CN103671047B - 一种带控制器的电泵及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带控制器的电泵及其控制方法，它包括电泵，其特征在于与所述电泵出水口连接的控制器，所述控制器包括壳体、密封设置在壳体内的控制器主体，分别与控制器主体中空内腔连通的出水节和连接管，所述出水节和连接管都穿出壳体并分别都与壳体密封，所述的连接管与所述电泵出水口连接。本发明具有的有益效果：具有控制作用的部件及元件设置在控制器主体内，仅通过出水节和连接管与泵体连接，减少连接口；控制器主体能全面综合电机与水泵的工作相关参数对水泵运行控制和电机运行保护，能够同时保护电泵和电机。

Description

一种带控制器的电泵及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电泵及控制方法，尤其涉及一种带控制器的电泵及其控制方法。

背景技术

家用电动泵用于供水增压，电泵通过控制器实现智能自动运行和故障保护；运行涉及增压、保压、自吸、停机；保护涉及无水干运行、系统泄漏频繁启动、电机堵转或过载、防结冰、水温检测等故障识别；目前的控制方法和控制器未有全面综合电机与水泵的工作相关参数变量对水泵运行控制和电机运行保护，运行中会出现故障无法识别、对电机未能起到保护作用等问题。

现有电泵配套使用的控制器多为控制板、流量开关、压力开关、压力罐、压力表等通过五通的方式与泵体连接在一起，这种电泵存在的问题：泵体上存在较多的连接孔，工作振动容易导致泄漏，造成系统频繁启动故障，给正常运行及维修带来不便；此外，各部件分别与安装到泵体上，使得安装不方便，增加了装配成本。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种带控制器的电泵及其控制方法，具有控制作用的部件及元件设置在控制器主体内，仅通过出水节和连接管与泵体连接，减少连接口，同时，控制器主体能全面综合电机与水泵的工作相关参数对水泵运行控制和电机运行保护，能够同时保护电泵和电机。

本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：一种带控制器的电泵，包括电泵，其特征在于与所述电泵出水口连接的控制器，所述控制器包括壳体、密封设置在壳体内的控制器主体，分别与控制器主体中空内腔连通的出水节和连接管，所述出水节和连接管都穿出壳体并分别都与壳体密封，所述的连接管与所述电泵出水口连接。具有控制作用的部件及元件设置在控制器主体内，仅通过出水节和连接管与泵体连接，减少了连接口，也就减少了泄漏点，而且控制器主体除连接管和出水口的开口外，为密封设置。同时，控制器主体能全面综合电机与水泵的工作相关参数对水泵运行控制和电机运行保护，起到保护电机的作用。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述的控制器主体包括设有所述中空内腔的基座，设置在基座内腔中的止回阀，设置在基座上的控制模块、显示模块和流量开关，设置在所述止回阀上的电磁铁，所述流量开关与电磁铁信号连接，所述显示模块和流量开关与控制模块信号连接。止阀芯的圆周边缘设有安装永磁体的定位槽，永磁体随阀芯轴上、下移动发送止回阀位置信号给流量开关(霍尔开关元件)，流量开关再发送止回阀位置信号到控制模块，由控制模块发送命令控制电机工作。

为了全面综合电机与水泵的工作相关参数对水泵运行控制和电机运行保护，起到保护电机的作用：所述的控制器主体还包括压力传感器、电流传感器、温度传感器、压力罐、压力表，所述的基座上分别设有与压力传感器、温度传感器、压力罐、压力表配合的采用/安装孔。

所述止回阀包括肩部，立于肩部上的上导杆和立于肩部下面的下导部，所述下导部的下端设有止转插条，所述基座上下导孔，所述下导孔的内壁设有止转槽，所述出水节下端设有上导孔，所述肩部与出水节下端之间设有复位簧，所述肩部与基座之间设有第三密封圈，所述上导杆和下导部分别插置于上导孔和下导孔中，所述止转插条插置于止转槽中。

