CN103940494A - 一种高位水池水位信号装置 - Google Patents

Abstract

一种高位水池水位信号装置，包括抽水管9、高位水池5和水泵2，抽水管9的一端为出水口，另一端为进水口，抽水管9的出水口与高位水池5联通，抽水管9的进水口与水泵2的出水口联通，所述抽水管9上安装有电磁流量计3和浮球阀4；电磁流量计3的安装位置靠近抽水管9的进水口、浮球阀4的安装位置靠近抽水管9的出水口，高位水池5中的水位升高到预定位置时浮球带动浮球阀关闭，抽水管出水口的出水量减小，电磁流量计测得的流速也变小，在低位的抽水控制点就可根据电磁流量计3测得的水流速的变化判断出高位水池的水已达到设定高度，就可停止抽水，防止高位水池中的水满溢出；与水位遥测装置配合，还可及时发现水位遥测装置的故障。

Description

一种高位水池水位信号装置

所属技术领域

本发明涉及高位水池的满溢水位远程信号装置，特别是农村集中供水站的高位水池距离水厂远，敷设信号线困难，电源供应不稳定，环境因素恶劣等情况下的一种高位水池水位信号装置。

背景技术

高位水池重力恒压供水方式应用广泛，特别是在丘陵和山区，农村集中供水站多采用高位水池重力恒压供水方式供给用户，即在供水区域内选取一合适的高点建造蓄水池，供水站通过水泵将自来水输送到高位水池中储存，高位水池通过重力恒压的方式输送给用户。该供水方式水压稳定，操作控制简单，设备维护和运营成本低，可以停泵，供水站不需24小时连续运行，延长了设备的使用寿命，特别适用于用水量不大的农村地区。

高位水池重力恒压供水目前应用于很多丘陵和山区的农村集中供水站，高位水池距离供水站近则几公里，远则几十公里，对高位水池水位的控制方法很多，有的是根据经验设定抽水时间，由于用水量的不确定、在低位的操作人员或控制系统不能获得高位水池水位的真实情况容易出现水池无水和池满溢水；有的是通过遥测装置测量水位（安装在高位水池中的水位计测得水位信息，再通过短信、电台、通信线路将水位信息传到低位的水位显示计或抽水控制装置），在低位的抽水控制点（一般位于抽水机附近）的操作人员或控制系统能获得高位水池水位的真实情况,但是遥测装置中的水位测量计、信号传输设备、及这些装置用到的电源出现故障(丘陵和山区高位水池所处环境更恶劣：雷击、风暴、电源供应不稳,更易出故障)，导致收到的水位计测试数据错报时，高位水池就水满溢出，在低位的抽水控制点（一般位于抽水机附近）的操作人员或抽水控制装置也不能及时得知遥测信号装置发生了故障，造成水、电的严重浪费。

发明内容

   本发明的目的是提供一种高位水池水位信号装置，当水位达到设定的使浮球阀关闭的水位时，在抽水控制点就能通过电磁流量阀测得的水流量的变化判断出高位水池的水位已经达到满溢水位。

一种高位水池水位信号装置，包括抽水管、电磁流量计和浮球阀；抽水管有出水口和进水口，所述抽水管上安装有电磁流量计和浮球阀；电磁流量计的安装位置靠近抽水管的进水口、浮球阀的安装位置靠近抽水管的出水口。

上述的一种高位水池水位信号装置，包括高位水池和水泵，抽水管的出水口与高位水池联通；抽水管的进水口与水泵的出水口联通。

上述的一种高位水池水位信号装置，所述抽水管的出水口从高位水池的上部与高位水池联通。

上述的一种高位水池水位信号装置，所述浮球阀的浮球位于高位水池中。

上述的一种高位水池水位信号装置，电磁流量计有流量显示装置。

上述的一种高位水池水位信号装置，包括抽水控制装置，电磁流量计的流量数据线与抽水控制装置连接。

上述的一种高位水池水位信号装置，包括水位遥测装置，水位遥测装置与抽水控制装置通讯连接。

上述的一种高位水池水位信号装置，所述抽水控制装置包括程序运算装置、遥测信号接收电路、流速信号接收电路、按键电路、控制电路、显示电路和报警电路；遥测信号接收电路、流速信号接收电路及按键电路分别与程序运算装置的输入端连接，程序运算装置的输出端分别与控制电路、显示电路、报警电路连接；遥测信号接收电路与水位遥测装置连接，流速信号接收电路与电磁流量计的流量数据线连接。

