钮按下，则通过控制单元关闭水泵、指示水泵停止状态，返回初始状态；

如果停止按钮没有按下，检测泵体水位是否下降；

1.7、泵体水位是否下降

如泵体水位下降，指示液位下降，启动水泵故障报警单元，通过控制单元控制关闭水泵，指示水泵停止状态，并返回初始状态；

如果泵位水位没有下降，继续检测停止按钮是否按下。

2.根据权利要求1所述的离心式水泵自吸自控方法，其特征是：所述启动电路和停止电路具有远程控制和本地控制两种方式。

3.根据权利要求1所述的离心式水泵自吸自控方法，其特征是：所述泵体液位检测装置的两个接口分别接到泵壳上孔与下孔之间。

4.根据权利要求1所述的离心式水泵自吸自控方法，其特征是：对于出水口管道与水泵叶轮平行且出水口压力不超过该装置设计压力工况时，泵体液位检测装置两个接口接到出水管道上下孔。

5.根据权利要求1所述的离心式水泵自吸自控方法，其特征是：对于入水口管道与水泵叶轮平行的工况时，泵体液位检测装置两个接口接到入水口管道的上下孔之间。

6.一种离心式水泵自吸自控装置，包括控制单元、工作状态指示电路、水泵运行执行单元、真空系统运行执行单元，其特征是：所述的控制单元设有定时器，在控制单元上连接有启动电路、停止电路、泵体液位检测装置、故障报警复位电路、水泵故障报警单元、真空系统故障报警单元，由控制单元控制真空系统故障报警系统和水泵系统故障报警系统的工作状态，当泵体内液位到达检测探头时即达到启动要求时，液位检测装置将产生开关量输出信号给控制单元。

7.根据体香要求6所述的离心式水泵自吸自控装置，其特征是：所述控制单元与上位机相连，并由上位机监控。

8.根据体香要求6所述的离心式水泵自吸自控装置，其特征是：所述启动电路是由启动按钮、远程启动触点、选择开关组成，所述的选择开关具有本地控制、远程控制和悬空三档，本地控制、远程控制档位分别与启动按钮、远程启动触点串联；所述的停止电路是由停止按钮、远程停止触点、选择开关组成，所述的选择开关具有本地控制、远程控制和悬空三档，本地控制、远程控制档位分别与本地停止按钮、远程停止触点串联。

9.根据权利要求6所述的离心式水泵自吸自控装置，其特征是：所述工作状态指示电路包括液位到指示灯、液位未到指示灯、水泵运行指示灯、水泵停止指示灯、真空系统运行指示灯和真空系统停止指示灯。

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