所述壳体包括上壳和下壳，所述上壳和下壳的链接线位于壳体中心线的下方，所述上壳和下壳的连接部都有具有外翻边，所述外翻边与主体边缘共同构成连接部，所述连接部呈多级阶梯形，所述下壳的外翻边上设有凹槽，所述凹槽内设有橡胶垫片。上壳和下壳的连接面位于壳体中心线的下方(即位于压力罐的中线以下)，有利于保证控制器的防护等级。

所述基座与上壳之间设置第四密封圈。

为了方便察看显示模块，所述上壳上设有透视窗，所述显示模块设于透视窗处。

为了提高防水性，所述透视窗的外表面贴有防水贴纸，所述防水贴纸上设有功能透视区，所述的显示模块上的显示区对应于透视区。

所述基座和出水节通过插簧卡紧，且所述基座和出水节之间设有第一密封圈，所述连接管通过连接螺母与基座连接，所述连接管和基座之间设有第二密封圈。

所述控制器主体上连接的电缆线从壳体中穿出，位于壳体内并靠近壳体处设有电缆压板，位于壳体外的电缆线上设有锁紧螺母，所述锁紧螺母与电缆线之间设有第五密封圈。

一种带控制器电泵的控制器的控制方法，其特征在于所述控制器主体的上的压力传感器设置启动压力为Ps、停机压力为Pt＝Ps+Pn，Pn为一固定值，所述控制器主体上的流量开关为霍尔开关，有流量通过控制器主体则为Q＝0，无流量通过控制器主体则为Q＝1，所述压力传感器和流量开关信号采样组成三种状态：运行、保压和待机，即，流量开关Q＝0，电泵运行；流量开关为Q＝1、P≤Ps电泵运行保压；流量开关Q＝1、P≥Pt待机。

电泵上电，进入自吸运行，当压力P≥Pt时，进入待机；当自吸运行时间完成或正常运行4-8分钟内，流量开关为Q＝1时，控制器主体判定电泵入水口无水或干运行，使电泵保护停机；在保压、待机状态时，电泵每次的工作时间小于5-20秒，工作频率累计大于20次，控制器主体判定电泵处于泄漏频繁启动状态，使电泵保护停机；停机后30-60分钟系统自动复位启动，累计停机的次数达到3-6次，判定为故障停机，故障停机后需要人工上电复位。

所述电流互感器在电泵正常运行3分钟后，自动或手动获取电泵的工作电流IN值，控制器主体预先设置进入故障停机的参数：小于(0.4-0.7)*IN为无水空载运行、大于1.5*IN为过载运行、大于2.5*IN为堵转，电泵工作时，所述电流互感器获取电泵的工作电流IN值，并发送信号给控制器主体，由控制器主体判定电泵运行状态；

所述温度传感器检测输送介质的温度，温度小于等于4℃时，控制器主体接受信息并作出判断控制电泵启动运行防止结冰冻裂泵体；当电泵的出水管关闭，电泵长时间运行致使泵体内的水温大于等于60℃时，控制器主体接受温度传感器信息并作出判断控制电泵故障停机。

本发明具有的有益效果：1、具有控制作用的部件及元件设置在控制器主体内，仅通过出水节和连接管与泵体连接，减少连接口；2、控制器主体能全面综合电机与水泵的工作相关参数对水泵运行控制和电机运行保护，能够同时保护电泵和电机。3、永磁体随阀芯轴上、下移动发送止回阀位置信号给流量开关(霍尔开关元件)，流量开关再发送止回阀位置信号到控制模块，由控制模块发送命令控制电机工作。采用流量开关及控制模块能够精准控制电机工作。4、为了方便察看显示模块，所述上壳上设有透视窗，所述显示模块设于透视窗处。为了提高防水性，所述透视窗的外表面贴有防水贴纸。