有益效果

   一种高位水池水位信号装置，在高位水池中的浮球阀全是机械部件，至少不受高位水池所在地供电情况的影响，浮球阀的浮球随着高位水池中的水位升高而上浮，水位升高到预定位置时浮球带动浮球阀逐步关闭，抽水管出水口的出水量逐渐减小，电磁流量计测得的流速也变小，在低位的抽水控制点（一般位于水泵附近）的操作人员或抽水控制装置可根据流量的变化判断出高位水池的水已达到设定高度，就可停止抽水，防止高位水池中的水满溢出。

大部分现有的高位水池重力恒压供水系统中都配备了遥测装置测量水位、抽水控制装置接收来自遥测装置测量的水位信号，并与控制装置中预设的高位水池最低、最高水位信息比较，从而控制抽水电机的启动、停止。本发明所述的一种高位水池水位信号装置与遥测装置组合使用时，只需使控制装置中预设的高位水池最高水位信息低于使浮球阀关阀的水位，当遥测装置出现故障，低报或不报水位信号时，高位水池中水位升高使浮球阀关闭，电磁流量计输入抽水控制装置的水流速减小到预设流速时，控制装置就可控制水泵电机停止抽水并发出警报，不仅防止遥测装置出现故障而水满溢出，还可提醒操作人员发现遥测装置出现了故障，及时检修。

附图说明

   图1：一种高位水池水位信号装置结构示意图；

图2：抽水控制装置结构示意图；

图3：实施例4所述控制软件流程图；

其中：1—抽水控制装置，2—水泵，3—电磁流量计，4—浮球阀，5—高位水池，6—水位遥测装置的水位计，7—浮球，8—水位遥测装置，9—抽水管，10—信号传输装置，11—信号接收装置；CPU—处理器。

具体实施方式

实施例1：一种高位水池水位信号装置，包括抽水管9、高位水池5和水泵2，抽水管9的一端为出水口，另一端为进水口，抽水管9的出水口与高位水池5联通，抽水管9的进水口与水泵2的出水口联通，所述抽水管9上安装有电磁流量计3和浮球阀4；电磁流量计3的安装位置靠近抽水管9的进水口、浮球阀4的安装位置靠近抽水管9的出水口。

本实施例所述的浮球阀4的浮球7位于高位水池5中；浮球阀4位于高位水池5所在的一端（即安装浮球阀4的抽水管9靠近高位水池5或位于高位水池5内）；电磁流量计3位于水泵所在一端（即安装电磁流量计3的抽水管9靠近水泵2）。

  本实施例所述的浮球阀4用于控制抽水管9的出水口的出水量的大小：浮球阀4的浮球随着高位水池5中的水位的升高而上浮，水位升高到预定位置时浮球带动浮球阀逐步关闭，抽水管出水口的出水量逐渐减小（也要通过浮球阀的选择使水位升高到预定位置时浮球带动浮球阀快速关闭，但这有可能瞬间加大水泵的负荷，水泵电机的电流也会瞬间增大）。

本实施例所述的电磁流量计3有流速显示装置。

实施例2：本实施例基本结构同实施例1，不同点在  于： 所述装置包括 抽水控制装置1，抽水控制装置1接收来自电磁流量计3传入的抽水管9中的水的流速信号[电磁流量计3的流量数据线与抽水控制装置1连接（具体与抽水控制装置1的数据接收、处理装置连接）]。

实施例3：本实施例基本结构同实施例2，不同点在  于：所述装置包括水位遥测装置8、信号传输装置10、信号接收装置11，信号接收装置11与抽水控制装置1连接，水位遥测装置8与信号传输装置10连接，信号传输装置10与信号接收装置11无线联接，水位遥测装置8将水位遥测装置的水位计6测得的高位水池中的水位信号通过信号传输装置10、信号接收装置11传输给抽水控制装置1。