附图说明

图1是本发明的一种剖视结构示意图。

图2是本发明的一种爆炸结构示意图。

图3是本发明的一种功能模块示意图。

图4是本发明运行逻辑示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种带控制器的电泵，如图1和图2所示，它包括电泵，与所述电泵出水口连接的控制器，所述控制器包括壳体、密封设置在壳体内的控制器主体，分别与控制器主体中空内腔连通的出水节11和连接管25，所述出水节11和连接管25都穿出壳体并分别都与壳体密封，所述的连接管25与所述电泵出水口连接。基座1和出水节11通过插簧9卡紧，且基座1和出水节11之间设有第一密封圈10，连接管25通过连接螺母23与基座1连接，连接管25和基座1之间设有第二密封圈24。控制器主体上连接的电缆线19从壳体中穿出，位于壳体内并靠近壳体处设有电缆压板16，位于壳体外的电缆线19上设有锁紧螺母17，所述锁紧螺母与电缆线19之间设有第五密封圈18。

所述的控制器主体包括设有所述中空内腔的基座1，设置在基座内腔中的止回阀22，设置在基座上的控制模块2、显示模块8、压力传感器6、温度传感器14、压力罐15、压力表13和流量开关，设置在所述止回阀22上的永磁体，所述流量开关与永磁体信号连接，所述显示模块8和流量开关与控制模块2信号连接。基座上分别设有与压力传感器6、温度传感器14、压力罐15、压力表13配合的采用/安装孔。

止回阀22包括肩部220，立于肩部上的上导杆221和立于肩部下面的下导部，所述下导部的下端设有止转插条223，所述基座上下导孔111，所述下导孔的内壁设有止转槽，所述出水节11下端设有上导孔110，所述肩部220与出水节11下端之间设有复位簧20，所述肩部220与基座之间设有第三密封圈21，所述上导杆221和下导部分别插置于上导孔110和下导孔111中，所述止转插条223插置于止转槽中。

壳体包括上壳5和下壳3，所述上壳5和下壳3的链接线位于壳体中心线的下方，所述上壳5和下壳3的连接部都有具有外翻边，所述外翻边与3主体边缘共同构成连接部，所述连接部呈多级阶梯形，所述下壳3的外翻边上设有凹槽，所述凹槽内设有橡胶垫片4。基座1与上壳5之间设置第四密封圈12。

上壳5上设有透视窗7，所述显示模块设于透视窗7处。作为优选，透视窗7的外表面贴有防水贴纸，防水贴纸上设有功能透视区，显示模块上的显示区对应于透视区。

如图3和图4所示，一种带控制器电泵的控制器的控制方法，其特征在于所述控制器主体的上的压力传感器设置启动压力为Ps、停机压力为Pt＝Ps+Pn，Pn为一固定值，所述控制器主体上的流量开关为霍尔开关，有流量通过控制器主体则为Q＝0，无流量通过控制器主体则为Q＝1，所述压力传感器和流量开关信号采样组成三种状态：运行、保压和待机，即，流量开关Q＝0，电泵运行；流量开关为Q＝1、P≤Ps电泵运行保压；流量开关Q＝1、P≥Pt待机。电泵上电，进入自吸运行，当压力P≥Pt时，进入待机；当自吸运行时间完成或正常运行4-8分钟内，流量开关为Q＝1时，控制器主体判定电泵入水口无水或干运行，使电泵保护停机；在保压、待机状态时，电泵每次的工作时间小于5-20秒，工作频率累计大于20次，控制器主体判定电泵处于泄漏频繁启动状态，使电泵保护停机；停机后30-60分钟系统自动复位启动，累计停机的次数达到3-6次，判定为故障停机，故障停机后需要人工上电复位。

所述电流互感器在电泵正常运行3分钟后，自动或手动获取电泵的工作电流IN值，控制器主体预先设置进入故障停机的参数：小于(0.4-0.7)*IN为无水空载运行、大于1.5*IN为过载运行、大于2.5*IN为堵转，电泵工作时，所述电流互感器获取电泵的工作电流IN值，并发送信号给控制器主体，由控制器主体判定电泵运行状态；

所述温度传感器检测输送介质的温度，温度小于等于4℃时，控制器主体接受信息并作出判断控制电泵启动运行防止结冰冻裂泵体；当电泵的出水管关闭，电泵长时间运行致使泵体内的水温大于等于60℃时，控制器主体接受温度传感器信息并作出判断控制电泵故障停机。

具体来说，控制模块2中还设有设置单元、中央处理单元和执行单元；所述压力传感通过设置单元设定启动压力Ps，停机压力Pt＝Ps+Pn,Pn为一定固值；所述流量开关为霍尔开关元件，有流量为Q＝0，无流量为Q＝1；压力传感器和流量开关信号采样组成三种状态：运行、保压、待机；流量开关Q＝0,电泵运行，流量开关Q＝1、P≤Ps电泵运行保压，流量开关Q＝1、P≥Pt待机。

控制模块2上电进入自吸运行4-8分钟，当压力P≥Pt，进入待机；在自吸运行时间完成或在正常运行持续4-8分钟内流量为Q＝1,识别为电泵入水口无水或干运行，进入保护停机；在定义的保压、待机状态之间每次的运转时间小于5-20秒，累计大于20次，识别系统泄漏频繁启动，进入保护停机。

保护停机，停机后30-60分钟系统自动复位启动，累计停机的次数达到3-6次数，故障停机，故障停机需要人工上电复位。

压力传感器的启动压力Ps，采用三位拨码开关设定，每一位开关设定一个压力值，单个或多个开关值相加，压力从大到小可设定6个压力值，适用不同入口工作压力运行；停机压力Pt为水电泵的最大工作压力的85％，Pn＝1-3Bar，按水泵的最大扬程不同写入软件中.

电流互感器在电泵正常运行3分钟后，自动或手动获取电泵的工作电流IN值；系统自动设置，小于(0.4-0.7)*IN为无水空载运行、大于1.5*IN为过载运行、大于2.5*IN为堵转，进入故障停机。

温度传感器(热敏电阻温度传感器)检测输送介质的温度，水温≤4℃启动运行防止结冰冻裂泵体；当出水管关闭，电泵长时间运行泵体内的水温上升≥60℃，进入故障停机。

设置单元为8位拨码开关，其中三位用于启动压力设置，三位启动压力开关全OFF为屏蔽压力传感器，适用于向下增压供水场合使用要求。

显示模块为1个故障和3个启动压力显示LED，故障为保护停机和故障停机，通过故障+启动压力LED分别显示不同的保护停机和故障停机状态。与现有的技术相比，本专利申请涉及的方法为硬件与软件配合的故障识别模式，具有用水时水泵自动运行、自吸运行、防结冰、启动压力设定、无水运行、系统泄漏、空载、过载、堵转、高温的故障识别和保护，全面保护水泵运行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。在上述实施例中，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带控制器的电泵，包括电泵，其特征在于与所述电泵出水口连接的控制器，所述控制器包括壳体、密封设置在壳体内的控制器主体，分别与控制器主体中空内腔连通的出水节(11)和连接管(25)，所述出水节(11)和连接管(25)都穿出壳体并分别都与壳体密封，所述的连接管(25)与所述电泵出水口连接；

所述的控制器主体包括设有所述中空内腔的基座(1)，设置在基座内腔中的止回阀(22)，设置在基座上的控制模块(2)、显示模块(8)和流量开关，设置在所述止回阀(22)上的永磁体，所述流量开关与永磁体信号连接，所述显示模块(8)和流量开关与控制模块(2)信号连接；

所述的控制器主体还包括压力传感器(6)、温度传感器(14)、电流传感器、压力罐(15)、压力表(13)，所述的基座上分别设有与压力传感器(6)、(14)、压力罐(15)、压力表(13)配合的采用/安装孔。