 上述的抽水控制装置1主要是PLC控制系统。

上述的水位遥测装置8位于高位水池5所在地，水位遥测装置的水位计6位于高位水池5中。

上述的水位遥测装置8与抽水控制装置1之间还可采用有线连接或其他通讯连接方式。

实施例1所述的抽水控制装置1中的PLC控制系统，预先设定送水周期和流速下限值，系统根据设定的时间周期（停止送水后的时间）启动水泵向高位水池送水，PLC控制系统同时还采集电磁流量计3输入的瞬时流量数据（流速数据）和累计流量数据，并自动计算送水量，PLC控制系统将接收到的流速数据与预先设定的流速下限值进行比较；高位水池中的水位上升到设定高度时，浮球7因浮力而随着水位的上升而上浮，当水位上升到预设的浮球阀关闭水位时，浮球阀的阀芯逐渐关闭，缩小抽水管出水端的出水通道，从抽水管流入高位水池中的水的流速减小，电磁流量计3测得的抽水管中的水的流速也就降低，当电磁流量计3测得的抽水管中的水的流速等于预先设定的流速下限值或低于预先设定的流速下限值时，PLC控制系统使水泵电机停止作业，并开始计算停止送水后的时间，当停止送水的时间达到预先设定送水周期时，PLC控制系统就启动水泵电机向高位水池送水。

实施例3所述的抽水控制装置1中的PLC控制系统，预先设定遥测最高水位、遥测最低水位及流速下限值，PLC控制系统接收水位遥测装置8通过信号传输装置10、信号接收装置11传来的高位水池实时水位信号，并将该实时水位信号与预先设定的遥测最高水位、遥测最低水位比较，当实时水位信号达到（或说不低于）预先设定的遥测最高水位时，PLC控制系统即控制水泵停止抽水，当实时水位信号达到（或说不高于）预先设定的遥测最低水位时，PLC控制系统即启动水泵抽水；同时，PLC控制系统还采集电磁流量计3输入的瞬时流量数据（流速数据），并将接收到的流速数据与预先设定的流速下限值进行比较，当接收到的流速数据达到（或说不高于）预先设定的流速下限值时（即使遥测装置8所传送的实时水位信号没达到预先设定的遥测最高水位），PLC控制系统控制水泵停止抽水，并发出水位遥测装置8或其信号传输发生了故障的警示。所述预先设定的流速下限值对应的高位水池的水位高于预先设定的遥测最高水位。

上述实施例所述的浮球阀可以是由主阀、针阀、球阀、浮球阀、微型过滤器等组成的水力控制接管系统，当管道从进水端给水时，由于针阀、球针阀、浮球阀是常开的，水通过微型过滤器、针阀控制室、球阀、浮球阀进入水池，此时控制室不形成压力，主阀开启，水池供水。当高位水池的水位上升至设定高度时，浮球上浮关闭浮球阀，控制室内水压升高，推动主阀关闭，抽水管内的水停止进入高位水池。

  所述水位遥测设备 可以是一种集数据采集、处理、GPRS传输、太阳能供电的设备，通过采集水位位传感器的水位数据进行运算，将最终结果通过GPRS传回供水站控制系统中。该设备采用太阳能和蓄电池供电，白天太阳能板向蓄电池充电，夜间蓄电池向设备供电。

   上述实施例中，所述抽水管的出水口从高位水池的上部与高位水池联通是指抽水管中的水从高位水池上部的开口或从高位水池靠近上部的开口的侧壁（或说侧壁的上部）流向高位水池中。

上述实施例所述的抽水控制装置1主要包括程序运算装置（程序运算装置既可是上述的PLC控制系统、也可是其他的运算装置，如个人计算机）、信号接收装置（信号接收装置接收来自水位遥测装置8的水位信号和电磁流量计3测得的抽水管中的水的流速信号并传输给程序运算装置）、控制信号输出模块（控制信号输出模块一般与继电器的控制电路连接）。

上述实施例所述的抽水控制装置1主要包括程序运算装置（程序运算装置又称为CPU模块，既可是上述的PLC控制系统、也可是其他的运算装置，如个人计算机）、遥测信号接收电路（接收来自水位遥测装置8的水位信号并传输给程序运算装置）和流速信号接收电路（接收电磁流量计3测得的抽水管中的水的流速信号并传输给程序运算装置）、按键电路（主要用于输入程序所需的预设数据）、控制电路（CPU将控制信号传输给控制电路）、显示电路（显示CPU处理后的信号）、报警电路；遥测信号接收电路、流速信号接收电路及按键电路将相关数据传递给程序运算装置CPU，程序运算装置CPU运算处理后再分别输给控制电路、显示电路、报警电路。