2.根据权利要求1所述的一种带控制器的电泵，其特征在于所述止回阀(22)包括肩部(220)，立于肩部上的上导杆(221)和立于肩部下面的下导部，所述下导部的下端设有止转插条(223)，所述基座上下导孔(111)，所述下导孔的内壁设有止转槽，所述出水节(11)下端设有上导孔(110)，所述肩部(220)与出水节(11)下端之间设有复位簧(20)，所述肩部(220)与基座之间设有第三密封圈(21)，所述上导杆(221)和下导部分别插置于上导孔(110)和下导孔(111)中，所述止转插条(223)插置于止转槽中。

3.根据权利要求2所述的一种带控制器的电泵，其特征在于所述壳体包括上壳(5)和下壳(3)，所述上壳(5)和下壳(3)的链接线位移壳体中心线的下方，所述上壳(5)和下壳(3)的连接部都有具有外翻边，所述外翻边与(3)主体边缘共同构成连接部，所述连接部呈多级阶梯形，所述下壳(3)的外翻边上设有凹槽，所述凹槽内设有橡胶垫片(4)，所述基座(1)与上壳(5)之间设置第四密封圈(12)，所述基座(1)和出水节(11)通过插簧(9)卡紧，且所述基座(1)和出水节(11)之间设有第一密封圈(10)，所述连接管(25)通过连接螺母(23)与基座(1)连接，所述连接管(25)和基座(1)之间设有第二密封圈(24)。

4.根据权利要求3所述的一种带控制器的电泵，其特征在于所述上壳(5)上设有透视窗(7)，所述透视窗(7)的外表面贴有防水贴纸，所述防水贴纸上设有功能透视区，所述的显示模块上的显示区对应于透视区。

5.根据权利要求4所述的一种带控制器的电泵，其特征在于所述控制器主体上连接的电缆线(19)从壳体中穿出，位于壳体内并靠近壳体处设有电缆压板(16)，位于壳体外的电缆线(19)上设有锁紧螺母(17)，所述锁紧螺母与电缆线(19)之间设有第五密封圈(18)。

6.一种带控制器电泵的控制方法，适用于权利要求1所述的一种带控制器的电泵，其特征在于所述控制器主体的上的压力传感器设置启动压力为Ps、停机压力为Pt＝Ps+Pn，Pn为一固定值，所述控制器主体上的流量开关为霍尔开关，有流量通过控制器主体则为Q＝0，无流量通过控制器主体则为Q＝1，所述压力传感器和流量开关信号采样组成三种状态：运行、保压和待机，即，流量开关Q＝0，电泵运行；流量开关为Q＝1、P≤Ps电泵运行保压；流量开关Q＝1、P≥Pt待机。

7.根据权利要求6所述的一种带控制器电泵的控制方法，其特征在于电泵上电，进入自吸运行，当压力P≥Pt时，进入待机；当自吸运行时间完成或正常运行4-8分钟内，流量开关为Q＝1时，控制器主体判定电泵入水口无水或干运行，使电泵保护停机；在保压、待机状态时，电泵每次的工作时间小于5-20秒，工作频率累计大于20次，控制器主体判定电泵处于泄漏频繁启动状态，使电泵保护停机；停机后30-60分钟系统自动复位启动，累计停机的次数达到3-6次，判定为故障停机，故障停机后需要人工上电复位。

8.根据权利要求7所述的一种带控制器电泵的控制方法，其特征在于：所述电流互感器在电泵正常运行3分钟后，自动或手动获取电泵的工作电流IN值，控制器主体预先设置进入故障停机的参数：小于(0.4-0.7)*IN为无水空载运行、大于1.5*IN为过载运行、大于2.5*IN为堵转，电泵工作时，所述电流互感器获取电泵的工作电流IN值，并发送信号给控制器主体，由控制器主体判定电泵运行状态；所述温度传感器检测输送介质的温度，温度小于等于4℃时，控制器主体接受信息并作出判断控制电泵启动运行防止结冰冻裂泵体；当电泵的出水管关闭，电泵长时间运行致使泵体内的水温大于等于60℃时，控制器主体接受温度传感器信息并作出判断控制电泵故障停机。