实施例4：现有技术中公开了多种抽水控制系统：如自动抽水控制系统设计（《电子测量与仪器学报》2007年增刊，攀昌元，母夏宇，朱云林），如：乡村楼宇水塔智能抽水控制系统、蓄水池抽水控制系统、上述实施例中所述的一种高位水池水位信号装置可与现有的抽水控制系统结合，但控制软件应作出适应性修改，特别是预设的最小水流速度（简称最小流速）应与高位水池中的最高水位一致，电磁流量计输入抽水控制装置的实时水流速度与预设的最小水流速度比较，当实时水流速度大于预设的最小水流速度时，控制系统采用遥测装置8所传送的实时水位信号，将实时水位信号与预设的高水位（即停止抽水的水位）及预设的低水位（即开始抽水的水位）比较，当实时水位信号不低于预设的高水位时，停止抽水；当实时水位信号不高于预设的低水位时，开始抽水；当实时水流速度等于或小于预设的最小水流速度时，抽水控制装置不再采用遥测装置8所传送的实时水位信号，立即停止抽水、发出警报；预设的最小水流速度所对应的高位水池中的水位就是高位水池防溢水位，也就是浮球阀因浮球上浮而部分或全部关闭的水位；防溢水位应稍高于预设的高水位（二者的差距一般为一厘米以上，也可更小一点，取决于浮球阀的精度，只要能确保抽水控制装置1接收到的遥测装置8所传送的实时水位信号与高位水池中的水位一致时，抽水管中的水的流速不因浮球阀的关闭而影响抽水控制装置1对遥测装置8所传送的实时水位信号的采用和判断）。

  实施例4所述的抽水控制装置1实时接收遥测装置8所传送的实时水位信号，当实时水位触及预设的低水位时，启动抽水，间隔一定时间（根据抽水扬程，一般设定的间隔时间M为5—15秒，扬程越小，间隔时间越短；扬程越大，间隔时间越长，M的具体数据由技术人员现场测定后，对此间隔时间作出设定）等抽水管中的水流速达到正常流速时，抽水控制装置1（具体地说应是抽水控制装置1中的程序运算装置CPU）通过流速接收电路再开始接收、处理电磁流量计3输入的流速信号并将流速与预设最低流速比较。

Claims (8)

1.一种高位水池水位信号装置，包括抽水管（9）、电磁流量计（3）和浮球阀（4）；抽水管（9）有出水口和进水口，特征在于：所述抽水管（9）上安装有电磁流量计（3）和浮球阀（4）；电磁流量计（3）的安装位置靠近抽水管（9）的进水口、浮球阀（4）的安装位置靠近抽水管（9）的出水口。

2.根据权利要求1所述的一种高位水池水位信号装置，特征在于：包括高位水池（5）和水泵（2），抽水管（9）的出水口与高位水池（5）联通；抽水管（9）的进水口与水泵（2）的出水口联通。

3.根据权利要求2所述的一种高位水池水位信号装置，特征在于：所述抽水管（9）的出水口从高位水池（5）的上部与高位水池（5）联通。

4.根据权利要求2所述的一种高位水池水位信号装置，特征在于：浮球阀（4）的浮球（7）位于高位水池（5）中。

5.根据权利要求2所述的一种高位水池水位信号装置，特征在于：电磁流量计（3）有流量显示装置。

6.根据权利要求2所述的一种高位水池水位信号装置，特征在于：包括抽水控制装置（1），电磁流量计（3）的流量数据线与抽水控制装置（1）连接。

7.根据权利要求2所述的一种高位水池水位信号装置，特征在于：包括水位遥测装置（8），水位遥测装置（8）与抽水控制装置（1）通讯连接。

8.根据权利要求6或7所述的一种高位水池水位信号装置，特征在于：所述抽水控制装置（1）包括程序运算装置、遥测信号接收电路、流速信号接收电路、按键电路、控制电路、显示电路和报警电路；遥测信号接收电路、流速信号接收电路及按键电路分别与程序运算装置的输入端连接，程序运算装置的输出端分别与控制电路、显示电路、报警电路连接；遥测信号接收电路与水位遥测装置（8）连接，流速信号接收电路与电磁流量计（3）的流量数据线连接。